汽车工业对汽车前照灯的质量要求越来越高,汽车行驶在高速路上时,汽车在黑暗的环境下应具有良好的视野,同时也要避免对路上行人以及交汇车辆产生晕眩的感受,这要求车灯具有以下特点:扁平化、异形化和轻量化[4]。在高度相同的情况下,矩形要比圆形的反射镜有更大的面积利用率,光通量更大。异形的车灯反射镜具有很高的精度,因其可以在多个方向进行反射,因此它所折射出来的光线具有良好的视线。当使用金属制作异形反射镜时,会遇到很大的困难,相反,采用BMC塑料则会解决这个问题。除此之外,必不可少要讲到汽车大灯反射镜的发展史,这样有助于更好的研究BMC注塑成型所制产品的实用性。从1886年汽车诞生至今,汽车从头至尾发生了翻天覆地的变化,它从一种交通工具演变成了科学技术水平的综合载体。作为一辆汽车最招眼的部分,车灯的地位自然非同凡响。在可以预见的未来,车灯将会衍变的更加安全、环保、时尚,对于汽车而言,它们就是自己性格的流露,而大灯中又起着重要作用的就是反射镜,因此本文的研究对汽车的照明系统有着很大的帮助。
BMC车灯注射成型具有很高的自动化程度,较短的成型周期,同时也能制成复杂件。随着国内汽车工业的发展,这项成型工艺被越来越多的车企所采用[5]。BMC模塑料即团装模塑料,国内称为不饱和聚酯团装模塑料。反射镜在高温环境下工作、同时又起到聚光等作用,因此对它的材料特性有很高的要求,例如:耐热、阻燃、抗蠕变等。首先,先对BMC材料进行一个说明。早在二十世纪60年代,BMC材料就已经被前西德和英国开始使用,在随后的几十年中,它的发展和普及主要在美国和日本。在面对BMC团状模塑料具有优良的性能时,如电气性能,机械性能,耐热性,耐化学腐蚀性,越来越多的客户开始对它产生兴趣。同时,它可在多种成型工艺的加工下成型,能生产出多种多样的制件。BMC材料是由高活性不饱和聚酯树脂或其改性树脂为基体,加入低收缩树脂、短切玻璃纤维、无机填料和改发剂、脱模剂、颜料等预混而成的热固性团状模塑料。BMC材料的加工性能优越,用它生产出来的产品不仅强度高、尺寸精确而且稳定性也不错。根据不同产品所需的特性,可以加入添加剂从而配制适于加工的复合材料,由此得到的材料尺寸精度易于把控,阻燃性和抗电痕性良好,具有很高的介电强度、耐腐蚀性和耐污性,机械性能卓越,收缩性低且色泽稳定。BMC材料可用压缩塑、传递模塑和注射模塑等方式成型,BMC材料相比金属或热塑性材料来说具有以下特点:①BMC制车灯反光罩可以达到理想的光滑平整表面,反光光型稳定;②BMC制品本身具备良好的尺寸稳定性,线膨胀系数较小而且耐热变形温度较高;③BMC流动性较好,可以低压成型,可以适应形状比较复杂的模具;④BMC有良好的机械性能和绝缘性能。BMC车灯反射镜可以通过BMC材料模压成型的工艺生产,此种方法生产BMC车灯反射镜缺点生产效率低,废品率高,模压生产过程中需人工频繁取料、称料等工序,因而人为影响因素大质量波动大。为此,BMC材料的注射成型工艺替代模压成型工艺已成为生产汽车反射镜的主流。BMC车灯反射镜的生产过程自动化程度很高,成型周期较短,对于复杂的制件也可以有很好的成型效果。
人们对团装膜塑料BMC的认识始于50年代末,他是一种玻璃纤维增强的不饱和聚酯树脂,60年代人们对热固性塑料的注塑成型技术研究工业发展有了长远的发展[6]。实际上,起初BMC的注塑成型技术只应用于一些小制件,人们对BMC的研究主要集中在压制成型和传递成型。随着汽车工业的发展,BMC注塑成型产品以其良好的质量和优良的性能得到了人们的广泛关注。采用注塑成型生产的热固性塑料产品,不仅具有良好的表面质量,同时对于复杂制件来说其成型工艺良好、成型周期短。正因如此,BMC得到了广泛的应用。同时,注射成型过程中玻纤的损伤也成为限制BMC注塑成型工艺的重要因素。面对纤维损伤问题,欧美及日本等国家进行了大量的研究,并且采用“料、机、模”三位一体的开发技术[7],对BMC材料的配方、成型机械、模具设计进行进一步的开发,最终使玻纤的损伤达到工程可接受的范围内。近年来,为了改善制件的质量和降低生产成本,人们对模具加热和温控系统做了大量研究。Ariffin等运用Moldflow软件对一个复杂的BMC产品的住宿过程进行了模拟仿真,主要考虑了注塑时间和模具温度对产品质量的影响,并且设计了六组不同的工艺参数进行优化,获得了最佳的注塑时间和模具温度分别为15.08s、145℃,最后在实际生产中进行试模,验证了实验的正确性。我国的陈庆涛、陈爱平和洪皓等学者也在此领域做了深入等研究,为这一领域在国内的发展奠定了坚实的基础。Skiatmanaroj等对热固性材料的流动过程进行了研究,他们指出模具表面温度对流动有一定的影响,模温越高流动速度越快[8]。贺克强等从材料和注射工艺过程出发,解决了BMC产品的一些质量问题,如开裂光洁度差等。