注塑件常见缺陷和问题,以及应对解决方法

以下将针对塑胶产品注塑成型常见问题或缺陷,分别从注塑机、模具设计、成型工艺 、 原料和产品设计等方面分析及提出改善指引或相应的处理方法。

以下将针对塑胶产品注塑成型常见问题或缺陷,分别从注塑机、模具设计、成型工艺 、 原料和产品设计等方面分析及提出改善指引或相应的处理方法。

1:填充不足

填充不足表现为注塑件不完整或细节不完全,是因为塑料未完全充满模腔所致。这是 一个经常遇到的问题,但也比较容易解决。当用工艺手段确实解决不了时,可从模具设计 制造上考虑进行改进,一般是可以解决的。造成填充不足的原因很多,涉及的因素可能有 注塑机、模具、工艺和原料产品等多个方面。

(1)注塑机

①注塑机塑化容量小,不足以提供足够料量,需要换塑化容量大的机器。当制品质量 超过注塑机实际最大注射质量时,显然供料量是不入敷出的。若制品质量接近注塑机实际 注射质量时,就有一个塑化不够充分的问题,料在机筒内受热时间不足,结果不能及时地 向模具提供适当的熔料。这种情况只有更换容量大的注塑机才能解决问题。

②温度计显示的温度不真实,明高实低,造成料温过低。这是由于温控装置如热电偶 及其线路或温差毫伏计失灵,或者是由于远离测温点的电热圈老化或烧毁,加温失效而又 未曾发现或没有及时修复更换。

③喷嘴部分堵住,检查嘴孔是否有异物或未熔料,可能是喷嘴内孔直径太大或太小。 太小,则由于流通直径小,料条的比容增大,容易制冷,堵塞进料通道或消耗注射压力; 太大,则流通截面积大,塑料进模的单位面积压力低,形成注射力小的状况。喷嘴与主流 道入口配合不良,常常发生模外溢料、模内充不满的现象。喷嘴本身流动阻力很大或有异 物、塑料碳化沉积物等堵塞;喷嘴或主流道入口球面损伤、变形,影响与其的良好配合; 注座机械故障或偏差,使喷嘴与主流道轴心产生倾侧位移或轴向压紧面脱离;喷嘴球径比 主流道入口球径大,因边缝出现间隙、在溢料挤迫下逐渐增大喷嘴轴向推开力等都会造成 制品注不满。

④检查料斗料量及斗口是否堵塞,塑料熔块是否堵塞加料通道。由于塑料在料斗干燥

器内局部熔化结块,或机筒进料段温度过高,或塑料等级选择不当,或塑料内含的润滑剂 过多都会使塑料在进入料口缩径位置或螺杆起螺端深槽内过早地熔化,料粒与熔料互相黏 结形成“过桥”,堵塞通道或包住螺杆,随同螺杆旋转作圆周滑动,不能前移,造成供料 中断或无规则波动。这种情况只有在凿通通道、排除料块后才能得到根本解决。

⑤喷嘴冷料入模。注塑机通常都因顾及压力损失而只装直通式喷嘴。但是如果机筒前 端和喷嘴温度过高,或在高压状态下机筒前端贮料过多,产生“流延”,使塑料在未开始 注射而模具敞开的情况下,意外的抢先进入主流道入口并在模板的冷却作用下变硬,而妨 碍熔料顺畅地进入型腔。这时,应降低机筒前端和喷嘴的温度以及减少机筒的贮料量,减 低背压压力,避免机筒前端熔料密度过大。

⑥注塑周期过短。由于周期短,料温来不及跟上也会造成缺料,在电压波动大时尤其 明显。要根据供电电压对周期作相应调整。调整时一般不考虑注射和保压时间,主要考虑 调整从保压完毕到螺杆退回的那段时间,既不影响充模成型条件,又可延长或缩短粒料在 机筒内的预热时间。

(2)模具

①是否因为排气不足而影响,检查排气孔是否堵塞或增加多个排气位。

②入水口太小或流道太细长,需相应加大入水口,加粗流道,转角应圆弧过渡。

③塑胶件局部断面过薄,需要在结构上改进,加多个入水口。

④对多型腔而言,入水口位置是否恰当视情形做调整。

(3)注塑成型工艺

①进料调节不当,缺料或多料,要适当增加背压。加料计量不准或或加料控制系统操作不 正常、注塑机或模具或操作条件所限导致注射周期反常、预塑背压偏小或机筒内料粒密度 小都可能造成缺料。

②注射压力太低看,注射时间短,柱塞或螺杆退回太早,需要增加注射压力和注射时间。 熔融塑料在偏低的工作温度下黏度较高,流动性差,应采用较大的压力和速度注射。

③注射速度慢,需增加注塑速度。注射速度对于一些形状复杂、厚薄变化 大、流程长的制品,以及黏度较大的塑料如增韧性 ABS 等具有十分突出的意义。当采用高 压尚不能注满制品时,应可考虑采用高速注射才能克服注不满的毛病。

④料温过低,增加熔胶温度。机筒前端温度低,进入型腔的熔料由于模具的冷却作用而使 黏度过早地上升到难以流动的地步,妨碍了对远端的充模;机筒后段温度低,黏度大的塑 料流动困难,阻碍了螺杆的前移,结果造成看起来压力表显示的压力足够而实际上熔料在 低压低速下进入型腔;喷嘴温度低则可能是固定加料时喷嘴长时间与冷的模具接触散失了 热量,或者喷嘴加热圈供热不足或接触不良造成料温低,可能堵塞模具的入料通道;如果 模具不带冷料井,用自锁喷嘴,采用后加料程序,喷嘴能保持必需的温度;刚开机时喷嘴 太冷有时可以用火焰枪作外加热以加速喷嘴升温。

(4)检查

物料流动性差。塑料厂常常使用再生碎料,而再生碎料往往会反映出黏度增大的倾向 。 实验指出:由于氧化裂解生成的分子断链单位体积密度增加了,这就增加了在机筒和型腔 内流动的黏滞性,再生碎料助长了较多气态物质的产生,使注射压力损失增大,造成充模 困难。为了改善塑料的流动性,应考虑加入外润滑剂如硬脂酸或其他盐类,最好用硅油(黏 度 300~600cm2/s)。润滑剂的加入既提高了塑料的流动性,又提高了稳定性,减少了气态 物质的气阻。

2:溢料

溢料表现为塑料件上有多余的飞边、溢边、披锋或棱角等,通常出现在模具分型面或 模型拼合线或孔位等位置。溢料不及时解决将会进一步扩大化,从而压印模具形成局部陷 塌,造成永久性损害。造成溢料的原因很多,涉及的因素可能有注塑机、模具、工艺和原 料产品等多个方面。

(1)注塑机

①注塑机的合模力不足,锁模力太小,需要更换较大锁模力机器。选择注塑机时,机 器的额定合模力必须高于注塑成型制品纵向投影面积在注射时形成的张力,否则将造成胀 模,出现飞边。

②合模装置调节不佳,肘杆机构没有延伸,产生或左右或上下合模不均衡,模具平行 度不能达到的现象,造成模具单侧一边被合紧而另一边不密贴的情况,注射时将出现飞边 。

③模具本身平行度不佳,或装得不平行,或模板不平行,或拉杆受力分布不均、变形 不均,这些都将造成合模不紧密而产生飞边。

④止回环磨损严重;弹簧喷嘴弹簧失效;料筒或螺杆的磨损过大;入料口冷却系统失 效造成“架桥”现象;机筒调定的注料量不足,缓冲垫过小等都可能造成飞边反复出现, 必须及时维修或更换配件。

⑤机器锁模力不稳定。

(2)模具

①模具分型面精度差。活动模板(如中板)变形翘曲;分型面上沾有异物或模框周边 有凸出的橇印毛刺;旧模具因早先的飞边挤压而使型腔调周边疲劳塌陷。

②模具设计不合理。模具型腔的开设位置过偏,会令注射时模具单边发生张力,引起 飞边;塑料流动性太好,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等,在熔融态下黏度很低,容易进入活 动的或固定的缝隙,要求模具的制造精度较高;在不影响制品完整性的前提下应尽量安置 在质量对称中心上,在制品厚实的部位入料,可以防止一边缺料一边带飞边的情况;当制 品中央或其附近有成型孔时,通常在孔上开设侧浇口,在较大的注射压力下,如果合模力 不足,模的这部分支承作用力不够,发生轻微翘曲造成飞边,如模具侧面带有活动构件时 , 其侧面的投影面积也受成型压力作用,如果支承力不够也会造成飞边;滑动型芯配合精度 不良或固定型芯与型腔安装位置偏移而产生飞边;型腔排气不良,在模的分型面上没有开 排气沟,或排气沟太浅,或过深过大,或受异物阻塞都将造成飞边;对多型腔模具应注意 各分流道和浇口的合理设计,否则将造成充模受力不均而产生飞边。

③外来物黏附于分型面,致使锁模不密合。

④模具与物料配合不准,需要进行针对性检修。

(3)注塑成型工艺

①注射压力过高或注射速度过快,需要降低或提前从注射压转到保压。由于高压高速 , 对模具的张开力增大,会导致溢料。要根据制品厚薄来调节注射速度和注射时间,薄制品 要用高速充模,充满后不再进注;厚制品要用低速充模,并让表皮在达到终压前大体固定 下来。

②加料量过大造成飞边,适当减少射胶量及将熔料温度降低。值得注意的是不要为了 防止凹陷而注入过多的熔料,这样凹陷未必能“填平”,而飞边却会出现。这种情况应用 延长注射时间或保压时间来解决。

③机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降,流动性增大,在流畅进 模的情况下造成飞边,适当降低熔料温度。

④减少螺杆向前时间及降低注射速度。

(4)原料

①塑料黏度太高或太低都可能出现飞边。黏度低的塑料如尼龙、聚乙烯、聚丙烯等, 则应提高合模力;吸水性强的塑料或对水敏感的塑料在高温下会大幅度地降低流动黏度, 增加飞边的可能性,对这些塑料必须彻底干燥;掺入再生料太多的塑料黏度也会下降,必 要时要补充滞留成分。塑料黏度太高,则流动阻力增大,产生大的背压使模腔压力提高, 造成合模力不足而产生飞边。

②塑料原料粒度大小不均时会使加料量变化不定,制件或不满,或飞边。

3:缩水痕

缩水痕通常表现为塑料表面冷却硬化收缩缺料所致的凹痕(塌坑、瘪形),主要出现 在厚壁位置、筋条、机壳、螺母嵌件的背面等处。造成缩水痕的原因很多,涉及的因素可 能有注塑机、模具、工艺、原料和产品设计等多个方面。

(1)注塑机

①螺杆或柱塞磨损严重,注射及保压时熔料发生漏流,降低了充模压力和料量,造成 熔料不足。

②喷嘴孔太大或太小。太小则容易堵塞进料通道,太大则将使射力小,充模发生困难 。

③增加加料量,减少缓冲垫厚度,使注射压力不要过分消耗而发挥作用。 (2)模具

①浇口太小或流道过窄或过浅,流道效率低、阻力大,熔料过早冷却,适当加大浇口 以增加进胶量;增多注口或缩短流道,减少压力损失,使料流畅。浇口也不能过大,否则 会降低剪切速率,胶料的黏度高,同样不能使制品饱满。浇口应开设在制品的厚壁部位, 以利补缩。流道中开设必要的、有足够容量的冷料井可以排除冷料进入型腔使充模持续进 行。点浇口、针状浇口的浇口长度一定要控制在 1mm 以下,否则塑料在浇口处凝固快,影 响压力传递;必要时可增加点浇口数目或浇口位置以满足实际需要;当流道长而厚时,应 在流道边缘设置排气沟槽,减少空气对料流的阻挡作用。

②多浇口模具要调整各浇口的充模速度,最好对称开设浇口。

③通过改变浇口位置及流道大小,均衡各型腔熔胶的填充。

④整个模具应不带毛刺且具有可靠的合模密封性,能承受高压、高速、低黏度熔料的 充模。

⑤模具上存在局部高温区,改善冷却水位置;模具的关键部位应有效地设置冷却水道 , 保证模具的冷却对消除或减少收缩起着很好的效果。

⑥模具温度太低使胶料填不完全,需提高模具温度。 (3)注塑成型工艺

①增加注射压力、保压压力,延长注射时间。对于流动性大的塑料,高压会产生飞边 , 引起塌坑,应适当降低料温,降低机筒前段和喷嘴温度,使进入型腔的熔料容积变化减少 , 容易冷固;对于高黏度塑料,应提高机筒温度,使充模容易。收缩发生在浇口区域时应延 长保压时间。

②提高注射速度可以较方便地使制件充满并消除大部分的收缩。

③适当制件应提高模具温度,保证料流顺畅;厚壁制件应减低模温以加速表皮的固化 定型。

④适当增加冷却时间,减少热收缩。延长制件在模内冷却停留时间、保持均匀的生产 周期、增加背压、螺杆前段保留一定的缓冲垫等均有利于减少收缩现象。

⑤低精度制品应及早出模让其在空气中或热水中缓慢冷却,可以使收缩凹陷平缓又不 影响使用。

⑥温度过高或过低,会使保压补缩达不到效果。

⑦胶料射入量不足,增加射胶量。

(4)原料

原料太软易发生凹陷,有效的方法是在塑料中加入成核剂以加快结晶。

(5)产品设计

制品设计应使壁厚均匀,尽量避免壁厚的变化,像聚丙烯这类收缩很大的塑料,当厚 度变化超出 50%时,最好用筋条代替加厚的部位。

4:银纹、气泡和气孔

料在充模过程中受到气体的干扰,常常在制品表面出现银丝斑纹或微小气泡,或在制 品厚壁内形成气泡。这些气体的来源主要是原料中含有水分或易挥发物质或润滑剂过量, 也可能是料温过高,塑料受热时间长,发生降解而产生降解气。造成这些的原因很多,涉 及的因素可能有注塑机和模具等多个方面。

(1)注塑机

①喷嘴部分有可能堵塞。注塑机喷嘴孔太小、物料在喷嘴处流延或拉丝、机筒或喷嘴 有障碍物或毛刺,高速料流经过时产生摩擦热使料分解。

②注塑机温度控制器是否准确,控制是否有差异。 (2)模具

①检查浇口及流道是否有堵塞情况,如有需要增加浇口深度和流道直径。由于设计上 的缺陷,如浇口位置不佳、浇口太小;多浇口制件的浇口排布不对称、流道细小、模具冷 却系统不合理使模温差异太大等造成熔料在模腔内流动不

连续,堵塞了空气的通道。

②检查排气情况要保持良好,必要时加深或增加排气。模具分型面缺少必要的排气孔 道或排气孔道不足、堵塞、位置不佳,又没有嵌件、顶针之类的加工缝隙排气,造成型腔 中的空气不能在塑料进入时同时离去。

③模具表面粗糙度差,摩擦阻力大,造成局部过热点,使通过的塑料分解。

④模具表面温度太低,增高模温。

⑤模具表面过多脱模剂,要限制脱模剂的使用或换用无硅脱模剂。

⑥成型时检查是否漏油,水泄漏会使模腔受到污染。

(3)注塑成型工艺

①熔胶温度太高以至挥发物过多,降低料筒温度。机筒温度过高或加热失调,应逐段 减低机筒温度。加料段温度过高,使一部分塑料过早熔融充满螺槽,空气无法从加料口排 出。

②注射压力小,保压时间短,使熔料与型腔表面不密贴。

③注射速度太快,使熔融塑料受大剪切作用而分解,产生分解气;注射速度太慢,不 能及时充满型腔造成制品表面密度不足产生银纹。增加或减小射胶体速度。

④熔胶温度太低以至充填不稳定,内应力增大,相应增高料温及喷嘴温度。料量不足 、 加料缓冲垫过大、料温太低或模温太低都会影响熔料的流动和成型压力,产生气泡。

⑤用多段注射减少银纹:中速注射充填流道→慢速填满浇口→快速注射→低压慢速将 模注满,使模内气体能在各段及时排除干净。

⑥胶料滞留在料筒内时间过长,需减小总周期时间。

(4)原料

①原料中混入异种塑料或粒料中掺入大量粉料,熔融时容易夹带空气,有时会出现银 纹。原料受污染或含有有害屑料时原料容易受热分解。

②再生料料粒结构疏松,微孔中贮留的空气量大;再生料的再生次数过多或与新料的 比例太高(一般应小于 20%)。

③原料中含有挥发性溶剂或原料中的液态助剂(如助染剂白油、润滑剂硅油、增塑剂 二丁酯以及稳定剂、抗静电剂等)用量过多或混合不均,以积集状态进入型腔,形成银纹 。

④要保证原料充分干燥,清除水分。塑料没有干燥处理或从大气中吸潮。应对原料充 分干燥并使用干燥料斗。

⑤有些牌号的塑料,本身不能承受较高的温度或较长的受热时间。特别是含有微量水 分时,可能发生催化裂化反应。对这一类塑料要考虑加入外润滑剂如硬脂酸及其盐类(每 10kg 料可加至 50g),以尽量降低其加工温度。

(5)设计

壁厚太厚,表里冷却速度不同。在模具制造时应适当加大主流道、分流道及浇口的尺 寸。

5:熔接痕

熔接痕是指在塑胶件表面的冷料熔解的痕线。熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件、孔洞 、 流速不连贯的区域、充模料流中断的区域以多股形式汇合时以及发生浇口喷射充模时,因 不能完全融合而产生线状的熔接痕。熔接痕存在极大地削弱了制品的机械强度,克服熔接 痕的办法与减少制品凹陷的方法基本相同。造成熔接痕的原因很多,涉及的因素可能有模 具、工艺、原料和产品设计等多个方面。

(1)注塑机

塑化不良,熔体温度不均,可延长模塑周期,使塑化更完全,必要时更换塑化容量大 的机器。

(2)模具

①模具表面太冷,应适当提高模具温度或有目的地提高熔接缝处的局部温度,限制冷 却液速度。

②流道细小、过窄或过浅,冷料井小。应增加流道的尺寸,提高流道效率,同时增加 冷料井的容积。

③扩大或缩小浇口截面,改变浇口位置。浇口、流道太小,增加浇口尺寸,增大流道 直径;浇口离熔接区太远,需要改变浇口位置或增加辅助浇口;浇口开设要尽量避免熔体

在嵌件、孔洞的周围流动。发生喷射充模的浇口要设法修正、迁移或加挡块缓冲。尽量不 用或少用多浇口。

④模内排气不足或没有排气孔,应开设、扩张或疏通排气通道,其中包括利用镶件、 顶针缝隙排气,在熔接区加排气孔或增大排气孔尺寸。

⑤使用了过多的清洁剂,尽可能不用脱模剂。

⑥塑胶件在熔接区部位太薄,需改模加厚料。

(3)注塑成型工艺

①有效型腔压力太低,增加注射压力,延长注射时间。

②增加注射速度,高速可使熔料来不及降温就到达汇合处,低速可让型腔内的空气有 时间排出。

③增加熔胶温度及喷嘴的温度,温度高塑料的黏度小,流态通畅,熔接痕变细;温度 低,减少气态物质的分解。

④脱模剂应尽量少用,特别是含硅脱模剂,否则会使料流不能融合。

⑤降低合模力,以利排气。

⑥适当增加背压力及调整螺杆转速以获得更高均匀的熔胶温度;提高螺杆转速,使塑 料黏度下降;增加背压压力,使塑料密度提高。

(4)原料

①保证原料干燥良好。原料应干燥并尽量减少配方中的液体添加剂。

②改善其流动性,对流动性差或热敏性高的塑料适当添加润滑剂及稳定剂,必要时改 用流动性好的或耐热性高的塑料。

(5)产品设计

①壁厚小,应加厚制件以免过早固化。

②嵌件位置不当,应以调整。

6:发脆

发脆表现为注塑件在顶出时断裂,或在出模后易断裂。引起发脆大多是由于内应力造 成的,造成制品发脆的原因很多,涉及的因素可能有注塑机、模具、工艺、原料和产品设 计等多个方面。

(1)注塑机

①机筒内有无死角或障碍物,容易促进熔料降解,需要进行彻底清洁。

②机器塑化容量太小,塑料在机筒内塑化不充分;机器塑化容量太大,塑料在机筒内 受热和受剪切作用的时间过长,塑料容易老化,使制品变脆,因此要增大塑化容量。

③顶出装置倾斜或不平衡,顶出截面积小或分布不当,根据具体情况调整。

(2)模具

①浇口太小,应考虑调整浇口尺寸或增设辅助浇口。

②分流道太小或配置不当,应尽量安排得平衡合理或增加分流道尺寸。

③模具结构不良造成注塑周期反常,增加模具温度,限制冷却剂循环速度。 (3)注塑成型工艺

①熔胶温度太低,物料容易降解,则应提高料筒(后区)温度及喷嘴的温度。

②熔胶温度太高,物料容易降解,需降低各区域料筒温度以及螺杆预塑背压压力和转速。

③模温太高,脱模困难;模温太低,塑料过早冷却,熔接缝融合不良,容易开裂,设 置适当模温。

④增加注射速度,保证熔合强度。

(4)检查

①受异类胶类(熔点低的其他原料)或不良添加剂污染、灰尘等杂质污染,查明原因 并彻底清洁。

②注塑件内应力过大,没有释放出来,需要进行退火处理。

③再生料含量太高或回收使用次数太多,需要通过试验控制用量。

(5)产品设计

①产品设计带有容易出现应力开裂的尖角、缺口或厚度相差很大的部位。

②产品设计太薄或镂空太多。

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这个人很懒,什么都没有留下~

  
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