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文档简介
1、嶺爲财丁彳注塑成形的五要素1、温度:料筒温度、材料温度、模具温度、干燥温度、油温度、环境温度等2、压力:注塑压力、保持压力、背压、脱模压力、开模压力、锁模压力等3、时间:注塑时间、保持时间、冷却时间、干燥时间、计量延迟时间 等4、速度:射出速度、回车速度、开闭模速度、脱模速度 等5、行程:计量行程、脱模行程、开模行程 等在注塑成形中,这些要素是相互关联的,不能独立进行任意设定,而要把成形品的形状, 树脂的种类,模具的构造等关系,都进行考虑,按注塑成形的最佳状态进行设定在进行成形条件的设定中,如何进行最佳设定和制品发生缺陷是如何改变设定是一件比较困难的事,因为诸因素都是相互影响的。有些因素对某缺
2、陷影响大些,有些则小些,而且对不同的材料也是不同的不正确的操作条件、损坏的机器及模具会产生很多成型缺陷,下面提供了一些解决方法 供参考,为了减少停机的时间及能尽快找出问题的原因, 操作人员应把最好的注塑成型条件 记录在“注塑成型条件记录表”上,以供日后解决问题时参考之用。浇口的尺寸大小与成型性关系尺寸大小(浇口尺寸)是同熔融材料流入型腔的流动性直接关联的因素。 浇口如果较大,不 仅会产生充填不足(缺料),而且制品的凹痕,糊斑,熔接痕等外观不良的缺陷也容易发生。 还有在浇口小的场合,有成型收缩性变大的倾向。而且从成型制品的强度来看,浇口太小, 强度变弱。然而相反的如果浇口太大,浇口的周围产生过剩
3、的残余应力,是产生变形和裂 纹的原因。还有大的浇口横截面也大,这时固化的时间增长度,成型的产能不好。考虑到以上各点,浇口的大小同成型品的生产性、品质等的关联,列表如下浇口 的条 件成型性材料的力度性夕卜 观尺寸机械强度成型周期(浇口固化时间)熔接痕流痕凹痕成型收 缩率大 小成型收 缩配妻- 向性种类(形状)OOO位置OOO大小OO数量OOOO浇口的方式同成形性,成型品品质的关系有特别大的关联o有关联一、填充不足通常情况下,填充不足是指塑料流动性不足不能充满整个型腔而得不到设计的制品形状,填充不足还可能有以下方面的原因。1、注射成型机注射能力不足这是对注射机的能力估计过高而产生的,由于塑化能力不
4、足或者注射量不足也会发生。其中,塑化能力不足可通过延长加热时间、增加螺杆转数、提高背压来提高塑化能力。而注 射量不足,如果不换成大注射量的机台就不能解决问题。2、多型腔模具,各个模腔的流动不平衡造成局部填充不足如果成型机的注塑能力足够,这种缺陷则是因浇口各口径不均流动不平衡而产生的。有时只是主浇道附近或者浇口粗而短的型腔可以完全充填,其余型腔的制件则有缺陷。达到浇口平衡即可消除这种缺陷,也就是加粗浇道直径,使流到浇道末端的压力降减小,同时加大 离主浇道较远型腔的浇口。3、塑料流动性不佳如果塑料流动性不好,未等流到型腔末端或者未流到溢料槽就已冷凝,因而往往造成填充不足。所谓材料的流动性,一般指测
5、定在一定的温度,一定的压力下的材料在一定的时间 内流入注流孔的重量。表示材料的流动性能有材料的融化指数。作为测定树脂流动性的使用 方法,使用螺旋流动(旋涡)模具,用这个可以测定出树脂填充的长度结果(图A)。射出保压时间在一定时间以上同填充长度没有关系,但是太短的场合会引起填充不足 (缺料);同材料在料筒内滞留的时间无关;射出速度如果太慢,填充变得不充分,然而在一定值以上的速度会影响很小;模具温度高的为好,影响也小;螺杆可塑化行程假如有稍微剩余 的话,填充长度变长;射出压力同填充长度大体上呈直线关系; 材料温度在成型的适当领域, 温度同填充长度大体上呈直线比例;型腔的厚度同填充长度,大体上成直线
6、比例。填充最大 长度(L)同型腔的厚度(T)的比值L/T作为成型材料流动性的标准。材料L/T比值PVC (硬)150-100PVC (软)240-160PC150-100PA6320-200PS200-220PP280-160PE280-200为了消除这种缺陷可提高溶料温度,提高模具温度,提高注射压力,加快注射速度,在 熔料冷凝前使熔料流到型腔末端。在这种场合,塑料良好的流动性特别重要,所以更换流动 性好的塑料也是一种解决方法。4、熔体的流程过大,流动阻力过大阻碍熔料流动的部位有喷嘴、主浇道、浇道、浇口和制件的薄壁处等。采用如下方法可减小喷嘴流动阻力:加大喷嘴直径,提高喷嘴温度,使用流动阻力较
7、小的喷嘴。对于主浇道 可增大其直径:对于浇道应避免采用流动阻力大的半圆形浇道,而采用圆形或梯形浇道,若 增大直径则更好,同时必须使其长度为最短。至于壁厚太薄造成的填充不足,可增加整个壁 厚或增加局部壁厚,亦可在填充不足处的附近,设置辅助浇道或浇口来解决。特别是被喷嘴 最先注射出的熔料因被主浇道和浇道冷却,导致流动阻力变大,在这种情况下应开设大的冷料穴。若因模具温度低而使流动阻力增大,提高模具温度也就可以了。根据模具具体情况改 变冷却水出入口位置,或者变更冷却水的流径路线,也会取得良好效果(因为模具温度不均 匀)。5、型腔内排气不良,充填模腔时,夹入空气,造成反压当熔料被注入型腔时,往往是一开始
8、熔料就把型腔封闭,在局部未填充处残留有空气。还因填充过快,空气有时来不及从分型面溢出而被压缩,造成局部未填充塑料,成型制件填 充不足。这种缺陷特别容易出现在模腔的转角处, 深凹陷处和被厚壁部分包围着的薄壁部分。 即大多发生在用侧浇口成型时薄底的壳形件及长凸台的头部。这样被封闭的空气受绝热压缩而达高温,有时会烧焦制件的局部(参照烧伤和黑色条纹部分)。消除这种缺陷的措施是降低注射速度,给予一定的排气时间,若将模腔内的空气用真空泵排除,一般情况下很有效。最好的方法是设置排气孔道,选择浇口位置使空气易于先排出, 或从模具结构上考虑排气方 式。如把模腔局部制成镶件,使用空气从镶件缝隙溢出,或者在分型面上
9、开设浅槽,还可以嶺爲 利用顶杆的缝隙来排气。6、锁模力不足虽然可认为锁模力与填充不足没有关系,但有时这也是造成填充不足的原因。即使使用 注射量相同的成型机,有时也会出现锁模力不足的现象。如果锁模力不足,在注射压力作用 下动模稍微后退,将产生飞边毛刺而使制件注射量不足,也会产生填充不足的现象。7、塑料供应不足尽管注射机能力足够,而从喷嘴注射出的熔料达不到所需数量,也可产生填充不足。其 原因,一是料斗的塑料粘边落不到料筒中(因塑料在料斗干燥机内局部熔化结块,使粉料或 不规则颗粒料无法进入料斗;因为静电作用而吸附在料筒壁);一个是使用螺杆式注射成型机时,塑料在料筒内滑移,不能前进(塑料等级选择不当,
10、颗粒料的润滑剂过多造成的,如 改为配比正确的原料就可解决)。一个是止逆环、过胶圈、熔胶螺杆磨损,导致熔料回流; 一个是成型机的射嘴与模具的浇口衬套配合有间隙,溢胶导致。&塑料供给过剩如果进入料筒的塑料过多,注射压力因压缩颗粒而损耗,因此降低了注射成型所必需的 从喷嘴射出熔料的压力,从而造成注射压力不足。其解决方法是调整供料数量,使之恰好适 合成型所需的塑料量。二、开裂、裂纹、微裂和发白有的成型制件并没有局部破碎,只是表面产生微细的开裂,根据其程度和外观上的差别, 把较严重的叫开裂或裂缝,较轻微的叫做微裂或龟裂,龟裂同裂纹看起来很像,但本质上是差异的两种意思,即龟裂不是象空隙样的缺陷,因加上的应
11、力在平行方向排列的高分子自身, 因而如对其加热,就能返回没有龟裂的状态,用这种方法就能够区分出龟裂和裂纹。其中微裂不仅在成型后产生;放置后或与溶剂蒸气等接触时也会发生。而ABS和耐冲击聚苯乙烯根本不产生这种现象,却以顶杆推顶部位发白的形式表现出来, 采用热风加温则可消除这种 发白现象。产生上述现象的原因有下两几点。白化指应力白色化,从图上应力屈服曲线同裂纹白色化的过程知见,的确要化费能量。白色化后只要加少许的能量就会发生裂纹。(图A)现象_白化开始B裂纹发生裂纹/JIVIC断裂重荷图A ABS材料屈服曲线图应力龟裂我们考虑可能是由于溶剂、油、药品的作用使制品的结合力降低而产生(如下无药品作用支
12、配应力的力制品的内部应力图)。1、脱模不畅成型时模具的拔模斜度不足,成为倒拔模斜度,或模具型腔凸模粗糙抛光极差,因此制件 脱模困难,使推出力过大,产生应力,往拄造成制件破损或发白。由于主浇道抛光不好使制 件粘在静模、或者动模上,有侧壁凸凹并采用硬性脱模时,更容易产生这种现象。总之发生 这种缺陷时,首先应注意模具的抛光,并在增大拔模斜度的同时在成型制件开裂处附近增设 顶杆,使制件不弯曲、合理地脱模。对于聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )成型制件,因塑料本 身较脆、表面要求有光泽,大多采用镀铬模具成型。然而电镀具有平面不易镀覆的性质,却 易放覆到转角处;因而成为倒拔模斜度,所以必须予以特别注意。另外
13、,因聚碳酸脂(PC)、 PVC等材料容易粘在模具的镀铬层上,特别在角落上成为倒锥体,所以要给以注意。聚碳 酸脂(PC)容易在模具镶块处产生裂纹,象这样的情况最好在材料里加进增强玻璃纤维为,微量好。有残余应力的制品因溶剂、油、药品的付着,会产生裂纹(以下讲的应力龟裂)昨為讷叶彳 的油付上后会产生很多的裂纹效应。脱模斜度要足够,脱模销要分布平衡,制品上不要设计 有锐角,还有要尽量避免制品的厚度差异 。只要仔细观察龟裂产生的位置,即可确定原因。2、过填充由于过分担心成型缩孔,结果注入模腔的熔料过多,使成型制件内部产生极大的应变。 这时收缩变得很小,不但容易开裂,并且放置一段时间后内部应变更容易造成微
14、裂。要消除 过填充的开裂可提高熔料温度、降低注射压力、提高模具温度,但只要保证熔料易于注入模 腔即可。根据成型制件外观等有关原因,必须以过填充的方式成型时,为使制件不发生微裂, 成型后应进行后处理(如热处理),这对消除内部应变是有效的。3、冷却不充分在未完全硬化时就将制件顶出,有时顶 針周圍开裂或发白。通过充分冷却或改变模具本 身的冷却方式,等完全硬化后方可顶出。也可以降低模具温度、延长冷却时间。然而,有的 模具的局部冷却不充分,在通常成型条件下还有时不能防止变形。 这种情况应考虑变更冷却 水的路径、冷却水道的位置或追加冷却梢孔,尤其应考虑不用水冷,采用空气冷却等方式。4、嵌件周围开裂置入嵌件
15、成型时由于塑料的收缩, 应力显著地集中在嵌件周围。这个力虽然能牢固地保 持住嵌件,但是应力过大时嵌件周围塑料往往开裂。在注射成型的同时嵌入金属件时,最容 易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生龟裂,危害极大。这主要是由于金属和树脂 的热膨胀系数相差悬殊产生应力, 而且随着时间的推移,应超过逐渐劣化的树脂材料的强度 而产生裂纹。要减少嵌件周围的开裂,有效的是预热嵌件或尽量缩小收缩差,进行塑化处理 效果更明显(即金属镶块预先加热,则可以缓和成型时的残余应力,同样的原理,用成型后 的退火代替镶块加热也是一种方法)。三、毛刺、溢料、彼峰多发生在分合面上,即动模与静模之间、滑块的滑配部位、镶件的缝隙
16、、顶杆孔隙等处嶺爲 流入熔料,在制件上形成多余的飞边毛刺,这样的飞边毛刺,在成型时起杠杆作用、会使飞 边毛刺进一步增大,从而造成模具局部的凹陷,使成型时飞边毛刺进一增大的恶性循环。所 以,如果一开始发现产生了飞边毛刺,就必须尽早修整模具。毛刺的产生有下面几种原因。1、锁模力不足.与成型制件的投影面积相比,如果锁模力较小,由于注射压力的作用使动、静模之间将 出现缝隙,这样势必就会出现飞边毛刺。特别是把侧浇口置于制件中央附近的孔上时,因为 这种成型浇口需要较大的注射压力, 所以极易出现毛刺。降低注射压力或者提高锁模力都可 消除这种缺陷,若根据具体情况改用流动性好的塑料采用低压成型,有时也是很有成效
17、的。2、模具局部配合不严密首先讨论动、静模合模不严的问题,尽管棋具本身合模严密,当采用肘杆式锁模机构的 注射机成型时,往往因模具平行度不佳或者锁模装置调整的不良,产生诸如左右两边锁模不均衡的现象,即左右两侧只有一边被锁紧,另一边不密贴,此时必须调整拉杆(二根或四根拉扦)使之均衡,其次,也有因模具本身研配不佳造成密贴不严。特别是制件中心有成型孔 时,由于这部分的支承作用,当锁模力不充足时也容易出现毛刺。另外是滑动型芯,因滑动 型芯是动作机构,往往产生毛刺,所以滑动型芯的配合很重要。尤其是对左右分型的哈夫模, 其侧面的投影面积也受成型压力作用,如果设计不能完全承受这个压力也常会出现毛刺。 关于镶件
18、缝隙和顶杆孔隙,不仅会产生毛刺恶性循环增大的现象,而且还会增大顶出阻力。3、模具翘曲引起如果模具钢度不足,受注射压力作用将产生翘曲,这时若中心附近有孔,孔的周边就会 产生毛刺;还有利用中心孔开侧浇口时,孔和浇道周边也会产生毛刺。这种原因产生的毛刺, 是由模具制作不良造成的,所以较难修理。采取补强模具,可使毛刺减小。4、塑料流动性过好塑料流动性过好,在理论上并不是产生毛刺的原因。可是,当塑料流动性过好时,那怕 是微细的缝隙塑料也能钻进去,所以极易出现毛刺。要消除这种毛刺,可降低熔料温度或注 射压力,也可降低模具温度或注射速度,5、注入熔料过多这也不是产生毛刺的直接原因。为了防止缩孔而注入过多熔料
19、的作法是错误的,应采取增加注射时间或保压时间来成型(参照缩孔)。6、模具表面有异物模具合模面上有异物,必然会产生毛刺。解决这个问题,显然应清扫于净模具表面,使合模面密贴即可。7、根据不同材料确定不同排气槽的尺寸,因为排气槽过大,导致飞边的产生。四、翘曲、弯曲和扭曲注射成型时塑料的成型收缩率随流动方向的不同而不同,就是说流动方向的收缩率远比垂直方向大(收缩率各向异性),有时收缩率在方向上的差值达1 %以上;成型收缩率还受 成型制件壁厚和温度的影响,由于收缩率的不同,致使制件产生变形。注射成型是把粘流 态的高聚物挤压到模腔中成型的一种方法, 所以不可避免在成型制件内部残留有内部应力, 此应力也将引
20、起制件的变形。此外还有一些原因也往往引起变形。如制件未完全硬化就顶 出的变形;还有顶杆推力造成的变形。由于上述原因,将成型制件从模腔顶出后,就达不 到内部应变最小的理想形状,而出现翘曲、弯曲和扭曲等现象。可采用辅助工具来矫正冷 却变形。即把从模腔内顶出的且内部尚柔软的成型制件放在辅助工具中,随着辅助工具一 起冷却,从原始状态限定变形。根据冷却方式来确定冷却时间,一般需冷却10min以上,能稍微防止变形,但不能抱有太大的期望。避免制品厚度的差异,在制品厚度大的地方设置浇口(1-1 ),因直线容易引起翘曲,做成大的R曲线(图A),制品可逆弯曲的模具(图B),增加顶出杆个数,增加脱模斜度。(图C)在
21、薄形的箱子成型中,因成型温度引起的弯曲,这常见于单单是热膨胀昨為讷叶彳直线容易弯曲曲线很难弯曲1LJ _1| 一 _r t1 L制成大F曲线图AI:图B低温时可逆 高温时图C引起制件翘曲、弯曲和扭曲的具体原因及防止办法如下1、冷却不充分或不均匀在未完全冷却时顶出,顶杆的顶推力往往使成型制件变形,所以未充分冷却就勉强脱模 会产生变形。对策是在模腔内充分冷却,等完全硬化后方可顶出。也可以降低模具温度、延 长冷却时间。然而,有的模具的局部冷却不充分,在通常成型条件下还有时不能防止变形。 这种情况应考虑变更冷却水的路径、冷却水道的位置或追加冷却梢孔,尤其应考虑不用水冷, 采用空气冷却等方式。2、顶杆造
22、成有的制件的脱模性不良,采用顶杆强行脱模而造成变形。对不易变形的塑料制件,这时 不是产生变形而是产生裂纹。对于 ABS和聚苯乙烯制件,这种变形是以被推项部位的发白 表现出来(参照开裂、裂纹、微裂和发白)。其消除方法是改善模具的抛光、使其易于脱模, 有时使用脱模剂也可改善脱模。最根本的改进方法是研磨型芯、减小脱模阻力,或增大拔模 斜度,在不易顶出部位增设顶杆等,而变更顶出方式则更重要。3、由成型应变引起成型应变造成的变形主要是由成型收缩在方向上的差异、壁厚的变化所产生的。因此, 提高模具温度、提高熔料温度、降低注射压力、改善浇注系统的流动条件等均可减小收缩率 在方向上的差值。可是,只变更成型条件
23、大多难以矫正过来,这时就需改变浇口的位置和数 目例如成型长杆件时要从一端注入等。 有时必需改变冷却水道的配置; 较长薄片类制件更容 易变形,有时需变更制件的局部设计在其上翘一侧的背面设置加强筋等.利用辅助工具冷却来矫正这种变形大多是有效的。不能矫正时,就必须修正模具的设计了。其中,最重要的是 应注意使制品壁厚一致。在不得已的情况下,只好通过测量制品的变形,按相反的方向修正 模具,加以校正。4、结晶性塑料缩率较大的树脂,一般是结晶性树脂(如聚甲醛、尼龙、聚丙烯、聚乙烯及PET树脂等) 比非结晶性树脂(如PMMA树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂及AS树脂等)的变形大, 另外,由于玻璃纤维增强树脂
24、具有纤维配向性,变形也大。由于融点温度范围狭窄多数产生 变形,并且往往是难以修正的。结晶性塑料的结晶度随冷却速度的不同而变化,即急剧冷却 结晶度降低、成型收缩率减小,而缓慢冷却结晶度升高、成型收缩率增大。结晶性塑料变形 的特殊矫正法就是利用这一性质。实际上使用的矫正法是使动、静模有一定的温差。就是采 取使翘曲的另一面产生应变的温度,即可矫正变形。有时这个温差高达20 C以上,但必须十分均匀地分布。必须指出,在设计结晶性塑料成型制件及模具时,如不预先采取特别的防 止变形的手段,制件会因变形而无法使用,仅使成型条件达到上述各项要求,大多数情况仍 然不能矫正变形。5、娇正制品翘曲的方法从模具中取出的
25、制品如果要矫正,简单的办法就把要矫正的制品放在矫正的工具上,在 翘曲的地方加上重物,但必须明确决定重物的重量同所放的位置。 或把翘曲的制品放在矫直 春為讷叶彳器上,一同放入制品热变形温度附近的热水中,简单地用手矫直。但要注意热水的温度不能 太高,否则会使制品的变形更加历害。翘曲矫正后不可在制品上留有斑痕。五、模腔划痕和擦伤模腔划痕是指模腔表面狎痕被原封不动地复制在成型制件表面上,因此除了修理模具之外没有其它办法。相反,擦伤是因模具拔模斜度相反或不足,而出现在制件与模腔相对滑动 面上的擦伤现象。如果这样继续成型,极有可能磨损模具本身,必须及时修正模具。也有因 抛光不充分或模具局部有毛刺而造成擦伤
26、, 稍加修理即可。有的模具采用中心一根顶杆的顶 出方式(或两根顶杆不平衡),实际顶出时顶板倾斜,因之制件倾斜而产生顶出擦伤。这是 被顶出制件相对型腔中不平衡所造成的缺陷,需注意顶出方式的设计。另外,拔模斜度不足 也会产生擦伤。所以设计制件时必须充分考虑拔模斜度。特别是有蚀刻加工图案时,蚀刻的 细小凸凹是造成反拔模斜度的原因,就取足够大的拔模斜度。同时,也必须把反拔模斜面上 的蚀刻花纹深度考虑进去。六、熔接痕成型时熔料汇合处产生的细线被称做熔接痕,这是低温熔料相汇合因不能完全熔合而产 生的。这种熔接痕只发生在熔料汇合部位(使用一个浇口,没有使材料从2个方向合流的制品一般没有熔结痕),就是说,只发
27、生在带孔成型制件(如图 B)、或多个浇口成型的制件, 该处的强度低于其它部分。栅格等制件的熔接痕出现在中心,对强度和外观有影响。熔结痕 同裂纹的区分只要在制品上涂上墨水就能区分开来;有这个现象,在熔结痕的的地方也容易 产生飞边。这是表示在熔结痕的地方材料的压力达到了较高的程度。正因为如此在熔结痕的 地方很少会发生凹痕。如果想避免熔结痕只能改变浇口的位置使熔结痕发生在不显眼或看起来顺眼的位置(图A)。模具上的销(在制品上的孔)一般都会发生熔结痕。(图A)也有用这种方法的:使产生熔结痕的地方发生在制品多余的薄片上,然后再把薄片切断蓟為 (图C)熔合痕图A改变浇口位置浇口孔熔合线图B制品上孔引起的熔
28、结痕熔合痕多余的薄片图C使熔结痕发生在多余的薄片上飞边图D在熔合部发生飞边嶺爲 熔接痕的详细情况叙述如下。1、熔接痕位置不当熔接痕产生的部位与浇口,制件形状有关,当不能消除时应把它移到不影响外观质量的 位置。为此,需要考虑移动浇口位置,改变浇口尺寸并保持平衡;改变制件壁厚等方法。2、熔料流动性不足如果熔料流动性不足,熔接处的熔料温度将更低,并且压力损失也大,势必使熔接痕明 显、强度下降;措施是升高熔料温度来提高流动性;加快注射速度使熔料不降温就达到汇合 处,升高模具温度减少熔料降温;扩大浇口或加厚到达汇合处路径上的制件壁厚,以减少流 动阻力。改用流动性良好的塑料有利于减轻熔接痕。 采用多个浇口
29、成型时肯定会产生熔接痕, 而用单浇口能够成型时,就可能不产生熔接痕。3、存在空气或挥发成分熔接痕虽然如上所述是难免的,但在熔料流动时首先应把空气或挥发成分排除掉。如果排气不畅,熔接痕当然变得明显。这种情形严重时还会引起填充不足或烧伤(参照填充不足、烧伤);考虑到有这种可能时,有必要利用镶件的缝隙排气或设置排气孔道,对于空气造成 的熔接痕恰好与通常的消除熔接痕方法相反。有时甚至要降低注射速度才能使熔接痕不明 显。4、脱模剂造成当模腔表面涂有脱模剂时,一旦被熔料运送到熔接处,因脱模剂与熔料相互不熔合而产 生熔接痕。当使用含硅脱模剂时,这种现象更严重。如果这种熔接痕粗重,往往使制件变得 脆弱,并且易
30、开裂(参照脆弱)。5、着色剂造成如果加入铝箔或微粒状着色剂成型圆片制件,熔接痕明显地随着色剂的性质变化。消除 这种熔接痕是困难的(参照颜色不匀)。设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处,成型后予以切断去除七、缩孔成型制件表面出现的凹陷叫缩孔,是由于塑料成型时收缩所造成的,所以大多数难以消 除。注射成型的过程中,是把熔融塑料注入凉的模腔内,又因塑料导热性很差,所以冷却甚 是复杂。特别是厚壁部分比薄壁部分冷却较缓慢,因而厚壁部分易出现缩孔。另外模具温度 稍高部位冷凝缓慢,因而形成模具局部温差,若加上模具本身热传导的差异,那模温度偏高、 传导较差的部位就会出现缩孔。因而,设计时应考虑采用难以出现缩孔的成型
31、制件及模具结 构。如把筋、突出部分变细,并加圆角;或将筋设计成非实心的;把表面设计成花纹来掩 饰此缺陷。1、压缩不足流道料(由主浇道、浇道和浇口组成)比成型制件壁厚(容积过小)的模具中,因注射 压力不能充分作用到模腔内的熔料上,使收缩量增大,从而出现较大的缩孔。特别是浇口过 小时,即使保压时间充足,但浇口已经凝固,使压力传递不到模腔内的熔料上。尤其是对固 熔点不一致的结品性塑料,就更易产生这种现象,还有易出毛刺的模具,因闭合不严而加不 上足够的成型压力,也易出现缩孔。螺杆式注射机设置有止逆环,以防止熔料沿螺杆回流, 但比柱塞式注射机易出缩孔。在这一点上,可以说柱塞式注射机比螺扦式注射机好。如上
32、所 述,当熔料乃至型腔末端的熔料尚未凝固之前,加上足够的保持压力即可防止压缩不足所造成的缩孔。所以,增大主浇道、浇道、浇口,尤其是增大浇口直径是很有效的。另外增大注 射压力,或加上足够的保持压力也很重要。而熔料不足也助长缩孔。塑料流动性好,如果增 加压力,因产生毛刺也会引起缩孔,必要时降低料简温度或改用流动性差的塑料能防止缩孔。 在离浇口较远、流动熔料的末端也容易出现缩孔, 这是熔料流到末端的流路阻力引起压力损 失所造成的,所以在易出现缩孔的附近开没浇口、 或者增加该部位的厚度也是有效的。因此, 根据情况增加点浇口数目,或变更浇口位置更为有效。2、注射量调整不当螺杆式注射成型机注射终了时,必须
33、在螺杆头部与喷嘴之间留有适当数量的熔融塑料( 根据机台的大小在5MM左右),用它来缓冲。若这个缓冲量为零,又把注射量调整到终了时, 螺杆同时也顶到底,这样在保压时螺杆就无法前进,因而不能进行保压,塑料收缩就成为缩 孔而表现出来。解决的办法是留有一定的缓冲量, 使注射结束时螺扦仍能前进数毫米乃至十 几毫米。缓冲量为零(即注射结束螺杆顶到底时)会缩短注射机本身的寿命,必须注意。3、缩孔出现在制件工作面上有些成型制件即使内部出现缩孔,有时也没有妨碍。这种情形如开头叙述的那样,模具温度高的一面易出缩孔,而温度低的一面很难出现缩孔。所以,应把不允许出缩孔的面充分冷却,或者相反将允许出缩孔的(即不允许出缩
34、孔的相对面)高温成型也很有效。4、冷却不均匀成型制件壁厚极不均匀时,厚壁部分比薄壁部分冷却的缓慢,因而厚壁部分产生缩孔。要消除由于壁厚不均匀产生的缩孔, 从理论上来说也是困难的,所以设计制件时应使壁厚均 匀。也就是说,重点是缩小壁厚的变化。例如设计凸台时,如果对外径尺寸有要求,就应在 中心设置消除缩孔的工艺孔;当要求凸台强度时,不应加粗凸台本身,而应采取利用加强筋 增加强度的方式。平缓凹下的缩孔要比急剧凹陷下去的缩孔不那么显眼,所以不要求精度的制件,应在外层已凝固,中心部分尚柔软能够顶出的状态下出模,然后在空气中或温水中缓 冷,这样可使缩孔不明显,不影响使用.5、收缩量过大成型塑料本身的热膨胀
35、系数较大时,当然易出现缩孔 (例如PE收缩率0.029.05、PP收缩率0.0M0.02、PS收缩率0.002P.006,即使只要有稍微的加强筋,就会产生凹痕)。因此,低温成型这种塑料就不易出现缩孔。若提高注射压力可使更多的塑料注入模腔,所以 压力越高缩孔也就相应减小。可是,温度降到塑料所需最低温度以下,即使提高注射压力, 也很难防止结品性塑料的缩孔。例如聚丙烯、高密度聚乙烯、聚甲醛等,其结晶固体与熔融 状态的密度显著不问,所以防止缩孔很困难。这时如果允许用非结晶性共聚体代替,就能减 少缩孔。另外,如果填充无机填充剂,如玻璃纤维、石棉等也可使缩孔变小。6、表面固化太慢壁厚的部位出现缩孔或光泽,
36、是因为表面层没有形成坚固的固化层,当中心部收缩时会 将表面向内拉成缩孔,甚至由内向外扩散的热量会将表面层再度熔解而出现光泽。相反的, 在壁厚的部位如果表面层足够坚固, 则中心部的收缩会形成真空泡。可降低模温,降低料温, 降低熔料通过壁厚区时的速度,使固化层较厚(但易出现真空泡);调整壁厚,如筋部减薄,厚薄缓变;使用低收缩率的塑料;添加发泡剂于塑料中。7、模具方面在产生凹痕的地方补上流边(图 A)0在产生凹痕的地方的材料通边有狭小的场所时,把这部分加厚(图 B)0应彻底避免设计制品厚度的差异。容易产生凹痕的加强筋,狭长的形状应尽量短(图C)凹痕图A在产生凹痕的地方追加流边凹痕A. 浇口变厚图B树
37、脂的通边变宽箱為彳八、波纹所谓波纹,是指熔料流入模腔后出现的以浇口为中心的条纹。这是由于模腔各面熔料冷凝固化不均匀所产生的。当塑料进入较冷的模腔,由于较快的冷却速率,使得流动波前靠近 模壁部位也形成固化,这个固化层妨碍了后续流动波前贴近模壁, 但固化层也会受流动压力 拉伸展延,流动波前克服渐弱的妨碍力后会再度挤贴模壁, 这样的状况如果在流动速率继续 维持较慢时会一再重演,制件的外观上就会留下一圈圈如唱盘状的痕迹。详细说明如下。1、塑料粘度过大。熔料粘度过大时一接触到模腔表面很快就冷凝,后面流来的熔料迫使冷凝料继续流动, 从而产生条纹。条纹产生的原因多数是模具温度不适当。可用改变成型条件,即提高
38、熔料温 度和模具温度来消除。2、熔料温度不均匀滞留在注射机喷嘴头部的熔料,应与成型制件脱模时一起除掉。如有残余部分或有主浇 道及浇道冷却了的冷料,被注入模腔,也同样产生波纹。一开始就注入热的熔料即可消波纹。 注意抛光注射机喷嘴、升高喷嘴温度、模具上设计足够大的冷料穴等也可消除波纹。3、模具温度不适宜模具温度过低,处于低温部位的熔料就立即冷凝,因而产生波纹。虽然提高模具温度能 够消除这种缺陷,但是这样必将延长成型周期。九、银丝这是出现在制件表面熔料流动方向上的银白色纹理,这种现象的原因虽然很多,但主要昨為讷叶彳 是原料干燥不彻底,由水分或挥发成分造成的。当产生银丝时,首先要用彻底干燥的颗粒料 进
39、行成型实验,若这样尚不能消除,可检查其他原因。银丝产生的具体原因分述如下;1、由水分或挥发成分引起的如果用未经充分干燥的塑料成型,水分或挥发成分在料筒内被气化,并随熔料一起从喷 嘴注入模腔。这种加杂着气体的熔料一接触到模腔就冷凝硬化, 气体妨碍熔料与型腔表面的 密贴,并沿着流动方向形成白色纹理,这就是出现在制件上的银丝。进行充分干燥,完全除 掉水分或吸附水分即可防止银丝, 然而梅雨季节空气湿度极高,有时干燥料在料斗内吸潮也 会产生银丝。对于壁厚变化大的制件由于排气不畅及注射量不足,也容易产生银丝。螺杆的 形式也是产生银丝的有关因素,即使在相同条件下,因螺杆的形式不同产生银丝的状态也不 相同。材
40、料中含有微量的水分,除了引起银丝外,波流纹、白化、气泡等成型不良现象也会 发生。对材料的流动性和热劣化等也有很坏的影响2、由塑料分解引起塑料本身分解,或者添加的稳定剂、防止带电剂等分解,结果产生气体,这与未完全干 燥的情形相同,往往也产生银丝。这时为使塑料不分解,应降低熔料温度成型,同时还应缩 短熔料在料筒内的停留时间。3、卷入空气引起随着颗粒料一起从料斗进入料筒的空气,经过螺杆和料筒之间的缝隙,被排向后方;螺 杆式注射机把卷入的空气一直运送到喷嘴。 从喷嘴注射出夹杂着气体的熔料, 因与型腔表面 不密贴而产生银丝。如果将料筒下部充分冷却;或使料筒后部温度偏低些,就可解决这个问 题。变更既定成型
41、条件如降低螺杆转数、提高背压,就可以避免出现银丝。4、熔料温度偏低引起.如果注入模腔的熔料温度偏低,一般表现为波纹,有的模具往往出现银丝。这种情形与 波纹中的2相同,因而采取的措施也相同,提高熔料温度、加大模具的冷料穴等都可以消除 银丝嶺爲 5、模腔表面的水分或挥发成分引起如果模腔表面沾染有水分;被熔料气化之后往往造成银丝缺陷。这时制件表面发暗(晕包膜),如果消除了发暗这一缺陷,同时也就消除了银丝缺陷(参照晕色膜光泽不佳部分)。6、由塑料粉造成不使用颗粒料而直接使用粉料成型时,或者往颗料中掺入大量粉料成型时,很容易卷入 空气。这与上述3相同,因此应遵循3的要求解决银丝缺陷。要采用粉料成型,应采
42、用压缩 比大,不卷入空气的特殊螺杆.7、混入异种塑料引起把相互不易熔合的两种塑料混合成型, 虽然会引起层状剥离(参照剥离),但是有时也会出 现银丝缺陷。彻底清洗料简.使用未被污染的原料即可解决这个问题。&材料的剪切从料筒流向注嘴口、流道、浇口的材料,如果温度变化的梯度太大,容易出现材料的高剪切。对策:使流道变粗,避免设计制品厚度的差异,在制品厚度厚的地方附加上浇口。 十、烧伤烧伤现象是熔接痕部分与型腔末端的局部塑料被烧焦变黑。这如在填充不足的5中及熔接痕的3中说到的一样,因型腔内部的空气排不出去, 被绝热压缩达高温,使塑料焦化而产 生烧伤。因而解决办法与前面说到的相同。降低注射速度,留出空气从
43、分型面排出的时间, 或者改变模具结构,使空气能从镶件的缝隙、顶秆的孔隙、开设在分型面上的浅楷等处排出。昨為讷叶彳 I v 、根据由机械、模具或成型等不同的原因引起的烧伤,采取的解决办法也不同。1、机械原因例如:由于异常条件造成料筒过热,使树脂高温分解,烧伤后注射到制品中,或者由于 料筒内的喷嘴和螺杆的螺纹、止逆阀等部位造成树脂的滞流,分解变色后带入制品,在制品 中带有黑褐色的烧伤痕,这时,应清理螺杆、喷嘴及料筒。2、模具的原因主要是因为排气不良所致。这种烧伤一般发生在固定的地方,容易与第一种情况区别。这时应注意采取加排气槽、排气杆等措施。3、在成型条件方面背压在300MPa以上时,会使料筒部分
44、过热,造成烧伤,螺杆转速过高时也会产生过热, 一般在4090r/min范围内为好,在没设排气槽或排气槽较小时,注射速度过高会引起过热 气体烧伤。十一、黑色条纹成型制件上形成的照线叫黑色条纹,其原因主要有下面几点。1、塑料过热分解引起塑料或添加的紫外线吸收剂、防止带电添加剂等在料筒内过热分解,或者在料筒内停留 时间过长而分解,变成黑色。如果将变黑的塑料注入型腔,则变成成型制件的黑色条纹。只要防止塑料在料简内长时间停留或过热, 就可消涂这种缺陷。所以使用柱塞式注射机产生 这种缺陷的可能性很小,如果使用螺杆式注射机,最好降低熔料成型温度。然而,无论如何 都有必要不定期清洗料筒。因为防止带电剂等添加剂
45、比塑料本身耐热性差,掺入这种添加剂时应十分注意熔料温度。2、空气被绝热压缩引起空气在料筒内被绝热压缩达高温,造成黑色条纹。一般只有使用滑移性极差的非注射型颗粒料时才会产生这种现象。3、加热圈等被烧坏引起当加热圈和逆止阀等烧损时,从其缝隙会漏出烧焦塑料,有时会出现黑色条纹。在这种 情况下,除了立即修理和更换外,没有其它解决办法。4、塑料含有杂质或不相溶的物质,塑料在工程中受到污染(输料管、烘料筒)十二、晕色膜(发暗)、光泽不佳制件表面光泽达不到塑料本来的光亮程度,这种模糊发暗的现象叫做光泽不佳。此时, 往往在表面生成乳白色膜,而使透明件不透明,或透明度降低,具体产生的原因有下面几种。1、模具抛光
46、不佳成型制件表面是模腔表面面目的再现, 如果模具抛光不佳,其微小的凸凹将使光泽降低, 从而使透明制件的透光率下降,透明反变差。改善模具抛光即可解决这个问题,如要求完全 透明时,将模腔表面镀铬就可以提高制件的透明度。2、塑料流动性不足熔料一接触到模腔表面如果立刻冷凝固化生成细微的凸凹,则制件对模胜表面光洁度的 复现性变差,降低了制件的光泽。如能减缓塑料的冷凝硬化,可消除这种缺陷,因此可以采 用提高熔料温度、注射速度和模具温度的办法。3、由塑料中的挥发成分引起塑料中的挥发成分因受热而蒸发,一接触到凉的模腔就凝聚在表面上,妨碍了熔料与模 腔的密贴,不可能再现模腔表面的光泽。如能防止塑料受热分解而不产
47、生气体,就可以解决 这个问题。所以,应充分进行预先干燥,使挥发成分完全挥发掉为好。最好将熔料温度降低 到塑料或添加剂不分解的温度范围内并且适当缩短滞留时间。4、模腔表面存在脱模剂引起如果模腔表面附着脱模剂,阻碍熔料与模腔的密贴,往往使制件表面模糊发暗。脱模剂过多有时造成波纹,有时使制件变脆,因此必须严格禁止过量使用。5、模具温度不适当引起有些塑料的光泽随着模具温度的不同有显著变化,即在某一温度以下,完全没有光泽; 如果提高温度,光泽就会变好,将模具温度提高到出光泽的温度,就可消陈光泽不佳。 十三、颜色不匀制件表面颜色不均匀一般出现在浇口附近、熔合部位或整个制件上。产生的原因有下面 几种。1、着
48、色剂扩散不良滚压着色的干颜料微粒只粘附在塑料颗粒的表面,尤其用柱塞式注射机成型,若注射后 颜料并没有均匀地扩散开,则浇口附近出现花纹是不可避免的, 干颜料着色难以消除这种缺 陷;对于要求外观质量的制件,应使用已着色的颗粒料。2、热稳定性差引起塑料的着色剂热稳定性较差,受热变色或褪色时,或者塑料本身热稳定性差而变色时, 在料筒内局部就已变色或褪色,这都会造成制件颜色不匀。降低熔料温度、缩短熔料在料筒 内的滞留时间即可防止或消除这种缺陷。3、由着色剂的性质引起铝箔或颗粒等片状着色剂具有平行于熔料流动方向的性质。因此,在平坦的熔料流动面上呈现出理想的光泽和色调,而在与着色剂流向不平行的浇口附近、浇口
49、对面、熔合处附近 及熔料流动的末端,着色剂流向为任意方向。因为这样的原因,这些部位的色调与其他部位 明显不同。连采用普通着色剂色差并不明显的熔接痕处,也出现鲜明的色差。这种现象是着 色剂本身性质所造成的,也是无法避免的,即使采用片状以外的其它着色刘,也容易在熔合 处产生色差。多浇口成型时,要消除中间部位的色差大多是困难的 (参照熔接痕)。4、由冷却速度引起结晶性共聚物的结晶度,随着冷却速度而变化。结晶度越低透明度越好,透明度总要随厚度变化,因此结晶度的差异表现为色差。因为要消除这种差异极其困难,所以想要掩饰透明度的差异,除了用颗料着色之外没有更好的解决办法。十四、气泡和空洞(气蚀)气泡和空洞大
50、多是指成型制件厚壁内部产生的空隙,因注射成型先冷凝固化的是成型制件的外壳,相对整个制件来说熔料数量不足,由此产生真空孔洞,一般发生在制品厚的地方 和注口料处。称之为气泡或空洞,从这个意义来说,气泡这一叫法不恰当,至少在成型后瞬 间孔洞中没有进入空气。这种原因产生的气泡不能说不是成型制件的缺陷,但作为不透明制件或着色制件使用,大多数是不成问题的。但是,必须消除透明制件及直浇口成型主浇道根 部的气泡。产生气泡和空洞还有另一种原因,就是不仅局限于厚壁部位;整个制件上都有小 气泡,这是由于塑料中的挥发成分造成的。产生气泡的各种原因和防止办法如下。1、压缩不足这与压缩不足产生缩孔的原因相同。因此需加大主
51、浇道、浇道及浇口直径,降低熔料温度,升高模具温度,使用流动性差的塑料,保证充足的注射和保压时间,降低注射速度。可 是,对于厚壁制件及结晶性塑料,即使采取必要的措施,大多数仍不能消除空洞。非透明制 件产生几个缩孔还没有什么妨碍,对于不允许有气泡的制件,可不考虑缩孔,要使内部不产 生气泡,可在壁厚部位末充分硬化之前脱模,然后浸在温水中缓慢冷却,这种方法对防止气 泡有时还是有效的。2、冷却不均匀昨為讷叶彳出于这种原因的气泡与冷却不均匀产生缩孔的原因完全相同。因此,防止缺陷的方法也完全相同,消除气泡从理论上来说也是困难的。因此,重要的是避免将所需制件设计成易产生 气泡的形状。在温水中缓冷也是有效的。3
52、 由挥发成分引起塑料中含有水分或挥发成分、以及塑料或添加成分在料筒内分解产生气体时,随着熔料 一起被注入型腔内就造成气泡。由于挥发成分或水分而产生气泡时,在充分干燥原料的同时, 可通过提高背压及充分冷却料斗下部来改善料筒内的排气,即可消除气泡。过热分解时、降 低熔料温度、并缩短熔料在料筒内的滞留时间即可消除气泡。十五、明度不好透明度不好的原因可分为两类。一类是由成型制件表面微小的凸凹所造成的(因为制品 表面的光洁度(与模具接触的全部面积)由模具面的光洁度所决定,如果模具的光洁度不好, 因细小的凹凸面就会使制品的光洁度变差, 所以在透明材料的制品中,光的透过率也就下降, 透明度下降);另一类是由
53、透光率降低所引起的。1、表面微小凸凹造成由于这种原因造成透明度不好,只要使制件表面平滑就可以消除。如果采用上述(晕色膜、 光泽不佳)的抛光模腔、升高熔料或模具温度、正确使用脱模剂均能提高透明度。为了得到 光洁度高的模具,有对模具制品面进行镀硬铬的处理(或使用硬质的模具材料如金刚石研 磨粉进行研磨加工),但模具损伤后修理很困难。2、塑料本身的变化引起若塑料或添加剂在料筒内分解,就会改变塑料本来的透明度。降低熔料温度、缩短熔料 在料筒内的滞留时间,不发生热分解即可消除透明度不好这一缺陷。由于流动性不好的材料 一同模具制品面接触,即马上固化,同模具制品面不能很好密合。还有,预干燥不充分的材 料和材料
54、中的挥发份蒸发,同模具接触凝缩后存在于制品和模具之间, 就使制品变得光洁度 不良(成型光洁度好的材料有:GPPS,ABS,PP.)3、由塑料的结晶度不同引起高密度聚乙烯聚丙烯、尼龙等都是结品性共聚物,由于冷却速度不同结晶度将发生变 化。要提高透明度,限制产生球晶即可,所以应采用尽可能低的模具温度。但是,厚壁部 位因冷却速度缓慢而透明度下降,如不采取壁厚均匀的制件设计,很难提高透明度。4、其它因模具温度高,光洁度就变好,所以在模具内使用大量的温水循环使模温保持在一定值, 使制品的热量立即转移,这样作既可缩短周期也可得到残留应力小的制品。十六、混入异物混入异物是指非塑料或烧焦的塑料颗粒混入制件这一
55、现象。1、原料污染所引起这是因塑料颗粒、粉以及再生料被污染而引起的。有的是在预干燥的干燥箱内或料斗内 被污染,各种情形都有。尤其是透明制件,空气中的尘埃也会造成异物混入。无论那一种情 况,只要查明原因就可防止。2、在成型机床中被污染料筒、螺杆、尤其是止逆环上粘附有异物,大多数情况下要混入成型制件中去。止逆环 上附着的塑料易过热烧焦,尤其是用聚甲基丙烯酸甲酯成型透明制件时,最好采用没有止逆 环的螺杆式注射机。料简壁等处生锈也会造成异物混入 (参照“黑色条纹” 十七、嵌件镶嵌不良镶嵌嵌件时会因此产生各种不良现象,如嵌件周围塑料开裂,嵌件弯曲,镶嵌而塑料结 膜、塑料流入嵌件等。此外,还有嵌件与模具配
56、合不良,因此要充分复核嵌件尺寸的允许误 差。特别是贯通嵌件时,嵌件过长会损伤模具,过短则塑料结膜,甚至流入熔料。所以,不 得不缩小嵌件尺寸的允许误差。十八、脱模不良尽管没有制件设计和模具设计上的失误所造成的毛刺、拔模斜度不足、倒拔模斜度等原 嶺爲 因,有时成型制件也会出现脱模不良。强行顶出时,往往造成制件翘曲、顶出后发白或开裂 等。特别是成型制件粘在静模一侧,有时无法顶出。脱模不良的具体原因有下面两种。1、过填充以过大的注射压力成型时,成型收缩率比预期的小,脱模变得困难。这时如果降低注射压力、缩短注射时间、降低熔料和模具温度,就变得容易脱模。这种场合,使用降低塑料与 模具之间摩擦力的脱模剂就更有效。对于模具来说提高光治度、取消侧壁凸凹、研磨、增加 顶杆等办法也有效果。成型较深的制件时,向
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