塑胶件常见缺陷产生的原因及避免.docx

注塑件常见成型缺陷及避免摘要列举注塑成型过程的几种典型缺陷，从影响成型制品质量的三大因素分析常见 注塑成型制品的质量缺陷产生原因及解决措施，以便在设计阶段防止缺陷，缩 短开发周期，节约开发成本。关键词 缺陷，缺胶，毛边，缩水，银纹，流痕，变形，模具1引言 随着塑料工业的迅速发展，塑料制品日益普及，现已广泛应用到各个领域。近年来由于家电、通讯、视频、医疗等产业对注塑制品需求的日益增长，推动注 塑成型技术水平的发展与提高。目前的工程塑料业中，80%的产品采用注塑成型。在塑料制品注塑成型过程中， 由于成型材料、成型模具、辅助设备、成型环境等多种因素的影响，注塑制品 的内在及外观会出现各种各样的问题。一般来说，制品成型质量主要包括制品 外观、制品尺寸精度以及制品的物理性能。产生缺陷的原因是多方面的，可能 塑料材料和成型工艺选择不当，可能是模具设计不合理，也可能是多种因素综 合的结果。本文将对常见的几种的成型缺陷的成因做一分析。2常见缺陷：2.1、注塑件缺胶、不饱模：指成型过程中料流出现没有完全充满模具型腔而导致的产品不完整，也称不全、缺料等。主要发生在远离料头或薄壁面的地方。原因分析：1、与注塑机匹配不当，导致注塑机塑化能力或注射量不足。2、喷嘴、流道和浇口太小，流程太长，塑胶填充阻力过大。3、流道设计不良，塑料流动阻力大4、塑料熔化不充分，流动性不好，导致注射压力损失大。5、流道中冷料井预留不足或不当,冷料头进入型腔而阻碍塑胶之正常流动，增加冷料穴6、料温、模温太低，塑胶在当前压力下流动困难，射胶速度太慢、保压或保压压力 过低。7、模具排气不良时，空气无法排除。解决对策：1、 改换注塑机台，射出成品含浇道以不超过机台注射量的80%为限。2、加大喷嘴的射出口尺寸。3、修改流道以符合实际要求。4、适当调整背压及螺杆转速，是塑料混合均匀。5、增加冷料井储存空间。6、根据实际需要，适当提升模具温度。7、改善排气，定期活除模垢。2.2、毛边毛边是指在模具的不连续处（通常是分模面、排气孔、顶针、滑动机构）过量填充 造成塑料外溢的瑕疵。原因分析：1、锁模力不足，射入型腔的高压塑胶使分模面或镶件配合面产生间隙，塑胶熔体溢进此间隙。2、 模具（固定侧）未充分接触机台喷嘴，公母模产生间隙。（没装紧）3、模具导柱导套摩损/模具安装板受损/拉杆（哥林柱）强度不足发生弯曲，导致分 模面偏移。4、异物附着分模面。排气槽太深。解决对策：1、调整锁模力，提高锁模吨数。2、调整足射座力3、更换模具锁或整修模具安装板，提高棋板的强度和平行度。4、活除模面异物。2.3、表面缩水、缩孔（真空泡）成型件表面产生凹陷的现象，这是体积收缩，通常见于肉厚部分，肋或突出背面。由于成型品肉厚部分冷却较慢，外部冷却较快，此时肉厚部分的熔融塑料被向外拉伸，中心部位发生空隙实际为真空泡不易冷却的肉厚部发生于表面者。塑胶熔体含有空气、水分及挥发性气体时，在注塑成型过程空气、水分及挥发性气体进入制品内部而残留的空洞叫气泡原因分析1、 保压压力保持时间不足，塑胶熔体补缩不足，同时也容易造成回流(back flow)2、注射速度过慢，塑胶熔体补缩不足。3、注射量不足。4、料温、模温偏高，冷却慢，塑胶收缩完全而产生收缩下陷。5、流道、浇口尺寸偏小、压力损失增大，同时浇口凝固太早，补缩不良。6、局部肉太厚。7、注塑机的CUSHION VOLUME残量不足或止逆阀动作不畅时，产品壁厚均匀也 会产生缩水，产品表面有波浪现象。解决对策1、提高保压压力、延长保压时间。2、提高填充速度，在塑胶冷却固化前可以达到充分压缩。3、射胶转保压太快。4、使肉厚变化圆滑些，并提高此部分的冷却效率。5、胶粒预先充分十燥除去水份。6、料筒温度设定不宜偏高，可有效防止塑料分解气体之产生。7、换用小螺杆或机台，防止螺杆产生过剪切。8、升高背压，使气体能由料筒排出。9、适当降低填充速度，气体有充足时间排出。2.4、银纹(料花、水花)银纹的发生大都是成型材料中的水分或挥发物或附着在模具表面的水分等气化所致， 射出成型的螺杆卷入的空气也会发生银纹。防止银纹的前提是充分十燥成型材料，或提高模具温度、降低材料温度，减慢射出速 度，降低射出压力及升高螺杆背压。原因分析：1、塑胶含水分、挥发物、十燥不足。2、塑料熔体过热或滞留料筒太久而分解，产生大量气体，排出不完全，在固化时便 产生银丝。3、模具温度过低，塑料熔体迅速固化导致排气不完全。4、模具表面附有油或水分或脱棋剂，蒸发而成气体状，随着塑料熔体的冷却固化而 液化。5、螺杆卷入空气，料斗下部的冷却充分，则料斗侧的温度低，与料筒有温度差，胶 粒常擦伤螺杆，易带入空气。6、注射初期排气不良。初期射出的的塑料熔体迅速固化，因而气体排出不完全，发 生银线。7、注射压力过高、注射速度过快。当肉厚变化剧烈时，流动中的压缩塑料熔体急速 地减压而膨胀，挥发分解气体与棋穴接触后液化。解决对策：1、有吸湿性的业克力树脂、ABS树脂、聚碳脂必须先十燥。2、由树脂产生的气体量多，因此排出不完全就会产生银纹。因此应该活除加热缸并 降低树脂温度。3、树脂迅速固化则引起排气不完全，因此应提高模温。4、模具表面由油或水分，或附着脱棋剂时，因树脂挥发形成气体状，随着树脂的冷 却固化而形成液化,所以需活除模具并限制脱模剂的使用。5、降低螺杆转速，增加背压，原料受压缩空气则有储料桶侧排出。6、模具排气不良的话可以增加排气沟、排气销。2.5、烧焦、气纹一般所谓的烧焦(Burn Mark)包括制品表面因塑胶降解导致的变色及制品的填充末 端焦黑的现象。烧焦是滞留型腔内的空气在塑料熔体填充时未能迅速排出(困气)，被压缩而显著升温，将材料烧焦。烧焦之有效防止措施就是在易具聚集空气部位设置排气孔或 利用顶出销、型芯销等间隙使残余空气迅速排出。再者可降低材料温度，降低射出速度及 射出压力或加大浇口尺寸。原因分析：烧焦现象是成型品最远离浇口的末端或结合部的熔融塑料排气不良引起压缩燃烧之 残痕。烧焦若呈现于表面分散者是由于成型空间内急速绝热压缩，局部发生燃烧形成。解决对策：1、困气区域加强排气，使空气及时排出。2、降低注射压力，但应注意压力下降后注射速度随之减慢，容易造成流痕及熔接痕 及熔接痕恶化。3、采用多段控制填充，在成型过程末端采用多段减速方式以利气体排出。4、采用真空泵抽取型腔内的空气，使型腔在真空状态下填充。5、活理排气槽，防止堵塞。2.6、表面流痕流痕是指塑胶熔体流动的痕迹，以浇口为中心而呈现的条纹波浪模样。流痕是最初 流入成型空间的材料冷却过快，而与其后流入材料问形成界限所致。流痕常发生于产品边 缘附近和填充末端。为防止流痕，可提高材料温度，改善材料流动性，调整射出速度。原因分析：1、流痕是最初流入型腔内的塑胶熔体冷却过快，与其后流入的塑胶熔体间形成界 限所致。2、残留于注塑机喷嘴前端的冷材料，若直接进入型腔内，造成流痕。3、塑胶熔体温度低则粘度增大而发生流痕。4、模温低则夺走大量的塑胶熔体热量，使塑胶熔体温度下降，粘度增大而发生流痕。5、射出速度过慢，填充过程塑胶熔体温度降低增多，粘度增大而发生流痕。6、 在模具填充过程中，型腔内的塑胶熔体温度下降，以高粘度状态充填，接触模面的塑胶熔体以半固化状压入，表面发生垂直流向的无数细纹， 导致制品表面产生类似指纹 的波纹。解决对策：1、增高聚合物温度及模具温度，充填中的聚合物保持高温，在低粘度状态下填充。2、聚合物的充填速度过慢时，充填中降温，产生流痕，增大射出柱塞的速度及压力 或施行外部润滑剂处理，防止压力降低即可。3、模具冷却水沟位置在浇口部或其附近，或在薄肉处时，聚合物温度下降而充填成 型空间，或聚合物温度下降超出必要以上时易发生，故此时需修正冷活水沟位置。4、喷嘴过小的话喷嘴部聚合物温度易下降，在射出初期压入，或粘度增加易产生流 痕。5、射出速度过慢，填充过程塑胶熔体温度降低增多，粘度增大而发生流痕。6、无熔渣积存部或虽有过小时，也会充填低温聚合物而形成流痕，因此需增家或增大熔渣积存部2.7、熔接痕在塑料融料填充型腔时，如两股或更多融料在相遇是前段部分已经冷却，使其不能 完全融合，便会在交汇处产生凹槽，形成熔接痕。原因分析1、模具采用多浇口进浇方案时，胶料流动前锋相互汇合；孔位和障碍物区域，胶料 流动前锋也会被一分为二；壁厚不均匀的情况也会导致熔接痕。2、高速通过浇口的塑胶熔体直接进入型腔，然后接触型腔表面而固化，接着被随后 的塑胶熔体推挤，从而残留蛇行痕迹。3、侧浇口，塑胶经过浇口后无滞料区域或滞料区域不充足时，容易产生喷痕。解决对策：1、减少浇口数量。2、在熔合部附近增设材料溢料井，将熔合线移至溢料井，然后再将其切除。3、调整浇口位置。4、改变浇口位置、数目，将发生熔合线的位置移往他处。5、 在熔合线区域加强排气，速疏散此部分的空气及挥发物。升高料温与模温，增强 塑胶的流动性，提高融合时的料温。6、提高注射压力，适当增加浇注系统尺寸。7、增大射出速度。8、缩短浇口与熔接区域的距离。9、减少脱棋剂的使用。10、调整浇口位置，使塑胶熔体通过浇口后碰撞销类或壁面。11、改变浇口形式，采用重叠浇口或凸耳浇口，在浇口区域设置足够的滞料区域。12、可减慢塑胶熔体的初段注射速度。13、增大浇口厚度/横截面积，使流动前锋立即形成。14、升高模具温度，防止材料快速固化。2.8、表面裂纹（龟裂）、内应力开裂、顶白（顶爆）制品表面裂痕严重而明显者为破裂（Cracking）,制品表面呈毛发状裂纹，制品尖锐 角处常呈现此现象谓之龟裂（Crazing）,也常称为应力龟裂。制品成型后收缩较多，龟裂21天左右。常常不立刻发生，而在若十时间后才发生。应力龟裂的潜伏期为原因分析：1、脱棋不良；内应力过大；熔接线位置；浇口龟裂。2、收缩差异导致内应力太大。3、 过度充填。过大的射出压力导致过度充填，制品内部应力过大，脱棋时造成裂 纹。同时，模具配件的变形也增大，更难脱棋，肋常破裂。4、模具表面温度太低时，纤维在拉伸状态下固化，配向引起的应力常造成龟裂。解决对策：1、设置足够的脱棋斜度，研磨模具表面，检讨顶出销的粗细等，顶出时脱棋各部位 脱棋力要均匀。2、过渡填充导致成型品内部压力大，脱棋造成裂纹，在此状态下模具配件变形也会 增大，更难脱棋。此时宜低射出压力，低树脂温度，低模具温度。3、模具温度过低4、制品构造上的缺陷2.9、表面色差、混色、光泽不良、透明度不足制品表面失去材料本来的光泽，形成乳白色层膜、模糊状态等皆可称为表面光泽不 良。原因分析：1、部分降解；塑化不均匀；回收料混合不均匀。2、冷却不均；塑料降解。3、模具表面的抛光不良。4、模温太低。5、使用过多的脱棋剂或油脂性脱棋剂亦是表面光泽不良的原因。6、 材料吸湿或含有挥发物及异质物混入污染亦是造成表面光泽不良的原因之一。润 滑剂过多或挥发物含量多时，塑胶经过浇口后，其压力下降而气化，凝结于棋穴表面，发 生乳白色模糊状，润滑剂粒子过大时发生浓白条纹。7、原料含杂物；材料降解；温度低，塑化不良。8、高温模有助改善透明度；十燥不充分；抛光不良。2.10、翘曲变形变形可分成翘曲与扭曲两种现象，平行边变形者称为翘曲，对角线方向的变形称为扭曲原因分析1、肉厚不均、冷却不均。塑胶的冷却速度不一样，冷却快的地方收缩小，冷却慢的 地方收缩大，从而发生变形。2、料温高，收缩大，从而变形大。3、分子排向差异；侧壁的内弯曲。4、制品脱棋时的内部应力所致的变形，是制品未充分冷却固化前从模具顶出所致。5、一般为防止制品变形，可在顶出后，用夹具对制品定型，矫正变形或防止进一步 的变形，但制品在使用中若再次碰到高温时乂会复原，对此点需特别加以注意。3结论在实际生产中，注塑件的质量缺陷还很多，上述列举的不过是几种最常见的，所有的 缺陷都与塑料材料、成型工艺及模具密切，只有找出产生缺陷的原因，才能找出解决缺陷 的对策参考文献1 许荔琅，李潢，胡炯宇.上海模具技术研究所有限公司.注塑成型质量缺陷分析.2 赵宏深，赵仲志.塑料成型工艺及模具设计M.北京：机械工业出版社，1998.3 王鹏驹.塑料模具技术手册M .北京：机械工业出版社，1997.4 菜宇红.注塑模模流设计技术要领J.模具技术，机械工业出版社，2004, (6): :17 19