一种吹塑发泡风道工艺及其工艺设备的制作方法

本发明涉及一种汽车零部件的成型技术,特别是涉及一种汽车风道的成型技术，具体地说是一种吹塑发泡风道工艺及其工艺设备。

背景技术：

随着全民环保意识的不断增强，全球各大汽车厂节能环保意识随之增加，不断研究开发绿色环保，节能减排，创造新颖，安全舒适，轻量化，成本具有竞争优势，造福人类和子孙后代的新车型。伴随着世界范围内的机动车增长，汽油消费量也在增长。节能减重也是各大主机厂正在努力的方向。随着消费者对汽车的需求越来越高，对车内空气质量也愈发关注。减少车内甲醛排放和异味势在必行。

汽车风道是从空调箱系统把冷风或热风输送到乘客舱，给乘客舱里制冷或加热，同时也还可以给前挡风玻璃和左右侧玻璃除霜的管道。现有技术中，吹塑发泡材料比传统吹塑材料具有轻量化、降噪、减少异响、热力性能和隔热性能更佳等优点，因此将吹塑发泡技术应用推广到汽车风道应用，可以更好地推动车辆减重降噪的改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供将塑料吹塑发泡工艺应用到汽车风道，以改善传统风道风噪大，隔热性能差及重量大缺陷的一种吹塑发泡风道工艺及其工艺设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种吹塑发泡风道工艺，该工艺包括以下步骤：

a)、将吹塑用塑料粒子和发泡剂按质量比98.5-99.5：1.5-0.5的配方混比好；上述的塑料粒子为高密度聚乙烯粒子HDPE，上述的发泡剂为按特定比例先行混合的小苏打和柠檬酸衍生物的混合物；

b)、将上述添加有发泡剂的塑料粒子投料到送料机中，塑料粒子和发泡剂在送料机的作用下，被充分搅匀的同时被输送到挤出机内；

c)、添加有发泡剂的塑料粒子被输送到挤出机的储料缸中，并在储料缸中被加热融化至熔融状态的塑料流体；所述的发泡剂在储料缸的有限空间内微量发泡溶入在熔融状态的塑料流体内；上述的储料缸的加热温度为155℃-180℃；

d)、挤出机的挤出机构向下动作，同时挤出机的口模打开，挤出机构将储料缸内的溶有发泡剂的塑料流体在110bar至130bar的射出压力下经挤出机的口模射入风道模具中挤出风道管坯，该风道管坯中的发泡剂在没有外压的情况，接触到空气后开始二次发泡，该二次发泡的时间为5秒到12秒；

e)、风道模具在塑料流体的射出量达到规定要求后，在二次发泡进行的过程中风道模具在65bar至75bar的锁模压力下关闭锁模；

f)、风道模具关闭锁模后，风道模具中模头上的预吹气嘴和安装在风道模具上的吹针均以0.4bar至1.2bar的吹气压力开始向风道模具中的风道管坯吹气，风道管坯在风道模具中吹塑发泡成型为内部具有中空蜂窝结构的风道管预成品；

g)、将上述的风道管预成品再依次进行去夹料后定型、开口整理、打孔、装配及检验入库后，即得吹塑发泡风道。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的塑料粒子和发泡剂按质量比99：1的配方混比好。

上述的小苏打和柠檬酸衍生物按质量比80：20的配比先行混合，上述的柠檬酸衍生物的主要成分为柠檬酸盐。

上述的储料缸的加热温度为170℃。

上述的挤出杆将储料缸内的溶有发泡剂的塑料流体在120bar的射出压力下经挤出机的口模射入风道模具中挤出风道管坯。

上述的二次发泡的时间为7秒。

在二次发泡进行的过程中风道模具在70bar的锁模压力下关闭锁模。

风道模具中模头上的预吹气嘴和安装在风道模具上的吹针均以0.4bar至0.6bar的吹气压力。

本发明还公开了一种吹塑发泡风道工艺设备，该设备包括将添加有发泡剂的塑料粒子在输送的过程中能同时进行均匀搅拌的送料机，送料机具有用于投放已添加有发泡剂塑料粒子的料斗以及旋转将该塑料粒子和发泡剂边搅拌边输送的送料螺杆，所述的送料机的末端连接有挤出机，所述的挤出机包括有将送料螺杆输送的塑料粒子加热熔融成塑料流体的储料缸以及将储料缸中的塑料流体挤压喷射出去的挤压机构和在塑料流体的射出量达到设计要求后能自动关闭的挤出机口模，挤出机的口模与用于成型汽车风道的风道模具相对接，该风道模具上安装有用于吹气的吹针，并且风道模具的模头上加工有预吹气孔。

上述的储料缸设计有背压调整机构。

与现有技术相比，本发明的一种吹塑发泡风道工艺，能通过让塑料发泡，使成型的汽车风道的内部形成中空的蜂窝结构，这种结构可以大大地降低汽车风道的密度，并且在相同厚度下吹塑发泡风道可以比传统风道减重40%。由于内部形成中空的蜂窝结构，因此可以对风道起到很好的隔热作用，能较好的消除风噪效果，改善汽车风道冷凝水凝结现象，减少传统风道泡棉的使用量，从而减少对车内环境的污染。本发明工艺先进，生产过程简单，能改善传统风道风噪大，隔热性能差及重量大的缺陷，能有效地促进车辆减重降噪的改进。

附图说明

图1为本发明的工艺设备结构示意图；

图2是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至图2为本发明实施例的工艺流程和设备结构示意图。

实施例一：

本发明的一种吹塑发泡风道工艺，该工艺包括以下步骤：

a)、将吹塑用塑料粒子和发泡剂按质量比98.5-99.5：1.5-0.5的配方混比好；上述的塑料粒子为高密度聚乙烯粒子HDPE，上述的发泡剂为按特定比例先行混合的小苏打和柠檬酸衍生物的混合物；

b)、将上述添加有发泡剂的塑料粒子投料到送料机中，塑料粒子和发泡剂在送料机的作用下，被充分搅匀的同时被输送到挤出机内。

c)、添加有发泡剂的塑料粒子被输送到挤出机的储料缸中，并在储料缸中被加热融化至熔融状态的塑料流体；所述的发泡剂在储料缸的有限空间内微量发泡溶入在熔融状态的塑料流体内；所述的储料缸的加热温度为155℃-180℃；

d)、挤出机的挤出机构向下动作，同时挤出机的口模打开，挤出机构将储料缸内的溶有发泡剂的塑料流体在110bar至130bar的射出压力下经挤出机的口模射入风道模具中挤出风道管坯，该风道管坯中的发泡剂在没有外压的情况，接触到空气后开始二次发泡，该二次发泡的时间为5秒到12秒；

e)、风道模具在塑料流体的射出量达到规定要求后，在二次发泡进行的过程中风道模具在65bar至75bar的锁模压力下关闭锁模；

f)、风道模具关闭锁模后，风道模具中模头上的预吹气嘴和安装在风道模具上的吹针均以0.4bar至1.2bar的吹气压力开始向风道模具中的风道管坯吹气，风道管坯在风道模具中吹塑发泡成型为内部具有中空蜂窝结构的风道管预成品；

g)、将上述的风道管预成品再依次进进去夹料后定型、开口整理、打孔、装配及检验入库后，即得吹塑发泡风道。

实施例二：

本发明的本发明的一种吹塑发泡风道工艺，该工艺包括以下步骤：

a)、将吹塑用塑料粒子和发泡剂按质量比99：1的配方混比好；塑料粒子为高密度聚乙烯粒子HDPE，上述的发泡剂为按质量比80：20的比例先行混合的小苏打和柠檬酸衍生物的混合物；柠檬酸衍生物的主要成分为柠檬酸盐。

b)、将上述添加有发泡剂的塑料粒子投料到送料机的料斗中，塑料粒子和发泡剂在送料机的具有搅拌功能的送料螺杆作用下，被充分搅拌均匀的同时被输送到挤出机内。

c)、添加有发泡剂的塑料粒子被输送到挤出机的储料缸中，并在储料缸中被加热融化至熔融状态的塑料流体；发泡剂在储料缸的有限空间内微量发泡溶入在熔融状态的塑料流体内；储料缸的加热温度为170℃；

d)、挤出机的挤出机构向下动作，同时挤出机的口模打开，挤出机构将储料缸内的溶有发泡剂的塑料流体在120bar的射出压力下经挤出机的口模射入风道模具中挤出风道管坯，该风道管坯中的发泡剂在没有外压的情况，接触到空气后开始二次发泡，该二次发泡的时间为7秒；

e)、风道模具在塑料流体的射出量达到规定要求后，在二次发泡进行的过程中风道模具在70bar的锁模压力下关闭锁模；

f)、风道模具关闭锁模后，风道模具中模头上的预吹气嘴和安装在风道模具上的吹针均以0.4bar至0.6bar的吹气压力开始向风道模具中的风道管坯吹气，风道管坯在风道模具中吹塑发泡成型为内部具有中空蜂窝结构的风道管预成品；

g)、将上述的风道管预成品再依次进进去夹料后定型、开口整理、打孔、装配及检验入库后，即得吹塑发泡风道。

采用本工艺生产的吹塑发泡风道有如下特点：

1、轻量化：通过发泡风道可以对车辆减重。

2、隔热性：因风道内壁形成中空的蜂窝结构，可以对风道起到一定的隔热作用。发泡倍率越高，发泡的容积、面积越大，隔热性能越好。因此可以防止风道表面凝结冷凝水。

3、降噪：因风道内壁形成中空的蜂窝结构，对比传统的吹塑风道，有较好的消除风噪效果。

4、减少异响：对于发泡后的风道与周边的金属件或塑料件干涉，撞击后响声较为沉闷，分贝更低。

5、减少泡棉：发泡风道因为性能更为优良，可以取消传统风道上大部分的泡棉，改善甲醛排放和气味超标。

6、回收性：由于化学发泡风道吹塑完成后，在原材料中无残余物，所以边角料可以直接粉碎再重新吹塑，满足吹塑工艺的特殊性。。

本发明还提供了一种吹塑发泡风道工艺设备，该设备包括将添加有发泡剂的塑料粒子在输送的过程中能同时进行均匀搅拌的送料机1，送料机1具有用于投放已添加有发泡剂的塑料粒子的料斗11以及旋转将该塑料粒子和发泡剂边搅拌边输送的送料螺杆12，送料机1的末端连接有挤出机2，挤出机2包括有将送料螺杆12输送的塑料粒子加热熔融成塑料流体的储料缸以及将储料缸中的塑料流体挤压喷射出去的挤压机构和在塑料流体的射出量达到设计要求后能自动关闭的挤出机口模，挤出机的口模与用于成型汽车风道的风道模具3相对接，该风道模具3上安装有用于吹气的吹针，并且风道模具3的模头上加工有预吹气孔。

本发明为了使塑料粒子和发泡剂在螺杆中充分搅匀，改进了螺杆的螺距及长径比。将螺杆的螺距及长径比优选为30-32。因为如果塑料粒子和发泡剂没有被充分搅匀，会导致发泡不均匀甚至无法发泡。

为了获取吹塑发泡需求的材料密度，本发明的储料缸增加有背压调整机构。

本发明在吹塑过程中，为使风道内壁形成的气泡不破裂，因此采用较小的吹塑压力即0.4bar至0.6bar的吹气压力，风道内壁形成的气泡构成上述中空的蜂窝结构。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。