人们对塑料产品的外观要求,随着塑料工业的发展和人们生活水平的提高而不断提高。为实现制品的高光、炫彩、珠光闪烁等美学效果,传统的塑料制品多是进行喷涂、电镀等工艺处理,常伴有环境污染、能源浪费等问题。免喷涂塑料,即含有珠光粉、金属粉等填充物的塑料复合材料,通过注射成型,无需后续抛光、喷涂等工序,直接获得成品。相比于传统注塑、喷涂、电镀等多工序制品,具有个性化强、效率高、成本低、外观效果好、绿色环保等优点,近十年来广泛应用于汽车内饰件、家电外观部件、日常包装、建材等领域。但免喷涂塑料颜料填充物通常与聚合物基体材料相容性差,经历注射成型工艺复杂的热力历程,颜料填充物的取向及分布可能会对制品微观形貌、制品性能产生影响,特别是当制品含有肋、孔等结构时,制品表面易产生熔接（合）线、黑线流痕、不均匀光学闪烁等缺陷,故目前的免喷涂注塑件尺寸偏小、结构相对简单,不利于工程化应用。本文结合数值模拟与实验方法对美学注塑制品光学闪烁的成因、机理进行研究,为免喷涂注塑制品的设计和生产提供参考。本文以工程常用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）为基体,金属铝粉为填充物,通过注塑实验和数值模拟,研究了浇注系统和型腔（制品）结构对注塑制品表面质量的影响,分析了黑线流痕的形成机理,提出免喷涂注塑制品黑线流痕的数值预测方法。主要研究内容和结论如下:（1）ABS/Al复合材料性能研究,以获得合适的注塑工艺。通过研究发现:1)免喷涂塑料中铝粉填充物的加入量比较少,对基体材料注射成型工艺条件的影响有限。添加铝粉后,材料的玻璃化转变温度（Tg）降低2.5℃,对材料的流变特性影响不大;2)相较于纯ABS制品,ABS/Al复合材料制品的拉伸强度降低了12.3%,缺口冲击强度降低了30.5%;3)铝粉填充物的加入使制品的表面光泽度减小;4)调整注塑工艺参数可改善制品光学性能,如熔体温度升高或注射速率增大,制品的表面光泽度增大。（2）浇注系统对免喷涂注塑制品外观（光学）性能的影响,建立浇注系统设计准则和数值预测方法。分别采用一级分流道（两板模结构）及二级分流道（三板模结构）完成ABS/Al、PC/Al复合材料矩形平板注塑制品的制备,重点考察了熔体流动方式、温度、剪切速率等对注塑制品表面质量的影响。通过数值与实验发现三板模引起的熔体前沿“耳形”流动不平衡会形成制品表面黑线流痕,并分析了黑线流痕的成因主要是熔体流动不平衡和铝粉填料的取向不均匀,给出了免喷涂塑料浇注系统的设计准则。研究发现:1)铝粉不均匀取向,特别是厚度方向的取向不均匀,是形成表面缺陷的主要原因;2)免喷涂塑料的浇注系统尽量避免小尺寸的浇口结构。充填过程点浇口剪切生热造成熔体前沿的“耳形”流动不平衡;工艺参数变化,如注射速率增加或熔体温度降低,会加剧熔体流动不平衡程度;3)提出用充填时间等值线模拟结果的熔体前沿“V”形变化,预测黑线流痕位置。（3）型腔（制品）结构对ABS/Al复合材料注塑制品外观质量的影响,建立肋、孔结构的设计准则,并尝试用“皮纹”表面弱化黑线流痕的不良影响。设计带有肋、孔结构的平板制品,研究注塑工艺产生的熔接（合）线、黑线流痕对制品表面质量的影响。研究发现:1)肋结构对制品黑线流痕的影响与横截面（与制品主体结构相连部分）、充填方向有关。肋结构横截面大尺寸方向与熔体充填方向一致时,引起制品表面黑线流痕;垂直于熔体充填方向的肋结构对制品外观几乎无影响;2)免喷涂塑料注射成型中,孔结构对制品表面质量的影响同时包括熔接（合）线、黑线流痕两部分;不同于常规塑料注塑工艺中孔结构形成的熔接（合）线且熔接（合）线影响区域与孔径相当;3)采用数值方法,分析了制品表面熔接线与黑线流痕的形成机理及二者的差异;4)数值结果对熔接（合）线的预测可靠,对黑线流痕的预测功能待完善。提出的“V”形熔体前沿可对孔结构引起的熔接（合）线、黑线流痕进行预测;5)工程实践中,模具型腔表面的皮纹处理,可对制品结构引起的熔接（合）线、黑线流痕缺陷进行遮盖、修饰。