塑胶普通射出成型技术研习.docx

塑胶普通射出成型专业技术研习前言射出成型工厂内发生的不良可分为两方面来考虑 射出成型不良实例分析诊断与防止要诀技术 射出成型品质三大要求：喷流痕、浇口模糊、浇口须状、颤纹、皱纹等。内应力取向蠕变性结晶度关联模具关联周围环境关联材料关联成型条件飞边、缺料流痕熔合线银条烧焦外观一般特性耐热性机械特性回火处理成型后吸湿性成型品的物性尺寸误差原因模具构造因素成型收缩率尺寸公差尺寸精度射出成型品质要求 影响成型品质 五大要因 射出速度射出压力料管温度模温冷却时间一次保压背压螺杆转速射胶速度变化浇口大小浇口位置浇口数目冷却均匀度模具精度模具磨损熔融温度变形温度分解温度干燥温度干燥时间流动指数热安全性吸湿性冷冻机除湿干燥机烘干机模温控制机吸料机熔胶能力最高射压螺杆磨损逆流圈磨损电磁阀漏油油温过高水垢产生射胶不稳定射出成型条件因素模具因素成型材料因素成型周边设备因素射出机能力、精度因素 成型过程中不良现象发生的种类：材料的混合烘干过程污染物呈现：黑点现象 料筒中熔化：银条、黑条、脆化、色泽不均、变色（色差）、充填不足、烧焦 等现象充填工程：熔合线、（结合线）、流痕、喷流、取向剥离、偏肉翘曲、飞边等现象压缩工程（保压）：孔隙、光泽、凹陷、破裂等现象冷却工程：翘曲、扭曲、脱模困难等现象顶出工程：破裂、白化、变形等现象射出成型常见不良现象：1.充填不足（短射）short shoots, 2.毛边 flash/burr 3.收缩下陷 shrinkage/sink marks 4.流纹（流痕）flow marks 5.银痕 silver streaks 6.表面光泽不良 lusterless7.结合线weld lines 8.气泡 voids/bubbles 9.黑条 black streaks 10.破裂 crazing/cracking 11.翘曲、扭曲wraping/torsion 12.脱模不良 part sticking 13.脆弱 brittleness 14.剥离 cleavage 15.烧焦 burn marks 16.白化 blushing 17.黑点 black points以上不良现象是射出成型品中常见者，当然还有许多不良现象，无法一一列举，各种不良现象再多，但总离不开1.成型机的设定条件2.模具设计、制作3.材料特性 这三部分的范围，所以应在这范围内详加分析、判断，以作改善对策，不可任意下结论而马上修改模具，否则，一旦不是模具的问题，而想再将模具恢复原状是相当困难的事情个，有关技术应三思而行！射出成型不良的分析及措施（一） 充填不足short shoots定义：是熔融塑料末完全流遍成型空间（模穴）的各角落的现象。原因与对策：1） 成型品与射出机匹配不当，可塑化能力或射出量不足改善对策：需要更换适当机台，射出成型品含流道重量以上不超过射出机最大射出量的80为限。2） 喷嘴射出口径太小，冷料阻塞。改善对策：加大喷嘴射出口径尺寸。3） 流道设计不良时，塑料流动阻力大。改善对策：修改流道尺寸以符合实际需要。4） 塑料熔化不均匀，造成射出压力降过大所致。改善对策：适当的调整背压与螺杆转速，使塑料混炼均匀。5） 流道中冷料井预留不足或不当冷料头进入成型品而阻碍塑料的正常流动。改善对策：增加冷料井储存空间或采用多段射出移开冷料头使塑料充填顺畅。6） 模具温度太冷，塑料在某一特定压力下流动困难。改善对策：斟酌生产上实际需要，提高模具温度。7） 模具排气不良时，空气滞留无法排除。改善对策：定期清理排气孔。（二） 飞边 flush/burr 定义：熔融塑料流入分模面或侧向心型的对合面间隙会发生burr;模具锁模力足够，但在竖浇道与横流道回合处产生薄膜状树脂为flush.原因与对策： 1)模具的锁模力不足，塑料高压射入模具内时会在分模面发生间隙， 塑料由此缝隙流出。 改善对策：调整锁模力，提高锁模吨数。如已调至该机台最大锁模 力仍无法改善，可更换较大机台。 2）定模末充分接触喷嘴，模具发生间隙。 改善对策：调整射座顶力。 3）模具导销磨损，分型面偏移或模具安装板受损，拉杆强度不足发生 弯曲。 改善对策：更换模具导销；模具安装板整修；模具重量超重更换机 台。 4）异物附着模面上。 改善对策：清除模面异物。 5）成型品投影面过大或树脂温度太高。改善对策：更换较大机台；降低塑料温度。（三） 收缩下陷sink marks定义：成型品表面产生凹陷的现象，这是体积收缩所致，通常见于肉厚部分、筋或凸出的背面、直接浇口肉厚不均的部分。凹陷与真空泡同时发生的状况： 成型品的中心部位肉较厚冷却较慢，外部冷却较快，此时内部熔融塑料被外侧拉伸，中心部发生空隙实际为真空泡；不易冷却的肉厚部发生于表面为凹陷。原因与对策：1） 射出压低的场合射出压低则树脂的压缩不完全而产生收缩下陷，最好提高射出压。2） 射出压保持时间短的场合射出压保持时间短，则无法弥补树脂的热收缩量，另外也容易造成回流，而发生压缩不完全，因此需要延长射出保压时间。3） 射出速度过慢、过快的场合太慢的话，固化即刻开始，压力传递不足，因此要加快射出速度；太快的话，仅能填充少量，所以要减缓射出速度，增加计量。4） 射出量少的场合射出量少则树脂的压缩少，因此需增加射出量。5） 树脂温度高、模温高的场合如此，冷却速度慢，收缩完全而产生收缩下陷，因此最好降低树脂温度及模温。6） 横浇道、进浇口狭小的场合横浇道、进浇口狭小的话，压力损失增大，树脂压降低，则压缩不完全。大部分加大进浇口而横浇道维持原状，但长的横浇道压力损失是进浇口的数倍，因此不仅考虑进浇口对横浇道也不可遗忘。太大的横浇道将会浪费材料，因此不可随便加大。7） 有厚肉部与宽的加强筋的场合普通加强筋厚度需控制在壁厚的0.50.8倍之内，距离进浇口远的位置或容易造成收缩下陷问题的位置，尽量减小加强筋的肉厚。另外，为了缩小与周围的热收缩差，由周边部向加强筋的根部渐渐增加肉厚。8） 模具冷却不适当的场合模具冷却不适当将使热收缩不均匀，因此厚肉部与加强件筋的根部肉厚地方需要有足够的冷却。（四） 气泡bubbles/voids定义：熔融塑料中的水分、挥发性气体于成型过程中封入成型品内部而残留的空洞现象为包风bubbles;成型品肉厚处当冷却过程中，由于体积收缩差所产生的间隙为真空泡voids.包风与真空泡的区别要领：成型品自模具中取出，成型品即呈现气泡为包风；成型品自模具中取出，待一段时间再呈现气泡为真空泡。改善对策：1） 扩大浇口或流道尺寸，使压力有效作用于成型品的肉厚部。2） 提高保持压力及冷却时间延长。3） 成型塑料粒子尽量除去水分。4） 料筒温度设定不宜偏高，可有效防止塑料分解而产生气体。5） 使储料筒部的冷却充分，降低储料筒侧的温度，并提高背压，使气体能从储料筒侧排除。(五)破裂cracking与龟裂crazing 定义：成型品表面裂痕严重而明显为破裂cracking 成型品表面呈毛发状裂纹制品尖锐突角处常呈现此现象为龟裂 裂纹为成型品的致命缺陷，主要的原因如下： 1）脱模不良所致 2）过度充填所致 3）模具温度过低 4）制品构造上的缺陷所致 欲避免脱模不良所致的毛病，需要定模各部分要设充分的脱模斜度，研磨模具表面，检查顶杆的粗细、配置等，顶出时成型品各部分的脱模阻力要均匀。 过度充填是施加过大的射出压力或材料计量过多，成型品内部应力过大，脱模时造成裂纹，在此种状态，模具配件的变形也增大，更难脱模，助长破裂，此时应低射出压力、树脂温度、模具温度，防止过度充填。 浇口部位常易残留过大的内部应力，此部分易脆化，特别是直接浇口的部分成为宛如过度充填的状态，易因内部应力而破裂，例如杯状或碗状制品容易以浇口为中心发生放射状裂纹。 应力龟裂问题：ABS材料成型后数日收缩较多，不立刻发生龟裂，却在若干时间后才发生。应力龟裂的潜伏期为21天。 金属埋入镶嵌件的应力龟裂： 塑料的膨胀系数为金属的数倍，成型后收缩；发生应力造成该部位的龟裂，严重的话成为破裂。 取向所致的应力龟裂问题： 塑料的分子在拉伸状态下固化，即模具表面温度太冷时，分子取向容易发生，而取向引起的应力会造成龟裂现象发生。（六）白化blushing 定义：成型品脱模的时候，因顶杆的顶出力或成型品倒勾部位的阻 力，该部位呈现白色痕迹称为白化。 白化并非裂纹，但却是龟裂的前兆，常见于ABS/HIPS等塑件。白化是成型品内部显著的残留应力所致，应注意龟裂现象的发生。 （七）变形strain翘曲、扭曲 定义：变形可分为翘曲与扭曲两种现象。平行边变形称为翘曲 wraping;对角线方向变形称为扭曲torsion. 这两种变形为成型时的各种内应力所致，原因大致如下：1） 脱模时的内应力所致2） 模具温度控制不均匀3） 材料的流动取向所致4） 成型条件不适当所致5） 成型品形状、肉厚等所致变形的对策是依制品形状而定，对于变形的因素有很大的不同。1） 肉厚不均匀，冷却不均匀的场合因树脂的冷却速度不一样，冷却速度快的地方收缩变形小，冷却速度慢的地方收缩大，而发生变形。则肉厚的地方必须有有效的冷却，或距进浇口远的地方树脂温度较低，因此距进浇口近的地方冷却加强，而距进浇口远的地方提高模温，刻意地设置温度差。2） 全体的收缩小或收缩差小的场合利用低模温、低树脂温减小树脂的热收缩，或利用高射出压、长射出保持时间提高压缩性，充分补足热收缩量。3） 由于分子取向造成的场合1. 利用高模温、高树脂温、低树脂压、短射出保持时间，降低树脂的内应力，降低分子取向的情况。2. 利用多点进浇口，减小收缩率的异向性。3. 因薄肉部的流动性不佳，因此容易因取向而造成异向性，薄肉处有进浇口或进浇口周围的薄肉处容易出现波浪状的变形。则必须变更进浇口位置，或采用扇型进浇口使流动均匀，进浇口立刻固化，可以减少残留应力，减少变形。4） 侧壁的内弯曲1） 动模侧充分冷却降低温度，定模侧通温水提高温度，则树脂外侧的收缩较内侧的收缩大。因此，外侧受到以进浇口为中心的拉力作用，可以阻止侧壁向内侧倾斜。2） 使侧壁面的树脂流动方向与底面相同，树脂填充至中央侧壁面止，开始往左右方向流动，因底面与侧面的收缩率大致相等，而减少内弯曲现象。3） 侧壁设置加强筋成型品脱模时的内部应力所致的变形，是成型品末充分冷却固化前，从模具顶出所致。模具内的成型品，若不均匀冷却，则造成热收缩不均匀，容易变形。结晶性塑料的成型收缩大，因此，收缩差所致的变形也大，防止方法是注意模具的温度控制。成型时的材料所致的取向性也是成型品变形的主要原因，配向性所致的变形与模具构造有关系，如浇口的设置、形状、大小、数目等，影响成型品的变形有重大的关联。防止成型品的变形，只调整成型条件是很难达到目的的，但为了减少内部应力所致的变形，可减低射出压力、缩短保压时间、减低射出速度。成型品的变形主要取决于成型品设计的良否，使用的成型材料的适当与否，因此，成型品设计时须加以注意。一般为防止成型品变形，可在刚成型后，以冷工模对成型品施加外力，矫正变形或防止进一步的变形，但成型品在使用中若再次遇到高温时又会复原，对此须特别加以注意。（八）熔合线weld lines定义：熔融材料二道或二道以上合流的部分所形成的细线。熔合线发生的原因如下：1） 成型品形状（模具构造）所致材料的流动方式2） 熔融材料的流动性不良3） 熔融材料合流处卷入空气、挥发物或脱模剂等异物熔合线是流动的材料前端部合流时，此部分的材料温度特别低所致，即合流部末能充分熔合所致。成型品的窗、孔部周边难免会造成材料合流，而产生熔合线。但材料的流动性特别良好时，可使熔合线几乎看不见，同时，升高材料温度、升高模具温度，也可使熔合线的程度减到最小。 改变浇口的位置、数目，将发生熔合线的位置移往他处，或在熔合部设置排气孔，迅速疏散此部分的空气及挥发物。熔合线不仅有碍成型品的外观，同时也降低成型品强度，不含玻璃纤维等填充料的非强化塑胶的熔合线部位强度与其它部位相差无几；但玻璃纤维强化塑胶的玻璃纤维在熔合部强度最低。熔合线在射出成型中是不可避免的现象，通常表现于成型品的不连续部位。熔融树脂在模具内分流后再度合流时，树脂温度降低，而产生无法完全熔合，这是因树脂的流动性的恶化，树脂温度过度下降及模具内树脂熔化部位的排气不良所造成。1. 树脂温度与模具温度低的场合 树脂温度与模具温度低则树脂的流动性恶化，需提高树脂温度和模具温度。2. 射出压低的场合 射出压低则树脂流动性差。3. 射出速度慢的场合 树脂流动慢而降低了熔熔合时的温度。4. 横浇道、进浇口过小的场合 横浇道、进浇口过小则流动阻力大。5. 由进浇口到结合部的距离长的场合 则树脂温度大幅度降低，此时需追加进浇口，变更位置。6. 排气不良的场合 设置排气销、排气沟。7. 进浇口的位置与数量不适当 尽量减少分流，进浇口位置需设于结合线不显眼位置与不施力量的地方。（九）流痕flow marks 定义：熔融材料流动的痕迹，以浇口为中心而呈现的条纹模样。 流痕发生的原因与对策： 流痕是最初流入成型空间内的材料冷却过快，而与其后流入的材料间形成界线所致。为了防止流痕，可增加材料温度，改善材料流动性，调整射出速度。 残留于射出成型机喷嘴前端的冷材料，若直接进入成型空间内，则会造成流痕，因此在注道与流道的会合处或流道与分流道的交接处设置充分的滞料部（冷料井），可有效的防止流痕的发生。同时，也可增大浇口的尺寸来防止。 在成型空间内聚合物温度下降，接触模面的聚合物在半固态压入，表面发生垂直流向的无数细褶。1） 增加聚合物温度及模具温度，充填中的聚合物保持高温，在低粘度状态充填，可以避免流痕。2） 聚合物的充填速度过慢时，充填中降温，发生波纹。增大射出速度及压力，或用外部润滑剂，防止压力损失。3） 模具的冷却水路位置在浇口附近或薄肉厚处时，聚合物温度下降故容易发生。4） 喷嘴过小时，喷嘴处的聚合物温度容易下降，在射出初期粘度增高，引起压力降低，发生波纹。5） cushion量少的话，聚合物停滞料筒内的时间短，实际的聚合物温度比指示温度低，因而须增加cushion量。6） 没有冷料井或其过小时，也会造成冷流痕。（十）喷流痕jetting marks 定义：熔融塑料由浇口往成型空间内射出时呈现纽带状固化，从而在成型品表面成蛇行状态。 使用侧状浇口的成型品，在材料流路中无滞料部或不充足时，容易产生喷流痕，原因是急速通过浇口的冷材料直接进入成型空间，然后接触成型空间表面而固化，接着被随后进入的热材料推流，而残留蛇行痕迹。 防止喷流痕的方法是在流道系统设置足够的滞料部，或增大浇口面积、增高模具温度、防止材料快速固化，或改变浇口形状，采用重叠浇口或凸片浇口，或使从浇口进入成型空间的材料碰撞销类或壁面，或降低射出速度。（十一）银条sliver streaks 定义：在成型品表面或表面附件，沿材料流动方向呈现的银色条 纹。 银条的发生大都是成型材料中的水分或挥发物或附着模具表面的水分等气化所致，射出成型的螺杆卷入空气时也会发生。防止银条的对策是首先充分干燥材料，再者，增高模具温度，降低材料温度、减慢射出速度、降低射出压力及升高螺杆背压等。原因：1.塑料中含有水分或挥发性成分 2.塑料在料筒中滞留太久 3.塑料在料筒中异常升温、部分塑料分解 4.模具排气孔堵塞或排气不良 5.润滑剂或水分附着模具表面 6.粉碎料中含有细微颗粒多 7.异种塑料混入 8.螺杆卷入过多的空气没有排出 9.针点或潜伏式浇口因射速太快，引起塑料升温过剧塑料分解 10.模具型腔温度太低对策：1）射出容量、可塑化能力不足的场合 初期射出的树脂迅速固化，因而气体的排出不完全产生银纹，需要更换能力大的机台。 2)树脂滞留或过热的场合 由于这些树脂发生的气体量多，气体排不出去而固化时会产生银线，因此需要清除加热料筒，并降低树脂温度。 3）射出压力高、射出速度过快的场合 有急速的肉厚变化的话，流动中的压缩树脂急速地减压而膨胀，挥发气体与模穴接触后液化，因此需要降低射出压力、速度、减小肉厚变化。 4）螺杆有空气卷入的场合 储料桶下的冷却充分，则储料桶侧的温度低，与料筒有温度差，则树脂经常擦伤螺杆，另外降低螺杆转速，增加背压，原料受压缩则空气可以从储料桶排出。 5）树脂含水分、挥发分的场合 有吸湿性的树脂如：压克力、ABS、PA、PC等须干燥。 6）模具温度低的场合 树脂迅速固化则引起排气不完全，因此须提高模温。 7）横浇道、进浇口小的场合 因为流动阻力大，填充速度慢，树脂迅速固化，所以须加大横浇道、进浇口尺寸。 8）模具排气不良的场合 模具排气不良可以增加排气槽。 9）模具表面有油或水分、脱模剂场合 清除模具表面。（十二）烧焦burn marks 定义：在成型品表面因为材料过热所致的变色及成型品的锐角部分或筋的前端等材料焦黑的现象。 烧焦是滞留成型空间内的空气，在熔融材料进入时末能迅速排出，被压缩而显著升温，再将材料烧焦所致。 烧焦的有效防止对策是在易聚集空气部位设置排气孔或利用顶出销等的间隙，使残留空气急速排出。也可以降低材料温度、降低射出速度、压力或加大浇口尺寸。 原因：烧焦现象是成型品离浇口最远的末端或结合部位的熔融塑料排气不良引起压缩燃烧后的残痕。烧焦若呈现于成型品表面分散的话，是由于模穴内急速绝热压缩、局部发生燃烧而形成。 对策：1）降低射出压力，但应该注意压力下降后速度会减慢容易造成流痕及结合线明显。 2）采用多段射出，在成型过程末端分多段减速以利于多余气体排出。 3）用真空泵抽取模穴的空气。 （十三）黑条black streaks 定义：成型品表面有黑色条纹的现象，其发生的主要原因是成型材料的热分解所致。 有效防止黑条发生的对策是防止料筒内的材料温度过高，减慢射出速度。料筒内壁或螺杆，若有伤痕或缺口，则附着于此部分的材料会过热引起热分解。止逆环也会因材料滞留而引起热分解，所以粘度高的材料或容易分解的材料要特别注意防止黑条的发生。1）原因：塑料润滑剂不足时，严重产生摩擦热，且因排气不良而引起燃烧。 改善对策：添加适当润滑剂，但如果超过0.2时润滑剂中的可燃性挥发物反而容易燃烧产生黑条。 2）原因：成型品小，料筒尺寸太大，塑料滞留太久而分解。 改善对策：更换机台或较小螺杆。 3）原因：螺杆局部受损或止逆环间隙大。 改善对策：更换螺杆或止逆环。 4）原因：塑料异常升温引起塑料局部分解。 5）原因：螺杆卷入过多空气。（十四）表面光泽不良lusterless定义：成型品表面失去材料本来的光泽，形成乳白色层膜，成为模糊状态等皆可称为表面光泽不良。表面光泽不良大多是由于模具表面状态所致，模具表面的研磨不良时，成型品表面当然得不到良好的光泽。但模具表面状态良好时，增加材料温度、模具温度可以改善表面光泽。使用过多的脱模剂也会导致表面光泽不良。同时材料吸湿或含有挥发物及异物也会造成表面光泽不良。原因：1）润滑剂过多或挥发成分过多时，塑料经过浇口，其压力下降而气化，凝结于模穴表面。 2）表面云层状时，由于塑料于模穴不密着接触所以表面无光泽。（十五）表面剥离pelling 定义：成型品表面成云母状薄层裂痕的现象。 原因：不同材料的混合或成型条件不当。例如PS与ABS、PE与PP.材料温度太低时，流动材料的内部发生交界面也会造成剥离现象。