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注塑成型缺陷分析與對(duì)策

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2014-02-22 10:10:45點(diǎn)擊率：

　　塑膠五金網(wǎng)訊：產(chǎn)品發(fā)脆往往由于物料在注塑過程中降解或其他原因。

　?、抛⑺軉栴}：

　　<1>料筒溫度低，提高料筒溫度;

　　<2>噴嘴溫度低，提高它;

　　<3>如果物料容易熱降解，則降低料筒噴嘴溫度;

　　<4>提高注射速度;

　　<5>提高注射壓力;

　　<6>增加注射時(shí)間;

　　<7>增加全壓時(shí)間;

　　<8>模溫太低，提高它;

　　<9>制件內(nèi)應(yīng)力大，減少內(nèi)應(yīng)力;

　　<10>制件有拼縫線，設(shè)法減少或消除;

　　<11>螺桿轉(zhuǎn)速太高因而降解物料。

　?、颇＞邌栴}：

　　①制品設(shè)計(jì)太薄;

　?、跐部谔?

　?、鄯至鞯捞?

　?、苤破吩黾蛹訌?qiáng)筋、圓內(nèi)角。

　?、俏锪蠁栴}：

　?、傥锪衔廴?

　?、谖锪衔锤稍锖?

　　③物料中有揮發(fā)物;

　?、芪锪现谢亓咸嗷蚧亓洗螖?shù)太多;

　　⑤物料強(qiáng)度低。

　?、仍O(shè)備問題：

　?、偎芑萘刻?

　?、诹贤仓杏姓系K物促使物料降解

　　尺寸不準(zhǔn)

　　原因一：成型用膠料

　　膠料的流動(dòng)性過強(qiáng)，向上收縮率有差異

　　原因二：注塑機(jī)及注塑條件

　　1.射膠壓力太低

　　2.保壓太低

　　3.模溫不適當(dāng)

　　4.冷卻時(shí)間太短

　　5.鎖模力不足夠

　　原因三：產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)

　　1.產(chǎn)品的尺寸公差太嚴(yán)格

　　2.模具不夠剛硬

　　3.入水形式和位置不當(dāng)

　　飛邊

　　1：鎖模力不足時(shí)，模板有可能被模穴內(nèi)的高壓撐開，熔膠溢出，產(chǎn)生毛邊2：塑料計(jì)量過多，過量的熔膠被擠入模穴，模板有可能被模穴內(nèi)的高壓撐開，熔膠溢出，產(chǎn)生毛邊。3：料管溫度太高，熔膠太稀，容易滲入模穴各處的間隙，產(chǎn)生毛邊4：4.射壓過高保壓壓力太大

　　解決方法

　　1.確認(rèn)鎖模力是否足夠。

　　2.確認(rèn)計(jì)量位置是否正確。

　　3.降低樹脂溫度和模具溫度。

　　4.檢查射出壓力是否適當(dāng)。

　　5.調(diào)整射速。

　　6.變更保壓壓力或轉(zhuǎn)換位置。

　　以上問題都解決了，還有飛邊(1)鉗工研配沒到位(2)鉗工研合沒法到位，因?yàn)榇朔中兔嫣幖庸r(shí)缺肉太多(程序原因，刀具原因，操做者原因及磕碰等等)，須燒焊

　　鉗工 喜歡ABS等塑料的活

　　PP則反之

　　會(huì)膠線

　　會(huì)膠線是原料在合流處產(chǎn)生細(xì)小的線，由于沒完全融合而產(chǎn)生，成品正、反面都在同一部位上出現(xiàn)細(xì)線，如果模具的一方溫度高，則與其接觸的會(huì)膠線比另一方淺。

　　1 提高原料溫度,增加射出速度則會(huì)膠線減小.

　　2 提高模具溫度,使原料在模具內(nèi)的流動(dòng)性增加,則原料會(huì)合時(shí)溫度較高,使其會(huì)膠線減小.

　　3 CATE 的位置決定會(huì)膠線的位置,基本上會(huì)膠線的位置都進(jìn)膠方向一致.

　　4 模具中間有油或其它不易揮發(fā)成分,則它們集中在結(jié)合處融合不充分而成會(huì)膠線,

　　5 受模具結(jié)構(gòu)的影響,完全消除會(huì)膠線是不可能的,所以調(diào)機(jī)時(shí)不要約束在去除會(huì)膠線方面,而是將會(huì)膠線所產(chǎn)生的不良現(xiàn)象控制中 小限度,這一點(diǎn)更為重要.

　　成型機(jī) 原料溫度低,流動(dòng)性不足射出壓力低射出速度慢灌嘴冷料或太長(zhǎng)灌嘴處變形造成 阻力大(壓力損失)

　　模具 模具溫度低模具內(nèi)排氣不良GATE 位置不良GATE 流道過小從GATE 到會(huì)膠線產(chǎn)生位置的距離過長(zhǎng)(L/T的關(guān)系)模具溫度不平衡

　　原料 原料流動(dòng)性不良原料固化速度快原料烘干不足

　　另：塑性成型中缺陷是不可避免的，而且是相互聯(lián)系的得，我們所能做的只是：將各種缺陷的程度降到工藝允許的范圍，或是降到我們能力所能達(dá)到的范圍，能否得到 的產(chǎn)品就看天意了!哈哈。鄙人一點(diǎn)粗見。

　　我個(gè)人認(rèn)為除了芯子造成的會(huì)膠線外，產(chǎn)品的厚度不均是造成會(huì)膠線的主要原因，所以要解決這類會(huì)膠線 通過修改模具來解決。

　　處理交融線主要還在模具上，改進(jìn)主澆口和流道的大小，試用澆口的進(jìn)料方式和位置，考慮模具的排氣位置，應(yīng)該可以解決這種現(xiàn)象。一般密而多的芯子產(chǎn)生的膠線比較難處理，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮產(chǎn)品的表明處理，比如產(chǎn)品表明的沙底或花紋、皮紋可以有效的掩蓋膠線。

　　翹曲

　　射出時(shí)，模具內(nèi)樹脂受到高壓而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，脫模后，成品兩旁出現(xiàn)變形彎曲，薄殼成型的產(chǎn)品容易產(chǎn)生變形。

　　1 成型品還沒有充分冷卻時(shí)，進(jìn)行頂出，通過頂針對(duì)表面施加壓力，所以會(huì)造成翹曲或變形。

　　2 成型品各部冷卻速度不均勻時(shí)，冷卻慢收縮量加大，薄壁部分的原料冷卻迅速，粘度提高，引起翹曲。

　　3 模具冷卻水路位置分配不均勻，須變更溫度或使用多部模溫機(jī)調(diào)節(jié)。

　　4 模具水路配置較多的模具， 用模溫機(jī)分段控制，已過到理想溫度。

　　成型機(jī) 原料溫度低，流動(dòng)性差，保壓高，保壓時(shí)間長(zhǎng)，射出壓力高，射出速- 度慢， 冷卻時(shí)間短

　　模具 模具溫度低，模具上有溫差，模具冷卻不均勻不充分，脫模不良

　　原料 原料的流動(dòng)性不夠

　　還有塑料件設(shè)計(jì)問題----主要是壁厚均勻度

　　除了壁厚均勻度之外.

　　冷卻系統(tǒng)也不可忽視

　　熔接痕

　　產(chǎn)品接痕通常是由于在拼縫處溫度低、壓力小造成。

　　⑴溫度問題：

　?、倭贤矞囟忍?

　?、趪娮鞙囟忍?

　　③模溫太低;

　?、?拼縫處模溫太低;

　?、?塑料熔體溫度不均。

　?、谱⑺軉栴}：

　　① 注射壓力太低：

　?、?注射速度太慢。

　　(3)模具問題：

　　<1>拼縫處排氣不良;

　　<2>部件排氣不良;

　　<3>分流道太小;

　　<4>澆口太小;

　　<5>三流道進(jìn)口直徑太小;

　　<6>噴嘴孔太小;

　　<7>澆口離拼縫處太遠(yuǎn)，可增加輔助澆口;

　　<8>制品壁厚太薄，造成過早固化;

　　<9>型芯偏移，造成單邊薄;

　　<10>模子偏移，造成單邊薄

　　<11>制件在拼縫處太薄，加厚;

　　<12>充模速率不等;

　　<13>充模料流中斷。

　　(4)設(shè)備問題：

　?、偎芑萘刻?

　?、诹贤仓袎毫p失太大(柱塞式注壓機(jī))。

　?、饰锪蠁栴}：

　?、傥锪衔廴?

　　②物料流動(dòng)性太差，加潤(rùn)滑劑改善流動(dòng)性

　　粘模

　　模具：1 頂出機(jī)構(gòu)不夠完善

　　2 拋光不夠(脫模方向太粗糙)

　　3 檢查模具是否有倒勾和毛刺。

　　4 檢查脫模機(jī)構(gòu)動(dòng)作先后順序。

　　成形：1 注射壓力太大致使撐模。

　　2 保壓太大致使撐模。

　　3 料溫太高致使塑料變脆。

　　4 模溫太低。

　　5 射料不足。

　　粘模有時(shí)和設(shè)計(jì)也有很大關(guān)系，理論上要求，產(chǎn)品要落在動(dòng)模上，但是有時(shí)會(huì)落在定模，上述的說法很對(duì)，但是如果設(shè)計(jì)時(shí)，動(dòng)模的粘力沒有定模大時(shí)，肯定會(huì)粘模。這也是設(shè)計(jì)時(shí) 要注意的地方。

　　對(duì)拋光不良，我有些體會(huì)。曾設(shè)計(jì)風(fēng)輪，高約160，10多個(gè)風(fēng)葉，風(fēng)葉寬2，每個(gè)風(fēng)葉下兩個(gè)2MM頂桿，拔模斜度0.125度，頂出時(shí)，頂桿全都彎了而塑件紋絲不動(dòng)，可見抱緊力多大。當(dāng)時(shí)大家議論紛紛，有領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為模具結(jié)構(gòu)不合理須重新設(shè)計(jì)等等。我請(qǐng)教了我認(rèn)為很有經(jīng)驗(yàn)一位注塑工藝師告我道：拋光不好。我堅(jiān)持了這一看法認(rèn)為先再次拋光看結(jié)果再說。拋了約有三天(窄縫極難拋還要求對(duì)接處合牙)一試模順利頂出。后來，類似的模具又交給我設(shè)計(jì)，注意了拋光， 次試模就OK。

　　也可能是脫模斜度不夠

　　包括模具冷卻水道的均衡性都是非常重要的

　　注塑不滿

　　注塑不滿的主要原因是計(jì)量不夠及熔體因冷卻或流動(dòng)性(熔融指數(shù)低)的原因。

　　解決主要是從以下方面著手：

　　材料

　　提高材料的流動(dòng)性，根據(jù)流動(dòng)比選擇適當(dāng)?shù)娜廴谥笖?shù)材料

　　模具

　　1.澆口加大及拋光流道，減小進(jìn)膠阻力。

　　2.增加排氣。

　　3.冷卻水道設(shè)計(jì)預(yù)防有過冷部份

　　產(chǎn)品

　　1.預(yù)防有過薄的結(jié)構(gòu)

　　工藝

　　1.盡可能提高注塑溫度及模具溫度，增加材料的流動(dòng)性

　　2.盡可能提高注塑速度和壓力，縮短產(chǎn)品填充時(shí)間

　　3.稍增加保壓時(shí)間和壓力，以利二次補(bǔ)料

　　4.稍增加背壓(作用不太)

　　注塑機(jī)

　　檢查是否堵塞。

　　內(nèi)應(yīng)力

　　注射模塑制品的內(nèi)應(yīng)力是由于成型加工不當(dāng)、溫度變化、溶劑作用等原因所產(chǎn)生的應(yīng)力。其本質(zhì)就是高彈變形被凍結(jié)在制品內(nèi)而形成的。

　　內(nèi)應(yīng)力會(huì)影響模塑制品的性能，還會(huì)使制品在垂直于流動(dòng)方向的力學(xué)強(qiáng)度降低，造成塑品開裂。

　　內(nèi)應(yīng)力有取向應(yīng)力、體積溫度應(yīng)力、與制品脫模時(shí)的變形應(yīng)力。

　　內(nèi)應(yīng)力的分散與消除：

　　塑料材料：材料中的雜質(zhì)易造成內(nèi)應(yīng)力，多組份塑料各組應(yīng)分散均勻，排氣好，造粒時(shí)顆粒就塑化均勻，制品內(nèi)應(yīng)力就小。

　　制件設(shè)計(jì)：應(yīng)該力求表面積與體積之比盡量小，比值小的厚制件冷卻緩慢，內(nèi)應(yīng)力較小，比值大的易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。

　　模具設(shè)計(jì)：澆口小保壓時(shí)間短，制品內(nèi)應(yīng)力小，反之就較大。

　　工藝條件：工作溫度影響很大。

　　注射模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析

　　在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時(shí)間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求也不盡相同。因此，對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上也決定了塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。

　　1 模具濕度對(duì)塑件的影響

　　影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì)，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速，冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料，熔體溫度，塑件要求的頂出溫度和模具溫度、塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。

　　(1) 低的模具溫度可降低塑件的成型收縮率。

　　(2) 模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快可以減小塑件的翹曲變形。

　　(3) 對(duì)于結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。

　　(4) 隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑料的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的。但對(duì)于高粘度的無定型聚合物，由于其耐力開裂性與塑件的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模速度，減少補(bǔ)料時(shí)間有利的。

　　(5) 提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。

　　2 模具溫度的確定

　　注射成型工藝過程中，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑周期和塑件質(zhì)量。而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性、塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力和模塑周期等。

　　對(duì)于無定型聚合物，其熔體在注入模腔后隨著溫度的降低而固化，但并不發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，模溫主要影響熔體的粘度，即充模速率。因此，對(duì)于熔融粘度較低和中等的無定型塑料如聚苯乙烯、醋酸纖維素等，采用較低的模具溫度可以縮短冷卻時(shí)間。對(duì)于熔融粘度高的塑料如聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜等，則必須采取較高的模具溫度以避免產(chǎn)生冷流痕、注不滿等缺陷，同時(shí)由于其軟化溫度較高，提高模具溫度可以調(diào)整塑件的冷卻速率，使之均勻一致，以防止塑件因溫度差過大而產(chǎn)生凹痕、內(nèi)應(yīng)力和裂紋等問題。

　　結(jié)晶性聚合物在注入模腔后，當(dāng)溫度降低到熔點(diǎn)以下即開始結(jié)晶，結(jié)晶的速率受冷卻速率并 終由模具溫度控制。高的模具溫度將導(dǎo)致大的結(jié)晶速率，有利于分子的松馳過程，因此尺寸穩(wěn)定但是塑件發(fā)脆，適用于結(jié)晶速率很小的塑料如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。低的模具溫度將導(dǎo)致塑件中的分子結(jié)晶度的降低，對(duì)于玻璃化溫度低于室溫的塑料如聚烯烴類將出現(xiàn)后結(jié)晶現(xiàn)象，從而引起尺寸和力學(xué)性能的變化。適宜的模具溫度區(qū)域，冷卻速率適中，分子的結(jié)晶和定向也都是適中的。

　　3 注射模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析

　　3.1注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

　　設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)需要考慮模具的結(jié)構(gòu)、塑件的尺寸和壁厚、鑲塊的位置、熔接痕的產(chǎn)生位置等。

　　(1) 塑件厚度均勻，冷卻通道至型腔表面的距離相等，亦即冷卻通道的排列與型腔的形狀相吻合，塑件壁厚處冷卻通道應(yīng)靠近型腔，間距要小以加強(qiáng)冷卻。一般冷卻通道與型腔表面的距離大于10mm，為冷卻通道直徑的1～2倍。

　　(2) 在模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻通道的孔徑盡量大，冷卻回路的數(shù)量盡量多，以保證冷卻均勻。

　　(3) 為防止漏水，鑲塊與鑲塊的拼接處不應(yīng)設(shè)置冷卻通道，并注意水道穿過型芯、型腔與模板接縫處時(shí)的密封以及水管與水嘴連接處的密封，同時(shí)水管接頭部位設(shè)置在不影響操作的方向，通常在注射機(jī)的北面。

　　(4) 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。由于澆口附近溫度 ，通常可使冷卻水先流經(jīng)澆口附近，再流向澆口遠(yuǎn)端。

　　(5)降低入水與出水的溫度差，避免模具表面冷卻不均勻。

　　(6)冷卻通道要避免接近塑件熔接痕的生產(chǎn)位置，以免降低塑件的強(qiáng)度。

　　(7)冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)避免過大的壓力降。冷卻通道直徑的選擇要易于加工清理，一般為φ6～φ12mm。

　　3.2 注射模的冷卻分析

　　由于實(shí)際塑件的形狀往往十分復(fù)雜，因此借助于一些簡(jiǎn)化公式或經(jīng)驗(yàn)公式來分析冷卻系統(tǒng)的可行性存在著很大的局限性。MPI/Cool應(yīng)用邊界元的方法分析模具冷卻系統(tǒng)對(duì)模具和塑件溫度場(chǎng)的影響，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局，以達(dá)到使塑件快速、均衡冷卻的目的，從而縮短注射成型的冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。其流程圖如圖1所示。

　　3.2.1 建模及準(zhǔn)備階段

　　輸入CAD模型

　　網(wǎng)格劃分

　　選擇材料

　　設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)

　　確定澆口位置

　　選擇注射機(jī)

　　確定注射工藝參數(shù)

　　設(shè)定分析參數(shù)

　　分析計(jì)算

　　冷卻問題解決

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