1、怎样从材料、模具、注塑机和工艺方面处理注塑成型缺点? 注射成型加工过程是一个包含材料、模具、注射机、成型工艺等多方面原因复杂加工步骤。注射成型制品缺点出现在所难免,于是,寻求缺点产生内在机理和估计制品可能产生缺点位置和种类,并用于指导模具设计和制订更为合理工艺操作条件就显得尤为关键。本文对注塑成型过程中常见成型缺点进行了分类,包含欠注、飞边、充填不平衡、缩痕缩孔、熔接痕、波流痕、喷射痕、浇口晕、焦痕、气泡、银纹、色差、白化、龟裂、表面浮纤、翘曲变形等,并从材料、模具、注塑机和工艺方面分析了缺点产生原因,进而提出处理方法。1.注塑成型技术注塑成型是一个注射兼模塑成型方法,又称注射成型。通用注塑方
2、法是将聚合物组分粒料或粉料放入注塑机料筒内,经过加热、压缩、剪切、混合和输送作用,使物料进行均化和熔融,这一过程又称塑化。然后再借助于柱塞或螺杆向熔化好聚,合物熔体施加压力,则高温熔体便经过料筒前面喷嘴和模具浇道系统射入预先闭合好低温模腔中,再经过冷却定型就可开启模具,顶出制品,得到含有一定几何形状和精度塑料制。因为注塑成型工艺适应性强,成型周期短,生产效率高,注塑成型制品已广泛用于汽车制造、电子、医疗、日常见具等各行各业。2.注塑机及其工作过程注塑机关键由合模系统、注射系统、加热冷却系统、液压系统、润滑系统、电控系统、安全保护和监测系统组成。 注塑周期关键由闭模、注射座前移、注射保压、预塑计
3、量、冷却、开模、顶出制品等程序组成。 注射成型加工过程是一个包含材料、模具、注射机、成型工艺等多方面原因复杂加工步骤。注射成型制品缺点出现在所难免,于是,寻求缺点产生内在机理和估计制品可能产生缺点位置和种类,并用于指导模具设计和制订更为合理工艺操作条件就显得尤为关键。3.注塑成型经典缺点通常来说,对于塑料制品性能优劣评价关键有三个方面: 第一是外观质量,包含完整性、颜色、光泽等; 第二是尺寸和相对位置间正确性,即尺寸精度和位置精度;第三是和用途对应机械性能、化学性能、电学性能等,即功效性。所以,假如因为上述三个方面中任何一个步骤出现问题,就会造成制品缺点产生和扩展。依据以上三方面评价标准,注射
4、成型制品常见缺点具体可分为两大类:1.外观问题类:包含欠注、飞边、充填不平衡、缩痕缩孔、熔接痕、波流痕、喷射痕、浇口晕、焦痕、气泡、银纹、色差、白化、龟裂、表面浮纤、翘曲变形等;2.性能问题类:脆化、残余应力、尺寸不稳定、超重欠重即重量反复精度差等。3.1.欠注又称短射、充填不足,是指料流末端出现部分不完整现象或一模多腔中一部分填充不满,尤其是薄壁区或流动路径末端区域。形成原因:材料:1.材料流动性不好; 2.润滑剂过多或材料中有异物。 模具:1.流道过小、过薄或过长; 2.制品结构复杂,转折多,局部断面很薄;3.浇口位置或形式不妥,数量不足;4.模具型腔排气不良;5.制品为一模多腔,充填不平
5、衡。注塑机:1.注射机选型不妥,塑化容量不足;2.进料处遭异物阻塞;3.喷嘴和主流道入口配合不良。工艺:1.注射量不足;2.熔体温度、模具温度过低;3.注射速度过慢,注射压力过低。处理方法: 1.检验注射机工作是否正常,喷嘴处是否露料,堵塞;2.提升模具温度 、熔体温度,温度过低会使熔体前锋在型腔还未充满前,即已冷凝无法流动造成短射;3.提升注射压力、注射速度 。注射压力和注射速度是相互关联,调整时采取同时增大这两个参数并不适宜,因为进行调整时并不确定造成短射原因到底是注射压力不足还是注射速度不足。正确方法应该是先选择其中一个参数进行调整,然后看其产生效果,再决定下一步操作; 4.提升背压,背
6、压升高能够增加相对运动熔体分子间阻力和剪切热,有利于愈加好塑化物料; 5.改善模具排气,确保计量过程中螺杆有合适速度,而且以适宜背压最大程度地抑制已达成可塑化物料之间间隙和气体流入,确保注射过程中物料填充到模具内时所产生气体顺利排到模具外面。 3.2.飞边飞边指在模具不连续处(通常是分型面、排气孔、排气顶针、滑动机构等)过量充填造成塑料外溢料,又称溢料、溢边、披锋等。飞边发生情况有两种,一个是制品未充满发生飞边,一个是制品充满后发生飞边。形成原因:材料:塑料粘度过高或过低全部可能出现飞边,吸水性强塑料或对水敏感塑料在高温下会大幅度降低流动粘度,增加飞边可能性。塑料粘度过高,则流动阻力增大,产生
7、大背压使型腔压力提升,造成锁模力不足而产生飞边。模具:1.模具分型面精度差,活动模板(如中板)变形翘曲;2.分型面上沾有异物或模板周围有凸出毛刺;3.模具设计不合理,模具型腔开设位置过偏,会令注射时模具单边发生张力,引发飞边;4.模具刚度不足。注塑机:1.注塑机锁模力不足;2.合模装置调整不佳,肘杆机构没有伸直,造成合模不均衡;3.模具平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均、变形不均。工艺:1.注射压力过高或注射速度过快;2.注射量过大;3.熔体或模具温度过高;4.锁模力设定过低;5.保压压力过高,速度压力切换过迟。处理方法:1.降低注射量;2.降低熔体温度、模具温度;3.
8、降低注射压力;4.降低注射速度;5.提升锁模力;6.改善模具排气;7.降低保压压力和保压时间,避免过保压。制品发生飞边缺点时,检验注射机合模机构是否工作可靠,制品未充满即发生飞边可考虑增大锁模力,制品完全充满发生大面积飞边可考虑减小注射量,降低注射压力和注射速度,制品完全充满发生小飞边可考虑减小保压压力和保压时间3.3.充填不平衡实际注塑成型常见一模多腔生产塑料制品,以提升生产效率。一模多腔常会发生充填不平衡现象,以下分别介绍多型腔充填不平衡和单型腔多浇口充填不平衡。多型腔充填不平衡依据多型腔模具几何布局, 其浇注系统分为平衡部署和非平衡部署两类。非平衡部署浇注系统需人工平衡, 即在成形工艺参
9、数一定情况下, 经过调整流道和浇口尺寸使熔体同时充满各型腔, 达成充填平衡。对于平衡部署浇注系统, 熔体到各型腔流动距离相等, 即各型腔是几何对称, 假如忽略制造误差, 则充填过程应是自然平衡, 即不管成形条件怎样改变, 各型腔均应同时充满。但实际情况并不是这么, 而常常是内部靠近主流道型腔先充满。依据多型腔模具几何布局, 其浇注系统分为平衡部署和非平衡部署两类。非平衡部署浇注系统需人工平衡, 即在成形工艺参数一定情况下, 经过调整流道和浇口尺寸使熔体同时充满各型腔, 达成充填平衡。对于平衡部署浇注系统, 熔体到各型腔流动距离相等, 即各型腔是几何对称, 假如忽略制造误差, 则充填过程应是自然
10、平衡, 即不管成形条件怎样改变, 各型腔均应同时充满。但实际情况并不是这么, 而常常是内部靠近主流道型腔先充满。注射成型中,熔体在流道中流动为层流,每层含有不一样剪切速率、温度和粘度,流道壁面周围剪切速率最大,流道中心处剪切速率为零。在H形流道系统中,主流道中心和外层熔体分别进入上下型腔。当注射速率较高时,主流道中外层熔体产生剪切热大于熔体向流道壁传热即热量损失,因另外层熔体温度高于中心处熔体温度。这部分熔体进入下面型腔,因为温度较高,粘度较低,阻力较小,流速较快,所以较多熔体下面型腔。当注射速率较低时,主流道中外层熔体温度低于中心处熔体温度,所以较多熔体进入上面型腔注射速度是造成充填不平衡关
11、键工艺原因,不一样制品和浇注系统,注射速度相对高低也有不一样范围。当注射速率合适时,型腔充填能够实现平衡,或在同一注射周期中采取从低速注射切换到高速注射方法来改善流动平衡影响,但往往造成充填时间过长,降低生产效率。采取CAE软件如Moldflow、Modex3D对一模多腔注射成型过程进行模拟,能够帮助用户找到适宜注射速度。实际生产中为了缩短注射周期、提升生产效率往往采取较高注射速度填充制品,处理自然平衡多型腔注射模充填不平衡问题根本在于改善或消除分流道中熔体温度分布在流动平面不对称性。美国BTI企业研发能够MeltFlipper多模穴流道平衡专利技术,即是经过在每一级分流道入口处改变熔体流动方
12、向,使其以垂直于流动平面方向进入下一级流道,从而使熔体温度不对称性产生在垂直于流动平面方向,消除流动平面温度不对称性,达成平衡充填目标。型腔内充填不平衡当制品采取多个浇口时,因为浇口部署形式也会在型腔内产生充填不平衡现象。3.4.缩痕、缩孔缩痕为制品表面局部塌陷,又称凹痕、缩坑、沉降斑,缩孔即制品内部空洞。形成原因:材料:收缩率过大。模具:1.制品设计不合理,制品壁厚过大或不均匀;2.浇口位置不合理;3.浇口过小;4.模具冷却不均匀。注塑机:1.止逆环、螺杆或柱塞磨损严重,注射压力无法传至型腔造成供料不足;2.注射及保压时熔料发生漏流,降低了充模压力和料量,造成供料不足。工艺:1.熔体温度过高
13、,则壁厚处、加强筋处或突起处后面轻易出现缩痕,因为轻易冷却地方先固化,物料会朝难以冷却部分流动;所以尽可能将缩痕控制在不影响制品品质位置。假如经过降低熔体温度来减小制品缩痕,但势必会带来注射压力增加;2.注射时间过短或保压时间过短,浇口未固化时,保压就结束了;3.注射压力或保压压力过低;4.注射速度过快;5.塑料注射量不足且没有进行足够补缩。处理方法: 1.改换收缩率较小原料;2.提升注塑压力、保压压力;3.提升注射速度能够较方便地使制品充满并消除大部分收缩;4.降低熔体温度和模具温度。同一型腔压力下,通常温度越高收缩越大。 保压和注塑压力越大收缩越小。同一型腔压力下,填充、保压时间越增加,收
14、缩越小。 薄壁制品应提升模具温度,确保料流顺畅;厚壁制品应减低模温以加速表皮固化定型;5.调整注射量和速度压力切换位置;6.增大注射和保压时间,延长制品在模内冷却停留时间,保持均匀生产周期,增加背压,螺杆前段保留一定缓冲垫等全部有利于降低收缩现象;7.调整优化保压压力曲线。因为缩痕通常发生在保压阶段,所以减小和消除缩痕最有效措施是正确控制保压压力和保压时间,制品壁厚不均,厚壁和薄壁熔体流动阻力不一样,保压过程中可能造成厚壁过保压,薄壁补缩不够,所以制品壁厚应该尽可能均匀。3.5.熔接痕 又称熔接线、熔接缝,熔接痕不仅使塑件外观质量受到影响,而且使塑件力学性能如冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率等受
15、到不一样程度影响。形成原因:材料:物料流动性不好,熔体前锋愈流愈慢,愈流愈冷,当熔接线形成时,熔体前锋温度已经下降得很低了,造成结合不良,此时会产生显著熔接痕。模具: 1.浇口尺寸或位置不合理;2.排气不良或没有排气孔;3.制品壁厚过小或差异过大;4.嵌件位置不妥;5.制品设计不合理,波前汇合角过小。工艺:1.料筒、喷嘴温度设定过低;2.背压设定不足;3.注射压力或注射速度过低;4.锁模力过大造成排气不良;5.模具温度过低或熔体汇合处模温过低。处理方法:材料方面:1.应在满足注射件力学性能要求前提下,首先选择无定形韧性聚合物或半结晶性聚合物,避免选择无定形脆性聚合物,尽可能选择表观粘度低、松弛
16、时间短、分子量小材料,或在材料中加入润滑剂以增加熔体流动性;2.选择半结晶性聚合物时,应选择含有成核剂塑料品级,因为含有成核剂半结晶性聚合物结晶晶粒比不含成核剂聚合物细致,有利于提升熔接痕强度;3.须选择填料或增强材料时,应尽可能选择比表面积和长径比较小填料或增强剂;4.对于表面无法避免V形槽,打磨表面能够提升拉伸强度和冲击强度。 工艺方面:1.在分解温度以下合理提升熔体温度和模具温度,但提升熔体温度和模具温度会延长成型周期;2.合适提升注塑压力和保压压力;3.合适增加注射速度或缩短注射时间;4.对于有些制品,可在成型后进行合适热处理,以消除成型过程中残余应力,也有利于改善熔接痕外观质量和强度
17、。模具方面:1.合理设置浇口位置。避免步骤过长造成前锋料流温降过多,另外,要避免小浇口正对着一个大型腔,预防熔体在较高剪切速率下产生喷射流动或蠕动,预防熔料充射到型腔对面产生向回折叠堆积,冷却后形成无规则波纹状熔接痕; 2.合适增加浇口数量。对尺寸较大制品,合适增加浇口数比少浇口熔体充模步骤和时间大大缩短, 流动中熔体温度和压力损失降低, 从而有利于料流前锋面熔体相互熔合,提升熔接质量,减轻熔接痕外观显著程度,不使用过小浇口尺寸。增大流道或浇口截面积,可提升熔体充模时体积流率, 缩短充模时间,降低熔体温度和压力损失,有利于料流汇合处熔体分子相互扩散和缠结,减小熔接痕;3.合适部位增设排气槽。避
18、免因模具排气不良,模腔压力过大,料流不畅,造成分支料流动过程中物理特征改变。另外在熔接痕出现部位增设冷料穴也是消除熔接痕有效方法; 4.合理冷却水系统。模温越低越不易于熔体充足熔合。模具设计时,若冷却水道距熔体汇合处太近,则接缝处熔体因温度降低,黏度升高而无法充足熔合,必产生显著熔接痕。冷却设计不妥,还会造成模具温度分布相差过大,致使熔体充模时型腔不一样部位因温差造成填充速度不一样,从而引发熔接痕; 5.合适降低模具型腔、型芯表面粗糙度。型腔、型芯表面粗糙度也影响熔体充模流动速度。表面粗糙度值过大,流速减慢,模壁冷凝层加厚,料流截面减小,流动阻力深入增大,温降扩大,分支料流熔接强度受损。另外模
19、具制作时,若型腔表面粗糙度不一致, 则会因熔体充模速度不一样而造成熔接痕生成;6.在熔接痕部位部署加热系统,在熔接痕部位部署加热系统能够提升熔体流动前锋温度,提升熔体熔合强度,改善熔接痕部位性能;7.采取变模温技术消除熔接痕,注塑成型充填阶段采取高模温,能够确保产品质量,后充填阶段采取低模温,能够缩短周期时间,这么高低模温交替以兼顾产品质量和生产效率技术就叫作变模温技术。模具内部控温方法有电加热,高温介质(如油和水)加热,蒸汽加热,脉冲式冷却,模具外部控温方法有火焰加热,红外线加热,电磁加热,如多年发展表面高光注塑成型技术即是利用高温介质实现模具控温,其实现过程是:注塑机合模之前, 将高压热水
20、通入定模模芯, 合模后首先把定模模腔表面温度提升到一个较高设定值, 通常要达成塑料热变形温度。然后, 注塑机开始向模腔中注射熔料, 在注塑机完成保压转入冷却后, 定模模芯通入高压冷水, 待模具温度快速下降到一个设定值后开模,完成整个注射过程;8.热流道多浇口次序控制消除熔接痕,假如注塑件采取热流道系统可采取多浇口次序控制系统消除熔接痕。3.6.波流痕流痕通常分为波流痕和喷射流痕,流痕又称流纹,波纹,震纹,是注塑制品上呈波浪状表面缺点。当速度压力切换过早,保压参数不合理时,熔体在速度压力切换以后发生滞流,流动缓慢,料流前锋温度下降过多,产生流痕。波流痕产生是因为熔体充模时温度高熔体碰到温度低模具
21、型腔壁而形成很硬壳,壳层受到熔体流动力作用,时而脱离型腔表面而造成冷却不一致所致。形成原因:材料:1.物料流动性不良;2.成型润滑剂选择不妥。模具:1.流道或浇口过小,注射速度快时,剪切速率和剪切应力大,熔体流动不稳,注射速度慢时,熔体前沿推进缓慢,固化层延伸到前沿,阻止前沿喷泉流将塑料连续性卷到模壁上,形成垂直流动方向缩痕,制品表面形成波纹;2.冷料井过小,使得温度过低物料进入型腔;3.排气不良;4.型腔内阻力过大。工艺:1.物料在料筒中滞留时间过短,熔体温度低,无法将熔体压实,将型腔填满;2.注射压力、保压压力不足;3.料筒、喷嘴温度过低,使得物料难以流动;4.注射速度过低,使得熔体在充填
22、过程中温度下降过大。处理方法:1.调整优化冷料井,预防低温物料进入型腔;2.调整优化注射压力和保压压力,延长保压时间,使得冷凝层能够压紧在模具型腔壁面直到制品定型;3.提升熔体温度、模具温度,合适延长物料在料管中停留时间,以改善物料在充填过程中流动性;4.必需时增大注射速度;5.浇口处失去光泽部分,能够采取多段注射,减慢熔体流过浇口部分时速度。3.7.喷射痕喷射痕又称喷流纹,是从浇口沿着流动方向,弯曲如蛇行一样痕迹。当熔融物料高速流过喷嘴、流道或浇口等狭窄区域后,忽然进入开放、相对较宽区域。熔体沿着流动方向弯曲如蛇一样前进,和模具表面接触后快速冷却。假如这部分材料不能和后续进入型腔树脂很好融合
23、,就在制品上造成了显著喷流纹形成原因:制品结构:制品壁厚相差过大,熔体由薄处快速流向厚处,会使流动不稳,可能产生喷射。模具:1.浇口位置和类型设计不合理,尺寸过小;2.流道尺寸过小;3.浇口至型腔,断面积忽然增大,流动不稳,轻易产生喷射。工艺:1.注射速度过大;2.注射压力过大;3.熔体温度、模具温度过低。处理方法:1.降低注射速度、注射压力;2.调整优化螺杆速度曲线,使熔体前锋以低速经过浇口,等到熔体流过浇口以后再提升注射速度,能够一定程度上消除喷射现象;3.提升熔体温度、模具温度,合适延长物料在机筒中停留时间,以改善物料在充填过程中流动性。4.设计合理浇口位置避免喷射,浇口位置要合理,尽可
24、能避免使其进入深、长、宽广区域,避免发生喷射;5.采取合适浇口类型避免喷射,如扇形浇口、膜状浇口、护耳浇口、搭接浇口等。3.8.浇口晕浇口晕也称太阳斑,指浇口周围产生圆圈状色变。产生原因:1.模温太低;2.浇口太小或进胶处型腔太薄。浇口断面积小或制品壁厚过薄时,熔体剪切速率大,剪切应力增大,以致熔体分子破裂,产生浇口晕现象。 处理方法:1.提升熔体温度和模具温度,尤其是浇口周围;2.调整浇口位置和尺寸,增大浇口尺寸,将浇口部署在制品厚壁处。3.9.焦痕焦痕也称烧焦,烧伤,表现形式有黑斑、黑条,是制品表面暗色、黑色小点或条纹。形成原因:材料:1.颗粒不均,且含有粉末;2.原料中挥发物含量高;3.
25、挥发性润滑剂、脱模剂用量过多;4.杂质过多,再生料过多或受污染;5.原料中混入黑色颜料。模具:1.模具表面受到污染(油、油脂等异物);2.浇口过小或浇口位置不妥;3.排气不良,流道系统中有死角;4.型腔局部阻力大,使料流汇合较慢造成排气困难。注塑机:1.料筒未清洗洁净;2.因为加热控制系统失控,造成料筒过热造成份解变黑;3.因为螺杆或料筒缺点使熔料卡入而囤积,经受长时间固定加热造成份解;4.一些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化,在几乎维持原来颗粒形状情形下,难以熔融,被螺杆压破碎后夹带进入制件;5.料简内喷嘴和螺杆螺纹、止逆阀等部位造成树脂滞流,分解变色后带入制品。工艺: 1.料筒、喷嘴
26、温度过高;2.注射压力或预塑背压过高;3.注射速度过快或注射周期过长;4.螺杆转速过快,产生过热;5.料筒中熔融树脂停留时间过长,造成过热使原料分解。处理方法:1.确保注塑成型车间、注射机、模具清洁;2.注射热敏性塑料后,要将料筒清洗洁净;3.降低熔体温度并缩短物料在料筒中停留时间,预防物料在料筒内因过热分解变黑;4.改善注射机和模具排气,确保计量过程中螺杆有合适速度,而且以适宜背压最大程度地抑制已达成可塑化物料之间间隙和气体流入,确保注塑过程中物料填充到模具内时所产生气体顺利排到模具外面;5.降低注射压力和螺杆预塑背压;6.降低注射速度并缩短注射周期;7.调整到合适螺杆转速。3.10.气泡又
27、称气穴,气痕,气孔,可分为水泡和真空气泡两种,其中真空气泡形成是因为部分厚壁制品其表面冷却较快,中心冷却较慢,从而造成不均匀体积收缩,进而在壁厚部分形成空洞。水泡形成是因为塑料中水分和气体在制品冷却过程中无法排除,从而在制品内部形成气泡。形成原因:材料:1.流动性较差; 2.塑料干燥不够,含有水分。模具:1.模具排气不良;2.制品设计壁厚改变急剧,各部分冷却速度不一样,轻易产生气泡。 制品:壁厚差异大,制品壁厚差异大时,薄壁处熔体流动迟缓,熔体沿厚壁处快速超前,可能对型腔中气体进行包抄,形成气穴。工艺:1.塑化过程过快;2.注射压力过小;3.注射速度过大;4.熔体温度过高;5.模具温度过低。处
28、理方法: 1.对物料进行充足干燥;2.改善注射机和模具排气;3.为预防物料热分解而降低熔体温度,同时施加背压,预防空气进入物料中;4.延长保压时间,提升模具温度;5.厚度改变较大成型品,降低注射速度,提升注射压力。3.11.银纹银纹也称为银线,银丝,是因为塑料中空气或湿气挥发,或有异种塑料混入分解而烧焦,在制品表面形成喷溅状痕迹。当物料未进行充足干燥,吸收潮气,水分在熔体内蒸发成水蒸气。水蒸气在靠近前沿时形成气泡,并逐步膨胀,气泡到前沿时爆裂,并卷到型腔表面,被拉长成银色条纹状,形成制品表面条纹。形成原因:材料:1.原料可能混入水分或异种物料,或没有进行很好干燥;2.物料流动性不好,粘度过高。
29、模具:1.模温控制系統漏水;2.模具表面形成凝結水,则物料充填入型腔后带来热量将其蒸发,和熔融原料融合即形成银纹;3.模具排气不良;4.冷料井过小,注射时冷却原料被带入型腔,一部分会快速冷却固化成薄层,因为生产早期模具温度较低常会出现此问题;5.浇口和流道过小或变形,因为充填速度过快,瞬间产生摩擦可能会使温度急剧上升而造成物料分解。工艺:1.熔体温度过高物料分解;2.注射速度过快,压力过高;3.保压时间过短;4.螺杆转速过快,塑化时剪切速率过大;5.物料停留时间过长造成部分过热分解;6.模具温度过低;7.注射时间过长,最先流入型腔内原料温度较低,因为固化结果,使挥发成份无法排除,尤其对温度敏感
30、原料,常会出现这种情况。处理方法:1.检验原料是否被其它树脂污染并进行充足干燥,换料时,把旧料从料筒中完全清除;2.选择流动性好物料;3.减小物料停留时间,降低熔体温度,预防因温度过高造成物料分解;4.降低螺杆转速、注射速度和注射压力;5.增大保压时间;6.提升模具温度;7.改善注射机和模具排气;8.提升背压;9.采取多段注射工艺降低银纹3.12.色差色差也称变色,光泽不良。形成原因:1.原材料及色母不一样批次颜色有色差;2.料筒内或模具结构存在物料死角;3.料筒加热圈或加热控制部分发生故障,造成料筒温度猛烈改变从而产生色差;4.模温过低,因为不一样浇口在模具中充填区域大小有很大差异,造成来自
31、不一样浇口熔体相遇时,熔体流动速度差异较大,这时假如模温过低,造成流速慢熔体前沿降温过大,造成前沿固化层冷胶过多,固化层被积压或推拉产生雾痕,造成色差;5.料筒未完全清理,尤其是熔融指数低、粘度大黑色料会对后期成型制品产生影响,应用粘度更大物料根本清理。3.13.白化外力作用是造成塑件表面产生白化关键原因。多数情况下,产生白化部位总是在塑件顶出部位。另外假如模温过低,而且流经通道很窄,会造成熔体前沿温度下降很快,固化层较厚,该固化层一旦因制件结构发生较大转向,就会受到很大剪切力,对高温态固化层进行拉扯,也会造成应力发白。出现白化后,应降低注射压力,合适增大脱模斜度,尤其是在加强筋和凸台周围应预
32、防倒角。脱模机构顶出装置要设置在塑件壁厚处或合适增加塑件顶出部位厚度。另外,应提升型腔表面光洁度,减小脱模应力,必需时可使用少许脱模剂。3.14.龟裂龟裂包含制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成创伤,按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。产生关键原因是因为应力变形所致。关键有残余应力、外部应力和外部环境所产生应力变形。形成原因:材料: 1.再生料含量过高,造成制件强度过低;2.湿度过大,造成部分塑料和水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂; 3.混合材料之间相容性不佳。模具: 1.顶出不平衡,从而造成顶出残余应力集中而开裂;2.制件过薄,制品结构设计不合理;3.使用金属嵌
33、件时嵌件和制件收缩率不一样将造成内应力加大;4.主流道设计不合理使得制品粘在定模上;5.成型过程中使用了过量脱模剂。工艺:1.注射压力过大、速度过快、充料多、注射、保压时间过长,从而造成内应力过大;2.调整开模速度和压力不合理造成快速强拉制品造成脱模开裂;3.模具温度低,使得制品脱模困难;4.料温过高造成份解或熔接痕。处理方法: 1.成型加工前对物料进行充足干燥处理;2.提升熔体温度和模具温度;3.降低注射压力、注射量;4.避免塑化阶段因进料不良而卷入空气;5.合适使用脱模剂,注意常常消除模面附着气雾等物质;6.降低注射速度,尤其要减缓经过浇口早期速度;7.调整开模速度和压力,避免因快速强拉制
34、品造成脱模开裂;8.避免因为熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂;9.制品残余应力,可经过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而降低裂纹生成。工艺操作中,应根据降低塑件残余应力要求来设定工艺参数,尤其是在熔料及模具温度较高,熔体流动性能很好情况下,应尽可能降低注射压力。假如塑件表面已经产生了龟裂,能够考虑采取退火措施给予消除,退火处理是以低于塑件热变形温度5度左右温度充足加热塑件1小时左右,然后将其缓慢冷却,最好是将产生龟裂塑件成型后立即进行退火处理,这有利于完全消除龟裂。然而,在大批量生产中采取退火方法消除龟裂,实现起来难度较大,通常不宜采取。另外,因为龟裂裂痕中留有残余应力,若将产
35、生龟裂缺点塑件进行喷涂加工时,涂料中熔剂很轻易使裂痕处溶裂并发展成为裂纹,在这种情况下,应尤其注意选择不会发生熔裂涂料和稀释剂。3.15.表面浮纤纤维增强制品浮纤现象比较常见,浮纤现象是玻纤外露造成,白色玻纤在塑料熔体充模流动过程中浮露于外表,待冷凝成型后便在塑料件表面形成放射状白色痕迹,当塑料件为黑色时会因色泽差异加大而愈加显著。浮纤形成原因关键有以下多个方面:1.在塑料熔体流动过程中,因为玻纤和树脂流动性有差异,而且密度也不一样,使二者含有分离趋势,密度小玻纤浮向表面,密度大树脂沉入内里,于是形成了玻纤外露现象;2.塑料熔体在流动过程中受到螺杆、喷嘴、流道及浇口摩擦剪切作用,会造成局部粘度
36、差异,同时又会破坏玻纤表面界面层,熔体粘度愈小,界面层受损愈严重,玻纤和树脂之间粘结力也愈小,当粘结力小到一定程度时,玻纤便会摆脱树脂基体束缚,逐步向表面累积而外露;3.塑料熔体注入型腔时会形成“喷泉”效应,即玻纤会由内部向外表流动,和型腔表面接触,因为模具型腔表面温度较低,质量轻、冷凝快玻纤被瞬间冻结,若不能立即被熔体充足包围,就会外露而形成浮纤;怎样维持玻纤和树脂在成型过程中含有稳定相容性是改善浮纤现象关键,而玻纤和树脂稳定相容性能够经过强化其界面强度和保持玻纤均匀分散性来实现。生产中不管是采取加入添加剂还是采取合理设计模具结构、优化成型工艺条件方法,全部是基于这个原理。 改善浮纤现象方法
37、:1.在材料中加入增容剂、分散剂、润滑剂和防玻纤外露剂等添加剂来改善玻纤和树脂之间界面相容性,提升分散相和连续相均匀性,增加界面粘结强度,降低玻纤和树脂分离,从而改善浮纤现象。其中有添加剂使用效果很好,不过大多价格不菲,不仅增加了生产成本,而且对材料力学性能也会有影响;2.加入短纤或空心玻璃微珠,利用小尺寸短纤或空心玻璃微珠含有很好流动性和分散性、和树脂之间易于形成稳定界面相容性特点,实现改善浮纤目标,尤其是空心玻璃微珠还能降低收缩变形率,避免制品后翘曲,增加材料硬度和弹性模量,而且价格较低,但不足之处是使材料冲击性能下降;3.合理设计模具结构,以玻纤增强PA66为例:针对玻纤增强PA66流动
38、性差,而且玻纤和PA66两种组分流动性不一致特征,应使其流动距离不能过长,熔体须快速充填型腔,以确保玻纤均匀分散,不发生淤积分层而形成浮纤。所以浇注系统设计基础标准是流道截面宜大,步骤宜平直而短。应采取粗短主流道、分流道和粗大浇口,浇口能够是薄片式、扇形及环形,亦可采取多浇口形式,以使料流混乱、玻纤扩散并减小取向性。而且要求有良好排气功效,能立即排出因玻纤表面处理剂挥发产生气体,以免造成熔接不良、缺料及烧伤等缺点;4.优化工艺条件(a)提升料筒温度,可使熔体粘度降低,改善流动性,避免填充及熔接不良,而且有利于加大玻纤分散性和减小取向性,取得较低制品表面粗糙度,但要避免温度过高造成物料氧化和降解
39、; (b)提升模具温度,有利于提升熔体充模性能、增加熔接痕强度、改善制品表面粗糙度、减小取向和变形。但模具温度愈高,冷却时间愈久,成型周期延长,生产率降低,而且成型收缩率加大,现在有采取变模温技术实现高模温和快速冷却,如采取蒸汽无痕高光注塑技术可有效消除浮纤现象;(c)合适提升注射压力,较高注射压力有利于充填,提升玻纤分散性,降低制品收缩率,但会增加剪切应力和取向,轻易造成翘曲变形、脱模困难甚至造成溢边问题,所以欲改善浮纤现象,应在稍高于非增强塑料注塑压力基础上合适加大;(d)通常稍高背压有利于改善浮纤现象。但过高背压会对长玻纤产生较大剪切作用,使熔体易于因过热而降解,造成变色及力学性能变差,
40、所以将背压设置得比非增强塑料略高些即可;(e)采取较快注射速度,可使玻纤增强塑料快速充满模腔,玻纤沿流动方向作快速轴向运动,有利于增加玻纤分散性、减小取向性、提升熔接痕强度和降低制品表面粗糙度,但要注意避免发生喷射;(f)降低螺杆转速,以避免摩擦剪切力过大而对玻纤造成伤害,破坏玻纤表面状态,降低玻纤和树脂之间粘结强度,加剧浮纤现象,尤其是当玻纤较长时,会因部分玻纤断裂而出现长短不均现象,造成塑料件各处强度不等、力学性能不稳定。3.16.翘曲变形翘曲变形是指注塑制品形状偏离了模具型腔形状。因为成型塑件冷却阶段收缩不均匀,或脱模阶段受到外力作用而造成。形成原因:材料:物料收缩率大。制品:1.制品结
41、构不对称造成不一样收缩;2.制品壁厚不均匀;3.长条形结构翘曲更显著。模具:1.浇口位置不妥或数量不足;2.设计制品壁厚不均,改变忽然或壁厚过小;3.制品结构设计不妥,制品各部分冷却速度不均匀,冷却慢收缩量加大,薄壁部分物料冷却较快,粘度增大引发翘曲;4.制品两侧,型腔和型芯间温度差异较大;5.模具冷却水路位置分配不均匀,没有对温度很好控制。工艺:1.料筒温度、熔体温度过高;2.注射压力过高或注射速度过大;3.保压时间过长或冷却时间过短,还未进行充足冷却就进行顶出,因为顶杆对表面施加压力造成翘曲变形。处理方法:1.尽可能使制品壁厚均匀;2.降低注射压力、注射速度,减小残余应力造成变形;3.降低
42、熔体温度和模具温度,这里要尤其指出制品翘曲和过量收缩对熔体和模具温度来说是一对矛盾。熔体温度高,则制品收缩小,但翘曲大,反之则制品收缩大、翘曲小;模具温度高,制品收缩小,但翘曲大,反之制品收缩大、翘曲小。所以,必需视制品结构不一样处理其关键矛盾;3.合理部署顶出位置或增加顶杆数量;4.调整冷却方法或延长冷却时间。3.17.脆化塑料制品变脆以后更轻易发生断裂,影响使用,另外因为温度,酸碱度,阳光等外界条件也会引发塑料制品变硬老化。形成原因:材料:1.原料混有其它杂质或掺杂了不合适或过量溶剂或其它添加剂;2.物料未干燥,有些塑料如ABS等,在受潮情况下加热会和水汽发生催化裂化反应,使制件发生大应变
43、;3.塑料再生次数过多或再生料含量过高; 4.塑料本身质量不佳,比如分子量分布大,含有刚性分子链等不均匀结构成份占有量过大。模具:1.制品设计过薄或镂空过多;2.分流道、浇口过小;3.模具结构不良造成注塑周期反常;4.制品带有轻易出现应力开裂尖角、缺口或厚度相差很大部位;5.制品使用金属嵌件,像聚苯乙烯这类脆性冷热比容大塑料,不能加入嵌件注塑。工艺:1.料筒、喷嘴温度低;2.注射速度、压力过小;3.模具温度过高,脱模困难;模温过低,塑料过早冷却,熔接缝融合不良,轻易开裂,尤其是高熔点塑料如聚碳酸酯等更是如此;4.螺杆预塑背压、转速过高造成物料降解;5.残余应力过大或熔接痕造成强度下降。处理方法
44、:1.尽可能不使用脆性物料,或使用共混改性材料;2.提升熔体温度,但假如物料轻易降解,则考虑降低其温度;3.提升注射速度、注射压力;4.延长注射时间、全压时间;5.调整模具温度到适宜值。模具温度过高,脱模困难;模温过低,则塑料过早冷却,熔接痕融合不良,轻易开裂;6.降低或消除并合线,提升熔接线区域质量;7.降低预塑背压、螺杆转速,以预防物料因剪切过热而降解界条件也会引发塑料制品变硬老化。3.18.残余应力残余应力除了会影响塑件尺寸精度和多材料组装性要求,另外残余应力会造成光学特征改变,对于后续加工,如涂饰、电镀等造成严重影响。采取应力偏光仪能够检测塑料制品内应力分布,应力偏光仪利用塑料受应力作
45、用下光弹特征来观察材料双折射率改变情况,经过所显示条纹形式及色彩,能够观察到塑件内部残留应力大小。条纹密度越高部位,残留应力越高。残余应力产生原因:1.树脂温度较低时其熔融粘度变大,流动性较差从而产生较大应力;2.模温较低造成残余应力;3.注射和保压时间过长;4.顶出不平衡造成残余应力;5.金属嵌件造成残余应力。关键是因为金属和树脂热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且伴随时间推移,应力超出逐步劣化树脂材料强度而产生裂纹。3.19.尺寸不稳定尺寸不稳定是指在相同注射成型机和成型工艺条件下,每一批成型制品之间或每模生产制品各型腔成型品之间,塑件尺寸发生改变。形成原因材料:1.换批生产时,树脂性能有改变;2.含湿量较大;3.更换助剂对收缩律有影响。模具:1.流道不平衡;2.模具设计尺寸不合适。 注塑机:1.加料系统不稳定;2.背压不稳或控温不稳;3.注射机电气、液压系统不稳定;4.推杆变形或磨损,顶出时变形;5.螺杆转速不稳定。工艺:1.料筒和喷嘴温度太高;2.注射压力太小;3.充模和保压时间不够,充填不足;4.模具温度不均匀或冷却回路不妥造成模温控制不合理;5.操作造成注射周期性反常,成型条件设定不妥。处理方法:1.充足干燥物料; 2.设定合适螺杆计量行程和注