常見20 種注塑缺陷及解決方法,來自500強塑料企業培訓教材

2021-01-09 材料新知

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注塑成型又稱注射成型,是發展成熟的材料成型方法。

優點:生產速度快、效率高,操作可實現自動化,形狀大小不受限制,而且製品尺寸精確,產品易更新換代,能成形狀複雜的製件。

應用:注塑成型適用於大批量生產與形狀複雜產品的成型加工。

圖:注塑成型過程

缺陷種類

1. 填充不足 12. 表面粗糙

2. 飛邊 13. 銀絲

3. 燒焦 14. 色綹

4. 冷料痕 15. 深色條紋

5. 困氣 16. 水紋

6. 噴射痕 17. 內部氣泡和收縮

7. 漣漪紋 18. 頂白及微裂痕

8. 虎皮紋 19. 翹曲

9. 熔接線 20. 脫模困難

10. 分層

11. 亮點

1.填充不足

填充不足(Short Shot):塑料沒有完全充滿模具。

填充不足注塑件表面放大7倍

表面放大50倍

缺陷產生原因

a. 熔體流動性低

b. 模具排氣結構設計不合理

c. 模具過窄,熔體流動阻力大

d. 注射壓力不足

e. 熱流道尺寸不合理

解決方法

a. 提高注塑速度和熔體流動性

b. 改進模具的排氣系統

c. 增加模具壁厚,切換到熔體容易流動的等級

d. 增加注射壓力

e. 擴大主流道和分流道橫截面

2.飛邊

飛邊(Flash):飛邊通常形成在零件邊緣或模具分型線上。

鎖模力低導致的飛邊

缺陷產生原因

a. 模具配合公差較大

b. 模具分型線損壞

c. 模具合模力不足

d. 熔體溫度過高

e. 注塑速度過快

f. 模具內壓過高

解決方法

a. 避免注射過量造成材料堆積

b. 在壁厚最厚處開設澆口注塑

c. 將熔接線定位在看不見的地方

d. 增加澆口和流道的橫截面

1.燒焦

燒焦(Diesel Effect):末端區域或截流區出現黑色痕跡,是由於過熱的壓縮空氣灼燒而成。

缺乏模具通風,肋骨局部炭化

流道末端排氣不良導致

缺陷產生原因

a. 無模具排氣口,或模具排氣不佳

b. 注射速度過高

c. 空氣無法從模具分型面逸出

解決方法

a. 安裝或優化模具通風系統,清潔通風系統的流道

b. 在模具填充將要結束時降低注射速度或注射壓力

c. 合理安排澆口位置和模具壁厚

d. 暫時減小合模壓力

4. 冷料痕

冷料痕(Cold Slug):已經開始冷卻的塑料熔體注入空腔後產生的痕跡。

缺陷產生原因

a. 噴嘴未加熱或噴嘴上的加熱帶太小

b. 機器噴嘴或熱流道尖端洩漏

c. 機器噴嘴沒有拔模或咬邊

解決方法

a. 在機器噴嘴上安裝加熱器帶

b. 降低背壓

c. 為機器噴嘴和熱流道安裝一個針關閉裝置

d. 優化機器噴嘴流道的幾何結構

d. 優化澆口設計

e. 成型易碎材料時,避免使用隧道澆口

5. 困氣

困氣(Entrapped Air):注塑成型過程中形成的氣泡無法排出。

壁厚分布不良

壁中夾氣泡

缺陷產生原因

a. 在模具填充時,由於模具形狀不合適,空氣被截留

b. 模具排氣不足

解決方法

a. 藉助模具流動計算優化設計模具形狀

b. 改進模具排氣系統的設計

c. 檢查通風口的狀況(是否存在模具沉積物)

6.噴射痕

噴射痕(Jetting):熔體前沿直接從型腔中的澆口射出,沒有任何壁面接觸(無層流)。該缺陷在模塑件表面可見,呈現蛇形熔體噴射或熔接線。

填充不足注塑件表面放大7倍

表面放大50倍

缺陷產生原因

a. 澆口位置不當

b. 澆口橫截面過小

c. 噴射速度過高

解決方法

a. 改變澆口的位置,使熔體沿模具壁流下

b. 在澆口對面安裝輔助芯或銷

c. 增大澆口橫截面

d. 降低注塑速度只正常值

7. 漣漪紋

漣漪紋(Record Effect):在表面出現類似漣漪凹槽的紋路,主要出現在流道末端。

由於溶體溫度和注射速度低產生

缺陷產生原因

a. 熔體和模具溫度和注射速度太低

b. 流動截面過小

c. 流道過長

d. 充模結束時壓力不足

解決方法

a. 提高熔體溫度和模具溫度,提高注射速度

b. 擴大流動截面

c. 使用具有適當液壓系統的機器

8.虎皮紋

虎皮紋(Tiger Lines/ Tiger Stripes):由澆口向外輻射的同心環,明暗相間。這個成型問題主要發生在苯乙烯共聚物和共混物上

主流道橫截面太小造成

缺陷產生原因

a. 澆口和流道的橫截面太小

b. 模具壁厚太低

c. 機器噴嘴和轉輪系統中的高壓損失

d. 加工條件不適宜

解決方法

a. 擴大流道系統和澆口的橫截面

b. 增加模具壁厚

c. 提高熔體溫度,中低速注射

9. 熔接線

熔接線(Short Shot):由於多股熔體匯合時溫度較低產生的縫隙。

熔接痕

將熔接痕側面放大560倍

缺陷產生原因

a. 兩股或多股不同溫度熔體匯合

b. 注射速度過快或過慢

c. 熔體流動性低

解決方法

a. 通過合理設計澆口位置將熔接痕定位在不可見或不會對機械性能產生負面影響的位置。

b. 優化模具/熔體溫度和注射速度

c. 改進模具排氣系統的設計

d. 檢查通風孔模具沉積物的狀況

10.分層

分層(Delamination):製件壁分層。如果用刀片刮傷模製件的表面,將會層狀脫落

由高噴射速度引起

由於雜質引發

缺陷產生原因

a. 不相容的材料或雜質汙染

b. 即使在相容體系中,高剪切應力也會導致層的形成

解決方法

a. 提高熔體溫度

b. 降低注射速度

c. 增加流道的橫截面或造型的壁厚

d. 儘量避免雜質汙染

11. 亮點

亮點(Glossy Spots):製品的光澤或顏色不均勻。

由於模具質量產生光澤差異(放大50倍)

缺陷產生原因

a. 材料的堆積,如壁厚、肋條、固定凸臺的突然變化會產生凹痕,從而導致光澤斑點或光澤差異

b. 澆口和澆口截面太小

c. 模具表面溫度、熔體溫度和注射速度過低

d. 保壓時間不足

e. 模具內壁質量所致

解決方法

a. 避免材料堆積

b. 在壁厚最厚的區域澆鑄成型件

c. 增加澆口和流道的橫截面

d. 提高模具溫度、熔體溫度和注射速度

e. 優化保持壓力和保壓時間

12. 表面粗糙

表面粗糙(Matted and Rough Surface):表面粗糙、無光澤或粗糙。這種問題在玻璃纖維增強材料中最常見。

注射速度對表面質量的影響

注射速度由上往下為150mm/s、80mm/s、10mm/s

缺陷產生原因

a. 冷模溫度

b. 低注射速度

c. 低熔體溫度

解決方法

a. 提高模具表面溫度

b. 以更高的注射速度填充型腔

c. 提高熔體溫度

13. 銀絲

銀絲(Burning Streaks/ Silver Streaks):製件表面有銀色或黑色條紋

澆口內高剪切加熱引起的條紋

由於溶體溫度過高

缺陷產生原因

a. 由於溫度過高或停留時間過長,產生氣態產物損壞製品表面

b. 澆口和熱流道處剪切熱過高

c. 注射速度過快會產生降解氣、過慢會產生銀絲

d. 澆口位置不合理

解決方法

a. 檢查溫度控制

b. 安裝小型塑化裝置

c. 降低注射速度

d. 降低背壓和螺杆轉速

e. 降低熔體溫度

f. 優化澆口的橫截面

14.色綹

色綹(Color Streaks):出現色差條紋。

著色劑的不均勻分配

由熱流道系統中的「死點」引起

缺陷產生原因

a. 顏色分布不均勻

b. 材料受到汙染

c. 塑化裝置或熱流道中的「死點」,會使材料過量加熱

解決方法

a. 母料不適合材料和實際熔化溫度

b. 使用混合能力更好的螺杆或帶有混合件的噴嘴

c. 清洗螺杆、止回閥、噴嘴、氣缸和熱流道,減少雜質的存在。

d. 重新設計塑化裝置和熱流道系統

15. 深色條紋

深色條紋(Grey and Dark Streaks):製件表面灰色到黑色的條紋

由於進料部分的螺杆進入太深而導致進氣

熱流道熱損壞材料的沉積

缺陷產生原因

a. 螺旋進料系統太長或太深,已經熔融的物料使空氣滯留在熔體中

b. 塑化裝置或熱流道系統中的死點

c. 螺杆回縮行程過長(進氣)

d. 塑化裝置磨損

解決方法

a. 使用合適的螺杆

b. 降低進料系統的溫度

c. 增加背壓

d. 使用耐腐蝕和耐磨的增塑裝置

16. 水紋

水紋(Moisture Streaks):零件表面有橢圓形的銀色條紋,

由塑料顆粒中的水分含量過高引起的

缺陷產生原因

a. 材料含水量過高

解決方法

a. 將材料預乾燥至材料供應商建議的含水量

b. 增加背壓(有助於苯乙烯聚合物,但不建議用於PBT和PA)

17. 內部氣泡或收縮

產品內部氣泡或收縮(Voids/Sink Mark):模件內部的小空腔,通常從外面看不到,除非是透明材料。外層表皮剛性強時會形成內部空洞,外層剛性一般則會產生表面凹陷。

流道末端生成內部氣泡

由物質積累引起收縮

缺陷產生原因

a. 保持壓力不充分

b. 材料堆積

c. 澆口位置不合適

d. 流道截面太小

e. 模具表面溫度差異

解決方法

a. 檢查熔體緩衝,增加保壓時間,優化熔體和模具溫度

b. 避免壁厚差異過大引起材料堆積,優化肋設計:建議肋厚為基本壁厚的0.5倍

c. 澆口應設置在厚壁區

d. 設計合理的澆口和澆口橫截面

e. 檢查模具表面溫度,用冷水冷卻厚壁零件,優化冷卻/加熱系統

18. 頂白及微裂痕

頂白及微裂痕(Microcracks, Stress Whitening):塑料表面由於應力產生的白色凹痕或裂縫。

由於過大壓力脫模產生裂痕

缺陷產生原因

a. 材料保壓時間過長而材料材質較軟

b. 脫模時頂杆作用於製品表面壓力過大,產生壓痕

解決方法

a. 優化保壓壓力

b. 選擇截面較大的頂杆

c. 優化模具設計,避免咬邊

19. 翹曲

翹曲(Warpage):模塑件無法保持所需的形狀。直邊向內側或外側扭曲。

玻璃纖維取向效應造成翹曲

缺陷產生原因

a. 模件壁厚的差異

b. 模具表面溫度差

c. 流道過長導致注射壓力損失產生不同的收縮差

d. 玻璃纖維在流動方向和垂直於流動方向存在取向差異

解決方法

a. 儘量使模具壁厚均勻,避免材料堆積

b. 優化模具加熱系統,使用多個加熱迴路來均衡各處溫度差

c. 通過增加澆口的數量來減少流道的長度

d. 通過部分填充模具進行模具填充研究,重建纖維取向,可通過添加助流劑或限流器來採取措施。

e. 使用有低翹曲傾向的材料

20.脫模困難

脫模困難(Demolding Problem):零件損壞或表面有明顯的頂出痕跡

型芯收縮和過度填充的結果

缺陷產生原因

a. 頂杆數量少或位置不合理

b. 澆口系統或模具中存在劃痕和咬邊情況,內壁粗糙造成脫模困難

c. 頂杆脫模角度不足

d. 零件未充分冷卻就脫模

e. 頂杆脫模速度和壓力過高

f. 過度填充

解決方法

a. 增加頂杆數量,適當加大脫模角度

b. 降低模具內部粗糙程度

c. 充分冷卻後再脫模

d. 適當控制保壓壓力,避免過高

e. 適當減慢脫模速度,並降低頂杆脫模力。

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