65種注塑工藝缺陷應(yīng)對(duì)手冊(二)
65種工藝不良分析和解決方法,一萬二千多字,分四部放出,這是第二部。
(一)…(二十二)見第一部
(二十三)收縮凹陷 1.機(jī)臺(tái)方面: (1)射嘴孔太大造成融料回流而出現(xiàn)收縮,太小時(shí)阻力大料量不足出現(xiàn)收縮。 (2)鎖模力不足造成飛邊也會(huì)出現(xiàn)收縮,應(yīng)檢查鎖模系統(tǒng)是否有問題。 (3)塑化量不足應(yīng)選用塑化量大的機(jī)臺(tái),檢查螺桿與料筒是否磨損。 2.模具方面: (1)制件設(shè)計(jì)要使壁厚均勻,保證收縮一致。 (2)模具的冷卻、加溫系統(tǒng)要保證各部份的溫度一致。(3)澆注系統(tǒng)要保證通暢,阻力不能過大,如主流道、分流道、澆口的尺寸要適當(dāng),光潔度要足夠,過渡區(qū)要圓弧過渡。 (4)對(duì)薄件應(yīng)提高溫度,保證料流暢順,對(duì)厚壁制件應(yīng)降低模溫。 (5)澆口要對(duì)稱開設(shè),盡量開設(shè)在制件厚壁部位,應(yīng)增加冷料井容積。 3.塑料方面: 結(jié)晶性的塑料比非結(jié)晶性塑料收縮歷害,加工時(shí)要適當(dāng)增加料量,或在塑料中加成換劑,以加快結(jié)晶,減少收縮凹陷。 4.加工方面: (1)料筒溫度過高,容積變化大,特別是前爐溫度,對(duì)流動(dòng)性差的塑料應(yīng)適當(dāng)提高溫度、保證暢順。 (2)注射壓力、速度、背壓過低、注射時(shí)間過短,使料量或密度不足而收縮壓力、速度、背壓過大、時(shí)間過長造成飛邊而出現(xiàn)收縮。 (3)加料量即緩沖墊過大時(shí)消耗注射壓力,過小時(shí),料量不足。 (4)對(duì)于不要求精度的制件,在注射保壓完畢,外層基本冷凝硬化而夾心部份尚柔軟又能頂出的制件,及早出模,讓其在空氣或熱水中緩慢冷卻,可以使收縮凹陷平緩而不那幺顯眼又不影響使用。 (5)“凹痕”是由于澆口封口后或者缺料注射引起的局部內(nèi)收縮造成的。注塑制品表面產(chǎn)生的凹陷或者微陷是注塑成型過程中的一個(gè)老問題。凹痕一般是由于塑料制品壁厚增加引起制品收縮率局部增加而產(chǎn)生的,它可能出現(xiàn)在外部尖角附近或者壁厚突變處,如凸起、加強(qiáng)筋或者支座的背后,有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在一些不常見的部位。產(chǎn)生凹痕的根本原因是材料的熱脹冷縮,因?yàn)闊崴苄运芰系臒崤蛎浵禂?shù)相當(dāng)高。膨脹和收縮的程度取決于許多因素,其中塑料的性能,最大、最小溫度范圍以及模腔保壓壓力是最重要的因素。還有注塑件的尺寸和形狀,以及冷卻速度和均勻性等也是影響因素。塑料材料模塑過程中膨脹和收縮量的大小與所加工塑料的熱膨脹系數(shù)有關(guān),模塑過程的熱膨脹系數(shù)稱為“模塑收縮”。隨著模塑件冷卻收縮,模塑件與模腔冷卻表面失去緊密接觸,這時(shí)冷卻效率下降,模塑件繼續(xù)冷卻后,模塑件不斷收縮,收縮量取決于各種因素的綜合作用。模塑件上的尖角冷卻最快,比其它部件更早硬化,接近模塑件中心處的厚的部分離型腔冷卻面最遠(yuǎn),成為模塑件上最后釋放熱量的部分,邊角處的材料固化后,隨著接近制件中心處的熔體冷卻,模塑件仍會(huì)繼續(xù)收縮,尖角之間的平面只能得到單側(cè)冷卻,其強(qiáng)度沒有尖角處材料的強(qiáng)度高。制件中心處塑料材料的冷卻收縮,將部分冷卻的與冷卻程度較大的尖角間相對(duì)較弱的表面向內(nèi)拉。這樣,在注塑件表面上產(chǎn)生了凹痕。凹痕的存在說明此處的模塑收縮率高于其周邊部位的收縮。如果模塑件在一處的收縮高于另一處,那幺模塑件產(chǎn)生翹曲的原因。模內(nèi)殘余應(yīng)力會(huì)降低模塑件的沖擊強(qiáng)度和耐溫性能。有些情況下,調(diào)整工藝條件可以避免凹痕的產(chǎn)生。例如,在模塑件的保壓過程中,向模腔額外注入塑料材料,以補(bǔ)償模塑收縮。大多數(shù)情況下,澆口比制件其它部分薄得多,在模塑件仍然很熱而且持續(xù)收縮時(shí),小的澆口已經(jīng)固化,固化后,保壓對(duì)型腔內(nèi)的模塑件就不起作用。半結(jié)晶塑料材料的模塑件收縮率高,這使得凹痕問題更嚴(yán)重;非結(jié)晶性材料的模塑收縮較低,會(huì)最大程度地減小凹痕;填充和維持增強(qiáng)的材料,其收縮率更低,產(chǎn)生凹痕的可能性更小。厚的注塑件冷卻時(shí)間長,會(huì)產(chǎn)生較大的收縮,因此厚度大是凹痕產(chǎn)生的根本原因,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以注意,要盡量避免厚壁部件,若無法避免厚壁不見,應(yīng)設(shè)計(jì)成空心的,厚的部件就平滑過度到公稱壁厚,用大的圓弧代替尖角,可以消除或者最大限度地減輕尖角附近產(chǎn)生的凹痕
(二十四)開裂 開裂,包括制件表面絲狀裂紋、微裂、頂白、開裂及因制件粘模、流道粘模而造成或創(chuàng)傷危機(jī),按開裂時(shí)間分脫模開裂和應(yīng)用開裂。裂紋是指開模或頂出時(shí)成型品破裂的一種現(xiàn)象。 成型品偏脆或脫模不良時(shí)有時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂紋。 基本原因與脫模不良相同,如制品粘在模芯上、加強(qiáng)筋、凸臺(tái)的填充過度等。此外頂出針的速度也會(huì)也會(huì)影響到裂紋的產(chǎn)生。速度越高,則越容易發(fā)生破裂可列舉多種原因,不過首先還是樹脂老化。尤其要注意PBT樹脂在機(jī)筒內(nèi)的加水分解。其次是結(jié)晶化程度不足。模具溫度偏低時(shí)必須特別注意。
分析如下: 1.加工方面: (1)加工壓力過大、速度過快、充料愈多、注射、保壓時(shí)間過長,都會(huì)造成內(nèi)應(yīng)力過大而開裂。 (2)調(diào)節(jié)開模速度與壓力防止快速強(qiáng)拉制件造成脫模開裂。 (3)適當(dāng)調(diào)高模具溫度,使制件易于脫模,適當(dāng)調(diào)低料溫防止分解。 (4)預(yù)防由于熔接痕,塑料降解造成機(jī)械強(qiáng)度變低而出現(xiàn)開裂。 (5)適當(dāng)使用脫模劑,注意經(jīng)常消除模面附著的氣霧等物質(zhì)。 (6)制件殘余應(yīng)力,可通過在成型后立即進(jìn)行退火熱處理來消除內(nèi)應(yīng)力而減少裂紋的生成。 遵守各材料的推薦成形溫度,并縮短停留時(shí)間以減少樹脂的分解老化。如果是PBT等聚酯類樹脂,強(qiáng)化干燥條件也是抑制加水分解的一種有效方法。還可以通過提高模具溫度和延長冷卻時(shí)間來提高產(chǎn)品的結(jié)晶化程度。 此外采用下列方法也有效果: ·減慢開模速度和頂出速度以減輕成型品所承受的負(fù)荷以減少裂紋。 ·給成型品的轉(zhuǎn)角處增設(shè)R(圓角)以防破裂。 2.模具方面: (1)頂出要平衡,如頂桿數(shù)量、截面積要足夠,脫模斜度要足夠,型腔面要有足夠光滑,這樣才防止由于外力導(dǎo)致頂出殘余應(yīng)力集中而開裂。 (2)制件結(jié)構(gòu)不能太薄,過渡部份應(yīng)盡量采用圓弧過渡,避免尖角、倒角造成應(yīng)力集中。 (3)盡量少用金屬嵌件,以防止嵌件與制件收縮率不同造成內(nèi)應(yīng)力加大。 (4)對(duì)深底制件應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)拿撃_M(jìn)氣孔道,防止形成真空負(fù)壓。 (5)主流道足夠大使?jié)部诹衔磥淼眉肮袒瘯r(shí)脫模,這樣易于脫模。 (6)主流道襯套與噴嘴接合應(yīng)當(dāng)防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。 3.材料方面: (1)再生料含量太高,造成制件強(qiáng)度過低。 (2)濕度過大,造成一些塑料與水汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低強(qiáng)度而出現(xiàn)頂出開裂。 (3)材料本身不適宜正在加工的環(huán)境或質(zhì)量*佳,受到污染都會(huì)造成開裂。 4.機(jī)臺(tái)方面:注塑機(jī)塑化容量要適當(dāng),過小塑化不充分未能完全混合而變脆,過大時(shí)會(huì)降解。
(二十五)制件尺寸不穩(wěn)定 制件尺寸變化,本質(zhì)上是塑料不同收縮程度所造成的。凡是料溫、模具、壓力、生產(chǎn)周期變化不定的操作,都將導(dǎo)致制件尺寸的變化,尤其是結(jié)晶度較大的PP、PE、尼龍等是如此。 分析如下: 1.機(jī)臺(tái)方面: (1)塑化容量不足應(yīng)選用塑化容量大的機(jī)臺(tái)。 (2)供料不穩(wěn)定,應(yīng)檢查機(jī)臺(tái)的電壓是否波動(dòng),注射系統(tǒng)的組件是否磨損或液壓閥方面是否有問題。(3)螺桿轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,應(yīng)檢查馬達(dá)是否有故障,螺桿與料筒是否磨損,液壓閥是否卡住,電壓是否穩(wěn)定。(4)溫度失控,比例閥、總壓力閥工作不正常,背壓不穩(wěn)定。 2.模具方面: (1)要有足夠的模具強(qiáng)度和剛性,型腔材料要采用耐磨材料。 (2)尺寸精度要求很高時(shí),盡量不采用一模多腔形式。 (3)頂出系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)要設(shè)置合理,保證生產(chǎn)條件的穩(wěn)定。 3.塑料方面: (1)新料與再生料的混合要一致。 (2)干燥條件要一致,顆粒要均勻。 (3)選料時(shí)充分考慮收縮率對(duì)尺寸精度的影響。 4.加工方面: (1)塑料加工溫度過低,應(yīng)提高溫度,因?yàn)闇囟仍礁撸叽缡?/span> 縮越小。 (2)對(duì)結(jié)晶型塑料,模具溫度要低些。 (3)成型周期要保持穩(wěn)定,不能過大的波動(dòng)。 (4)加料量即射膠量要穩(wěn)定。
(二十六)腫脹與鼓泡 有些塑料制件在成型脫模后,很快在金屬嵌件的背面或在特別厚的部位出現(xiàn)腫脹或鼓泡。這是因?yàn)槲赐耆鋮s硬化的塑料在內(nèi)壓罰的作用下釋放氣體膨脹造成。 解決措施: 1.有效的冷卻。降低模溫,延長開模時(shí)間,降低料的干燥與加 工溫度。 2.降低充模速度,減少成形周期,減少流動(dòng)阻力。 3.提高保壓壓力和時(shí)間。4.改善制件壁面太厚或厚薄變化大的 狀況。
(二十七)氣泡(真空泡) 氣泡的氣體十分稀薄屬于真空泡。一般說來,如果在開模瞬間已發(fā)現(xiàn)存在氣泡是屬于氣體干擾問題。真空泡的形成是由于充注進(jìn)塑料不足或壓力較低。在模具的急劇冷卻作用下,與型腔接角的燃料牽拉,造成體積損失的結(jié)果。 氣泡是指成型品表面鼓起的一種現(xiàn)象。 以下二種情況容易出現(xiàn)氣泡,即注射成型后從模具取出時(shí),制品表面開始漸漸鼓起和成型品表面因受熱膨脹而鼓起時(shí)。不論哪種情況,當(dāng)成型品表面因高溫而變軟時(shí),內(nèi)部的氣體都會(huì)因受熱膨脹而將成型品表面頂起,從而形成氣泡。如果計(jì)量時(shí)卷入了大量空氣,則容易產(chǎn)生氣泡。具體來說也就是螺桿轉(zhuǎn)速快、背壓低并且抽塑量多的時(shí)候容易產(chǎn)生氣泡。此外,在模腔填充過程中,有些流動(dòng)樣式有時(shí)也會(huì)卷入空氣,從而產(chǎn)生氣泡。如果表層與芯層之間的結(jié)合很弱,或者存在細(xì)小的空洞或裂紋,則很容易以此為起點(diǎn)產(chǎn)生氣泡。具體來說,在成型薄壁制品因強(qiáng)行填充導(dǎo)致應(yīng)變殘留在制品中,或冷料或噴射紋的混入等。特別是在液晶高分子中,由于層間強(qiáng)度不高(這是樹脂的固有性質(zhì)),因此很容易產(chǎn)生氣泡。 從成形條件來看,注射速度快時(shí),氣泡將出現(xiàn)惡化的傾向。此外,在澆口偏小的情況下,由于會(huì)產(chǎn)生噴射紋,同時(shí)很大的剪切力會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變殘留,因此氣泡也會(huì)出現(xiàn)惡化的傾向。 樹脂中產(chǎn)生的大量氣體也容易產(chǎn)生氣泡。當(dāng)機(jī)筒溫度過高,滯留時(shí)間偏長時(shí),所產(chǎn)生的氣體會(huì)增多,從而也容易產(chǎn)生氣泡。此外,干燥不足,材料中所含的水分過多時(shí),也會(huì)產(chǎn)生氣泡。 解決措施: (1)提高注射能量:壓力、速度、時(shí)間和料量,并提高背壓, 使充模豐滿。 (2)增加料溫流動(dòng)順暢。降低料溫減少收縮,適當(dāng)提高模溫, 特別是形成真空泡部位的局部模溫。 (3)將澆口設(shè)置在制件厚的部份,改善噴嘴、流道和澆口的流 動(dòng)狀況,減少壓務(wù)的消耗。 (4)改進(jìn)模具排氣狀況。 要減少計(jì)量中的空氣卷入,應(yīng)更改下列條件: ·降低螺桿轉(zhuǎn)速 ·提高背壓 ·抽塑量設(shè)定不要過多 如果在模腔填充期間出現(xiàn)空氣卷入現(xiàn)象,則需要調(diào)整形狀、澆口位置以及射出速度。這一點(diǎn)應(yīng)根據(jù)成形品的情況來具體應(yīng)對(duì)。通過填充不足(short shot),把握住流動(dòng)樣式,然后在此基礎(chǔ)上確立相應(yīng)的對(duì)策。改變保壓等對(duì)改善氣泡沒什幺效果,倒不如減少填充時(shí)的剪切力以使材料能順利地充滿模腔對(duì)消除氣泡會(huì)更有效。具體來說,可更改下列成型條件: ·提高模具溫度 ·減慢注射速度 ·增大澆口 ·增加厚度(僅對(duì)于過薄的部分) ·避免產(chǎn)生噴射紋
(二十八)熔接縫 表觀在充模方式里,熔接縫是指各流體前端相遇時(shí)的一條線。特別是模具有高拋光表面的地方,制品上的熔接縫很象一條刮痕或一條槽,尤其是在顏色深或透明的制品上更明顯。熔接縫的位置總是在料流方向上。 物理原因 熔接縫形成的地方為熔料的細(xì)流分叉并又連接在一起的地方,最典型的是型芯周圍的熔流或使用多澆口的制品。在細(xì)流再次相遇的地方,表面會(huì)形成熔接縫和料流線。熔料周圍的型芯越大或澆口間的流道越長,形成的熔接縫就越明顯。細(xì)小的熔接縫不會(huì)影響制品的強(qiáng)度。 然而,流程很長或溫度和壓力不足的地方,充模不滿會(huì)造成明顯的凹槽。原因主要是流體前端未均勻熔合產(chǎn)生弱光點(diǎn)。聚合物內(nèi)加入顏料的地方可能會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn),這是因?yàn)樵谌∠蛏嫌忻黠@的差異。澆口的數(shù)量和位置決定了熔接縫的數(shù)量和位置。流體前鋒相遇時(shí)的角度越小,熔接縫越明顯。 大多數(shù)情況下,工藝調(diào)試不可能完全避免熔接縫或料流線。所能做到的是降低其亮度,或?qū)⑺鼈円频讲伙@眼或完全看不見的地方
與加工參數(shù)有關(guān)的原因與改良措施見下表: 1、注射速度太低增加注射速度 2、熔料溫度太低提高料筒溫度 3、模具表面溫度太低增加模具溫度 4、保壓太低增加保壓,盡早進(jìn)行保壓切換 5、澆口位置不合理重新定位澆口并將其移到不可見的地方 6、料流道處無排氣孔排氣孔尺寸應(yīng)符合材料的特性
(二十九)塑料制品發(fā)脆的原因 發(fā)脆 制品發(fā)脆很大一部分是由于內(nèi)應(yīng)力造成的。造成制品發(fā)脆的原因很多,主要有: 一設(shè)備方面 (1)機(jī)筒內(nèi)有*角或障礙物,容易促進(jìn)熔料降解。 (2)機(jī)器塑化容量太小,塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化不充分;機(jī)器塑化容量太大,塑料在機(jī)筒內(nèi)受熱和受剪切作用的時(shí)間過長,塑料容易老化,使制品變脆。 (3)頂出裝置傾斜或不平衡,頂干截面積小或分布不當(dāng)。 二模具方面 (1)澆口太小,應(yīng)考慮調(diào)整澆口尺寸或增設(shè)輔助澆口。 (2)分流道太小或配置不當(dāng),應(yīng)盡量安排得平衡合理或增加分流道尺寸。 (3)模具結(jié)構(gòu)不良造成注塑周期反常。 三工藝方面 (1)機(jī)筒、噴嘴溫度太低,調(diào)高它。如果物料容易降解,則應(yīng)提高機(jī)筒、噴嘴的溫度。 (2)降低螺桿預(yù)塑背壓壓力和轉(zhuǎn)速,使料稍為疏松,并減少塑料因剪切過熱而造成的降解。 (3)模溫太高,脫模困難;模溫太低,塑料過早冷卻,熔接縫融合不良,容易開裂,特別是高熔點(diǎn)塑料如聚碳酸酯等更是如此。 (4)型腔型芯要有適當(dāng)?shù)拿撃P倍?。型芯難脫模時(shí),要提高型腔溫度,縮短冷卻時(shí)間;型腔難脫時(shí),要降低型腔溫度,延長冷卻時(shí)間。 (5)盡量少用金屬嵌件,象聚苯乙烯這類脆性的冷熱比容大的塑料,更不能加入嵌件注塑。 四原料方面 (1)原料混有其它雜質(zhì)或摻雜了不適當(dāng)?shù)幕蜻^量的溶劑或其它添加劑時(shí)。 (2)有些塑料如ABS等,在受潮狀況下加熱會(huì)與水汽發(fā)生催化裂化反應(yīng),使制件發(fā)生大的應(yīng)變。 (3)塑料再生次數(shù)太多或再生料含量太高,或在機(jī)筒內(nèi)加熱時(shí)間太長,都會(huì)促使制件脆裂。 (4)塑料本身質(zhì)量不佳,例如分子量分布大,含有剛性分子鏈等不均勻結(jié)構(gòu)的成分占有量過大;或受其它塑料摻雜污染、不良添加劑污染、灰塵雜質(zhì)污染等也是造成發(fā)脆的原因。 五制品設(shè)計(jì)方面 (1)制品帶有容易出現(xiàn)應(yīng)力開裂的尖角、缺口或厚度相差很大的部位。 (2)制品設(shè)計(jì)太薄或鏤空太多。
(三十) 白邊 白邊是改性聚乙烯和有機(jī)玻璃特有的注射缺陷,大多出現(xiàn)在靠近分型面的制件邊緣上。白邊是由無數(shù)與料流方向垂直的拉伸取向分子和它們之間的微細(xì)距離組成的集合體。在白邊方向上尚存在高分子連接相,因而白邊還不是裂縫,在適當(dāng)?shù)募訜嵯?,有可能使拉伸取向分子回?fù)自然卷曲狀態(tài)而使白邊消退。 解決措施: (1)生產(chǎn)過程注意保持模板分型面的緊密吻合,特別是型腔周圍區(qū)域,一定要處于真正充分的鎖模力下,避免縱向和橫向脹模。 (2)降低注射壓力、時(shí)間和料量,減少分子的取向。 (3)在模面白邊位置涂油質(zhì)脫模劑,一方面使這個(gè)位置不易傳熱,高溫時(shí)間維持多一些,另一方面使可能出現(xiàn)白邊受到抑制。 (4)改進(jìn)模具設(shè)計(jì)。如采用彈性變形量較小的材料制作模具,加強(qiáng)型腔側(cè)壁和底板的機(jī)械承載力,使之足以承受注射時(shí)的高壓沖擊和工作過程溫度的急劇升高,對(duì)白邊易發(fā)區(qū)給予較高的溫度補(bǔ)償,改變料流方向,使型腔內(nèi)的流動(dòng)分布合理。 (5)考慮換料。 白霜 有些聚苯乙烯類制件,在脫模時(shí),會(huì)在靠近分型面的局部表面發(fā)現(xiàn)附著一層薄薄的白霜樣物質(zhì),大多經(jīng)拋光后能除去。這些白霜樣物質(zhì)同樣會(huì)附在型腔表面,這是由于塑料原料中的易揮發(fā)物或可溶性低分子量的添加劑受熱后形成氣態(tài),從塑料熔體釋出,進(jìn)入型腔后被擠迫到靠近有排氣作用的分型面附近,沉淀或結(jié)晶出來。這些白霜狀的粉末和晶粒粘附在模面上,不單會(huì)刮傷下一個(gè)脫模制件,次數(shù)多了還將影響模面的光潔度。不溶性填料和著色劑大多與白霜的出現(xiàn)無關(guān)。白霜的解決方法:加強(qiáng)原料的干燥,降低成型溫度,加強(qiáng)模具排氣,減少再生料的摻加比例等,在出現(xiàn)白霜時(shí),特別要注意經(jīng)常清潔模面。
(三十一)制件不滿(充填不足) 原因主要是缺料和注射壓力與速度不妥(包括阻力造成壓力過于耗損)。充填不足是指無法完全填充成型品。 正常品會(huì)得到與模具一致的產(chǎn)品,而充填不足品則無法得到所希望的形狀。 充填不足是在樹脂流動(dòng)性不足或樹脂計(jì)量值偏少時(shí)產(chǎn)生的。 1. 機(jī)臺(tái)方面: 機(jī)臺(tái)的塑化量或加熱率不定,應(yīng)選用塑化量與加熱功率大的機(jī)臺(tái); 螺桿與料筒或過膠頭等的磨損造成回料而出現(xiàn)實(shí)際充模量不中;熱電偶或發(fā)熱圈等加熱系統(tǒng)故障造成料筒的實(shí)際溫度過低;注射油缸的密封組件磨損造成漏油或回流,而不能達(dá)到所需的注射壓力;射嘴內(nèi)孔過小或射嘴中心度調(diào)節(jié)不當(dāng)造成阻力過大而使壓力消耗。 2. 模具方面
(1).模具局部或整體的溫度過低造成入料困難,應(yīng)適當(dāng)提高模 (2).模具的型腔的分布不平衡。制件壁厚過薄造成壓力消耗過磊而且充模不力。應(yīng)增加整個(gè)制件或局部的壁厚或可在填充不足處的附近,設(shè)置輔助流或澆口解決。3).模具的流道過小造成壓力損耗;過大時(shí)會(huì)出現(xiàn)射膠無力;過于粗糙都會(huì)造成制件不滿。應(yīng)適當(dāng)設(shè)置流道的大小,主流道與分流道,澆口之間的過渡或本身的轉(zhuǎn)彎處應(yīng)用適當(dāng)?shù)膱A弧過渡。 4).模具的排氣不良。進(jìn)入型腔的料受到來不及排走的氣體壓力的阻擋而造成充填不滿??梢猿浞掷寐輻U的縫隙排氣或降低鎖模力利用分型面排氣,必要時(shí)要開設(shè)排氣溝道或氣孔。產(chǎn)品形狀和模具構(gòu)造也是產(chǎn)生充填不足的原因。澆口尺寸偏小、分流道偏細(xì)時(shí)流動(dòng)性會(huì)降低,因此也很容易導(dǎo)致充填不足。此外,如果產(chǎn)品的壁厚偏薄,當(dāng)然也很容易發(fā)生充填不足。 加工,調(diào)整方面:注塑壓力太小,速度太慢,時(shí)間太短,溫度太低,熔料位置偏小。 如果只是因?yàn)榱鲃?dòng)性不足而導(dǎo)致充填不足的話,則估計(jì)有以下幾種條件: (1)樹脂溫度偏低 (2)模具溫度偏低 (3)材料流動(dòng)性不足 (4)注射速度偏低 (5)注射壓力偏低 如果計(jì)量值少于產(chǎn)品所需的量,則必然導(dǎo)致充填不足。有時(shí)不僅是因計(jì)量值偏少,而且還會(huì)因計(jì)量不良所產(chǎn)生的差錯(cuò)而導(dǎo)致充填不足。檢查是否充分進(jìn)行過預(yù)干燥。為每種樹脂所推薦的干燥條件都標(biāo)注在產(chǎn)品袋上。請將實(shí)際結(jié)果與該值進(jìn)行對(duì)比。 同時(shí)還應(yīng)檢查流動(dòng)末端的排氣口是否完好。如果有燒焦的跡象,則很可能排氣不良。應(yīng)設(shè)法擴(kuò)大或添加排氣口。 如果因與上述相同的原因而產(chǎn)生大量氣體,則在流動(dòng)末端有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)充填不足。必須預(yù)先進(jìn)行適度干燥以去除水分等。是指注射→保壓的切換位置。如果這一切換位置過早(也就是過早地轉(zhuǎn)移到保壓階段),流動(dòng)性就會(huì)整體下降,從而導(dǎo)致充填不足。檢查是否充分進(jìn)行過預(yù)干燥。為每種樹脂所推薦的干燥條件都標(biāo)注在產(chǎn)品袋上。請將實(shí)際結(jié)果與該值進(jìn)行對(duì)比。 同時(shí)還應(yīng)檢查流動(dòng)末端的排氣口是否完好。如果有燒焦的跡象,則很可能排氣不良。應(yīng)設(shè)法擴(kuò)大或添加排氣口。
(三十二)披鋒airtrap(飛邊、flash)溢料 披鋒又稱飛邊、溢邊、披鋒、溢料等,多數(shù)發(fā)生在模具分合位置上,如:模具的分合面、滑塊的滑配部位、鑲件的縫隙、頂桿的孔隙等處。溢料不及時(shí)解決將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大化,從而壓印模具形成局部陷塌,造成永久性損害。鑲件縫隙和頂桿孔隙的溢料還會(huì)使制品卡在模上,影響脫模。雖然制作模具時(shí)精度很高(μm級(jí)),而且成型時(shí)采用高壓合模,但由于樹脂的填充壓力也很高,所以實(shí)際上留有很小的縫隙。飛邊就是因樹脂進(jìn)入這種縫隙而形成的。在PL面、套管、滑芯界面和排氣口等處都會(huì)出現(xiàn)飛邊。 飛邊就是樹脂擠入模具PL面(模具的分型面),并使制品帶上了多余的薄膜這樣一種現(xiàn)象。當(dāng)PL面不敵樹脂壓力而分開,或PL面有縫隙時(shí)就會(huì)出現(xiàn)這種情況。 一機(jī)械設(shè)備方面: (1)機(jī)器真正的合模力不足。選擇注塑機(jī)時(shí),機(jī)器的額定合模力必須高于注射成型制品縱向投影面積在注射時(shí)形成的張力,否則將造成脹模,出現(xiàn)飛邊。 (2)合模裝置調(diào)節(jié)不佳,肘桿機(jī)構(gòu)沒有伸直,產(chǎn)生或左右或上下合模不均衡,模具平行度不能達(dá)到的現(xiàn)象造成模具單側(cè)一邊被合緊而另一邊不密貼的情況,注射時(shí)將出現(xiàn)飛邊。 (3)模具本身平行度不佳,或裝得不平行,或模板不平行,或拉桿受力分布不均、變形不均,這些都將造成合模不緊密而產(chǎn)生飛邊。 (4)止回環(huán)磨損嚴(yán)重;彈簧噴嘴彈簧失效;料筒或螺桿的磨損過大;入料口冷卻系統(tǒng)失效造成“架橋”現(xiàn)象;機(jī)筒調(diào)定的注料量不足,緩沖墊過小等都可能造成飛邊反復(fù)出現(xiàn),必須及時(shí)維修或更換配件。 二模具方面 (1)模具分型面精度差?;顒?dòng)模板(如中板)變形翹曲;分型面上沾有異物或??蛑苓呌型钩龅那劣∶?;舊模具因早先的飛邊擠壓而使型腔周邊疲勞塌陷。 (2)模具設(shè)計(jì)不合理。模具型腔的開設(shè)位置過偏,會(huì)令注射時(shí)模具單邊發(fā)生張力,引起飛邊;塑料流動(dòng)性太好,如聚乙烯、聚丙烯、尼龍等,在熔融態(tài)下黏度很低,容易進(jìn)入活動(dòng)的或固定的縫隙,要求模具的制造精度較高;在不影響制品完整性的前提下應(yīng)盡量安置在質(zhì)量對(duì)稱中心上,在制品厚實(shí)的部位入料,可以防止一邊缺料一邊帶飛邊的情況;當(dāng)制品中央或其附近有成型孔時(shí),習(xí)慣上在孔上開設(shè)側(cè)澆口,在較大的注射壓力下,如果合模力不足模的這部分支承作用力不夠發(fā)生輕微翹曲時(shí)造成飛邊,如模具側(cè)面帶有活動(dòng)構(gòu)件時(shí),其側(cè)面的投影面積也受成型壓力作用,如果支承力不夠也會(huì)造成飛邊;滑動(dòng)型芯配合精度不良或固定型芯與型腔安裝位置偏移而產(chǎn)生飛邊;型腔排氣不良,在模的分型面上沒有開排氣溝或排氣溝太淺或過深過大或受異物阻塞都將造成飛邊;對(duì)多型腔模具應(yīng)注意各分流道合澆口的合理設(shè)計(jì),否則將造成充模受力不均而產(chǎn)生飛邊。即使在簡單的2塊式模具中,模具有時(shí)也會(huì)因成型品頂出不當(dāng)而受損,并在損傷處出現(xiàn)飛邊。使用滑芯時(shí),必須特別注意吻合以及滑動(dòng)面的縫隙。 另外,模具是鋼制的,合模壓屬于高壓,而樹脂壓也是與其相當(dāng)?shù)母邏?,所以在幾乎所有的注射成型中,模具一般都?huì)發(fā)生變形。特別是在大型成型品的情況下尤為顯著。此時(shí),有無支柱對(duì)飛邊也有影響(如果沒有支柱,變形→縫隙就會(huì)增大,飛邊也會(huì)增多)。 三工藝方面 (1)注射壓力過高或注射速度過快。由于高壓高速,對(duì)模具的張開力增大導(dǎo)致溢料。要根據(jù)制品厚薄來調(diào)節(jié)注射速度和注射時(shí)間,薄制品要用高速迅速充模,充滿后不再進(jìn)注;厚制品要用低速充模,并讓表皮在達(dá)到終壓前大體固定下來。 (2)加料量過大造成飛邊。值得注意的是不要為了防止凹陷而注入過多的熔料,這樣凹陷未必能“填平”,而飛邊卻會(huì)出現(xiàn)。這種情況應(yīng)用延長注射時(shí)間或保壓時(shí)間來解決。 (3)機(jī)筒、噴嘴溫度太高或模具溫度太高都會(huì)使塑料黏度下降,流動(dòng)性增大,在流暢進(jìn)模的情況下造成飛邊。
四原料方面 (1)塑料黏度太高或太低都可能出現(xiàn)飛邊。黏度低的塑料如尼龍、聚乙烯、聚丙烯等,則應(yīng)提高合模力;吸水性強(qiáng)的塑料或?qū)λ舾械乃芰显诟邷叵聲?huì)大幅度的降低流動(dòng)黏度,增加飛邊的可能性,對(duì)這些塑料必須徹底干燥;摻入再生料太多的塑料黏度也會(huì)下降,必要時(shí)要補(bǔ)充滯留成分。塑料黏度太高,則流動(dòng)阻力增大,產(chǎn)生大的背壓使模腔壓力提高,造成合模力不足而產(chǎn)生飛邊。樹脂壓力過高時(shí),模具分開并產(chǎn)生飛邊。相反,模具壓力偏低時(shí),同樣也容易產(chǎn)生飛邊。樹脂壓力增高的主要原因如下:PSS樹脂在低剪切區(qū)的流動(dòng)性很強(qiáng),因此該樹脂就其本身的性質(zhì)而言就具有容易產(chǎn)生飛邊的缺點(diǎn)。因此,與使用其它材料時(shí)相比,使用PPS樹脂時(shí)必須更加注意防止出現(xiàn)飛邊。此時(shí)對(duì)模具精度等級(jí)的要求也比使用其它材料時(shí)更加嚴(yán)格。
(1)注射速度偏快 (2)注射壓力偏高 (3)保壓力偏高 (4)V-P切換偏慢 一般來說,當(dāng)希望獲得良好的外觀時(shí),有時(shí)會(huì)將保壓設(shè)定的過高,特別是為了防止出現(xiàn)凹痕而采用高于標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。這樣一來有時(shí)就會(huì)產(chǎn)生飛邊。流動(dòng)性越好,樹脂就越容易進(jìn)入縫隙,因此飛邊也就越大。一般來說,樹脂溫度和模具溫度越高,飛邊也就越大;反之,溫度越低,飛邊也就越小。 (2)塑料原料粒度大小不均時(shí)會(huì)使加料量變化不定,制件或不滿,或飛邊。 故障原因 處理方法 塑料溫度太高 降低塑料溫度,降低模具溫度 射膠速度太高 降低射膠速度 射膠壓力太高 降低射膠壓力 填料太飽 降低射膠時(shí)間,速度及劑量 合模線或吻合面不良 檢修模具 鎖模壓力不夠 增加鎖模壓力或更換模壓力較大的注塑機(jī) 1 滑塊與定位塊如果磨損,則容易出現(xiàn)毛邊。 2 模具表面附著異物時(shí),也會(huì)出現(xiàn)毛邊。 3 鎖模力不足,射出時(shí)模具被打開,出現(xiàn)毛邊。 4 原料溫度以及模具溫度過高,則粘度下降,所以在模具僅有間隙上也容易產(chǎn)生毛邊。 5 料量供給過多,原料多余射出產(chǎn)生毛邊。 毛邊 表七
注射成型——注射成型又稱注射模塑或注塑,此種成型方法是將塑料(一般為粒料)在注射成型 機(jī)料筒內(nèi)加熱熔化,當(dāng)呈流動(dòng)狀態(tài)時(shí),在柱塞或螺桿加壓下熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng),進(jìn)而通過料 筒前端的噴嘴以很快速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi),經(jīng)過一定時(shí)間冷卻定型后,開啟模具即得制品。 注射成型是根據(jù)金屬壓鑄原理發(fā)展起來的。由于注射成型能一次成型制得外形復(fù)雜、尺寸精確, 或帶有金屬嵌件得制品,因此得到廣泛的應(yīng)用,目前占成型加工總量的20%以上。 注射成型過程通常由塑化、充模(即注射)、保壓、冷卻和脫模等五個(gè)階段組成。 一般的注射成型制品都有澆口、流道等廢邊料,需加以修整除去。這不僅耗費(fèi)工時(shí),也浪費(fèi)原料。 近年來發(fā)展的無澆口注射成型不僅克服了上述弊端,還有利于提高生產(chǎn)效率
(三十三)塑件光澤不良(玻纖析出) 何謂光澤不好? 光澤不好是指成型品未粘著在模具上,即復(fù)制不良。 光澤不好的生成原因 (2-1)由噴射紋或冷料引起 成形品表面出現(xiàn)噴射紋或冷料時(shí),因其與周圍不同,因此看起來像霧一樣模糊不清。多出現(xiàn)在澆口附近及高低不平之處。 (2-2)因氣體原因 這是因?yàn)闅怏w被封堵在模具與樹脂之間并妨礙兩者間的粘合而發(fā)生的光澤不好。保壓力偏低或排氣不暢時(shí)更容易出現(xiàn)。 (2-3)因壓力不足 因壓力偏低,因而對(duì)樹脂的模具面的擠壓力偏弱而引起的光澤不好。在含玻纖等填料的材料中,由于填料容易浮出表面(樹脂容易沉入內(nèi)側(cè)),因此光澤不好變得更為明顯。 例如,當(dāng)注射速度偏低時(shí),壓力因樹脂固化而無法傳遞到末端,從而容易在成形品末端產(chǎn)生光澤不好。同時(shí),當(dāng)模具溫度偏低,整體固化偏快時(shí),整個(gè)成型品上也容易出現(xiàn)光澤不好。 (3)光澤不好的對(duì)策 首先嘗試提高保壓設(shè)定值和保壓時(shí)間設(shè)定值。此時(shí)應(yīng)看到情況在改善。如果沒有,則可認(rèn)為是由于其它原因而使該部分的實(shí)際壓力上升不足。此時(shí)應(yīng)同時(shí)使用下列對(duì)策: 提高模具溫度 提高機(jī)筒溫度(特別是噴嘴) 增大澆口尺寸 提高注射速度 使用流動(dòng)性好的材料等級(jí) 一、注塑模具方面 1.若模具型腔加工不良,如有傷痕、微孔、磨損、粗糙等不足,勢必會(huì)反應(yīng)到塑件上,使塑件光澤不良,對(duì)此,要精心加工模具,使型腔表面有較小的粗糙度,必要時(shí)可拋光鍍鉻。 2.若型腔表面有油污、水漬,或脫模劑使太多,會(huì)使塑件表面發(fā)暗、沒有光澤,對(duì)此,要及時(shí)清除油污和水漬,并限量使用脫模劑。 3.若塑件脫模斜度太小,脫模困難,或脫模時(shí)受力過大,使塑件表面光澤*佳,對(duì)此,要加大脫模斜度。 4.若模具排氣不良,過多氣體停留在模型內(nèi),也導(dǎo)致光澤不良,對(duì)此,要檢查和修正模具排氣系統(tǒng)。 5.若澆口或流道截面積過小或突然變化,熔體在其中流動(dòng)時(shí)受剪力作用太大,呈湍流動(dòng)態(tài)流動(dòng),導(dǎo)致光澤不良,對(duì)此,應(yīng)適當(dāng)加大澆口和流道截面積。 必須檢查氣體是否已排除干凈。 檢查是否確保了有效排出氣體所需的排氣口厚度和大小、是否受到模垢的污染等。是否被配置到適當(dāng)位置也很重要。如果可能,建議采用充填不足(short shot)方法以了解實(shí)際的樹脂流動(dòng)狀況。
二、注塑工藝方面 1.若注射速度過偏小,塑件表面不密實(shí),顯現(xiàn)光澤不良,對(duì)此,可適當(dāng)提高注射速度。 2.對(duì)于厚壁塑件,如冷卻不充分,其表面會(huì)發(fā)毛,光澤偏暗,對(duì)此,應(yīng)改善冷卻系統(tǒng)。 3.若保壓壓力不足,保壓時(shí)間偏短,使塑件密度不夠而光澤不良,對(duì)此,應(yīng)增大保壓壓力和保壓時(shí)間。 5.若熔體溫度過低,使得流動(dòng)性較差,易導(dǎo)致光澤不良,對(duì)此,應(yīng)適當(dāng)提高熔體溫度。 6.對(duì)于結(jié)晶樹脂,如PE、PP、POM等制作的塑件,如冷卻不均勻會(huì)導(dǎo)致光澤不良,對(duì)此,應(yīng)改善冷卻系統(tǒng),使之均勻冷卻。 7.若注射速度過大,而澆口截面積又過小,則澆品附近會(huì)發(fā)暗而光澤不良,對(duì)此,可適當(dāng)降低注射速度和增大澆口截面積。 三、原材料方面 1.原材料粒度差異較大,使得難以均勻塑化,而光澤不良,對(duì)此應(yīng)將原材料進(jìn)行篩分處理 2.原料中再生料或水口料加入太多,影響熔體的均勻塑化而光澤不良,對(duì)此,應(yīng)減少再生料或水口料加入量。 3.有些原材料在調(diào)溫時(shí)會(huì)分解變色導(dǎo)致光澤不良,對(duì)此,應(yīng)選用耐溫性較好的原材料。 4.原材料中水分或易揮發(fā)物含量過高,受熱時(shí)揮發(fā)成氣體,在型腔和熔體中凝縮,導(dǎo)致塑件光澤不良,對(duì)此,應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行預(yù)干燥處理。 5.有些添加劑的分散性太差而使塑件光澤不良,對(duì)此,應(yīng)改用流動(dòng)性能較好的添加劑。 6.原材料中混有異物,雜料或不相溶的物料,它們不能與其原料均勻混熔在一起而導(dǎo)致光澤不良,對(duì)此,應(yīng)事先嚴(yán)格排除這些雜料。 7.若潤滑劑用量過少,熔體的流動(dòng)性較差,塑件表面不致密,使得光澤不良,對(duì)此,應(yīng)適當(dāng)增加潤滑劑的用量。
(三十四)塑件光澤不均(GlossVariations on textured surfaces) 1、表觀雖然模具具有均一的表面材質(zhì),制品表面還是表現(xiàn)為灰黯和光澤不均勻。 物理原因 注射成型生產(chǎn)的制品表面多少是模具表面的翻版。表面粗糙取決于熱塑性材料本身,它的粘性、速度設(shè)置以及成型參數(shù)如注射速度、保壓和模溫。因而,由于仿制的表面粗糙度的原因,制品表面會(huì)出現(xiàn)為灰黯、較黯或光滑。 理論上說,當(dāng)被點(diǎn)蝕或侵蝕過的模具表面已精確仿制,投射到制品表面的光線會(huì)發(fā)生漫反射。因此,表面會(huì)出現(xiàn)黯區(qū)。對(duì)具有較少精確仿制的表面,漫反射現(xiàn)象就會(huì)得到控制進(jìn)而制品表面出現(xiàn)好的光澤效果 與加工參數(shù)有關(guān)的原因與改良措施見下表: 1、保壓太低提高保壓壓力 2、保壓時(shí)間太短提高保壓時(shí)間 3、模壁溫度太低提高模壁溫度 4、熔料溫度太低提高熔體溫度 與設(shè)計(jì)有關(guān)的原因與改良措施見下表: 1、模壁截面差異太大提供更均一的模壁截面 2、材料積留過多或棱邊尺寸過大避免材料積留過重或棱邊尺寸過大 3、料流線處排氣不好提高模具在料流線處的排氣
(三十五)變色和焦化或黑點(diǎn) 何謂變色(外觀)? 變色是指成型品的顏色變得與正常顏色不同。由于塑料是化學(xué)物質(zhì),因此當(dāng)在熔點(diǎn)以上繼續(xù)加熱時(shí),它便會(huì)逐漸分解和變質(zhì)。變色就是與此過程相伴而生的。 主要原因是塑料或添加的紫外線吸收劑、防靜電劑等在料筒內(nèi)過熱分解,或在料筒內(nèi)停留時(shí)間過長而分解、焦化,再隨同熔料注入型腔形成。 (2)變色的生成原因 機(jī)筒內(nèi)部的熱變色 機(jī)筒內(nèi)部已融化的樹脂常常處于高溫狀態(tài),設(shè)定溫度越高,滯留時(shí)間越長,變色也就越厲害。另外,計(jì)量時(shí)所施加的剪切力也是變色的原因之一。螺桿轉(zhuǎn)速越高,剪切力也就越大,變色也就越容易。要抑制機(jī)筒內(nèi)的樹脂變色,應(yīng)降低樹脂溫度(包括噴嘴)并縮短滯留時(shí)間。
1.機(jī)臺(tái)方面: (1)由于加熱控制系統(tǒng)失控,導(dǎo)致料筒過熱造成分解變黑。 (2)由于螺桿或料筒的缺陷使熔料卡入而屯積,經(jīng)受長時(shí)間固定加熱造成分解。應(yīng)檢查過膠頭套件是否磨損或里面是否有金屬異物。 (3)某些塑料如ABS在料筒內(nèi)受到高熱而交聯(lián)焦化,在幾乎維持原來顆粒形狀情形下,難以熔融,被螺桿壓破碎后夾帶進(jìn)入制件。 2.模具方面: 注射速度過快時(shí),模具內(nèi)部的剪切力也會(huì)增大。澆口或噴嘴偏小時(shí),剪切力有時(shí)也會(huì)增強(qiáng)并引起變色。如果噴嘴、澆口等模具內(nèi)的特定部分發(fā)生變色,則應(yīng)降低注射速度。建議此時(shí)采用多級(jí)注射等。 (1)模具排氣不衣,易燒焦,或澆注系統(tǒng)的尺寸過小,剪切過于歷害造成焦化。 (2)模內(nèi)有不適當(dāng)?shù)挠皖悵櫥瑒?、脫模劑?/span> 3.塑料方面: 塑料揮發(fā)物過多,濕度過大,雜質(zhì)過多,再生料過多,受污染。 4.加工方面: (1)壓力過大,速度過高,背壓過大,如果計(jì)量時(shí)發(fā)生變色轉(zhuǎn)速過快都會(huì)使料溫分解。
(三十六)熱流道應(yīng)用技術(shù) 一熱流道模具的優(yōu)點(diǎn) 熱流道模具在當(dāng)今世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)均得到極為廣泛的應(yīng)用。這主要因?yàn)闊崃鞯滥>邠碛腥缦嘛@著特點(diǎn): 1、縮短制件成型周期 因沒有澆道系統(tǒng)冷卻時(shí)間的限制,制件成型固化后便可及時(shí)頂出。許多用熱流道模具生產(chǎn)的薄壁零件成型周期可在5秒鐘以下。 2、節(jié)省塑料原料 在純熱流道模具中因沒有冷澆道,所以無生產(chǎn)費(fèi)料。這對(duì)于塑料價(jià)格貴的應(yīng)用項(xiàng)目意義尤其重大。事實(shí)上,國際上主要的熱流道生產(chǎn)廠商均在世界上石油及塑料原料價(jià)格昂貴的年代得到了迅猛的發(fā)展。因?yàn)闊崃鞯兰夹g(shù)是減少費(fèi)料降低材料費(fèi)的有效途徑。3、減少費(fèi)品,提高產(chǎn)品質(zhì)量 在熱流道模具成型過程中,塑料熔體溫度在流道系統(tǒng)里得到準(zhǔn)確地控制。塑料可以更為均勻一致的狀態(tài)流入各模腔,其結(jié)果是品質(zhì)一致的零件。熱流道成型的零件澆口質(zhì)量好,脫模后殘余應(yīng)力低,零件變形小。所以市場上很多高質(zhì)量的產(chǎn)品均由熱流道模具生產(chǎn)。如人們熟悉的MOTOROLA手機(jī),HP打印機(jī),DELL筆記本電腦里的許多塑料零件均用熱流道模具制作。 4、消除后續(xù)工序,有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。 制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品,無需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序。有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。國外很多產(chǎn)品生產(chǎn)廠家均將熱流道與自動(dòng)化結(jié)合起來以大幅度地提高生產(chǎn)效率。 5。擴(kuò)大注塑成型工藝應(yīng)用笵圍 許多先進(jìn)的塑料成型工藝是在熱流道技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。如PET預(yù)成型制作,在模具中多色共注,多種材料共注工藝,STACK MOLD等。 二熱流道模具的缺點(diǎn) 盡管與冷流道模具相比,熱流道模具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn),但模具用戶亦需要了解熱流道模具的缺點(diǎn)。概括起來有以下幾點(diǎn)。 1、模具成本上升 熱流道組件價(jià)格比較貴,熱流道模具成本可能會(huì)大幅度增高。如果零件產(chǎn)量小,模具工具成本比例高,經(jīng)濟(jì)上不花算。對(duì)許多發(fā)展中國家的模具用戶,熱流道系統(tǒng)價(jià)格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問題之一。 2、熱流道模具制作工藝設(shè)備要求高 熱流道模具需要精密加工機(jī)械作保證。熱流道系統(tǒng)與模具的集成與配合要求極為嚴(yán)格,否則模具在生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)很多嚴(yán)重問題。如塑料密封不好導(dǎo)致塑料溢出損壞熱流道組件中斷生產(chǎn),噴嘴鑲件與澆口相對(duì)位置不好導(dǎo)致制品質(zhì)量嚴(yán)重下降等。 3、操作維修復(fù)雜 與冷流道模具相比,熱流道模具操作維修復(fù)雜。如使用操作不當(dāng)極易損壞熱流道零件,使生產(chǎn)無法進(jìn)行,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于熱流道模具的新用戶,需要較長時(shí)間來積累使用經(jīng)驗(yàn)。 三熱流道系統(tǒng)的組成 盡管世界上有許多熱流道生產(chǎn)廠商和多種熱流道產(chǎn)品系列,但一個(gè)典型的熱流道系統(tǒng)均由如下幾大部分組成: 1. 熱流道板(MANIFOLD) 2. 噴嘴(NOZZLE) 3. 溫度控制器 4. 輔助零件 四熱流道應(yīng)用主要技術(shù)關(guān)鍵 一個(gè)成功的熱流道模具應(yīng)用項(xiàng)目需要多個(gè)環(huán)節(jié)予以保障。其中最重要的有兩個(gè)技術(shù)因素。一是塑料溫度的控制,二是塑料流動(dòng)的控制。 1.塑料溫度的控制 在熱流道模具應(yīng)用中塑料溫度的控制極為重要。許多生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的加工及產(chǎn)品質(zhì)量 問題直接來源于熱流道系統(tǒng)溫度控制的不好。如使用熱針式澆口方法注塑成型時(shí)產(chǎn)品澆口質(zhì)量差問題,閥式澆口方法成型時(shí)閥針關(guān)閉困難問題,多型腔模具中的零件填充時(shí)間及質(zhì)量不一致問題等。如果可能應(yīng)盡量選擇具備多區(qū)域分別控溫的熱流道系統(tǒng),以增加使用的靈活性及應(yīng)變能力。 2.塑料流動(dòng)的控制 塑料在熱流道系統(tǒng)中要流動(dòng)平衡。澆口要同時(shí)打開使塑料同步填充各型腔。對(duì)于零件重量相差懸殊的FAMILY?。停希蹋囊M(jìn)行澆道尺寸設(shè)計(jì)平衡。否則就會(huì)出現(xiàn)有的零件充模保壓不夠,有的零件卻充模保壓過度,飛邊過大質(zhì)量差等問題。熱流道澆道尺寸設(shè)計(jì)要合理。尺寸太小充模壓力損失過大。尺寸太大則熱流道體積過大,塑料在熱流道系統(tǒng)中停留時(shí)間過長,損壞材料性能而導(dǎo)致零件成型后不能滿足使用要求。世界上已經(jīng)有專門幫助用戶進(jìn)行最佳流道設(shè)計(jì)的CAE軟件如MOLDCAE。 五熱流道模具的應(yīng)用范圍 1.塑料材料種類 熱流道模具已被成功地用于加工各種塑料材料。如PP,PE,PS,ABS,PBT,PA,PSU,PC,POM,LCP,PVC,PET,PMMA,PEI,ABS/PC等。任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用熱流道模具加工。 2.零件尺寸與重量 用熱流道模具制造的零件最小的在0.1克以下。最大的在30公斤以上。應(yīng)用極為廣泛靈活。 3.工業(yè)領(lǐng)域 熱流道模具在電子,汽車,醫(yī)療,日用品,玩具,包裝,建筑,辦公設(shè)備等各工業(yè)部門都得到廣泛應(yīng)用。 六國際上熱流道模具生產(chǎn)簡況 在世界上工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)熱流道模具生產(chǎn)極為活躍。熱流道模具比例不斷提高。許多10人以下的小模具廠都進(jìn)行熱流道模具的生產(chǎn)。從總體上講北美,歐洲使用熱流道技術(shù)時(shí)間較久,經(jīng)驗(yàn)較多水平較高。在亞洲,除日本外,新加坡,南韓,臺(tái)灣,香港處于領(lǐng)先地位。北美,歐洲雖然模具制造水平較高,但價(jià)格較高交貨期較長。相比之下,亞洲的熱流道模具制造商在價(jià)格與交貨期上更具競爭性。而中國的熱流道模具尚處于起步階段,但是正在快速增長,比例不斷提高。
(三十七)玻璃纖維銀紋(Glassfiber streaks) 表觀加入了玻璃纖維的塑料模制品的表面呈多樣缺陷:灰暗、粗糙,部分出現(xiàn)金屬亮點(diǎn)等很明顯的特征,尤其是凸起部分料流區(qū),流體再次會(huì)合的接合線附近。 物理原因 如果注射溫度太低并且模溫太低,含有玻纖的材料往往在模具表面凝結(jié)過快,此后玻纖再也不會(huì)嵌到熔體內(nèi)。當(dāng)兩股料流前鋒相遇時(shí),玻纖的取向是在每條細(xì)流的方向上,因而會(huì)在交叉的地方導(dǎo)致表面材質(zhì)不規(guī)則,結(jié)果就會(huì)形成接合縫或料流線。 這些現(xiàn)象在料筒內(nèi)熔料內(nèi)未完全混合時(shí)更加明顯,例如螺桿行程太長,導(dǎo)致熔料混合不均的熔料也被注射。 與加工參數(shù)有關(guān)的原因與改良措施見下表: 1、注射速度太低增加注射速度:考慮用多級(jí)注射:先慢-后快 2、模溫太低增加模溫 3、熔料溫度太低增加料筒溫度,增加螺桿背壓 4、熔料溫度變化高,如熔料不均勻增加螺桿背壓;減小螺桿速度;使用較長的料筒以縮短行程
(三十八)頂白(Ejectormarks) 表觀在制品面對(duì)噴嘴一側(cè),即在頂出桿位于模具頂出一側(cè)的地方發(fā)現(xiàn)應(yīng)力泛白和應(yīng)力升高的現(xiàn)象 物理原因 如果必須的脫模力太高或頂出桿的表面相對(duì)較小,此處的表面壓力會(huì)很高,發(fā)生變形最終造成頂出部位泛白。
與加工參數(shù)有關(guān)的原因與改良措施見下表: 1、保壓太高降低保壓 2、保壓時(shí)間太長縮短保壓時(shí)間 3、保壓時(shí)間切換太遲將保壓切換提前 4、冷卻時(shí)間太短延長冷卻時(shí)間
與設(shè)計(jì)有關(guān)的原因與改良措施見下表: 1、脫模斜度不夠按規(guī)格選擇脫模斜度 2、脫模方向上表面粗糙對(duì)脫模方向上模具進(jìn)行拋光 3、頂出一側(cè)上形成真空型芯內(nèi)裝氣閥
(三十九)燒焦紋(Charredstreaks) 表觀制品表面表現(xiàn)出銀色和淡棕色的非常暗的條紋。氣體燒焦是指在成型時(shí)成型品表面的燒焦現(xiàn)象。當(dāng)樹脂填充模腔時(shí),原有的空氣會(huì)從排氣口排出。此時(shí),樹脂所產(chǎn)生的氣體也會(huì)從排氣口排出。但是,如果模具的排氣口被堵塞,或流動(dòng)末端本來就沒有排氣口,氣體便無法排出,受到壓縮后形成高溫,從而導(dǎo)致樹脂被燒焦。 隨著樹脂的填充,模腔內(nèi)的空氣和樹脂中所含的氣體會(huì)從排氣口排出。但是,如果射出速度太快,氣體就會(huì)來不及從排氣口排出,并會(huì)因受到隔熱壓縮而形成高溫,進(jìn)而導(dǎo)致氣體燒焦。VP切換偏慢時(shí),也會(huì)因同樣的原因而容易產(chǎn)生氣體燒焦。 與上述情況類似,當(dāng)排氣口的排氣能力偏低時(shí),也會(huì)發(fā)生氣體燒焦。原因有兩種:一種是排氣口的厚度本來就偏薄,另一種是在使用期間排氣口被模垢堵塞。同樣的道理,當(dāng)樹脂中蘊(yùn)含的氣體量偏多時(shí),氣體燒焦也會(huì)加重。當(dāng)模具溫度或樹脂溫度偏高時(shí)(雖說是次要原因),氣體燒焦也有加重的趨勢。 物理原因 燒焦暗紋是因?yàn)槿哿线^度熱降解而造成的。淡棕色的黯紋是因?yàn)槿哿习l(fā)生氧化或分解。銀紋的造成一般是因?yàn)槁輻U、止逆環(huán)、噴嘴、料頭、制品內(nèi)窄的橫截面或銳邊區(qū)域產(chǎn)生摩擦。 一般來說,在機(jī)器停工而料筒仍繼續(xù)加熱的時(shí)間內(nèi)塑料會(huì)發(fā)生嚴(yán)重降解或分解現(xiàn)象。 如果僅在料頭附近發(fā)現(xiàn)條紋,原因就不止是熱流道溫度控制優(yōu)化不足,還同機(jī)器的噴嘴有關(guān)。 熔料的溫度哪怕是稍微有點(diǎn)高,熔料在料筒內(nèi)的殘留時(shí)間相對(duì)較長,也會(huì)導(dǎo)致制品的力學(xué)性能下降。在因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的降解連鎖反應(yīng)的作用下,熔料的流動(dòng)性會(huì)增加,以至讓模件不可避免地發(fā)生溢模的現(xiàn)象。對(duì)復(fù)雜模具尤其要小心。 與加工參數(shù)有關(guān)的原因與改良措施見下表: 1、熔料溫度太高降低料筒溫度 2、熱流道溫度太高檢查熱流道溫度,降低熱流道溫度 3、熔料在料筒內(nèi)殘留時(shí)間太長采用小直徑料筒 4、注射速度太高減小注射速度:采用多級(jí)注射:快-慢 氣體燒焦是因氣體被急劇壓縮并形成高溫而引起的。因此減慢注射速度可降低氣體燒焦。當(dāng)成型品的形狀受到限制時(shí),請調(diào)整VP切換位置或使用多段注射。如果無論如何也解決不了問題,則應(yīng)通過強(qiáng)化排氣口等措施來改善排氣狀況。
(四十) 流痕:(流紋) 原料在模穴內(nèi)流動(dòng)時(shí),在成品表面上出現(xiàn)以GATE 為中心的年輪狀細(xì)小的鄒紋現(xiàn)象。 1 增加原料溫度以及模具溫度,使原料容易流動(dòng)。 2 充填速度慢,則在充填過程中溫度下降,而發(fā)生這種現(xiàn)象。3 如果灌嘴過長,則在灌嘴處溫度下降,因此,冷卻的原料最先射出,發(fā)生壓力下降,而造成流痕。 4 冷卻窩小,射出初期,溫度低的原料被先充填造成流痕 流痕:表五成型機(jī)原料溫度低,流動(dòng)性不夠射出速度快或慢灌嘴孔徑過小或灌嘴過長射出壓力低保壓不足保壓時(shí)間短模具模具溫度低模具冷卻不適當(dāng)GATE 小或流道小冷料窩存儲(chǔ)小原料原料的流動(dòng)性不良 流痕:表五 成型機(jī)原料溫度低,流動(dòng)性不夠射出速度快或慢灌嘴孔徑過小或灌嘴過長射出壓力低保壓不足保壓時(shí)間短模具模具溫度低模具冷卻不適當(dāng)GATE 小或流道小冷料窩存儲(chǔ)小原料原料的流動(dòng)性不良
(四十一)翹曲(變形、彎曲、扭曲) 由于塑料成型時(shí)流動(dòng)方向的收縮率比垂直方向的大,使制件各向收縮率不同而翹曲,又由于注射充模時(shí)不可避免地在制件內(nèi)部殘留有較大的內(nèi)應(yīng)力而引起翹曲,這些都是高應(yīng)力取向造成的變形的表現(xiàn)。所以從根本上說,模具設(shè)計(jì)決定了制件的翹曲傾向,要通過變更成型條件來抑制這種傾向是十分困難的,最終解決問題必須從模具設(shè)計(jì)和改良著手。 分析如下: 1.模具方面: (1)制件的厚度、質(zhì)量要均勻。 (2)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要使模具型腔各部分溫度均勻,澆注系統(tǒng)要使料流對(duì)稱避免因流動(dòng)方向、收縮率不同而造成翹曲,適當(dāng)加粗較難成型部份的分流道、主流道,盡量消除型腔內(nèi)的密度差、壓力差、溫度差。(3)制件厚薄的過渡區(qū)及轉(zhuǎn)角要足夠圓滑,要有良好的脫模性,如增加脫模余度,改善模面的拋光,頂出系統(tǒng)要保持平衡。 (4)排氣要良好。 (5)增加制件壁厚或增加抗翹曲方向,由加強(qiáng)筋來增強(qiáng)制件抗翹曲能力。 (6)模具所用的材料強(qiáng)度不足。 2.塑料方面: 結(jié)晶型比非結(jié)晶型塑料出現(xiàn)的翹曲變形機(jī)會(huì)多,加之結(jié)晶型塑料可利用結(jié)晶度隨冷卻速度增大而降低,收縮率變小的結(jié)晶過程來矯正翹曲變形。 3.加工方面: (1)注射壓力太高,保壓時(shí)間太長,熔料溫度太低速度太快會(huì)造成內(nèi)應(yīng)力增加而出現(xiàn)翹曲變形。 (2)模具溫度過高,冷卻時(shí)間過短,使脫模時(shí)的制件過熱而出現(xiàn)頂出變形。 (3)在保持最低限度充料量下減少螺桿轉(zhuǎn)速和背壓降低密度來限制內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。 (4)必要時(shí)可對(duì)容易翹曲變形的制件進(jìn)行模具軟性定形或脫模后進(jìn)行退米處理。 (5)*注射、保壓時(shí)間:原則上設(shè)定為澆口封閉時(shí)間。如果注射、保壓時(shí)間比澆口封閉時(shí)間短,對(duì)模腔充分傳遞并保持壓力的保壓工程就會(huì)不足,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形。 冷卻時(shí)間:因?yàn)槌尚推吩谀G粌?nèi)的形狀保持時(shí)間延長,所以許多場合下增加冷卻時(shí)間會(huì)減少變形。但對(duì)于某些形狀則相反,因模具(模芯)的報(bào)緊等原因,有時(shí)增加冷卻時(shí)間會(huì)造成脫模不良而產(chǎn)生變形,故不能一概而論。 因此,設(shè)定冷卻時(shí)間時(shí),需注意成型品的頂出平衡、厚度及模具溫度等問題。 *模具溫度:與冷卻時(shí)間同樣,在成型品的形狀保持效果方面,許多場合下降低模具溫度會(huì)減少變形。但它也并非只要溫度低即可。對(duì)于有些形狀,溫度低反而會(huì)導(dǎo)致模腔與模芯間的溫度差增大而容易產(chǎn)生變形。并且,模具溫度低于成型品的使用環(huán)境溫度時(shí),因后收縮會(huì)產(chǎn)生變形或尺寸變化等問題。 因此可以說,在模具溫度方面,重要的不是溫度高低而是包括模芯冷卻在內(nèi)的溫度均勻(均衡),以實(shí)現(xiàn)均勻的成型收縮。
(四十二) 未完待續(xù)…
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