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注塑成型缺陷分析及不良解决对策

www.injtrain.com 2012年08月21日 11时52分48秒 未知 浏览:
●缩水(坑)产生的原因:
制件在模具中冷却时,由于制件的壁厚不一致而导致塑胶收缩不均匀而引起的凹痕,叫缩水。它一般出现在塑件的壁厚区、凹形、内圆角相接的平面上。解决缩水的原理是:在制件冷却过程中,熔胶不断补充制件收缩引起的空缺。因此在正常情况下要保证熔胶补充的通道不受阻和有足够的补充压力。(如果缩水产生在浇口附近时,可以通过延长保压时间来解决;如果塑件在厚壁处产生缩水时应该延长塑件在模具内的冷却时间;如果嵌件周围由于熔体局部收缩引起缩水,这主要是由于嵌件的温度太低造成的,应设法提高嵌件的温度;如果由于供料不足引起塑件表面缩水应增加供料量。此外,塑件在模内的冷却时间必须充分) 
  • 在注塑工艺上的解决办法:
  1. 注塑条件问题:
  • 注射量不足;
  • 提高注射压力;
  • 增加注射时间;
  • 增加保压压力或时间;
  • 提高注射速度;
  • 增加注射周期;
  • 增加塑料的压缩密度(提高背压、降低速度);
  • 增加注射缓冲量。
  1. 温度问题:一个合格的产品关键在于模温料温,此温度关系到熔料在模腔内面的流动性,流动性越好越有利于调机,一般原料只在标准温度范围内使用最佳,因为料温高会烧胶,温度低流动性不好,总之模温料温高低都会使塑件缩水,所以,在调试过程中一定要掌握最佳温度状况。
  • 物料太热造成过量收缩;
  • 物料太冷造成充料压实不足;
  • 模温太高造成模壁处物料不能很快固化;
  • 模温太低造成充模不足;
  • 模具有局部过热点;
  • 改变冷却方案。
  1. 模具问题:如果缩水远离浇口处,一般是由于模具结构中的某一部位熔料流动不畅,阻止压力传递而造成。总之,在模具设计上应注意壁厚均匀,尽可能地减少加强筋、凸柱等地方的壁厚。可从以下方面加以改善:
  • 增大模具浇口;
  • 增大分流道;
  • 增大主流道;
  • 增大喷嘴孔径;
  • 改进模具排气结构;
  • 平衡充模速度;
  • 避免充模料流中断;
  • 浇口进料安排在制品厚壁部位;
  • 如有可能减少制品壁厚差异;
  1. 设备问题:
  • 增大注塑机的塑化容量;
  • 使注射周期正常。
  1. 冷却条件问题:
  • 制件在模具内冷却过长,避免由外往里收缩,缩短制件冷却时间;
  • 将制件在热水中冷却;
3.如何解决飞边?(也叫溢料或批锋)
●产生飞边的原因:
产品飞边主要是由于模具的缺陷原因造成的。其它原因有:注射力大于锁模力、物料温度太高、排气不足、加料过量、模具上沾有异物等。
  • 如何判断产生飞边的原因?
在一般情况下,采用短射的办法,即在注塑压力速度较低、不用保压的情况下注塑出制件90%的样板,检查样板是否出现飞边,如果出现,则是模具没有配好或是注塑机的锁模力不足,如果没有出现,则是由于注塑条件变化而引起的飞边,比如:保压压力太大、注射速度太快等。
  • 常见的飞边产生的原因及解决飞边的办法:
  1. 模具问题:
  • 型腔和型芯未闭紧;
  • 型腔和型芯偏移;
  • 模板不平行;
  • 模板变形;
  • 模具平面落入异物;
  • 模具排气不足;
  • 模具排气孔太大。
  1. 设备问题:
  • 制品的投影面积超过了注压机的最大注射面积;
  • 注塑机模板安装调节不正确;
  • 模具安装不正确;
  • 锁模力不能保持恒定;
  • 注塑机模板不平行;
  • 拉杆变形不均。
(3)注塑条件问题:
①锁模力太低;
②注射压力太大;
  • 注射时间太长;
  • 注射速度太快;
  • 充模速度不等;
  • 模腔内料流中断;
  • 加料量控制太大;
  • 操作条件造成的注射周期反常。
(4)温度问题:
  • 料筒温度太高;
  • 喷嘴温度太高;
  • 模具温度太高。
(5)设备问题:
  • 增大注塑机塑化容量;
  • 使注射周期正常。
  • 如何解决飞边与缩水的矛盾:
  • 降低注射速度,降低注射压力,同时增大保压压力和时间;
  • 如果这时出现缺胶现象,则需要提高成型温度;
  • 如果只是局部缩水而增压引起的飞边,则要检查缩水部位周围的胶位是否太薄,因为造成薄的地方容易冷却,而熔胶未能补充到缩水的部位。
4、黑点产生的原因及解决办法:
1)料管温度设定太高使熔料过热分解,则应检查料筒的温度控制器是否失控,并适当降低料筒的温度;
2)熔料在料筒中滞留时间过长导致局部过热分解,则应检查料筒、喷嘴及螺杆防止回流阀内有无数储料死角,并加以修理;
3)熔料与料筒壁磨擦过热使熔料分解,对此应调整螺杆与料筒的空隙,避免过大剪切力,浇口过小或注塑速度太快;
4)模具内残留的气体由于绝热压缩而引起燃烧,使熔料过热分解,对此可适当降低注射速度并改进模具的排气口结构。
5.熔接线(也叫熔接痕、接合线)
●熔接线产生的原因:
制品产生熔接线的原因通常是由于两股或更多来自不同方向的原料相遇时其前端部分已冷却,在结合处不能完全融合而产生的一种制件外观缺陷。一般情况下,它主要影响制品外观,对涂装、电镀产生影响。严重时,对制品强度产生影响(特别是在纤维增强树脂时,尤为严重)。
  • 熔接线产生原因分类:
  1. 温度问题:
  • 料筒温度太低;
  • 喷嘴温度太低;
  • 模具温度太低;
  • 熔接线处模温太低;
  • 塑料熔体温度不均。
  1. 注塑工艺条件问题:
  • 注射压力太低;
  • 注射速度太慢。
  1. 模具问题:(应尽量采用分流少的浇口形式并合理的选择浇口位置,还应尽量避免充模速度不一致及充模料流中断,在条件许可的情况下,选用一点进胶最好)
  • 拼缝(结合)处排气不良;
  • 模具排气不良;
  • 模具分流道太小;
  • 模具浇口太小;
  • 三流道进口直径太小;
  • 注塑机喷嘴孔太小;
  • 浇口离拼缝处太远,可增加辅助浇口;
  • 制品壁厚太薄,造成过早固化;
  • 型芯偏移,造成单边薄;
  • 模具偏移,造成单边薄;
⑾制件在拼缝(结合)处太薄,加厚;
⑿充模速度不等;
⒀充模料流中断;
⒁脱模剂使用不当。
6.流纹
●流纹的分类:
1)蛇流纹:熔体从浇口进入模腔时,产生射流效应,表现在制品表面上就像一条蛇,因此称之为蛇流纹;
2)波浪纹:熔体在模腔内流动不平稳,其时快时慢,表现在制品表面上就像波浪一样的形状,因此称之为波浪纹;
3)放射纹:一般只出现在浇口附近,熔体进入模腔时产生喷射,表现在制品表面上为放射状,因此称之为放射纹;
4)萤光纹:熔体流动产生的剪切应力使制品表面产生与萤火虫身体十分相似的光泽,因此称之为萤光纹。
●流纹的解决办法:
1)蛇流纹:
●当浇口深度比模腔入口处深度小很多,而且充模速度很快,流体流动变化不稳定的射流流动时,前面的射流已经凝固,而后面的流动熔体充满模腔,这时候就会在制品表面出现像蛇一样的流纹。
●解决措施:
①改变工艺条件。采用降低注塑速度的方法会逐渐消除射流效应,使熔体流动方式呈扩展流动,扩展流动会使制品具有较好的质量,另外适当提高模温和熔体温度也会消减射流效应,也能使熔体流动成扩展流动。
②改变模具浇口尺寸。当浇口深度比模腔深度略小时,射流的出口膨胀作用使后面的熔体和前面流出不远的射流前缘融合,从而使射流效应表面不明显。当浇口深度等于或接近模腔深度时,充模速度低,形成扩展流。
  • 改变模具浇口角度,使模具浇口与模具动模夹角为4。-5。,这样当熔体从浇口流出时,首先会受到模腔壁的阻止,可防止蛇流纹的出现。
  • 改变模具浇口位置。将模具浇口设置在离模具模腔壁(垂直于浇口方向的)最近的位置,当流体从浇口流出时,首先会受到模腔壁的阻止,也可防止射流出现,使之成为扩展流,从而避免蛇流纹的出现。
2)波浪纹:
●在熔体充模过程中,新熔体流不断从内层压出,推动前锋波滞流移动,同时前锋波缘不断受到拉伸,由于流动阻力使稍后的熔体压力上升又把前面刚形成的波纹压平前进,造成滞流堆积,从而形成制品表面波浪纹。特别在注射速度快、注塑压力小或模具结构不合理的情况下,熔体流动时进时停,PP结晶时快时慢,更易造成制品表面结晶度不一致,形成制品表面波浪纹。
●解决措施:
①改变工艺条件。采用高压低速注射,可保持熔体质流动的稳定性,从而防止波浪纹的出现。
②提高模温。随着模温的提高,熔体流动性增加,对结晶聚合物来说,较高的温度有利于结晶的均匀性,从而减少波浪纹的出现。
  • 改变模具型腔结构。模具的结构也可以造成制品表面出现波浪纹。如模具型芯的棱角较突出,熔体流动阻力较大,会造成熔体流动不稳定,从而形成波浪纹,因此改变模具型芯的棱角,使其缓冲过渡,保持熔体流动稳定,可防止波浪纹的出现。
  • 改变制品的厚度。制品厚度不均匀会使熔体流动阻力时大时小,造成熔体流动不稳定,因此尽量将制品厚度设计为均匀厚度,也可防止波浪纹的出现。
3)放射纹:
●当注射速度过大,熔体产生喷射时,由于熔体具有弹性,当熔体从料筒中通过模具浇口快速流向模腔时,熔体产生弹性恢复过快造成熔体破裂而产生放射纹。
●解决措施:
①改变工艺条件。采用高压低速注射,即可使弹性熔体在相同流动长度上流动时间增加,其弹性失效程度相对增加,从而减少放射纹的出现。
②改变模具浇口形状。增大浇口或者把浇口改为扇形,可以在熔体进入模腔之前,首先使其弹性稍有恢复,避免熔体破裂。
③加长模具主流道长度。在熔体进入模腔之前,先使其弹性失效,也可避免熔体破裂。
④设备更换为延伸喷嘴。加长熔体在进入模腔之前的流动路劲,使熔体弹性失效程度增加,也可以避免因熔体破裂而出现放射纹。
4)萤光纹:
●熔体在模腔内流动时,靠近凝固层的分子链一端被固定在凝固层上,而另一端被临近的分子链沿流动方向拉伸。由于靠近模腔壁的熔体流动阻力最大,流动速度最小,而模腔中心处的流动阻力最小,流动速度最大,这样在流动方向上就形成了速度梯度,因此在注塑速度小、注塑压力大或制品厚度较薄的情况下,靠近模腔壁的熔体剪切力最强、取向度最大,高分子在流动中被拉伸表现出内应力,致使制品表面出现萤光纹。
●解决措施:
①改变工艺条件。采用中压中速注射,随着注射速度的增加,熔体在相同流支长度上冷却时间减少,其单位体积的熔体凝固相对变慢,制品内应力减弱,减少制品表面萤光纹的出现。
②提高磨具温度。较高模温可以使大分子松弛加快,分子取向作用和内应力都降低,从而减少制品表面萤光纹的出现。
  • 改变模腔结构、增加制品厚度。制品厚度较大,熔体冷却较慢,应力松弛时间相对延长,取向应力会减小,从而减少萤光纹。
  • 热处理(烘箱烘烤或热水煮)。热处理使大分子运动加剧,松弛时间缩短,从而减少萤光纹。
7.气泡、料花
●产生的原因:
气泡造成的是由于模腔内塑料不足,外圈塑料冷却固化,(外快内慢)内部塑料产生收缩形成真空。多半是由于吸湿性物料未干燥好,以及物料中残留单体及其他化合物而造成的。
  • 判断气孔造成的原因,只要观察塑料制品的气泡在开模时瞬间出现还是冷却后出现。如果是开模时瞬间出现多半是物料问题,如果是冷却后出现的则属于模具或注塑条件问题。
  • 影响因素:
    • 塑料含有水分和挥发物;
    • 料温太高或太低;
    • 注射压力太小;
    • 流道和浇口的尺寸太大;
    • 塑料干燥不够,含有水分;
    • 塑料有分解;
    • 注射速度太快;
    • 模具排气不良;
    • 从加料端带入了空气。
8.缺胶(也叫缺料,是指熔料进入模腔后没有充填完全,导致制件缺料)
●产生的原因及解决办法:
⑴设备原因:
  • 料斗中断料;
  • 料斗缩颈部部分或全部堵塞(架桥)
  • 加料量不够;
  • 加料量控制系统操作部正常;
  • 注塑机塑化容量太小(塑件重量只能占塑机总熔胶量的85%);
  • 喷嘴有可能堵塞或喷嘴孔太小;
  • 设备造成的注塑周期反常。
⑵注塑条件原因:
  • 注射压力太低;
  • 在注射周期中注射压力损失太大;
  • 注射时间太短;
  • 注射全压时间太短;
  • 注射速度太慢;
  • 模腔内料流中断;
  • 操作条件造成的注塑周期反常。
⑶温度原因:
  • 提高料筒温度;
  • 提高喷嘴温度;
  • 提高模温;
  • 检查热电偶、电阻电热圈和加热系统;
  • 检查模温控制装置。
⑷模具原因:
  • 流道太小;
  • 浇口太小;
  • 浇口位置不合理;
  • 浇口数不足;
  • 冷料穴太小或没有;
  • 排气不足(应在欠注的部位增加排气)。
⑸物料原因:物料流动性太差。
  • 如何解决缺胶与飞边的矛盾?
  • 提高模具温度;
  • 如果模具正常,检查注塑机的锁模压力是否正常;
  • 如果喇叭网出现缺胶,则要调整注塑工艺;
  • 还需要检查模具的镶件是否有变形翘曲。
9、变形
注塑制品的翘曲、变形是很棘手的问题。主要应从模具的设计方面着手解决,而成型条件的调整效果则是很有限的。翘曲、变形的原因及解决方法可以参照以下各项;
  • 由成型条件引起残余应力造成变形时,可通过降低注射压力、提高模具并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。
  • 脱模不良引起应力时,可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决。
  • 由于冷却方法不合适,使冷却不均匀或冷却时间不足时,可调整冷却方法及延长冷却时间等。例如,尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路。
  • 对于成型收缩引起的变形,就必须修正模具的设计了。其中,最重要的是应注意使制品的壁厚一致。有时,在不得已的情况下,只好通过测量制品的变形,按相反的方向修整模具,加以校正。一般结晶性树脂(如POM、PA、PP、PE、PET等)比非结晶性树脂(如PMMA、PVC、PS、ABS、AS等)的变形大。另外,由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性,变形也大。
10、银丝(也叫银线)
银丝主要是由于原料的吸湿性引起的。因此,一般在比树脂热变形温度低10~15℃的条件下烘干。对要求较高的聚甲基丙烯酸酯系列,需要在75℃左右的条件下烘干4~6h。特别是在使用自动烘干料斗时,需要根据成型周期(成型量)及干燥时间选用合理的容量,还应在注塑生产前数小时先行进行干燥。另外,料筒内材料滞留时间过长也会产生银丝(分解银丝即原料分解产生的银丝)。不同种类的材料混合生产时也会产生银丝,例如聚苯乙烯和ABS树脂、AS树脂,聚丙烯和聚苯乙烯等都不宜混合。
11、龟裂
龟裂是塑料制品比较常见的一种缺陷,产生的主要原因是由于应力的变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。
  1. 残余应力引起的龟裂
残余应力主要有以下三种情况:充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。●作为在充填过剩的情况下产生的龟裂,其解决方法主要在以下几个方面入手:
⑴由于直浇口压力损失最小,所以,如果龟裂最主要产生在直浇口附近,则可考虑改用多点分布浇口、侧浇口及柄形浇口方式。
⑵在保证树脂不分解、不劣化的前提下,适当提高树脂温度可以降低熔融黏度,提高流动性,同时也可以降低注射压力,以减少应力。
⑶一般情况下,模温较低时容易产生应力,应适当提高模具温度。但当注射速度较高时,即使模温低一些,也可减低应力的产生。
⑷注射和保压时间过长也会产生应力,将其适当缩短或进行Th次保压切换效果更好。
⑸非结晶性树脂如AS、ABS、PMMA等较结晶性树脂聚乙烯、聚甲醛等容易产生应力,应予注意。
  • 脱模推出时,由于脱模斜度小、模具型腔及凸模粗糙,使推出力过大,产生应力,有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置,即可确定原因。
  • 在注塑成型的同时嵌入金属件时,最容易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生破裂,危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且随着时间的推移,应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。(经验验证:聚苯乙烯基本上不适宜加镶嵌件,由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数比较小,比较适合嵌入金属件。另外,成型前对金属嵌件进行预热,也具有较好的效果)。
    1. 外部应力引起的龟裂
这里的外部应力,主要是因为模具设计不合理而造成应力的集中,特别是在尖角处更需要注意。
  1. 外部环境引起的龟裂
化学药品、吸潮引起的水降解,以及再生料的过多使用都会使物性劣化,产生龟裂。

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注塑成型缺陷分析及对策

(编辑:huananzhusu)
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