注塑成型相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生是由多種因素造成:成品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造、原材料的選擇(包含配色)、注塑成型的工藝參數(shù)設(shè)置等。而由成品設(shè)計(jì)不良所造成的成形問(wèn)題是最難解決的一種情況,若是單純由于成型條件設(shè)定不當(dāng)而造成的成型問(wèn)題,則最容易解決的,只要找出問(wèn)題的形成原因,針對(duì)問(wèn)題 ,調(diào)整成型參數(shù),問(wèn)題即可迎刃而解。若是由于模具或成品設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的問(wèn)題,則輕者需要修改模具,重者則可能成為不可克服的缺陷。 事實(shí)上,光就注塑成型條件所造成的問(wèn)題,有些也并非輕易就可解決,因為成型參數(shù)彼此之間的相關(guān)性,有時(shí)有些問(wèn)題不光就某個(gè)參數(shù)的調(diào)整就能解決,而必須對(duì)成型參數(shù)有整體性的了解,對(duì)成型問(wèn)題的形成原因有基本的認(rèn)識(shí),然后才能迅速的調(diào)整成型參數(shù)以解決問(wèn)題,任何試誤法(Trial&error)也必須基于這樣的先決條件才能經(jīng)濟(jì)快速有效。在實(shí)際生產(chǎn)中完全依賴成型參數(shù)控制注塑的不良需要一個(gè)前提即成型條件的穩(wěn)定性和參數(shù)的可供調(diào)整的帶寬(范圍)要大。90%的戰(zhàn)術(shù)書本上前人都已總結(jié)出來(lái),問(wèn)題的處理靈活性就是剩下的10%。如何權(quán)變、如何分析問(wèn)題盡快找到要因變得尤為重要。 因此作為一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或是模具設(shè)計(jì)工程師,應(yīng)具備相應(yīng)的材料、射出成型、及模具制作的相關(guān)知識(shí),盡可能從源頭就避免可能的失效發(fā)生才能成為該領(lǐng)域的行家里手。 一.縮水凹陷痕(Sink mark) 1.現(xiàn)象分析: 縮水凹陷痕的可能造成原因: a.產(chǎn)品設(shè)計(jì); b.模具冷卻系統(tǒng); c.成型條件不當(dāng)。 其形成的原因?yàn)槿廴诘乃芰显诶鋮s固化時(shí)體積的收縮所造成,較容易發(fā)生在肋位、突柱(BOSS)、成品壁厚不均的地方,其根本原因是熱集中,散熱不良而產(chǎn)生收縮速度及收縮速率及收縮量不同所形成的現(xiàn)象。 如圖一、二、三、四所示A處熱集中現(xiàn)象較為嚴(yán)重,因此造成A處溫度較高,收縮緩慢,而收縮量也較大。當(dāng)塑膠材料收縮時(shí)必然產(chǎn)生收縮及拉伸的現(xiàn)象,因A處的收縮較緩慢,所以會(huì)使得其鄰近區(qū)域再被拉進(jìn)來(lái),其收縮速度慢使得其收縮較完整,收縮量相較貼模仁壁面肉厚要大,在其收縮過(guò)程中,鄰近區(qū)域的塑料都已固化完成,因此造成了如B處所示的凹陷痕,即一般的收縮凹陷。 2.相關(guān)對(duì)策 1.>成品設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí),盡可能避免所設(shè)計(jì)的成品在成型時(shí)容易產(chǎn)生熱集中的現(xiàn)象,如合理的肉厚比(肋厚/基本壁厚比)及補(bǔ)強(qiáng)肋,突柱不可過(guò)分密集,壁厚的差異不可太大或壁厚突然的轉(zhuǎn)換等。如圖所示正確設(shè)計(jì): 2.>模具設(shè)計(jì) a.降低成型時(shí)塑料流動(dòng)長(zhǎng)度,即降低L/t比(流動(dòng)長(zhǎng)度與厚度比,比值越低,愈容易流動(dòng)),如利用較多澆口進(jìn)料,并使進(jìn)膠口盡可能接近易縮水凹陷處; b.加大澆口尺寸,使得二次壓(保壓/holding pressure)充填時(shí)間更長(zhǎng); c.在成品易縮水凹陷處,也就是熱集中較為嚴(yán)重或熱不容易擴(kuò)散的區(qū)域,使用熱傳導(dǎo)性較佳的金屬材料(如鈹銅),使該處的熱量能夠順利被傳導(dǎo)出; d.使模具冷卻系統(tǒng)通過(guò)或接近容易收縮凹陷處,使得該處能有較快的冷卻速率,較小的收縮量(如下圖); e. 如果在充填末端肉厚均勻的地方有凹陷則檢查并優(yōu)化模具排氣。 3.>成型參數(shù) a.提高射出壓力及二次壓( 保壓/holding pressure) 壓力; b.增加射出時(shí)間; c.分段射出,肉厚處射出速度減??; d.降低模溫、料溫; e.檢查料管緩沖量(CUSHION),若緩沖量不足則增加劑量; f.成品取出后急速冷卻,讓表層迅速固化,抵抗肉厚處收縮力; g.提高背壓,另確認(rèn)注塑機(jī)止逆閥是否失靈故障; h.確認(rèn)機(jī)臺(tái)炮嘴與模具注口處是否接觸良好不漏膠。 實(shí)際生產(chǎn)或調(diào)試中,以上各種對(duì)策雖然都有益于成品收縮凹陷的解決,但是,也可能因成型參數(shù)的改變而產(chǎn)生新的問(wèn)題,如應(yīng)力及翹曲等,此外澆口固化后多余的射出時(shí)間將是徒勞無(wú)功。因此,所有這些可能的影響都必須列入考慮。 二.結(jié)合線(Welding line) 定義:融膠波前相遇時(shí)形成的線條,又稱為夾水紋。 1 現(xiàn)象分析: 當(dāng)波前遇合角(Meeting Angle) θ小于135 ?時(shí),形成Welding Line,當(dāng)波前遇合角大于135 ?時(shí),形成Melding Line. (如下圖所示)。 Weld Line較之Meld line,兩邊分子相互擴(kuò)散的少,品質(zhì)較差。當(dāng)遇合角在120 ?~150 ?之間時(shí),融合線表面痕跡逐漸消失。遇合角的加大,可藉產(chǎn)品厚度調(diào)整、澆口位置和數(shù)目更改、流道位置和尺寸改變等達(dá)到目的。 塑膠注塑成型時(shí),只要是兩股以上的流動(dòng)塑料的匯合,就必然會(huì)有結(jié)合線的產(chǎn)生,也就是說(shuō)有開孔的成品或是兩點(diǎn)以上的進(jìn)澆方式,都必然會(huì)有結(jié)合線,因此此處的所有分析建議,只是著眼于如何弱化結(jié)合線的可見度或是提高結(jié)合線處的強(qiáng)度。因此對(duì)于一個(gè)成品設(shè)計(jì)計(jì)者,必須能夠預(yù)測(cè)結(jié)合線的可能存在位置,及這些結(jié)合線對(duì)成品外觀及強(qiáng)度的可能影響,而事先就必須考慮以咬花(Texture)或噴涂(Painting)、印刷(Printing)等外觀處理手法來(lái)弱化其在外觀面上的負(fù)面影響,以及改變成品的負(fù)載位置,避免在給合線位置承受負(fù)載而造成破裂、變形等。 2 相關(guān)對(duì)策 1.>模具設(shè)計(jì) a.在預(yù)期的結(jié)合線位置,設(shè)置排氣槽(AIR VENT),若該處無(wú)法在分模面上設(shè)置排氣,則可以利用附近的頂出梢或行位等設(shè)置; b.適當(dāng)?shù)倪x擇澆口位置,在決定澆口位置前,就必須預(yù)測(cè)可能的結(jié)合線位置、排氣槽設(shè)置的可能性以及結(jié)合線對(duì)外觀和強(qiáng)度的影響; c.增加澆口數(shù)量,可以降低塑料的L/t比,減輕結(jié)合線深度,改變結(jié)合線位置及強(qiáng)度,但是會(huì)增加結(jié)合線的數(shù)量; d.在結(jié)合線區(qū)域加一溢料槽,成型后再予去除;(如圖一) e.優(yōu)化排氣槽設(shè)計(jì)(數(shù)量、位置、深度、通道)清潔排氣槽;(如圖二、三) f. 在結(jié)合線位置增加熱媒。 2.>成型參數(shù) a.提高模溫,尤其是外觀面?zhèn)鹊哪P緶囟龋?/span> b.增加射出壓力、保壓壓力,適當(dāng)加長(zhǎng)保壓時(shí)間; c.提高射出速度,但是有排氣不良的區(qū)域有結(jié)合線反而應(yīng)降低此位置的 射出速度; d.減少使用脫模劑、模面確保清潔無(wú)油污; e.提高背壓,以利增加結(jié)合處塑膠密度; f. 確認(rèn)原料烘干嚴(yán)格按物性表執(zhí)行; g.降低鎖模壓; h.適當(dāng)提高塑膠原料溫度; i.使用流動(dòng)性較佳的塑膠原料。 三.銀條紋(Sliver streak) 1.現(xiàn)象分析 銀條紋為塑膠材料內(nèi)的水氣在注塑時(shí),沿著塑料流動(dòng)方向,附著于產(chǎn)品表面與模穴表面之間,而形成銀白色的條紋。如圖所示。 2.相關(guān)對(duì)策 1.>模具設(shè)計(jì) a.模具水路設(shè)計(jì)不當(dāng)造成漏水進(jìn)型腔; b.優(yōu)化模具排氣系統(tǒng); c.模具流道設(shè)計(jì)過(guò)小造成剪切熱過(guò)高產(chǎn)生原料裂解。 2.>成型調(diào)機(jī) a.在成型前充分依要求條件干燥塑膠原料,并確認(rèn)有無(wú)混料; b.降低射出速度,尤其是在流動(dòng)為垂直轉(zhuǎn)角處或流動(dòng)截面積較小時(shí),更需避免由于高射出速度所產(chǎn)生的擾流; c.提高模具溫度,避免模具太冷使水氣附著在模具表面; d.降低塑料溫度,避免原料在炮管中裂解; e.提高背壓,降低螺桿轉(zhuǎn)速(背壓過(guò)低螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)快易將空氣卷入); f. 確認(rèn)脫模劑有無(wú)清洗干凈; g.減少射出后螺桿后退給料時(shí)的緩沖距離(避免吸入過(guò)多空氣)。 四.毛邊、披鋒、飛邊(Flash) 1.現(xiàn)象分析 毛邊是指在模具分型面或頂針、行位、等成型機(jī)構(gòu)件部位間隙出現(xiàn)多余的塑料,使產(chǎn)品在上述位置出現(xiàn)不規(guī)則邊、角、毛頭等。(如下圖所示) 2.相關(guān)對(duì)策 1.>產(chǎn)品設(shè)計(jì) a. 避免復(fù)雜分型面,產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要考量模具如何分型,前期避免相鄰面的小臺(tái)階; b. 在產(chǎn)品分型面處設(shè)計(jì)小斷差(0.03mm~0.05mm),避免加工誤差產(chǎn)生的錯(cuò)位及放電加工時(shí)分型面角部產(chǎn)生卷邊; (如圖) c. 需要模具插破成型的部位設(shè)計(jì)足夠的插破角度; d. 肉厚均勻性。 2.>模具設(shè)計(jì) a. 避免不必要的復(fù)雜分型面; b. 當(dāng)成品面為鏡面且與靠破或插破面在同一面上時(shí),設(shè)計(jì)要注意預(yù)留拋光量; c. 避免出現(xiàn)棱線或點(diǎn)封膠的設(shè)計(jì); d. 排氣合理性,對(duì)NCVM或高光產(chǎn)品,一級(jí)面不開排氣; e. 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)置均勻,避免模具局部高溫; f. 設(shè)計(jì)時(shí)要考量射壓和保壓對(duì)模板的影響,要選用合適厚度的模板且注意支撐柱的排布; g. 澆口位置要合理,在注塑充填時(shí),模腔內(nèi)的壓力能夠符合力矩平衡原則; h. 對(duì)運(yùn)動(dòng)件易出毛邊的部位,設(shè)計(jì)時(shí)要考量毛邊對(duì)后續(xù)制程的影響,調(diào)整毛邊可能出現(xiàn)的方向; i.模具選用鋼材硬度要合適,必要時(shí)需對(duì)關(guān)鍵零件鍍層處理。 3.>成型調(diào)機(jī) a. 調(diào)整成型機(jī)夾模力,若機(jī)臺(tái)夾模力不足則必須更換大機(jī)臺(tái); b. 清潔分模面的污物; c. 降低射出壓力或保壓壓力; d. 降低射出速度,尤其是末段的射出速度; e. 降低模具及塑料溫度; f. 確認(rèn)保壓切換位置是否合適,確認(rèn)計(jì)量設(shè)置合理; g.確認(rèn)炮管中原料無(wú)裂解,停留時(shí)間在合適的范圍內(nèi); 夾模力F(噸)=P max (kgf/ cm2) * 產(chǎn)品投影面積(cm2)/1000/0.8 3.0.8為安全系數(shù)。 當(dāng)射出速度不變時(shí),流量會(huì)成為定值,而澆口截面積較小時(shí),則塑料流經(jīng)澆口的流動(dòng)速度會(huì)變快,此時(shí)由于塑料的流動(dòng)速度過(guò)快,而澆口厚度若于模腔高度(成品厚度)相關(guān)太大,則熔融塑膠前緣(Melt Front)將無(wú)法有效的在兩側(cè)的模具表面穩(wěn)定的附著形成皮層(Skin Layer),而使塑料成噴流狀態(tài),此噴流的塑料在噴流的過(guò)程中,因?yàn)榻佑|較低溫的空氣和模穴表面而使料溫降,因此與后續(xù)的塑料因料溫不同而產(chǎn)生不同的顏色,形成一條類似蛇形的紋路,亦稱為蛇紋。如圖所示。 2.>成型調(diào)機(jī) a. 降低塑料通過(guò)澆口時(shí)的射出速度; b.提高塑料溫度; c. 提高模具溫度。 六.短射(Short shot) ![]() h. 檢查成型機(jī)料斗下是否受阻 g. 提高模具溫度。 2.相關(guān)對(duì)策 1.>模具設(shè)計(jì) a.合理設(shè)置模具排氣; b.設(shè)計(jì)合適的澆口位置及進(jìn)澆方式與澆口大小,流道平滑過(guò)渡。 2.>成型調(diào)機(jī) a. 注意二次料粉碎過(guò)程的清潔,避免雜料混入; b. 換料時(shí)注意料管的清洗,尤其對(duì)不相容的塑料更應(yīng)注意; c. 降低二次料的使用比例; d. 降低螺桿轉(zhuǎn)速; e. 提高背壓; f. 按要求烘干塑料,提高料溫及模具溫度; g. 若是加色粉調(diào)色則考慮色粉影響; h. 減少使用脫模劑。 1.現(xiàn)象分析 表面浪紋、流痕是指在澆口附近呈波浪狀的產(chǎn)品表面缺陷。主要是塑料在流動(dòng)的過(guò)程中,在模穴內(nèi)熔膠的前鋒料碰到模穴表面而先冷卻,后面的熔膠越過(guò)前鋒冷料后再次碰到模穴表面然后冷卻,這樣以來(lái)注塑完成后成品表面會(huì)留下類似波浪的流紋。 ![]() 2.相關(guān)對(duì)策 g. 射出壓力和位置切換時(shí),幅度不能過(guò)大。 十.粘模 (Sticking ) 1.現(xiàn)象分析 產(chǎn)品在注塑機(jī)開模后貼在前?;蚝竽P颓粌?nèi),不能完整取出的現(xiàn)象稱之為粘模。 會(huì)產(chǎn)生粘模的可能原因如下: a.拋光不良導(dǎo)致肋位、鑲針柱位等粘模。 b.深肋位未能得到足夠冷卻。 c.拔模斜度太小或模具內(nèi)有倒勾(UNDERCUT)。 d.蝕紋面、火花紋面過(guò)于粗糙。 e.成型充填過(guò)飽 f.射出壓力或料筒溫度過(guò)高 g.保壓時(shí)間太久 h.進(jìn)料不均使局部過(guò)飽,多穴時(shí)部份穴過(guò)飽 i.冷卻時(shí)間不夠 j.模具溫度過(guò)高或過(guò)低 k.深筒件脫模排氣設(shè)計(jì)不良 2.相關(guān)對(duì)策 1.>產(chǎn)品設(shè)計(jì) a.拔模角在不影響功能和外觀的情況下盡量大; b.逃膠產(chǎn)生的肋位不要過(guò)多過(guò)深過(guò)?。ㄉ疃缺M量不要超過(guò)5T,肋厚度拔模后最小0.35mm). 2.>模具設(shè)計(jì) a.加強(qiáng)拋光,深肋位割鑲件拋光及排氣; b.設(shè)置合理的頂出裝置,確保頂出平衡且頂出梢不受塑膠收縮力影響; c.分模合理且確保產(chǎn)品相關(guān)拔模角足夠、確保行位及斜頂行程足夠; d.增強(qiáng)薄膠位的排氣效果,避免在產(chǎn)品面與模腔面之間形成真空現(xiàn)象; e.注意拋光方向,拋光紋理需盡可能與脫模方向一致; f. 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要充分。 3.>成型調(diào)機(jī) a. 降低成型壓力; b. 延長(zhǎng)冷卻時(shí)間、降低模具溫度; c. 確實(shí)按要求烘干塑料,適當(dāng)降低料管及熱流道溫度; d. 調(diào)整頂出行程,確保斜頂裝置脫出倒勾、合理運(yùn)用脫模劑。 1.現(xiàn)象分析 一般所謂的燒焦(Burn Mark)包括制品表面因塑膠降解導(dǎo)致的變色及制品的填充末端焦黑的現(xiàn)象。如圖所示。 a.滯留型腔內(nèi)的空氣在塑料熔體填充時(shí)未能迅速排出(困氣),被壓縮而顯著升溫,將材料燒焦所致; b. 排氣不良造成產(chǎn)品最遠(yuǎn)離澆口的末端或給合部位氣體壓縮產(chǎn)生高溫,導(dǎo)致燒焦。 2.相關(guān)對(duì)策 1.>模具設(shè)計(jì) a.增加模具排氣,特別在易燒焦位置; b.加大澆口、消除澆口與流道拐角處的尖銳阻擋,避免塑料流動(dòng)時(shí)的高剪切熱. 2.>成型調(diào)機(jī) a.降低射出壓力; b.采用多段射出,在成型末端分段減速以利氣體有足夠的排出時(shí)間; c.采用真空泵抽取模腔內(nèi)的氣體,使模腔成真空狀態(tài); d.增強(qiáng)薄膠位的排氣效果,避免在產(chǎn)品面與模腔面之間形成真空現(xiàn)象; e.降低模具溫度; f. 降低熱流道和成型機(jī)料管溫度; g.縮短塑料在成型機(jī)料管的停留時(shí)間。 1.現(xiàn)象分析 制品有黑色條紋的現(xiàn)象,其發(fā)生的主要原因是塑料材料的熱分解所致,常見于熱穩(wěn)定性不良的材料。如圖所示 。 2.相關(guān)對(duì)策 主要在成型調(diào)機(jī)方面作改善: a.當(dāng)制品小、料筒尺寸大時(shí),塑膠滯留太久而分解,換機(jī)臺(tái); b.檢查回收料加入比例是否得當(dāng),否則易反復(fù)加熱而分解; c.螺桿局部受損或止回環(huán)間隙大,粘度高的材料要特別注意; d.確認(rèn)是否塑膠異常升溫,(如熱流道壞等)引起塑膠局部分解; g. 長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)突然發(fā)生時(shí),檢查模具水路是否堵塞。 十三.表面光澤不良(Lusterless) |
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