一、引言

氣紋是容易產(chǎn)生且很難消除的質(zhì)量缺陷。氣紋不僅僅會(huì)影響產(chǎn)品的外觀，還會(huì)影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)有關(guān)技術(shù)資料對(duì)產(chǎn)生氣紋的機(jī)理過(guò)程涉及的不多，造成操作人員遇到具體問(wèn)題時(shí)，不能快速找到問(wèn)題產(chǎn)生的原因，不知該采取哪些工藝措施，問(wèn)題得不到及時(shí)的解決，導(dǎo)致資源大量浪費(fèi)，會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大的損失。

針對(duì)塑料制品產(chǎn)生氣紋這一缺陷，本文對(duì)其產(chǎn)生因素進(jìn)行了分析和研究，詳細(xì)的闡述了氣紋的產(chǎn)生機(jī)理及現(xiàn)象，又根據(jù)不同氣紋的特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象做出準(zhǔn)確的判斷，就可以推斷出氣紋產(chǎn)生的原因，繼而制定出相對(duì)應(yīng)的消除措施方案進(jìn)行解決。

二、氣紋產(chǎn)生的原理

氣紋是塑料在充模過(guò)程受到氣體的干擾而出現(xiàn)在制品表面熔料流動(dòng)方向上的缺陷。氣體的成份包括水汽、分解氣、空氣，可見(jiàn)，氣紋存在的根本原因是有氣體存在，如果高溫熔融態(tài)塑料流體在填滿(mǎn)模具之前，不能將氣體順暢排出，氣體就會(huì)與塑料熔體混合流動(dòng)，冷卻成型后，內(nèi)部氣體形成氣孔，外部氣體產(chǎn)生流動(dòng)痕跡，即氣紋[1]。

事實(shí)上，在注塑過(guò)程中氣體的存在是不可避免的，而且有相當(dāng)一部分殘留在塑料內(nèi)部。當(dāng)模內(nèi)壓力足夠大，氣體含量沒(méi)有超過(guò)一定的限度時(shí)，氣體以分散的狀況溶解到塑料里面去；但當(dāng)模內(nèi)壓力不夠大，而氣體含量又超過(guò)一定的限度時(shí)， 這些氣體便從熔融塑料中紛紛釋放出來(lái)，到達(dá)制品表面而形成氣紋。

造成氣紋缺陷的主要原因有六點(diǎn)：1 注塑設(shè)備與注塑產(chǎn)品不相配；2 模具排氣槽設(shè)計(jì)太少或太??；3 生產(chǎn)工藝的影響；4塑料熔體自身不斷地產(chǎn)生氣體 ；5 注塑設(shè)備所處的環(huán)境濕度大；6 塑料熔體流動(dòng)性差。

1. 注塑設(shè)備的影響

設(shè)備的選擇要合理，如果制品與澆口凝料料重之和小于最大注射量的20%, 則剩下的原料會(huì)因螺桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力，機(jī)筒的加熱而分解產(chǎn)生氣體。如果大于最大注射量的80%，則會(huì)出現(xiàn)熔料受熱不均的現(xiàn)象，很難以成型精密制品。螺桿設(shè)計(jì)如果合理, 與所加工的塑料種類(lèi)匹配, 成型工藝范圍就會(huì)相對(duì)較寬; 否則成型工藝范圍可能很窄甚至不能成型制品。

不同型號(hào)、大小的注塑機(jī)其射嘴的孔也是各有差異的，有2.5MM、3.5MM、5MM 等等，機(jī)器越大其射嘴孔相應(yīng)也就越大。噴嘴孔太小、物料在噴嘴處流涎或拉絲、機(jī)筒或噴嘴有障礙物或毛刺，高速料流經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生摩擦熱使料分解產(chǎn)生氣體,氣體來(lái)不及排出會(huì)產(chǎn)生氣紋現(xiàn)象。

2. 模具排氣不暢的影響

在高溫高壓下，低黏度熔融塑料突然穿越狹窄的澆口，熔融原料注射進(jìn)入模具型腔的時(shí)間很短 ，進(jìn)入具有較大自由空間的型腔，形成高壓噴射狀態(tài)，夾帶了流道和型腔內(nèi)存在的空氣。原料在模具中的填充過(guò)程又是氣體被排出的過(guò)程， 模具分型面缺乏必要的排氣孔道或排氣孔道不足、堵塞、位置不好，又沒(méi)有嵌件、頂針之類(lèi)加工縫隙排氣，使流道和型腔中的空氣不能在塑料進(jìn)入的同時(shí)離去，極易造成氣體被裹入高溫熔體中，隨著熔體的流動(dòng)，氣體逸出熔體表面，形成流動(dòng)痕跡[2]。

3. 生產(chǎn)工藝的影響

如果注射壓力過(guò)高、注射速度過(guò)快，模具中的氣體來(lái)不及排出，就會(huì)受到急劇壓縮，驟然積聚大量機(jī)械能，從排氣槽釋放的氣體又急劇膨脹將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能迅速釋放出來(lái)，極易造成排氣槽部位零件表面過(guò)燒，產(chǎn)生焦斑。除此之外， 還會(huì)產(chǎn)生物料摩擦熱過(guò)高，容易造成熔料因溫度偏高而降解或變色；同時(shí)，過(guò)快的注射熔料流速會(huì)讓模腔內(nèi)空氣被急劇加壓而升溫，也會(huì)使熔料匯合處因降解而出現(xiàn)焦黃色。

但如果注射速度過(guò)慢，注塑成型制品用時(shí)間增加，熔料受降溫的影響充滿(mǎn)模腔的時(shí)間加長(zhǎng)，流動(dòng)所受到的阻力加大，這樣會(huì)造成成型制品出現(xiàn)冷合料縫痕， 還會(huì)造成原料的溫度大幅度下降，隨溫度降低，原料的粘度升高，流動(dòng)性變差，

一方面使氣體不能及時(shí)從熔融原料中分離出來(lái)反而產(chǎn)生流紋，另一方面就是熔體前沿溫度的急速冷卻形成了高粘度流動(dòng)體，阻礙了氣體向前流動(dòng)排出，在通過(guò)模腔狹窄區(qū)域（如零件薄壁區(qū)域）時(shí)，受到很大阻力，使熔體內(nèi)部壓力升高，容易形成高溫灼熱氣體，產(chǎn)生零件表面過(guò)燒現(xiàn)象。

4. 塑料熔體自身產(chǎn)生氣體的影響

如果注塑設(shè)備適合生產(chǎn)某種產(chǎn)品，塑料模具設(shè)計(jì)合理，排氣順暢，但塑料自身不斷產(chǎn)生氣體，那么塑料熔體在射膠過(guò)程和冷卻成型過(guò)程中依然會(huì)產(chǎn)生氣紋。自身產(chǎn)生氣體主要有兩種類(lèi)型：

（1） 水蒸汽的影響

水蒸汽來(lái)源主要是原材料受潮時(shí)吸收的水分，熔膠過(guò)程中，原材料受熱，水分被不斷蒸發(fā)逸出，射入模具后，塑料熔體表面水蒸汽遇冷迅速冷凝，在零件表面形成蒸汽紋。如果模具排氣不良，灼熱的水蒸汽就會(huì)造成零件表面過(guò)燒現(xiàn)象。

（2） 分解氣體的影響

一些質(zhì)量差的塑料熔膠過(guò)程中，由于受高溫或高剪切力（螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)快、背壓過(guò)高）影響，一些易揮發(fā)相直接從熔體中逸出；特別是當(dāng)含有微量雜質(zhì)或微量水分時(shí)，可能發(fā)生催化裂化反應(yīng)。造成塑料產(chǎn)生分解氣的原因：熔體溫度過(guò)高， 造成分解；料筒溫度過(guò)高，或料筒的發(fā)熱圈控制失調(diào)。小制品用大機(jī)，或緩沖墊量過(guò)大，或料筒內(nèi)的呆料、死角處因長(zhǎng)期受熱而分解，或成型周期太長(zhǎng)，使熔體在料筒里的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成分解；熔體在料筒里的剪切過(guò)大，螺桿的壓縮比過(guò)大，螺槽太淺等，再加上螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)大，背壓過(guò)大等。

5. 注塑設(shè)備所處的環(huán)境影響

當(dāng)注塑機(jī)處于潮濕的環(huán)境中，空氣濕度過(guò)大空氣濕度過(guò)大，遇到冷的模具而凝聚成水的水珠（如模溫低于露點(diǎn)），造成模具的模穴內(nèi)帶有微量的水分，這些水分被熔料汽化后成水蒸氣，氣體來(lái)不及排出便會(huì)產(chǎn)生氣紋現(xiàn)象。

6. 熔體流動(dòng)性差的影響

許多塑料具有熔體流動(dòng)性差的性質(zhì)，它對(duì)氣紋產(chǎn)生的影響有兩種類(lèi)型，一種是塑料在熔膠階段產(chǎn)生的氣體不能及時(shí)逸出并從料筒后段排出，導(dǎo)致其最終被帶入模具中；另一種是在模具中使裹入塑料熔體中的氣體不及時(shí)逸出。

三、典型實(shí)例分析

該儀表罩是在800T注塑機(jī)中生產(chǎn)的，產(chǎn)品圖號(hào)53A-05171,毛重801g，凈重792g，材料牌號(hào)ABS/VK125，成型周期65s。

1. 儀表罩出現(xiàn)氣紋的原因

經(jīng)分析造成氣紋的原因主要有：

⑴熔料溫度或模具溫度過(guò)低；

⑵注射速度、壓力過(guò)高；

⑶背壓偏低；

⑷模具排氣不良；

⑸原料干燥不充分或過(guò)熱分解；

⑹模具澆注系統(tǒng)有缺陷。

2. 可行的改進(jìn)方案

⑴適當(dāng)提高料筒溫度，使氣體容易逸出，但PC/ABS塑料溫度不能超過(guò)270℃， 防止高溫分解，影響PC/ABS塑料性能。

⑵適當(dāng)降低注射壓力、注射速度，使氣體有充分時(shí)間排出。應(yīng)當(dāng)注意的是， 注射壓力和注射速度是相互關(guān)聯(lián)的，調(diào)整時(shí)不能采取同時(shí)改變兩者的方式，因?yàn)檫M(jìn)行調(diào)整時(shí)并不能確定造成氣紋的原因究竟是注塑壓力過(guò)大還是注射速度過(guò)大。正確的方法是先選擇其中一個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后看其產(chǎn)生的效果，再?zèng)Q定下一步的操作。

⑶增加背壓，提高熔料速度，可以使裹入原料中的空氣以及原料自身易揮發(fā)相產(chǎn)生的氣體從料筒后段充分排出。

⑷改善模具的排氣。保證注塑過(guò)程中物料填充到模具內(nèi)時(shí)所產(chǎn)生的各種氣體順利的排出模具。

⑸原材料應(yīng)該充分干燥，建議70℃～80℃，烘料時(shí)間不少于4h，并做好防潮措施（特別在陰雨天），防止水蒸汽的影響。

四、結(jié)語(yǔ)

注塑制品上的氣紋會(huì)降低制品的強(qiáng)度，影響外觀, 因此氣紋是注塑制品失效的一個(gè)重要原因。氣紋區(qū)域材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)是影響制品性能的直接原因, 要消除或減小氣紋對(duì)制品性能的影響, 以提高制品的性能, 應(yīng)充分考慮不同材料形成的氣紋的形態(tài)結(jié)構(gòu)。只有通過(guò)正確地認(rèn)識(shí)氣紋區(qū)域材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)與制品性能的關(guān)系, 才能在工業(yè)生產(chǎn)中合理地選擇模塑材料。這對(duì)于提高注塑制品的質(zhì)量, 延長(zhǎng)注塑制品的使用壽命具有重要意義。