阐述了车灯面罩注塑形成应力纹产生的机理，从模具水路设计，表面粗糙度，成型工艺，材料流动性，产品设计等方面提出减轻应力纹的措施。

一、问题现状

车灯面罩属于大面积薄壁件，生产工艺为注塑生产，原料采用具有优良机械性能的聚氨酯（PC）,在注塑成型后，表面往往会产生一种应力纹，逆光观察有七彩的效果，通常被叫做彩虹纹。经常被汽车主机厂投诉。车灯厂家往往组织技术人员分析，往往没有有效的解决手段。

二、产生机理

熔融状态的PC塑胶进入模具后，表面冷却较快，内部冷却较慢，冷却不同步引起的后收缩，分子取向导致内应力，从而产生应力纹，光直射到应力纹产生“棱镜”折射现象。折射出七彩纹。

针对不同步产生的应力纹，原因从以下方面进行阐述：

2.1模具粗糙度方面的影响：

模具型腔与型芯的粗糙度差异，型腔的粗糙度低，熔融塑胶接触粗糙度低的一侧，流动的快。型芯的粗糙度高，熔融的塑胶在接触粗糙度高的一侧流动性慢。料流一侧快一侧慢，类似滚动前行的产生紊流，微观上分子取向不规则，产生内应力。宏观上前面表面凝固的原料，被后面进来的料子滚动产生推动产生滑移和补缩，表面的料出现密度不同的状态。密度不同，光的折射率不同。产生彩虹纹。

2.2模具温度不平衡方面的影响：

模具由于产品结构影响，导致水路设计分布不合理，会产生各区域的温差。料流进入模具后，在不同区域的冷却速度不一致。会产生凝固的速度不一致。在注塑冷却阶段，在工艺保压的作用下，先凝固的部分产生滑移，直到所有的表面均已凝固位置。产生滑移的部分和后补缩的部分，应力分布不均匀。导致应力纹，在光的折射下。产生彩虹纹。

2.3原料流动性差的影响：

PC材料流动性不佳，在注塑压力的驱使下高压进入模腔，先接触模具表面的，先行凝固，后面的料流推动，被后面进来的料子滚动产生推动产生滑移和补缩，表面的料出现密度不同的状态。密度不同，光的折射率不同。产生彩虹纹。

产品设计：

减少壁厚突变，结构突变的情况。料流更加顺畅，层流比紊流更有利于应力纹的减弱。

成型工艺的影响：

高的料温和高的模具温度，使原料流动更加顺畅，更加快速的充满模腔，减少冷却过程中的温差对应力纹的减弱起到至关重要的作用。

三、解决方案：

3.1减少型芯、型腔的粗糙度差异：

型腔和型芯的表面粗糙度尽可能做到一致。目前行业的普遍现象，是型腔的粗糙度圆圆高于型芯。这样会彩虹纹的影响很大。还有一个误区，光泽度高的面，粗糙度就低。其实不然，光泽度跟粗糙度是两个概念。举个生活中的例子。哈哈镜。光泽度很高，但是粗糙度就很低。

3.2模具温度尽可能平衡：

在设计前期，就要考虑水路排布，尽可能的温度分布平衡。通过模流分析，考虑原料冷却同步的问题。会对应力纹有所改善。

3.3提高原料的流动性有助于改善彩虹纹

试验证明选择流动性好的型号的PC，相对于流动性差的型号的PC。同一副模具，同样的注塑工艺参数，产生的彩虹纹会有改善。但是不能消除。

四、彩虹纹的探测

自然光观察法：

方法一：在晴天的情况下，将产品表面迎着阳光，逆光观察。

方法二：日光灯下，将产品表面迎着日光灯，逆光观察。

方法三：偏光镜观察：将产品放在偏光镜下观察，应力大的地方，彩虹纹严重。

方法四：一种是电子应力检测仪。直接测出产品表面的应力值

分析研究及对比试验

1、80℃，100℃模具温度，产品彩虹纹对比 无明显改善

2、80℃，100摄氏度，退火后，硬化后，防雾后，各工序的彩虹纹对比验证 无明显改善

3、取刚出模具的产品，送实验室，烘箱120摄氏度，烘2H，前后对比。无明显改善

4、对目前比较畅销的车型进行调研（哈弗H2，长安CS75，宝马X1，奥迪A3）均匀不同程度的彩虹纹

五、结合工艺对比试验，和市场调查得出结论：

面罩发彩是PC透明材料注塑成型工艺固有产生的，应力纹产生后，很难发生改变。后续工艺对彩虹纹影响不大。后续的应力消除手段也不能消除或者明显减弱。彩虹纹在目前市面上的车型，不同档次，不同款式进行对比，均有不同程度的彩虹纹。彩虹纹不影响法规和正常使用。属于行业内一直存在的问题，暂时无有效手段控制。

文章转自 微信公众号 车灯开发制造工艺