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摘要：随着我国汽车行业的迅猛发展，乘用车占据汽车年产销量的一大部分，目前我国的乘用车的保险杠都是采用PP混改共性材料。本文通过分析PP保险杆的涂装后以及注塑成型前的情况分析，对于增强保险杠的装配精度以及尺寸研究有了进一步的控制手段。通过对于保险杠弹性品种的选取，合理控制添加弹性品种比例，适当调整相关的工艺，从而得到稳定的保险杠尺寸。
关键词：PP保险杠；涂装后收缩；注塑成型收缩
目前，根据研究表明，大多数PP保险杠所采用的共混改材料是PP+E/P+T20。但是，PP材料是达到一定温度时进行结晶的材料，受温度的影响比较大。PP保险杠在注塑成型的过程中，当遇到空气冷却时，会产生收缩现象。汽车的保险杠必须配合车身，如果发生偏差，便会导致车身衔接位置产生间隙。本文主要研究PP保险杆的涂装后以及注塑成型前的收缩现象，从而寻找能够有效控制汽车装配精度以及精确的保险杠尺寸的有效手段。
一、PP材料注塑成型收缩的基本原理
PP材料分子链的卷曲与伸展式控制其注塑成型收缩的两种方式。PP分子链是成百上千个丙烯单体的集合，在PP材料注塑前，PP分子链像弯曲的弹簧，当进行加热后，PP分子链散开，同时在住宿压力下相互伸展，顺着压力方向逐渐冷却直至固化[1]。其具体方式如图1所示：
当PP分子链冷却至固化后，其会失去压力影响，从而再发生弯曲，这就是注塑件的收缩现象。PP分子链的弯曲、伸展的速度与程度能够反映注塑成型收缩的收缩率以及速度。然而在PP本体中加入滑石粉等弹性体后会对PP分子链的弯曲与展开起到阻碍效果。所以，纯PP比PP分子链的弯曲伸展速度高的多。如表1所示：
从上表能够看出，当滑石粉与弹性体共同存在时，PP分子链的收缩率较高。第二个导致PP注塑收缩现象的是结晶。PP是晶体，能够在加热时融化吸热，冷却时释放能量。结晶时，其体积比融化时小。当滑石粉与弹性体共同存在时，其结晶受到破坏，因此，纯PP比共混改PP的收缩速度以及收缩率高很多。
二、注塑成型过程中保险杠的收缩率与收缩速度的影响因素
在注塑成型过程中保险杠的收缩速度与收缩率受到许多方面的影响。有的收缩速度快，有的收缩速度慢，有的尺寸变化程度大，有的变化程度小[2]。
利用注塑成型原理能够有效推测出PP，滑石粉，弹性体之间的比例对于共混材料的收缩速度与变化程度的影响。如下，表2-表4是在材料类型保证在PP+E/P（12%）+TALC（20%）的前提下，只调整其中一个数据。表5-表6是当有其中三种物质不变，在添加20%的滑石粉以及12%的弹性体所得到的数据。
根据表格2可以看出，均聚PP比共聚PP的注塑收缩率高，收缩速度影响不大。
根据表格3可以看出，弹性体影响共混改性材料程度较大。
根据表格4可以看出，滑石粉影响共混改性材料的收缩速度小。
根据表格5可以看出，共混改材料的收缩程度随着弹性体的增加而降低，当达到一定值后逐渐稳定。
根据表格6可以看出，逐渐增加滑石粉的添加比例，共混改材料的收缩率快速降低。当减少滑石粉添加比例，变化幅度不大。
综上所述，PP，滑石粉，弹性体都能影响共混改材料的收缩速度以及收缩程度。其中，滑石粉以及弹性体的添加比例对于其收缩程度比较明显。当三者较为稳定时，弹性体最能够影响共混改材料的收缩程度。
三、涂装后保险杠收缩的影响因素
一次收缩是指在保险杠成型后的素材件收缩，二次收缩是指保险杠涂装烘烤后的收缩。目前有两种对于二次收缩现象的解释：一、当烘烤PP结晶部分至其二次冷却后（通常为80℃@45min），发生二次结晶，提高了其分子结构的规整性，使保险杠发生率进一步的尺寸收缩[3]。二、第一次注塑成型后，PP分子链被冻结，在涂装过程中出现松弛现象，而冷却后继续弯曲，从表面上看则是进一步收缩。
通过研究PP保险杠的注塑成型情况以及影响保险杠注塑成型要素，保险杠的注塑成型同样会对其涂装烘烤产生二次影响，但其影响程度是不同的。下图主要的研究对象为PP+E/P+T20类型材料，分析各种情况对于保险杠涂装收缩的影响。
通过上图的结果表明，PP保险杠的涂装前后通常是千分之2.0-千分之2.5个尺寸的变化。但是不同的弹性体，变化的差值相差很大。实际操作中，PP保险杠的涂装前后尺寸变化在千分之0.5左右，通过多次的实验能够得到此验证。因此，保险杠的涂装后收缩受弹性体种类的影响较大。如下表所示，不同工藝相同的材料对于涂装后收缩的影响。
总结：
在零部件厂和主机厂当中，尺寸稳定性始终是困扰着他们的问题。本篇文章经过分析研究，得出保险杠在注塑成型以及涂装烘烤后收缩均与保险杠的注塑工艺和材料成分有关。当中主要因素就是弹性体的添加量以及品种。精心设计保险杠材料配方，严格控制注塑工艺能够得到符合标准的保险杠尺寸。如果保险杠的模具开模尺寸有误差，这时可以利用工艺以及材料弥补，即便不改变模具也能够使得保险杠符合装车尺寸。通过选取合适的保险杠弹性品种，能够得到稳定的保险杠尺寸。
参考文献：
[1]徐伟，罗竟涛，尧永春，阳学，卢鸿剑.汽车PP保险杠注塑成型收缩及涂装后收缩的研究[J].汽车科技，2015，6（2）：58-62.
[2]陈黎.轿车后保险杠注塑件工艺参数优化及再生率提高的研究[J].中南林业科技大学，2015，4（2）：111-113.
[3]吴书婷，刘泓滨，李雪峰.基于正交试验法的汽车保险杠注塑成型工艺参数多目标优化研究[J].塑料工业，2012，40（8）：60-64.
作者简介：
王松，男，汉族，助理工程师，1982年3月出生，籍贯山东，工学学士，2005毕业于太原科技大学材料成型及控制工程专业。工作单位：柳州五菱汽车工业有限公司，历任主任工程师，生产值班经理。主要研究方向：汽车外饰件制造技术及生产管理。
关键词：PP保险杠；涂装后收缩；注塑成型收缩
目前，根据研究表明，大多数PP保险杠所采用的共混改材料是PP+E/P+T20。但是，PP材料是达到一定温度时进行结晶的材料，受温度的影响比较大。PP保险杠在注塑成型的过程中，当遇到空气冷却时，会产生收缩现象。汽车的保险杠必须配合车身，如果发生偏差，便会导致车身衔接位置产生间隙。本文主要研究PP保险杆的涂装后以及注塑成型前的收缩现象，从而寻找能够有效控制汽车装配精度以及精确的保险杠尺寸的有效手段。
一、PP材料注塑成型收缩的基本原理
PP材料分子链的卷曲与伸展式控制其注塑成型收缩的两种方式。PP分子链是成百上千个丙烯单体的集合，在PP材料注塑前，PP分子链像弯曲的弹簧，当进行加热后，PP分子链散开，同时在住宿压力下相互伸展，顺着压力方向逐渐冷却直至固化[1]。其具体方式如图1所示：
当PP分子链冷却至固化后，其会失去压力影响，从而再发生弯曲，这就是注塑件的收缩现象。PP分子链的弯曲、伸展的速度与程度能够反映注塑成型收缩的收缩率以及速度。然而在PP本体中加入滑石粉等弹性体后会对PP分子链的弯曲与展开起到阻碍效果。所以，纯PP比PP分子链的弯曲伸展速度高的多。如表1所示：
从上表能够看出，当滑石粉与弹性体共同存在时，PP分子链的收缩率较高。第二个导致PP注塑收缩现象的是结晶。PP是晶体，能够在加热时融化吸热，冷却时释放能量。结晶时，其体积比融化时小。当滑石粉与弹性体共同存在时，其结晶受到破坏，因此，纯PP比共混改PP的收缩速度以及收缩率高很多。
二、注塑成型过程中保险杠的收缩率与收缩速度的影响因素
在注塑成型过程中保险杠的收缩速度与收缩率受到许多方面的影响。有的收缩速度快，有的收缩速度慢，有的尺寸变化程度大，有的变化程度小[2]。
利用注塑成型原理能够有效推测出PP，滑石粉，弹性体之间的比例对于共混材料的收缩速度与变化程度的影响。如下，表2-表4是在材料类型保证在PP+E/P（12%）+TALC（20%）的前提下，只调整其中一个数据。表5-表6是当有其中三种物质不变，在添加20%的滑石粉以及12%的弹性体所得到的数据。
根据表格2可以看出，均聚PP比共聚PP的注塑收缩率高，收缩速度影响不大。
根据表格3可以看出，弹性体影响共混改性材料程度较大。
根据表格4可以看出，滑石粉影响共混改性材料的收缩速度小。
根据表格5可以看出，共混改材料的收缩程度随着弹性体的增加而降低，当达到一定值后逐渐稳定。
根据表格6可以看出，逐渐增加滑石粉的添加比例，共混改材料的收缩率快速降低。当减少滑石粉添加比例，变化幅度不大。
综上所述，PP，滑石粉，弹性体都能影响共混改材料的收缩速度以及收缩程度。其中，滑石粉以及弹性体的添加比例对于其收缩程度比较明显。当三者较为稳定时，弹性体最能够影响共混改材料的收缩程度。
三、涂装后保险杠收缩的影响因素
一次收缩是指在保险杠成型后的素材件收缩，二次收缩是指保险杠涂装烘烤后的收缩。目前有两种对于二次收缩现象的解释：一、当烘烤PP结晶部分至其二次冷却后（通常为80℃@45min），发生二次结晶，提高了其分子结构的规整性，使保险杠发生率进一步的尺寸收缩[3]。二、第一次注塑成型后，PP分子链被冻结，在涂装过程中出现松弛现象，而冷却后继续弯曲，从表面上看则是进一步收缩。
通过研究PP保险杠的注塑成型情况以及影响保险杠注塑成型要素，保险杠的注塑成型同样会对其涂装烘烤产生二次影响，但其影响程度是不同的。下图主要的研究对象为PP+E/P+T20类型材料，分析各种情况对于保险杠涂装收缩的影响。
通过上图的结果表明，PP保险杠的涂装前后通常是千分之2.0-千分之2.5个尺寸的变化。但是不同的弹性体，变化的差值相差很大。实际操作中，PP保险杠的涂装前后尺寸变化在千分之0.5左右，通过多次的实验能够得到此验证。因此，保险杠的涂装后收缩受弹性体种类的影响较大。如下表所示，不同工藝相同的材料对于涂装后收缩的影响。
总结：
在零部件厂和主机厂当中，尺寸稳定性始终是困扰着他们的问题。本篇文章经过分析研究，得出保险杠在注塑成型以及涂装烘烤后收缩均与保险杠的注塑工艺和材料成分有关。当中主要因素就是弹性体的添加量以及品种。精心设计保险杠材料配方，严格控制注塑工艺能够得到符合标准的保险杠尺寸。如果保险杠的模具开模尺寸有误差，这时可以利用工艺以及材料弥补，即便不改变模具也能够使得保险杠符合装车尺寸。通过选取合适的保险杠弹性品种，能够得到稳定的保险杠尺寸。
参考文献：
[1]徐伟，罗竟涛，尧永春，阳学，卢鸿剑.汽车PP保险杠注塑成型收缩及涂装后收缩的研究[J].汽车科技，2015，6（2）：58-62.
[2]陈黎.轿车后保险杠注塑件工艺参数优化及再生率提高的研究[J].中南林业科技大学，2015，4（2）：111-113.
[3]吴书婷，刘泓滨，李雪峰.基于正交试验法的汽车保险杠注塑成型工艺参数多目标优化研究[J].塑料工业，2012，40（8）：60-64.
作者简介：
王松，男，汉族，助理工程师，1982年3月出生，籍贯山东，工学学士，2005毕业于太原科技大学材料成型及控制工程专业。工作单位：柳州五菱汽车工业有限公司，历任主任工程师，生产值班经理。主要研究方向：汽车外饰件制造技术及生产管理。