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注塑成型缺陷分析与对策

来源：塑胶五金网发布时间：2014-02-22 10:10:45点击率：

　　塑胶五金网讯：产品发脆往往由于物料在注塑过程中降解或其他原因。

　　⑴注塑问题：

　　<1>料筒温度低，提高料筒温度;

　　<2>喷嘴温度低，提高它;

　　<3>如果物料容易热降解，则降低料筒喷嘴温度;

　　<4>提高注射速度;

　　<5>提高注射压力;

　　<6>增加注射时间;

　　<7>增加全压时间;

　　<8>模温太低，提高它;

　　<9>制件内应力大，减少内应力;

　　<10>制件有拼缝线，设法减少或消除;

　　<11>螺杆转速太高因而降解物料。

　　⑵模具问题：

　　①制品设计太薄;

　　②浇口太小;

　　③分流道太小;

　　④制品增加加强筋、圆内角。

　　⑶物料问题：

　　①物料污染;

　　②物料未干燥好;

　　③物料中有挥发物;

　　④物料中回料太多或回料次数太多;

　　⑤物料强度低。

　　⑷设备问题：

　　①塑化容量太小;

　　②料筒中有障碍物促使物料降解

　　尺寸不准

　　原因一：成型用胶料

　　胶料的流动性过强，向上收缩率有差异

　　原因二：注塑机及注塑条件

　　1.射胶压力太低

　　2.保压太低

　　3.模温不适当

　　4.冷却时间太短

　　5.锁模力不足够

　　原因三：产品及模具设计

　　1.产品的尺寸公差太严格

　　2.模具不够刚硬

　　3.入水形式和位置不当

　　飞边

　　1：锁模力不足时，模板有可能被模穴内的高压撑开，熔胶溢出，产生毛边2：塑料计量过多，过量的熔胶被挤入模穴，模板有可能被模穴内的高压撑开，熔胶溢出，产生毛边。3：料管温度太高，熔胶太稀，容易渗入模穴各处的间隙，产生毛边4：4.射压过高保压压力太大

　　解决方法

　　1.确认锁模力是否足够。

　　2.确认计量位置是否正确。

　　3.降低树脂温度和模具温度。

　　4.检查射出压力是否适当。

　　5.调整射速。

　　6.变更保压压力或转换位置。

　　以上问题都解决了，还有飞边(1)钳工研配没到位(2)钳工研合没法到位，因为此分型面处加工时缺肉太多(程序原因，刀具原因，操做者原因及磕碰等等)，须烧焊

　　钳工 喜欢ABS等塑料的活

　　PP则反之

　　会胶线

　　会胶线是原料在合流处产生细小的线，由于没完全融合而产生，成品正、反面都在同一部位上出现细线，如果模具的一方温度高，则与其接触的会胶线比另一方浅。

　　1 提高原料温度,增加射出速度则会胶线减小.

　　2 提高模具温度,使原料在模具内的流动性增加,则原料会合时温度较高,使其会胶线减小.

　　3 CATE 的位置决定会胶线的位置,基本上会胶线的位置都进胶方向一致.

　　4 模具中间有油或其它不易挥发成分,则它们集中在结合处融合不充分而成会胶线,

　　5 受模具结构的影响,完全消除会胶线是不可能的,所以调机时不要约束在去除会胶线方面,而是将会胶线所产生的不良现象控制中 小限度,这一点更为重要.

　　成型机 原料温度低,流动性不足射出压力低射出速度慢灌嘴冷料或太长灌嘴处变形造成 阻力大(压力损失)

　　模具 模具温度低模具内排气不良GATE 位置不良GATE 流道过小从GATE 到会胶线产生位置的距离过长(L/T的关系)模具温度不平衡

　　原料 原料流动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，而且是相互联系的得，我们所能做的只是：将各种缺陷的程度降到工艺允许的范围，或是降到我们能力所能达到的范围，能否得到 的产品就看天意了!哈哈。鄙人一点粗见。

　　我个人认为除了芯子造成的会胶线外，产品的厚度不均是造成会胶线的主要原因，所以要解决这类会胶线 通过修改模具来解决。

　　处理交融线主要还在模具上，改进主浇口和流道的大小，试用浇口的进料方式和位置，考虑模具的排气位置，应该可以解决这种现象。一般密而多的芯子产生的胶线比较难处理，产品设计人员应该考虑产品的表明处理，比如产品表明的沙底或花纹、皮纹可以有效的掩盖胶线。

　　翘曲

　　射出时，模具内树脂受到高压而产生内部应力，脱模后，成品两旁出现变形弯曲，薄壳成型的产品容易产生变形。

　　1 成型品还没有充分冷却时，进行顶出，通过顶针对表面施加压力，所以会造成翘曲或变形。

　　2 成型品各部冷却速度不均匀时，冷却慢收缩量加大，薄壁部分的原料冷却迅速，粘度提高，引起翘曲。

　　3 模具冷却水路位置分配不均匀，须变更温度或使用多部模温机调节。

　　4 模具水路配置较多的模具， 用模温机分段控制，已过到理想温度。

　　成型机 原料温度低，流动性差，保压高，保压时间长，射出压力高，射出速- 度慢， 冷却时间短

　　模具 模具温度低，模具上有温差，模具冷却不均匀不充分，脱模不良

　　原料 原料的流动性不够

　　还有塑料件设计问题----主要是壁厚均匀度

　　除了壁厚均匀度之外.

　　冷却系统也不可忽视

　　熔接痕

　　产品接痕通常是由于在拼缝处温度低、压力小造成。

　　⑴温度问题：

　　①料筒温度太低;

　　②喷嘴温度太低;

　　③模温太低;

　　④ 拼缝处模温太低;

　　⑤ 塑料熔体温度不均。

　　⑵注塑问题：

　　① 注射压力太低：

　　② 注射速度太慢。

　　(3)模具问题：

　　<1>拼缝处排气不良;

　　<2>部件排气不良;

　　<3>分流道太小;

　　<4>浇口太小;

　　<5>三流道进口直径太小;

　　<6>喷嘴孔太小;

　　<7>浇口离拼缝处太远，可增加辅助浇口;

　　<8>制品壁厚太薄，造成过早固化;

　　<9>型芯偏移，造成单边薄;

　　<10>模子偏移，造成单边薄

　　<11>制件在拼缝处太薄，加厚;

　　<12>充模速率不等;

　　<13>充模料流中断。

　　(4)设备问题：

　　①塑化容量太小;

　　②料筒中压力损失太大(柱塞式注压机)。

　　⑹物料问题：

　　①物料污染;

　　②物料流动性太差，加润滑剂改善流动性

　　粘模

　　模具：1 顶出机构不够完善

　　2 抛光不够(脱模方向太粗糙)

　　3 检查模具是否有倒勾和毛刺。

　　4 检查脱模机构动作先后顺序。

　　成形：1 注射压力太大致使撑模。

　　2 保压太大致使撑模。

　　3 料温太高致使塑料变脆。

　　4 模温太低。

　　5 射料不足。

　　粘模有时和设计也有很大关系，理论上要求，产品要落在动模上，但是有时会落在定模，上述的说法很对，但是如果设计时，动模的粘力没有定模大时，肯定会粘模。这也是设计时 要注意的地方。

　　对抛光不良，我有些体会。曾设计风轮，高约160，10多个风叶，风叶宽2，每个风叶下两个2MM顶杆，拔模斜度0.125度，顶出时，顶杆全都弯了而塑件纹丝不动，可见抱紧力多大。当时大家议论纷纷，有领导认为模具结构不合理须重新设计等等。我请教了我认为很有经验一位注塑工艺师告我道：抛光不好。我坚持了这一看法认为先再次抛光看结果再说。抛了约有三天(窄缝极难抛还要求对接处合牙)一试模顺利顶出。后来，类似的模具又交给我设计，注意了抛光， 次试模就OK。

　　也可能是脱模斜度不够

　　包括模具冷却水道的均衡性都是非常重要的

　　注塑不满

　　注塑不满的主要原因是计量不够及熔体因冷却或流动性(熔融指数低)的原因。

　　解决主要是从以下方面着手：

　　材料

　　提高材料的流动性，根据流动比选择适当的熔融指数材料

　　模具

　　1.浇口加大及抛光流道，减小进胶阻力。

　　2.增加排气。

　　3.冷却水道设计预防有过冷部份

　　产品

　　1.预防有过薄的结构

　　工艺

　　1.尽可能提高注塑温度及模具温度，增加材料的流动性

　　2.尽可能提高注塑速度和压力，缩短产品填充时间

　　3.稍增加保压时间和压力，以利二次补料

　　4.稍增加背压(作用不太)

　　注塑机

　　检查是否堵塞。

　　内应力

　　注射模塑制品的内应力是由于成型加工不当、温度变化、溶剂作用等原因所产生的应力。其本质就是高弹变形被冻结在制品内而形成的。

　　内应力会影响模塑制品的性能，还会使制品在垂直于流动方向的力学强度降低，造成塑品开裂。

　　内应力有取向应力、体积温度应力、与制品脱模时的变形应力。

　　内应力的分散与消除：

　　塑料材料：材料中的杂质易造成内应力，多组份塑料各组应分散均匀，排气好，造粒时颗粒就塑化均匀，制品内应力就小。

　　制件设计：应该力求表面积与体积之比尽量小，比值小的厚制件冷却缓慢，内应力较小，比值大的易产生内应力。

　　模具设计：浇口小保压时间短，制品内应力小，反之就较大。

　　工艺条件：工作温度影响很大。

　　注射模冷却系统的设计及分析

　　在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求也不尽相同。因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上也决定了塑件的质量和生产成本。

　　1 模具湿度对塑件的影响

　　影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速，冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料，熔体温度，塑件要求的顶出温度和模具温度、塑件和模具间的热循环交互作用等。

　　(1) 低的模具温度可降低塑件的成型收缩率。

　　(2) 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快可以减小塑件的翘曲变形。

　　(3) 对于结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。

　　(4) 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑料的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的。但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐力开裂性与塑件的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模速度，减少补料时间有利的。

　　(5) 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。

　　2 模具温度的确定

　　注射成型工艺过程中，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑周期和塑件质量。而模具温度的高低取决于塑料结晶性、塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力和模塑周期等。

　　对于无定型聚合物，其熔体在注入模腔后随着温度的降低而固化，但并不发生相的转变，模温主要影响熔体的粘度，即充模速率。因此，对于熔融粘度较低和中等的无定型塑料如聚苯乙烯、醋酸纤维素等，采用较低的模具温度可以缩短冷却时间。对于熔融粘度高的塑料如聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜等，则必须采取较高的模具温度以避免产生冷流痕、注不满等缺陷，同时由于其软化温度较高，提高模具温度可以调整塑件的冷却速率，使之均匀一致，以防止塑件因温度差过大而产生凹痕、内应力和裂纹等问题。

　　结晶性聚合物在注入模腔后，当温度降低到熔点以下即开始结晶，结晶的速率受冷却速率并 终由模具温度控制。高的模具温度将导致大的结晶速率，有利于分子的松驰过程，因此尺寸稳定但是塑件发脆，适用于结晶速率很小的塑料如聚对苯二甲酸乙二酯。低的模具温度将导致塑件中的分子结晶度的降低，对于玻璃化温度低于室温的塑料如聚烯烃类将出现后结晶现象，从而引起尺寸和力学性能的变化。适宜的模具温度区域，冷却速率适中，分子的结晶和定向也都是适中的。

　　3 注射模冷却系统的设计及分析

　　3.1注射模冷却系统设计的原则

　　设计冷却系统需要考虑模具的结构、塑件的尺寸和壁厚、镶块的位置、熔接痕的产生位置等。

　　(1) 塑件厚度均匀，冷却通道至型腔表面的距离相等，亦即冷却通道的排列与型腔的形状相吻合，塑件壁厚处冷却通道应靠近型腔，间距要小以加强冷却。一般冷却通道与型腔表面的距离大于10mm，为冷却通道直径的1～2倍。

　　(2) 在模具结构允许的前提下，冷却通道的孔径尽量大，冷却回路的数量尽量多，以保证冷却均匀。

　　(3) 为防止漏水，镶块与镶块的拼接处不应设置冷却通道，并注意水道穿过型芯、型腔与模板接缝处时的密封以及水管与水嘴连接处的密封，同时水管接头部位设置在不影响操作的方向，通常在注射机的北面。

　　(4) 浇口处应加强冷却。由于浇口附近温度 ，通常可使冷却水先流经浇口附近，再流向浇口远端。

　　(5)降低入水与出水的温度差，避免模具表面冷却不均匀。

　　(6)冷却通道要避免接近塑件熔接痕的生产位置，以免降低塑件的强度。

　　(7)冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应避免过大的压力降。冷却通道直径的选择要易于加工清理，一般为φ6～φ12mm。

　　3.2 注射模的冷却分析

　　由于实际塑件的形状往往十分复杂，因此借助于一些简化公式或经验公式来分析冷却系统的可行性存在着很大的局限性。MPI/Cool应用边界元的方法分析模具冷却系统对模具和塑件温度场的影响，优化冷却系统的布局，以达到使塑件快速、均衡冷却的目的，从而缩短注射成型的冷却时间，提高生产效率。其流程图如图1所示。

　　3.2.1 建模及准备阶段

　　输入CAD模型

　　网格划分

　　选择材料

　　设计浇注系统

　　确定浇口位置

　　选择注射机

　　确定注射工艺参数

　　设定分析参数

　　分析计算

　　冷却问题解决

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