注塑成型中的缺陷工艺分析

注塑成型中的缺陷工艺分析 曹和平 注塑机的结构 注塑机 是塑料注射成型加工的机器，它的功能是通过模具的开闭，在一定的压力、速度和温度下，向模具中注入熔融的树脂，经冷却定型后制成与模具型腔的形状、大小相同的注塑成型品（塑料产品）。 注塑机的结构 注塑机的种类 注塑机的种类很多 ， 从外形上一般分为 卧式注塑机 、 立式注塑机 、 角式注塑机 三种；其中 ， 卧式 注塑机应用最广 ，机型最多 。 卧式注塑机 一般分为： 液压式 注塑机 、 全电动 注塑机 、 双色 注塑机 、 气辅 注塑机 、 氮气增速 注塑机及 专用 注塑机等 。 液压式 注塑机 又分为： 螺杆式 注塑机 、 柱塞式 注塑机等 。 液压式注塑机是由液压驱动来提供机器锁模 、 射胶动作的能量；大多数注塑机都属于 液压式 注塑机 ， 包括 卧式 注塑机 、 立式 注塑机 、 角式 注塑机 、 双色 注塑机 、 气辅 注塑机 、氮气增速 注塑机等 。 注塑机的结构 全电动 注塑机 属于 环保型 注塑机，它是由伺服阀 来控制的，没有液压系统，机器的动作能源全都来自电能，靠 滚珠丝杆 传动。 注塑机的结构 卧式（液压驱动）注塑机 注塑机的结构 立式注塑机 注塑机的结构 角式注塑机 注塑机的结构 双色注塑机 注塑机的结构 直压式注塑机 注塑机的结构 拉杆伸缩式注塑机 注塑机的结构 光盘专用注塑机 注塑机的结构 微型注塑机 注塑机的结构 氮气增速注塑机 塑料射出成形制程相当复杂，牵涉因素众多，当发现问题时，应该先确定制程的稳定性，确定瑕疵并非由于过度制程所引起的。排除射出成形问题并没有固定的步骤，但是，至少针对有些因为操作特性所导致的瑕疵，可以建议有效的改善方法。 注射模塑缺点和反常现象最终集中在注塑制品的质量上反映出来。注塑制品缺点可分成下列几点： （ 1）产品注射不足； （ 2）产品溢边； （ 3）产品凹痕和气泡； （ 4）产品有接痕； （ 5）产品发脆； （ 6）塑料变色； （ 7）产品有银丝、斑纹和流痕； （ 8）产品浇口处混浊； （ 9）产品翘曲和收缩； （ 10）产品尺寸不准； （ 11）产品粘贴模内； （ 12）物料粘贴流道； （ 13）喷嘴流涎。 下面一一叙述其产生的原因及克服的办法。 6.飞边 5.暗流纹 3.浇口凹坑 4.机械手划伤 2.缩水 7.左右各 5处，上部 2处共 12个卡扣不可欠注及断裂。 8.左右各个挂具脚不可欠注及断裂。 3.浇口凹坑 9.包装：两个产品应该面对面以防止互相划伤 1.浇口毛屑 冰箱大面板 6.飞边 注射不足（缺料） 注射不足（缺料） 注射不足（缺料） 解决方法： 1. 提高最大射出压力和射出速度，提高模具温度和树脂温度。 2. 提高背压，提高料管温度。 3. 减慢射速、减小锁模力 4.料量的多少也是主要一个因素 当料量够时（即有残余料量时） 再修改其他的参数 如注塑时间等 5.模具方面： 模具温度提高有利于料的流动 排气，浇口位置，大小等也影响 6.设备方面 我只说一点：在其他都正常时 有可能是料筒堵塞或止逆环漏料等 注射不足 产品注料不足往往由于物料在未充满型腔之前即已固化，当然还有其它多种的原因。 设备原因： 料斗中断料； 料斗缩颈部分或全部堵塞； 加料量不够； 加料控制系统操作不正常； 注压机塑化容量太小； 设备造成的注射周期反常 。 注射不足 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； 注射速率太慢； 模腔内料流中断； 充模速率不等； 操作条件造成的注射周期反常。 注射不足 温度原因： 提高料筒温度； 提高喷嘴温度； 检查毫伏计、热电偶、电阻电热圈（或远红外加热装置）和加热系统； 提高模温； 检查模温控制装置。 注射不足 模具原因 流道太小； 浇口太小； 喷嘴孔太小； 浇口位置不合理； 浇口数不足； 冷料穴太小； 排气不足； 模具造成的注射周期反常； 物料原因：物料流动性太差。 注射不足（缺料） 有可能树脂没有完全充填到模具型腔角落。是由于气体、空气造成注射不足（逃气）。所以减慢射速、减小锁模力。当然如果是由于树脂的流动性不足，内压不足要提高最大射出压力和射出速度，提高模具温度和树脂温度 飞边 飞边 1：锁模力不足时，模板有可能被模穴内的高压撑开，熔胶溢出，产生毛边 2：塑料计量过多，过量的熔胶被挤入模穴，模板有可能被模穴内的高压撑开，熔胶溢出，产生毛边。 3：料管温度太高，熔胶太稀，容易渗入模穴各处的间隙，产生毛边 4： 4.射压过高保压压力太大 飞边 解决方法 1.确认锁模力是否足够。 2.确认计量位置是否正确。 3.降低树脂温度和模具温度。 4.检查射出压力是否适当。 5.调整射速。 6.变更保压压力或转换位置。 飞边溢料 产品溢边往往由于模子的缺陷造成，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、模子上沾有异物等。 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； 模子平面落入异物； 排气不足； 排气孔太大； 模具造成的注射周期反常。 飞边溢料 设备问题： 制品的投影面积超过了注压机的最大注射面积； 注压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； 注压机模板不平行； 拉杆变形不均； 设备造成的注射周期反常 飞边溢料 注塑条件问题： 锁模力太低 注射压力太大； 注射时间太长； 注射全压力时间太长； 注 射速率太快； 充模速率不等； 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。 飞边溢料 温度问题： 料筒温度太高； 喷嘴温度太高； 模温太高。 设备问题： 增大注压机的塑化容量； 使注射周期正常； 冷却条件问题： 部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间； 将制件在热水中冷却。 熔接痕 熔接痕 产品接痕通常是由于在拼缝处温度低、压力小造成。 温度问题：料筒温度太低；喷嘴温度太低；模温太低； 拼缝处模温太低； 塑料熔体温度不均。 注塑问题： 注射压力太低： 注射速度太慢。 熔接痕 (3)模具问题： 拼缝处排气不良； 部件排气不良； 分流道太小； 浇口太小； 三流道进口直径太小； 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； 模子偏移，造成单边薄 制件在拼缝处太薄，加厚；充模速率不等； 充模料流中断 熔接痕 (4)设备问题： 塑化容量太小；料筒中压力损失太大（柱塞式注压机） 物料问题： 物料污染；物料流动性太差，加润滑剂改善流 产品发脆 产品发脆往往由于物料在注塑过程中降解或其他原因。 注塑问题： 料筒温度低，提高料筒温度； 喷嘴温度低，提高它； 如果物料容易热降解，则降低料筒喷嘴温度；提高注射速度； 提高注射压力； 增加注射时间；增加全压时间； 模温太低，提高它； 制件内应力大，减少内应力； 制件有拼缝线，设法减少或消除； 螺杆转速太高因而降解物料。 产品发脆 模具问题： 制品设计太薄；浇口太小；分流道太小；制品增加加强筋、圆内角。物料问题：物料污染；物料未干燥好；物料中有挥发物；物料中回料太多或回料次数太多；物料强度低。 设备问题： 塑化容量太小；料筒中有障碍物促使物料降解。 塑料变色 塑料变色的主要原因是材料成型性不好 -成型温度与分解温度的差值太小，主要表现在 POM、 PVC(硬质更严重 )，及部份 FR-PC/ABC合金。 解决变色的措施是防止塑料过热分解，针对实际情况调整参数 塑料变色 1.降低料温 2.降低注塑速度 (特别是后段速度 ) 3.降低背压与熔胶速度 模具： 1.加大浇口，减小流道阻力 2.防止困气 (加排气 ) 注塑机 1.清洁料简和用直径大长度小的淌开式喷咀 2.用压缩比小的螺杆 3.用控温精确的注塑机 4.有条件的话使用专用 PVC注塑机 塑料变色 材料方面 1.改进材料配方，提高材料的分解温度或降低成型温度 2.材料使用的添加剂应有足够的耐温，包括色粉（母）、阻燃剂等。 产品 加大壁厚，避免薄壁。 总之，变色问题是材料（或添加剂）的分解造成，预防材料（或添加剂）的高温分解定能解决此问题。 塑料变色 物料变色通常由于烧焦或降解以及其它原因。 （ 1）物料问题： 物料污染； 物料干燥不好； 物料中挥发物太多； 物料降解； 着色剂分解； 添加剂分解。 塑料变色 （ 2）设备问题： 设备不干净； 物料干燥不干净； 环境空气不干净，着色剂等飘浮在空中，沉积在料斗及其它部位上；热电偶失灵； 温度控制系统失灵； 电阻电热圈（或远红外加热装置）损坏；料筒中有障碍物促使物料降解。 塑料变色 （ 3）温度问题： 料筒温度太高，降低它； 喷嘴温度太高，降低它。 （ 4）注塑问题： 降低螺杆转速； 减小背压力； 减小锁模力； 降低注射压力； 缩短注射压力； 缩短全压时间； 减慢注射速度； 缩短注射周期。 塑料变色 （ 5）模具问题： 考虑模子排气； 加大浇口尺寸，降低剪切速率； 加大喷嘴孔，主流道及分流道尺寸； 去除模内油类及润滑剂； 调换润油剂。 另外，高冲击强度的聚苯乙烯和 ABS如制品内应力大，也会由于受应力而变色 产品尺寸 产品尺寸 原因一：成型用胶料 胶料的流动性过强，向上收缩率有差异 原因二：注塑机及注塑条件 1.射胶压力太低 2.保压太低 3.模温不适当4.冷却时间太短 5.锁模力不足够 原因三：产品及模具设计 1.产品的尺寸公差太严格 2.模具不够刚硬 3.入水形式和位置不当 产品尺寸 产品尺寸的变化是由于设备控制反常、注塑条件不合理、产品设计不好及物料性能有变化。 （ 1）模具问题： 不合理的模子尺寸； 制品顶出时变形； 物料充模不均； 充模料流中断； 不合理的浇口尺寸； 不合理的分流道尺寸； 模子造成的注射周期反常。 产品尺寸 （ 2）设备问题： 加料系统不正常（柱塞式注压机）； 螺杆停止作用不正常； 螺杆转速不正常； 背压调节不均； 液压系统止回阀不正常； 热电偶失灵； 温度控制系统不正常； 电阻电热圈（或远红外加热装置）不正常； 塑化容量不足； 设备造成的注射周期反常。 产品尺寸 （ 3）注塑条件问题： 模温不均； 注射压力低，提高它； 充模不足，加长注射时间，加长全压时间； 料筒温度太高，降低它； 喷嘴温度太高，降低它； 操作造成的注射周期反常。 产品尺寸 （ 4）物料问题： 每批物料性能有变化； 物料颗料大小无规律； 物料不干。 粘模的问题 模具： 1 顶出机构不够完善 2 抛光不够（脱模方向太粗糙） 3 检查模具是否有倒勾和毛刺。 4 检查脱模机构动作先后顺序。 成形： 1 注射压力太大致使撑模 2 保压太大致使撑模。 3 料温太高致使塑料变脆。 4 模温太低。 5 射料不足。对于热流道模具，开机前一定要清除上次的残料。 烧伤（焦） 烧伤（焦） 排气不良，一般多数出现在整体型腔的模具中，在进水口的对面多数会产生烧焦现象。特别是深腔，同时有较多加强肋的，材料是 PA的产品。 我们一般的解决方法是：加假顶针；加开排气槽；在深腔的型腔中尽量不使用整体型腔。 凹痕 (缩水）和气孔 产品凹痕通常由于制品上受力不足、物料充模不足以及制品设计不合理，凹痕常出现在与薄壁相近的厚壁部分。气孔的造成是由于模腔内塑料不足，外圈塑料冷却固化，内部塑料产生收缩形成真空。多半由于吸湿性物料未干燥好，以及物料中残留单体及其它化合物而造成的。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时出现还是冷却后出现。如果当开模时瞬时出现，多半是物料问题，如果是冷却后出现的则属于模子或注塑条件问题。 凹痕 (缩水）和气孔 1）物料问题： 干燥物料 加润滑剂 降低物料中挥发物 （ 2）注塑条件问题 注射量不足； 提高注射压力； 增加注射时间； 增加全压时间； 提高注射速度； 增加注射周期； 操作原因造成的注射周期反常。 凹痕 (缩水）和气孔 （ 3）温度问题 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； 模子有局部过热点； 改变冷却方案。 凹痕 (缩水）和气孔 （ 4）模具问题； 增大浇口； 增大分流道； 增大主流道； 增大喷嘴孔； 改进模子排气； 平衡充模速率； 避免充模料流中断； 浇口进料安排在制品厚壁部位； 如果有可能，减少制品壁厚差异； 模子造成的注射周期反常。 凹痕 (缩水）和气孔 （ 5）设备问题： 增大注压机的塑化容量； 使注射周期正常； （ 6）冷却条件问题： 部件在模内冷却过长，避免由外往里收缩，缩短模子冷却时间； 将制件在热水中冷却。 银丝与斑纹 （ 1）物料问题： 物料污染； 物料未干燥； 物料颗粒不均。 （ 2）设备问题： 检查料筒 -喷嘴流道系统有无障碍物及毛刺影响料流； 流涎，采用弹簧喷嘴； 干燥设备容量不足。 银丝与斑纹 （ 3）注塑问题： 物料降解，降低螺杆转速，降低背压力； 调整注射速度； 增大注射压力； 加长注射时间； 加长保压时间； 加长注射周期。 银丝与斑纹 （ 4）温度问题： 料筒温度太低或太高； 模温太低，提高它； 模温不均。 喷嘴温度太高会流涎，降低它。 （ 5）模具问题： 增大冷料穴； 增大流道； 抛光主流道、分流道、浇口； 增大浇口尺寸或改为扇形浇口； 改善排气； 提高模腔光洁度； 清洁模腔； 润滑剂过量，减少它或调换它； 去除模子内露水（模子冷却造成的）； 料流经过凹穴及增厚断面，修改 翘曲与收缩 产品翘曲与过量收缩通常是由于制品设计不善、浇口位置不好以及注塑条件所致。高应力下取向也是因素。 翘曲与收缩 （ 1）注塑问题： 加长注射周期间时； 不过量充模下增大注射压力； 不过量充模下加长注射时间； 不过量充模下加长全压时间； 不过量充模下增加注射量； 降低物料温度以减少翘曲； 使充模物料保持最小限度以减少翘曲； 使应力取向保持最小以减少翘曲； 增大注射速度； 减慢顶出速度； 制件退火； 制件在定型架上冷却； 使注射周期正常。 翘曲与收缩 （ 2）模具问题： 改变浇口尺寸； 改变浇口位置； 增加辅助浇口； 增加顶出面积； 保持顶出均衡； 要有足够的排气； 增加壁厚加强制件； 增加加强筋及圆角； 校对模子尺寸。 翘曲与收缩 制品翘曲与过量收缩对物料和模具温度来说是一对矛盾。物料温度高，制品收缩小，但翘曲大，反之制品收缩大、翘曲小；模具温度高，制品收缩小，但翘曲大，反之制品收缩大、翘曲小。因此，必须视制品结构不同解决其主要矛盾。 1 喷射流 当熔胶以高速流过喷嘴、流道、或浇口等狭窄的区域后，进入开放或较宽厚的区域，并且没有和模壁接触，就会产生喷射流(jetting)。蛇状发展的喷射流使熔胶折合而互相接触，造成小规模的缝合线，如图 8-12所示