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文档简介
以電腦輔助工程(CAE)
觀點看射出成形
之問題與對策
1目錄
1.發赤(Blush)2.流痕(FlowLine)3.短射(ShortShot)4.凹陷(SinkMark)5.條紋(Streak)6.水氣條紋(MoistureStreak)7.色彩條紋(ColorStreak)28.空氣條紋(AirStreak)9.玻纖條紋(GlassFiberStreak)10.融接線(WeldLine)11.翹曲(Warpage)12.裂痕(Cracking)13.積風(Air-Trap)14.毛邊或廢邊(Flash)目錄
3發赤(Blush) 發赤(Blush)的定義:澆口附近產生的雲狀色變。
有時會在塑流通道中形成阻礙處發現。
原因是融膠破折(MeltFracture)。
4發赤(Blush)5發赤(Blush)塑料
1.乾燥不足
乾燥不足,塑料濕氣重,加熱、混煉、推進時,蒸氣捲入融膠,進入型腔時,產生銀線,發赤現象常伴隨產生。
人們往往忽略乾燥劑的定期再生(RegularRegeneration)。
應當就教乾燥器供應商,確實作好樹脂的乾燥工作。
檢查乾燥器的空氣進氣管路是否堵塞
。
空氣進不來,樹脂的濕氣就帶不走,乾燥的動作便徒具形式。
6發赤(Blush)模具
1.
模溫太低
2.
融膠傳送系統(MeltDeliverySystem)有銳角存在
尤其是澆口處有銳角時,容易產生發赤現象。
有時只要在進澆處採用較大的圓角半徑,即可消除發赤現象。
3.冷料井(ColdSlugWell)太小
澆道冷料井的直徑應和澆道襯套(SprueBushing)出口直徑同,其深度與直徑同或超過直徑。7發赤(Blush)4.澆口太小或進澆處型腔太薄
融膠流量大,斷面積小時,剪切速率(ShearRate)大,剪切應力往往跟著提高,以致融膠破折(MeltFracture),產生發赤現象。
CAE(如Moldflow)模擬,可以預測融膠通過上述狹隘區時的溫度、剪切速率和剪切應力,
而CAE(如Moldlfow)一般都會提供各種塑料料溫、剪切速率和剪切應力的上限。
CAE工程師可以根據分析結果作相應的調整,很快可以找出適當的澆口尺寸和進澆處型腔厚度。
8發赤(Blush)射出成型機
1.
融膠溫度太低
2.
射速太快
3.
射壓太高
操作員
1.循環時間不一致
不一致的循環時間,有時會使得塑料過冷。
採用機器人(Robots)等進行自動化是保持成型循環一致的一條路。9流痕(FlowLine)流痕(FlowLine)的定義:成型品表面的線狀痕跡,此一痕跡顯示了融膠流動的方向。
10流痕(FlowLine)11塑料
1.流動性不佳
流長對壁厚比(FlowLengthtoThicknessRatio)大的型腔,須以易流塑料充填。
如果塑料流動性不夠好,融膠愈走愈慢,愈慢愈冷,射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
材料廠商根據特定設計,可以提供專業的建議:以不產生溢料的原則下,選用最易流動的塑料。
流痕(FlowLine)122.採用成型潤滑劑(MoldingLubricant)不當
一般潤滑劑含量在1%以下。當流長對壁厚比大時,潤滑劑含量須適度提高,以確保冷凝層緊貼在模面上,直到製品定型,流痕無由產生。
增加潤滑劑含量,須和材料廠商議定後進行。
流痕(FlowLine)13流痕(FlowLine)模具
1.模溫太低
模溫太低會使得料溫下降太快,射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
提高模溫,保持較高料溫,射壓和保壓將冷凝層緊壓在模面上,直到製品定型,流痕無由產生。
模溫可從材料廠商的建議值開始設定。每次調整的增量可為6°C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果,決定是否進一步調整。
14流痕(FlowLine)2.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小
澆道、流道或/和澆口太小,流阻提高,如果射壓不足,融膠波前的推進會愈來愈慢,塑料會愈來愈冷,射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析,找出理想的澆道、流道和澆口的尺寸(包括長度和斷面有關尺寸如直徑等),是可行之道。15流痕(FlowLine)3.排氣(Venting)不足
排氣不良,會使得融膠充填受阻,融膠波前無法將冷凝的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
在每一段流道末端考慮排氣,可以避免氣體進入型腔。
型腔排氣更不能輕忽。
澆口對面的分模面上,考慮加排氣孔,對應於製品盲孔末端處,考慮加排氣頂出銷。
CAE(如Moldflow)模擬融膠充填,可以幫我們很快的找到所有可能的最後充填處(LastFilledArea),也就是須要加排氣孔的地方。
按圖索驥,萬無一失。
加裝抽真空系統,在充填前和充填時進行抽氣,是一有效方法。
對於某些咬花裝飾製品而言,這可能是唯一的排氣良方。
16流痕(FlowLine)射出成型機
1.射壓和保壓不足
射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
提高射壓和保壓,冷凝層得以緊壓在模面上,直到製品定型,流痕無由產生
2.停留時間(ResidenceTime)不當
塑料在料管內停留時間太短,融膠溫度低,即使勉強將型腔填滿,保壓時還是無法將塑膠壓實,留下融膠在流動方向的縮痕。
射料對料管料之比(Shot-to-BarrelRatio),應在1/1.5和1/4之間。
17流痕(FlowLine)3.循環時間(CycleTime)不當
當循環時間太短時,塑料在料管內加溫不及,融膠溫度低,即使勉強將型腔填滿,保壓時還是無法將塑膠壓實,留下融膠在流動方向的縮痕。
循環時間須延長到塑膠充分融化,融膠溫度高到足以使得流動方向的縮痕無由產生為宜。
4.料管溫度太低
料管溫度太低時,融膠溫度偏低,射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
18提高料溫,射壓和保壓將冷凝層緊壓在模面上,直到製品定型,流痕無由產生。
料溫的設定可以參考材料廠商的建議。
料管分後、中、前、噴嘴(Rear,Center,FrontandNozzle)四區,從後往前的料溫設定應逐步提高,每往前一區,增高6°C。
若有必要,有時將噴嘴區和/或前區的料溫設定的和中區一樣。
5.噴嘴溫度太低
塑料在料管內吸收加熱帶(HeatingBands)釋放的熱量以及螺桿轉動引起塑料分子相對運動產生的磨擦熱,溫度逐漸昇高。
料管中的最後一個加熱區為噴嘴,融膠到此應該達到理想的料溫,
但須適度加熱,以保持最佳狀態。
如果噴嘴溫度設定得不夠高,因噴嘴和模具接觸,帶走的熱太多,料溫就會下降,射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
提高噴嘴溫度。
一般將噴嘴區溫度設定得比前區(FrontRegion)溫度高6°C。流痕(FlowLine)19流痕(FlowLine)操作員
1.習慣不好
操作員過早或過晚開關成型機的門,會使得成型結果前後不一致。
當料管加熱器因不規律的熱損失而試圖及時補充熱量時,塑料溫度不易均一,而有冷點(ColdSpot)產生,射壓和保壓不易將冷點附近的表皮緊壓在模面上,留下融膠在流動方向的縮痕。
平常應該不斷的教育操作員,讓大家瞭解成型循環不一致可能帶來的麻煩,認清保持良好成型操作習慣的重要性。
適當的輪班休息,可以防止操作員因為體力不繼、精神不集中,而造成失誤。
採用機器人(Robots)等進行自動化是保持成型循環一致的一條路。
20短射(ShortShot)
短射(ShortShot)的定義:成型不完全,塑料未能充滿整個模穴。
21短射(ShortShot)
22短射(ShortShot)
塑料
1.流動性不佳
流長對壁厚比(FlowLengthtoThicknessRatio)大的型腔,須以易流塑料充填。
如果塑料流動性不夠好,融膠波前行至半途過冷不前,就會短射。
材料廠商根據特定設計,可以提供專業的建議:即那一種塑料適用於某一特定設計。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證提議的塑料能否圓滿的完成充填的任務。23短射(ShortShot)
模具
1.模溫太低
模溫太低會使得融膠波前在型腔尚未填滿前,即已過冷不前,造成短射。
提高模溫,減少短射機率。
模溫可從材料廠商的建議值開始設定。
每次調整的增量可為6°C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果,決定是否進一步調整。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同模溫的適用性。
24短射(ShortShot)
2.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小
澆道、流道或/和澆口太小,流阻提高,如果射壓不足,融膠波前的推進會愈來愈慢,在型腔尚未填滿前,即因波前固化而造成短射。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析,找出理想的澆道、流道和澆口的尺寸(包括長度和斷面有關尺寸如直徑等),是可行之道。
25短射(ShortShot)
3.澆口(Gate)的數目或位置不當
無論澆口的數目或位置不當,都會使得流長(FlowLength)太長,流阻太大。
如果射壓不足,融膠波前的推進會愈來愈慢,在型腔尚未填滿前,即因波前固化而造成短射。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分析,找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。
26短射(ShortShot)
4.排氣(Venting)不足
排氣不良,會使得融膠充填受阻,甚至產生短射。
在每一段流道末端考慮排氣,避免流道內的氣體進入型腔。
型腔排氣更不能輕忽。
澆口對面的分模面上,考慮加排氣孔,對應於製品盲孔末端處,考慮加排氣頂出銷。
CAE(如Moldflow)模擬融膠充填,可以幫我們很快的找到所有可能的最後充填處(LastFilledArea),也就是須要加排氣孔的地方。
按圖索驥,萬無一失。
加裝抽真空系統,在充填前和充填時進行抽氣,是一有效方法。
對於某些咬花裝飾製品而言,這可能是唯一的排氣良方。
27射出成型機
1.注塑材料不足
注塑的材料不足以填滿型腔的每一角落,融膠固化後自然形成不完全的製品。
調整螺桿回程,使得每次射料充足。
注意保持3mm緩充(Cushion)。
短射(ShortShot)
282.料管溫度太低
料管溫度太低時,在型腔尚未填滿前,融膠波前即已固化不動,成型的製品自然不完全。
提高料溫,使得融膠波前在型腔填滿前,不至於固化到停止的狀態。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同料溫的適用性。
短射(ShortShot)
293.背壓不足
背壓可以增加相對運動的融膠分子間的阻力和磨擦熱。
此一磨擦熱幫助塑化和促進均勻混煉。
背壓不足,會使融膠無法獲得足夠的熱量。
冷料在型腔填滿前,即已固化不移。
提高背壓,使得型腔得以填滿。
背壓可從3Bar(50psi)開始,每次增加0.3Bar(5psi),直到充填完全為止。
短射(ShortShot)
304.射壓或射速過低
射壓或射速過低,使得融膠在過冷前,無力完成型腔充填的任務,短射因而發生。
增加射壓或射速自然可以改善。
射壓和射速是相關連的,同時增加二者並不恰當。
因為進行調整前,並不清楚造成短射的原因是射壓還是射速。
應擇一調整,觀其後效,再決定下一步動作。
每次射壓或射速調整的增量以10%為原則。
每次調整後,大約要射膠10次才可達到穩定狀態。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同射壓或射速的適用性。
短射(ShortShot)
315.射出時間(BoosterorInjectionTime)過短
射出時間太短時,充填動作不會應運而生,短射卻隨之而來。
射出時間的設定可從0.5秒開始。
成型結果對射出時間非常的敏感,每次調整射出時間的增量以0.1秒為宜,射膠2到3次後,再作下一次調整。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同射出時間的適用性。
射出時間中至少要考慮螺桿推到底後,停留原處至少2秒的時間,免得因螺桿回程太早而造成短射。
短射(ShortShot)
326.止回閥(Non-ReturnValve)間隙太大
止回閥防止料管內螺桿前的融膠在射出階段回流。
當螺桿前端、止回閥和料管之間的間隙太大時,止回閥的密封功能喪失,螺桿前端的融膠回流到其上游的螺桿和料管之間,射料量不足,自然發生短射。
塑料藉玻纖補強時,料管內各零件容易磨耗,而使得上述間隙愈來愈大。
檢查止回閥機構,更換過度磨損之零件;一般將止回閥的滑環設計得較其他昂貴的零件來得容易磨耗,可先檢查滑環。
量測所有零件的尺寸,並和供應商的建議值作對比,如果任一零件不在公差之內,將其換新。
短射(ShortShot)
337.料斗出料口堵塞(BridginginFeedThroat)
料斗出料口即料管進料口,此乃塑料在射出成型機受熱之首站。
如果塑料在此處之溫度接近樹脂的軟化點(SofteningPoint),就有可能相互結合(此謂搭橋,英文名Bridging),形成路障,使得新料難以進入料管,造成缺料,以致短射。
降低料斗出料口溫度,此一溫度應比樹脂的軟化點低。
可請塑料供應商提供此一資料。
如果上述溫度降不下來,檢查料斗出料口周圍冷卻管路是否堵塞。
冷卻管路堵塞使得冷卻液滯流,冷卻液滯流使得冷卻效率大為減低,這樣料口溫度當然居高不下。
短射(ShortShot)
348.射出機料管容量(Capacity)太小
每次射料量應在料管容量的20到80%之間。
如果射料量大於料管容量的80%,下一次射料塑化不及,流阻大,可能發生短射。
模具要裝在和其射料量相當的射出機上。
當射料量在料管容量的20到80%之間,塑化適當,短射不易產生。
CAE(如Moldflow)可以配合檢驗射出機料管容量和射料量是否相當。
短射(ShortShot)
35操作員
1.習慣不好
操作員過早或過晚開關成型機的門,塑料運送員不照規定運送塑料等等,都會使得成型結果前後不一致,當料管加熱器因不規律的熱損失而試圖及時補充熱量時,塑料溫度不易均一,而有冷點(ColdSpot)產生,冷點附近流動性差,可能造成短射。
平常應該不斷的教育操作員,讓大家瞭解成型循環不一致可能帶來的麻煩,認清保持良好成型操作習慣的重要性。
這種教育工作借助CAE(如
Moldflow)為工具,讓大家在電腦銀幕上看到習慣不好、融膠溫度降低造成短射的後果,必能加深印象,擴大教學成效。
採用機器人(Robots)等進行自動化是保持成型循環一致的一條路。
短射(ShortShot)
36凹陷(SinkMark)
凹陷(SinkMark)的定義:成型品表面的局部塌陷(或呈酒窩狀或呈溝壑狀)
37凹陷(SinkMark)
38凹陷(SinkMark)
塑料
1.流動性不佳
流長對壁厚比(FlowLengthtoThicknessRatio)大的型腔,須以易流塑料充填。
如果塑料流動性不夠好,射壓又不足,型腔無法填實,融膠密度小,發生凹陷的機率大。
材料廠商根據特定設計,可以提供專業的建議:即那一種塑料適用於某一特定設計。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證提議的塑料是否能成型凹陷較小的製品。
39凹陷(SinkMark)
2.回收料使用過多
回收料較新料顆粒大,大小顆例間,空氣或氣體容易被困,這種融膠進了型腔,不易填實,融膠密度小,發生凹陷的機率大。
回收料在成型用料中的比例不要超過15%。
40凹陷(SinkMark)
製品
1.肋(Rib)太厚
肋厚時,肋和底板相遇處也厚,此處塑膠集中,冷卻時,周圍的肋和板先行固化,此一肋、板交會處的中央仍然保持液態,後凝的塑膠在先固化的塑膠上收縮,對其周圍塑膠有吸入(Sucking-in)的作用。
如果任何一處凝結層較為薄弱(一般就在和肋相對的模面處),該處就有可能塌陷成凹陷。
肋的厚度最好是底板厚度的50%,甚至可以更薄。
CAE(如Moldflow)模擬,可以藉凹陷指數(SinkIndex)的預測,瞭解不同肋厚設計對凹陷的影響。2004版的MPA7.0以陰影圖和凹陷位移(SinkDisplacement)圖顯示凹陷的程度,
使得設計好壞的判斷更為直觀。
41凹陷(SinkMark)
模具
1.和肋相對的模面溫度太高
和肋相對的模面溫度若較其附近高(一般的確如此,因為附近融膠集中,熱負荷大,模溫居高不下),該處凝結層薄,剛性不夠,中央的融膠固化時,殘餘應力有可能將較薄的凝結層向內拉成凹陷。
和肋相對的模面須加強冷卻,降低該處模溫,使得凝結層較快形成,當凝結層較厚時,剛性較大,凹陷不易產生。
模溫設定時可從材料廠商的建議值開始設定。每次調整的減量(或增量)可為6°C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果,決定是否進一步調整。42凹陷(SinkMark)
CAE(如Moldflow)模擬,可以藉凹陷指數(SinkIndex)的預測,瞭解不同冷卻設計和模溫對凹陷的影響。2004版的MPA7.0以陰影圖和凹陷位移(SinkDisplacement)圖顯示凹陷的程度,
使得設計好壞的判斷更為直觀。
2.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小
澆道、流道或/和澆口太小,流阻提高,如果射壓不足,型腔無法填實,融膠密度小,發生凹陷的機率大。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析,找出理想的澆道、流道和澆口的尺寸(包括長度和斷面有關尺寸如直徑等),是可行之道。43凹陷(SinkMark)
3.澆口(Gate)的數目或位置不當
無論澆口的數目或位置不當,都會使得流長(FlowLength)太長,流阻太大。如果射壓不足,型腔無法填實,融膠密度小,發生凹陷的機率大。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分析,找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。44射出成型機
1.料管溫度太高
料管溫度太高時,融膠密度小,冷卻時,貼近型腔表面的融膠先固化成凝結層(FrozenLayer),塑膠體積收縮,型腔中央的融膠密度更小,等到中央的融膠也逐漸固化時,型腔中央會空洞化,空洞的內壁滿佈張應力,如果凝結層的剛性不夠,就會向內塌陷,形成凹陷。
降低料溫,融膠密度大,發生凹陷的機率小。
CAE(如Moldflow)模擬分析的輸出包括凹陷指數(SinkIndex)的分佈,凹陷指數大者,發生凹陷的可能性大,CAE可以幫助選擇凹陷可能最小的設計。2004版的MPA7.0以陰影圖和凹陷位移(SinkDisplacement)圖顯示凹陷的程度,
使得設計好壞的判斷更為直觀。凹陷(SinkMark)
452.冷卻時間不夠
冷卻時間不夠,塑膠凝結層不夠厚,無法抵抗內部融膠固化收縮時產生的拉力,形成凹陷。
材料供應商可以針對不同的塑料和製品厚度,提供冷卻時間的建議值。
CAE(如Moldflow)模擬可以根據不同的冷卻時間預測不同的凹陷指數(SinkIndex),當凹陷指數大於許容值時,應採用更長的冷卻時間。2004版的MPA7.0以陰影圖和凹陷位移(SinkDisplacement)圖顯示凹陷的程度,
使得設計好壞的判斷更為直觀。
凹陷(SinkMark)
463.緩衝(Cushion)或/和保壓不足
保壓壓力或保壓時間不夠,型腔內的塑膠因為壓力偏低或補充料不足而填壓不實,密度小
,發生凹陷的機率大。
緩衝變0時,螺桿到底,不再前移,融膠冷卻、收縮時壓力降低,螺桿卻無法增壓,造成保壓不足,發生凹陷的機率大。
緩衝至少要有3mm才夠。
保壓壓力要足夠。保壓時間至少2秒。
CAE(如Moldlfow)模擬可以找出保壓壓力和保壓時間的理想值,根據此值設定後,再作微調,是聰明的作法。凹陷(SinkMark)
474.止回閥(Non-ReturnValve)失靈
止回閥防止料管內螺桿前的融膠在射出階段回流。
當螺桿推動定量的料前進時,如果止回閥磨損、破裂或座落不當,融膠可能滑過(slippast)螺桿前端、止回閥和料管之間的間隙產生回流,使得螺桿推到底(bottomout),緩衝消失,發生凹陷的機率大。
將止回閥從螺桿前端移下,檢查各接觸面,若有焦膠(BurnedPlastics)在面上,用金屬絲刷(WireBrush)清除;切忌使用噴燈(Torch)燒掉塑膠,因為高熱會軟化閥金屬
,使其加速磨損。
如果在接觸面上發現刻痕(Nicks)、裂縫(Cracks)或坑洞(Pits),有此缺陷的零件應當更換。
凹陷(SinkMark)
48操作員
1.習慣不好
操作員過早開成型機的門,塑膠固化不夠,製品過早頂出,凹陷有可能產生。
平常應該不斷的教育操作員,讓大家認清保持良好成型操作習慣的重要性。
這種教育工作借助CAE(如Moldflow)為工具,讓大家在電腦銀幕上看到習慣不好,凹陷有可能變大,必能加深印象,擴大教學成效。
採用機器人(Robots)等進行自動化是保持成型循環一致的一條路。
凹陷(SinkMark)
49條紋(Streak)
條紋(Streak)
:
成型品表面延著流向形成的噴濺狀線條
熱劣解條紋:
分子鏈縮短產生銀線(SilverStreak),分子成塊變質產生褐線(BrownStreak)。
兩者皆可稱為燃燒條紋(BurnStreak)。50條紋(Streak)
51條紋(Streak)
塑料
1.乾燥不足
乾燥不足,塑料濕氣重,加熱、混煉、推進時,蒸氣捲入融膠,進入型腔,形成銀線。
人們往往忽略乾燥劑的定期再生(RegularRegeneration)。應當就教乾燥器供應商,確實作好樹脂的乾燥工作。
檢查乾燥器的空氣進氣管路是否堵塞。空氣進不來,樹脂的濕氣就帶不走,乾燥的動作便徒具形式。52條紋(Streak)
2.樹脂遭污染(ContaminatedResin)
不適當的混煉、包裝、貯存等都可能引進異物,異物可能和原來要使用的塑料不相容,甚至發生或促進分解,分解物射入型腔形成銀線。
微塵的單位質量表面積大,如同海綿般吸收週圍的潮氣。潮氣即異物的一類。
良好的管理保養(Housekeeping)習慣可以防止異物進入塑料。例如樹脂容器作標記、樹脂容器保持封閉,打碎機的清潔,徹底作好清料的工作等都是應當建立的好習慣。53條紋(Streak)
模具
1.澆口太小
融膠流量大,澆口小時,剪切速率(ShearRate)大,磨擦生熱大,融膠溫度上升,分解氧化的塑膠射入型腔就在成型品表面形成銀線。
CAE(如Moldlfow)模擬,可以預測融膠通過澆口時的溫度和剪切速率。這兩個參數都和高分子分解氧化有關,而CAE(如Moldlfow)一般都會提供各種塑料料溫和剪切速率的上限,CAE工程師可以根據分析結果作相應的調整,很快可以找出適當的澆口尺寸。54條紋(Streak)
2.澆口或/和流道不順暢
模具加工時可能留下一些毛邊(Burrs)在澆口或/和流道的邊緣和轉角,澆口或/和流道也有可能因意外而遭致刮痕(Nicks)、錘痕(PeenedEdges)和裂縫(Cracks)。塑料有可能滯留此處,時間一長就分解氧化,分解氧化的高分子一旦脫落,進入型腔,形成銀線。
3.型腔進水
模具若有裂縫(Cracks),冷卻水可能滲進型腔。水和高溫融膠接觸,變成蒸氣,捲入融膠,形成銀線。
裂縫若小,或可焊補。最好還是將有裂縫的模板或零件更新。55條紋(Streak)
4.模溫太低夏天露點(DewPoint)常達24°C,如果冷卻水溫度低於24°C,模面會形成小到難以辨認的冷凝水珠。
昇高水溫、縮短開模時間或/和採用除濕裝備,可以防止問題發生。56條紋(Streak)
射射出成型機
11.融膠溫度太高
融膠溫度太高時,會分解氧化。射出時,分解氧化的分子會浮到成型品表面,形成銀線。檢查噴嘴溫度是否太高。若是如此,降溫至塑料幾近凝結時,開始加溫,每次增溫6°C,直到融膠呈溫暖蜂蜜(WarmHoney)狀為止。這時的溫度近乎理想。降低料溫,融膠不易分解氧化,銀線或可消除。22.射速太快57條紋(Streak)
3.螺桿轉速太快
螺桿轉速太快,生成的磨擦熱大,捲入融膠的空氣多,高分子被分解氧化的機率大。容易產生銀線。
降低螺桿轉速,使得融膠得以適當的塑化混煉,空氣也不至於捲入,銀線就不容易產生。
如果使用25.4mm(1in)直徑的螺桿,螺桿轉速可以從120rpm(每分鐘120轉)調起。
4.背壓(BackPressure)太高58條紋(Streak)
5.噴嘴太小或堵塞
當噴嘴太小或堵塞時,融膠會分解氧化,射入型腔後以銀線形式顯現。
再檢查噴嘴是否被金屬顆粒(MetalParticles)或木屑(WoodChips)等異物堵塞。若是如此,移除異物,將噴嘴內孔研磨打光(StonedandPolished),以去除所有毛邊(Burrs)和刮痕(Nicks)。
最後檢查噴嘴孔徑和推拔角(Taper),看其是否符合目前工作須要。比如說通用性噴嘴採用無推拔角之單一孔徑,ABS噴嘴採用標準的正推拔角(ForwardTapered)之孔,尼龍(Nylon)噴嘴採用倒推拔角(ReverseTapered)之孔。
CAE(如Moldflow)模擬,可以預測融膠通過噴嘴時的溫度和剪切速率(ShearRate)。這兩個參數都和高分子分解氧化有關,而CAE(如Moldlfow)一般都會提供各種塑料料溫和剪切速率的上限,CAE工程師可以根據分析結果作相應的調整,很快找出適當的噴嘴尺寸和設定溫度。59條紋(Streak)
6.射料量(ShotSize)太小
理想的射料量是料管料量(BarrelSize)的20%到80%。
當射料量小於料管料量)的20%時,塑料在料管內停留過久,融膠因過熱而分解氧化,射入型腔後以銀線形式在成型品的表面顯現。
模具要和射出成型機相當。射料量(包括型腔和冷流道內的塑料量)應是料管料量的20%到80%。如果塑料是PVC之類的熱敏感性者,射料量可接近料管料量80%。如果塑料是PE之類的熱安定性者,射料量可接近料管料量20%。60條紋(Streak)
7.空氣(Air)或氣體(Gas)受困
融膠在塑化過程中會釋放一些氣體,螺桿旋轉時,空氣和氣體會捲入融膠。空氣和揮發性的氣體(Volatiles)會促進融膠分解氧化,分解氧化的塑膠射入型腔就形成銀線。
增加背壓可以將料管中融膠中較多的揮發性氣體擠出。流道末端要設排氣口,在融膠進澆前僅可能排除所有的氣體。銀線可望消除。618.清料(Purging)不當
換料射出成型時,舊料或/和清料劑(PurgentAgent;PE為常用者)若未清除乾淨,和新料一塊射出,舊料或/和清料劑在料管停留時間長,有可能分解氧化,分解氧化的塑膠射入型腔就形成銀線。
用新料清舊料或/和清料劑,至少要射料20次,如果射料量接近料管料量20%,還要多射幾次(大於20次),以確保舊料或/和清料劑清除乾淨。
檢查澆口和流道。焊補(Weld)、切削(Cut)、打磨(Stone)以及打光(Polish),以去除所有毛邊、刮痕、錘痕和裂縫。條紋(Streak)
62操作員
1.習慣不好
操作員過早或過晚開關成型機的門,塑料運送員不照規定運送塑料等等,都會使得成型結果前後不一致,當料管加熱器因不規律的熱損失而試圖及時補充熱量時,塑料溫度不易均一,而有熱點(HotSpot)產生,熱點處高分子有可能分解氧化,分解氧化的融膠射入型腔形成銀線。
平常應該不斷的教育操作員,讓大家瞭解成型循環不一致可能帶來的麻煩,認清保持良好成型操作習慣的重要性。
適當的輪班休息,可以防止操作員因為體力不繼、精神不集中,而造成失誤。
採用機器人(Robots)等進行自動化是保持成型循環一致的一條路。條紋(Streak)
63水氣條紋(MoistureStreak)水氣條紋(MoistureStreak):塑料在貯存和成型過程中,吸收潮氣,在融膠內蒸發成水蒸氣。水蒸氣在接近波前時形成氣泡(Blister),並逐漸膨脹,氣泡到了波前時爆裂,並捲到模面,被拉長凍結。64水氣條紋(MoistureStreak)65水氣條紋(MoistureStreak)塑料
1.
乾燥不足
2.材料貯存不當
1.模溫控制系統漏水
2.模面形成凝結水
模具66水氣條紋(MoistureStreak)射出成型機
1.融膠溫度太高
2.射速太快
3.螺桿轉速太快,塑化時剪切速率太大
4.
停留時間過長
67色彩條紋(ColorStreak)68色彩條紋(ColorStreak)塑料
1.
著色時,顏料(Pigment)凝集成塊使得色彩濃度不同。
塑膠、成型參數、
黏著劑(Adhesives)和其他添加劑(Additives)都有可能造成這種分布不勻的現象。
2.在自廠以染料(Dye)染色時,染料顆粒在融膠內沒有完全溶解。
69射出成型機
顏料對過高的成型溫度和過長的停留時間敏感,以致變色。
這種色變若是由於熱裂解,可歸類為燃燒線條(BurntStreak)。
色彩條紋(ColorStreak)70空氣條紋(AirStreak)
71空氣條紋(AirStreak)
模具
1.充填時空氣無法及時逸出,帶到產品表面,並且在流動的方向被拉伸。
2.
在浮或凹字、肋、拱形物、以及凹處下游積聚的空氣有可能被後到的融膠蓋住,形成空氣條紋或鉤狀空氣囊(AirHook)。
射出成型機
螺桿倒退釋壓時,吸入空氣,射出時,空氣被捲經澆口,進入模穴,推到模壁(澆口附近尤多),並被凝結的塑膠包圍,形成空氣條紋。
72玻纖條紋(GlassFiberStreak)
73玻纖條紋(GlassFiberStreak)
塑料
1.玻纖被波前捲到模壁時,立即凝結,這時玻纖四周並沒有足夠的融膠包圍。
玻纖和塑膠的收縮比是1:200,玻纖妨礙了塑膠的收縮,使得表面不勻。
74融接線(WeldLine)
融接線(WeldLine)的定義:融膠波前相遇時形成的線條
75融接線(WeldLine)
76塑料
1.流動性不佳
流長對壁厚比(FlowLengthtoThicknessRatio)大的型腔,須以易流塑料充填。
如果塑料流動性不夠好,融膠波前愈走愈慢,愈慢愈冷,當融接線形成時,波前溫度已經降得太低,接合不良,線條明顯。
材料廠商根據特定設計,可以提供專業的建議:即那一種塑料適用於某一特定設計。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證提議的塑料能否能形成品質較佳的融接線。融接線(WeldLine)
772.添加補強料(Reinforcement)太多
當補強料的百分比增加時,融接線的強度降低。
未添加補強料的塑料所形成的融接線可維持原材料強度的80-100%。
加了補強料的塑料所形成的融接線往往無法維持原材料強度的80%。
加了30%玻纖的PP,其對頭波前形成的融接線只有原材料強度的34%。
加了30%玻纖的PC,其對頭波前形成的融接線只有原材料強度的64%。
當補強料的長徑比(AspectRatio)增加時,融接線的強度降低。
就融接線的強度而言,短纖比長纖(LongFiber)好,磨碎的纖維和珠粒(MilledFibersandBeads)又比短纖(ShortFiber)好。
融接線(WeldLine)
78製品
1.壁厚太薄或壁厚差異太大
2.波前遇合角(MeetingAngle)太小
當波前遇合角小於135°時,形成融接線(WeldLine),大於135°時,形成融合線(MeldLine)。
融接線(WeldLine)較之融合線(MeldLine),兩邊分子相
互擴散得少,品質較差。
當遇合角在120°到150°之間時,融接線表面痕跡逐漸消失。
遇合角的加大,可藉製品厚度調整、澆口位置和數目更改、流道位置和尺寸改變等達到目的。
這都可借助CAE(如Moldflow)來作驗證‧
融接線(WeldLine)
79模具
1.模溫太低
模溫太低,融膠波前形成融接線時,溫度已經降得太低,接合不良,線條明顯。
提高模溫,可以改善融接線品質。
模溫可從材料廠商的建議值開始設定。
每次調整的增量可為5°C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果,決定是否進一步調整。融接線(WeldLine)
802.澆道、流道或/和澆口位置不當或/和太小或/和太長
澆道、流道或/和澆口位置不當時,融接線會在外觀或強度敏感處產生。
澆道、流道或/和澆口太小或/和太長,流阻提高,如果射壓不足,融膠波前形成融接線時,溫度已經降得太低,接合不良,線條明顯。
澆口的長度一般小於1mm。
長於此,易生問題。
澆口嵌塊的使用,使得澆口尺寸較易修改。
澆口從小開始試,增量以10%為原則。譬如0.50mm太小,下一次就試0.55mm。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析,找出所有融接線的位置及其品質,是幫助設計的有效工具。
融接線(WeldLine)
813.排氣不良
融接線收口處須加排氣,若是排氣不良,線條明顯。
有時可在融接線收口處加一溢料井,以改善融接線的品質。
融接線(WeldLine)
82射出成型機
1.料管溫度太低
料管溫度太低時,融膠波前形成融接線時,溫度太低,接合不良,線條明顯。
提高料溫,使得融膠波前在形成融接線時,溫度適中,線條不明顯。
融接線形成時,相遇二波前溫度的差異和各波前的溫度,以及融接線形成後壓力的大小,決定了融接線的品質。溫度愈低、溫差愈大(10°C以上)、壓力愈小,品質愈差。CAE(如Moldflow)模擬,可以提供融接線形成時,融接線附近的溫度分布,以及融接線形成後的壓力分布,是幫助判別融接線好壞的有效工具。融接線(WeldLine)
832.背壓不足
背壓可以增加相對運動的融膠分子間的阻力和磨擦熱。
此一磨擦熱幫助塑化和促進均勻混煉。
背壓不足,會使融膠無法獲得足夠的熱量。
低溫融膠波前形成的融接線,由於接合不良,線條明顯。
提高背壓,可以改善融接線品質。(材料廠商可以提供具體的建議。)
背壓可從3Bar(50psi)開始,每次增加0.3Bar(5psi),直到融接線變得不明顯為止。
CAE(如Moldflow)模擬,可以提供融接線形成時,融接線附近的溫度分布,以及融接線形成後的壓力分布,是幫助判別融接線好壞的有效工具。
融接線(WeldLine)
843.射壓或射速過低
射壓或射速過低,融膠波前形成融接線時,溫度已經降得太低,接合不良,線條明顯。
增加射壓或射速自然可以改善。
射壓和射速是相關連的,同時增加二者並不恰當。因為進行調整前,並不清楚造成融接線明顯的原因是射壓還是射速。應擇一調整,觀其後效,再決定下一步動作。
每次射壓或射速調整的增量以10%為原則。每次調整後,大約要射膠10次才可達到穩定狀態。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同射壓或射速的適切性。融接線(WeldLine)
85操作員
1.習慣不好
操作員過早或過晚開關成型機的門,塑料運送員不照規定運送塑料等等,都會使得成型結果前後不一致,當料管加熱器因不規律的熱損失而試圖及時補充熱量時,塑料溫度不易均一,而有冷點(ColdSpot)產生,冷點附近流動性差,融膠波前形成融接線時,溫度已經降得太低,接合不良,線條明顯。
平常應該不斷的教育操作員,讓大家瞭解成型循環不一致可能帶來的麻煩,認清保持良好成型操作習慣的重要性。
這種教育工作借助CAE(如Moldflow)為工具,讓大家在電腦銀幕上看到習慣不好、融膠溫度降低造成品質差的融接線的後果,必能加深印象,擴大教學成效。
採用機器人(Robots)等進行自動化是保持成型循環一致的一條路。
融接線(WeldLine)
86翹曲(Warpage)
翹曲(Warpage)的定義:製品頂出後不規則的尺寸變化
87翹曲(Warpage)
88塑料
1.流動性不佳
薄殼成型時,選擇容易流動的塑膠是很自然的。
但是容易流動的塑膠往往不夠剛強,殘餘應力即使不很大,也有可能造成翹曲。
選擇塑膠應以容易流但不會產生溢料(Flash)為準。可以參考材料廠商的建議。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證提議的塑料能否成型翹曲最小的製品。
翹曲(Warpage)
89製製品
11.製品厚、薄差異太大22.薄的地方先冷,厚的地方後冷。厚薄差異大時,體積收縮率差異(VolumetricShrinkageDifference)大,殘餘應力大。當殘餘應力克服了零件的強度,就會產生翹曲。
治具(Fixture)或許可以治標,但不能治本,因為治具無法消除殘餘應力。
當製品移至高溫或其他惡劣環境下,殘餘應力會釋放出來,翹曲還是有可能產生。
治本之計是作好製品設計,使得製品厚度均一,冷卻時體積收縮率差異小,殘餘應力小,翹曲自然小。
CAE(如Moldflow)模擬,可以找出幾個提議的製品設計中翹曲位移最小者。翹曲(Warpage)
90模具
動、靜模溫差(TemperatureDifferencebetweenCoreandCavityMoldSurfaces)大。動靜模溫差大,因冷卻產生的殘餘應力對壁厚的中心面不對稱,彎曲力矩(BendingMoment)大,容易翹曲。
更改冷卻設計,減少動、靜模溫差,可以減少翹曲。
CAE(如Moldflow)模擬,可以幫助找出動、靜模溫差最小的冷卻設計。
翹曲(Warpage)
912.模溫太低
模溫太低,殘餘剪切應力大,又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease),容易翹曲。
提高模溫,可以減少翹曲。
模溫可從材料廠商的建議值開始設定。
每次調整的增量可為6°C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果,決定是否進一步調整。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同模溫的適切性。
翹曲(Warpage)
923.澆口(Gate)的數目或位置不當
無論澆口的數目或位置不當,都會使得流長(FlowLength)太長,流阻太大、相應的射壓也須提高,塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze),機械應力(MechanicalStresses)強行加入,殘餘應力大,容易翹曲。
參考材料廠商的建議,採用適當的流長對厚度比(FlowLengthtoThicknessRatio)。
澆口位置的決定,要遵循充填均衡(FlowBalance)的原則;即各融膠波前到達型腔末端和形成融接線的時間基本一致。
充填應先厚後薄、先平後彎。進澆應讓融膠遭遇立即的阻擋以避免噴流(Jetting)。
這樣可以降低殘餘應力,減少翹曲。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分析,找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。翹曲(Warpage)
934.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小或/和太長
澆道、流道或/和澆口太小或/和太長,流阻提高,射壓也須相應提高,塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze),機械應力(MechanicalStresses)強行加入,殘餘應力大,容易翹曲。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道、澆口和型腔)的充填、保壓、冷卻和收縮彎翹進行模擬分析,找出並選擇翹曲最小的設計是有效的作法。
翹曲(Warpage)
945.頂出不均
頂出時製品尚熱,頂出不直、不均、不一致,製品容易翹曲。
檢查頂出系統,並作必要的調整。
適度潤滑所有運動零件。
大模具的頂出板(EjectorPlate)必須採用引導櫬套(GuideBushing),以免模板中央因自重下垂。
翹曲(Warpage)
95射出成型機
1料管溫度太低
料管溫度太低時,融膠溫度低,勉強以高速成型時,殘餘剪切應力大,又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease),容易翹曲。
提高料溫,翹曲減少。
料溫的設定可以參考材料廠商的建議。
料管分後、中、前、噴嘴(Rear,Center,FrontandNozzle)四區,從後往前的料溫設定應逐步提高,每往前一區,增高6°C。
若有必要,有時將噴嘴區和/或前區的料溫設定的和中區一樣。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同料溫的適切性。翹曲(Warpage)
962.噴嘴溫度太低
塑料在料管內吸收加熱帶(HeatingBands)釋放的熱量以及螺桿轉動引起塑料分子相對運動產生的磨擦熱,溫度逐漸昇高。
料管中的最後一個加熱區為噴嘴,融膠到此應該達到理想的料溫,
但須適度加熱,以保持最佳狀態。如果噴嘴溫度設定得不夠高,因噴嘴和模具接觸帶走的熱太多,料溫就會下降,勉強以高速成型時,殘餘剪切應力大,又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease),容易翹曲。
一般將噴嘴區溫度設定得比前區(FrontRegion)溫度高6°C。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同噴嘴溫度的適切性。翹曲(Warpage)
973.融膠溫度太低或/和射出壓力太高
融膠溫度(MeltTemperature)和射出壓力(InjectionPressure)是塑膠成型過程中對翹曲影響較大的兩個參數。
融膠溫度太低或/和射壓太高會產生高的殘餘應力,容易翹曲。
若要減少翹曲,融膠溫度要在可用範圍內調到最高,射出壓力要在可行範圍內調到最低。
CAE(如Moldflow)模擬,可以幫助找出融膠溫度和射出壓力的最佳組合。翹曲(Warpage)
984.螺桿速度對行程曲線(RamSpeedProfile)不當
當融膠波前速度(MeltFrontVelocity或MFV)在型腔內的變化大時,產品表皮層的分子和纖維配向以及殘餘應力的變化也大,翹曲的可能性大。
應調整螺桿速度對行程(Stroke)曲線,以確保融膠波前在型腔內以等速推進,直到型腔填滿。
CAE(如Moldflow)可以提供建議的螺桿速度對行程曲線(RecommendedRamSpeedProfile),根據此一建議曲線進行設定,融膠波前在型腔內得以等速推進,產品品質均一,
不易發生翹曲。
翹曲(Warpage)
995.射出時間(InjectionTime)不當
充填時間(FillTime)或射出時間太短或太長,都須要較高的射壓完成型腔的充填。
射壓高時剪切應力大,相應的殘餘應力大,翹曲的可能性大。
CAE(如Moldflow)模擬,可以幫助找出射壓對充填時間(InjectionPressurevsFillTime)的U型曲線(UShapeCurve)。
對應於U型曲線底部的射出時間所須的射壓最低,殘餘剪切應力最小,是最適化的射出時間。
翹曲(Warpage)
1006.保壓壓力或保壓時間不當
保壓壓力太高,不僅因補充料流動(CompensationFlow)而冷凝入(Frozen-In)塑膠的殘餘剪切應力(ShearStress)高,而且塑膠的壓應力(CompressiveStress)也高,容易翹曲。
保壓壓力太低,澆口附近發生回流(Back-Flow),不僅產生因流動而冷凝入塑膠的殘餘剪切應力,而且由於製品中央體積收縮率大(低壓故),外圍體積收縮率小,因內外體積收縮率差異(VolumetricShrinkageDifference)大而產生的殘餘張、壓應力(TensileandCompressiveStress)大,容易翹曲。
螺桿推到底後,螺桿至少停留原處2秒,以保持緩充(Cushion)。
翹曲(Warpage)
101保壓時間太短,螺桿鬆退時澆口附近發生回流,殘餘應力大,容易翹曲。保壓壓力要適中,保壓時間要延長到澆口凝固(GateFreeze)為止。
CAE(如Moldflow)可以預測不同(保壓壓力對時間曲線;HoldingPressurevsTimeCurve)設計可能產生的翹曲位移,翹曲位移小者是我們應該考慮的設計。
CAE(如Moldflow)的輸出(Output)中包含了凝固層比(FrozenLayerFraction)剪切應力(ShearStress)、體積收縮率(VolumetricShrinkage)。
當澆口凝固時,凝固層比變成1,剪切應力變成0,體積收縮率變成常數,這些參數和規則可以幫我們判定澆口何時凝固,以選定最適化保壓時間。
翹曲(Warpage)
1027.停留時間(ResidenceTime)不當
停留時間太短,融膠溫度低,即使勉強將型腔填滿,保壓時還是無法將塑膠壓實,冷卻時迴旋空間太大,容易翹曲。
射料對料管料之比(Shot-to-BarrelRatio),應在1/1.5和1/4之間。
翹曲(Warpage)
1038.循環時間(CycleTime)不當
當冷卻時間太短時,塑膠尚軟,若被頂出,在沒有約束(Constraint)的狀況下收縮,容易翹曲。
冷卻時間須延長到塑膠定型到足夠堅強為止;型腔是最好的治具(Fixture),提供最合身的約束(Constraint)。
CAE(如Moldflow)模擬,可以預測塑膠溫度降到頂出溫度(EjectionTemperature)所須要的冷卻時間。
照此冷卻時間進行設定
,可以避免因循環時間太短而引起翹曲。
翹曲(Warpage)
1049.緩充(Cushion)不夠
緩充(Cushion)不夠時,型腔內的塑膠填壓不足(Underpacking)。
塑膠在相對鬆散的情況下冷卻,迴旋空間太大,容易翹曲。
螺桿推到底後,至少停留原處2秒,以保持緩充(Cushion)。
緩充(Cushion)最少要有3mm長。
翹曲(Warpage)
105操作員
1.習慣不好
頂出的製品,操作員不照規定置放,就有可能產生翹曲。
平常應該不斷的教育操作員,讓大家瞭解保持良好成型操作習慣的重要性,認清成型循環不一致可能造成的嚴重後果。
操作員的輪班休息應該合理,以免體力不繼,精神不集中,而造成失誤。
採用機器人(Robots)等進行自動化是保持成型循環一致的一條路
翹曲(Warpage)
106裂痕(Cracking)
裂痕(Cracking)的定義:
製品開裂。
107裂痕(Cracking)
108塑料
1.強度不夠
薄殼成型時,選擇易流塑膠是很自然的。
但是易流塑膠往往不夠剛強,殘餘應力即使不很大,也有可能造成翹曲,甚至開裂。
選擇塑膠應以容易流但不會產生溢料(Flash)為準。可以參考材料廠商的建議。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證提議的塑料能否成型翹曲、開裂最小的製品。裂痕(Cracking)
1092.乾燥不足
乾燥不足,塑料濕氣重,加熱、混煉、推進時,蒸氣捲入融膠,融膠結合不佳,開裂的可能性就大。
人們往往忽略乾燥劑的定期再生(RegularRegeneration)。
應當就教乾燥器供應商,確實作好樹脂的乾燥工作。
檢查乾燥器的空氣進氣管路是否堵塞
。
空氣進不來,樹脂的濕氣就帶不走,乾燥的動作便徒具形式。
使用漏斗型乾燥器(HopperDryer)時,塑料在乾燥器內的停留時間,應當連續2小時以上。
無論使用何種乾燥器,乾燥後的塑料應置封閉容器內,以防受潮。裂痕(Cracking)
110製品
1.壁厚差異太大
薄的地方先冷,厚的地方後冷。
壁厚差異大時,體積收縮率差異(VolumetricShrinkageDifference)大,殘餘應力大。
當殘餘應力克服了零件的強度,就會產生翹曲,甚至開裂。
治具(Fixture)或許可以治標,但不能治本,因為治具無法消除殘餘應力。
當製品移至高溫或其他惡劣環境下,殘餘應力會釋放出來,翹曲、開裂還是有可能產生。
治本之計是作好製品設計,使得製品厚度均一,冷卻時體積收縮率差異小,殘餘應力小,翹曲、開裂的可能性自然小。
CAE(如Moldflow)模擬,可以找出幾個提議的製品設計中翹曲位移最小者,此一設計即開裂可能性最小的設計。
裂痕(Cracking)
111模具
1.動、靜模溫差(TemperatureDifferencebetweenCoreandCavityMoldSurfaces)大。
動靜模溫差大,因冷卻產生的殘餘應力對壁厚的中心面不對稱,彎曲力矩(BendingMoment)大,容易翹曲,甚至開裂。。
更改冷卻設計,減少動、靜模溫差,可以減少翹曲、開裂。
CAE(如Moldflow)模擬,可以幫助找出動、靜模溫差最小的冷卻設計。
裂痕(Cracking)
1122.模溫太低
模溫太低,殘餘剪切應力大,又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease),容易翹曲,甚至開裂。
提高模溫,可以減少開裂。
模溫可從材料廠商的建議值開始設定。
每次調整的增量可為6°C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果,決定是否進一步調整。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同模溫的適切性。裂痕(Cracking)
1133.澆口(Gate)的數目或位置不當
無論澆口的數目或位置不當,都會使得流長(FlowLength)太長。
流阻太大、相應的射壓也須提高,塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze),機械應力(MechanicalStresses)強行加入,殘餘應力大,容易翹曲,甚至開裂。
參考材料廠商的建議,採用適當的流長對厚度比(FlowLengthtoThicknessRatio)。
澆口位置的決定,要遵循充填均衡(FlowBalance)的原則;即各融膠波前到達型腔末端和形成融接線的時間基本一致。
充填應先厚後薄、先平後彎。
進澆應讓融膠遭遇立即的阻擋以避免噴流(Jetting)。
這樣可以降低殘餘應力,減少翹曲,甚至開裂。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分析,找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。
裂痕(Cracking)
1144.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)位置不當或/和太小或/和太長
澆道、流道或/和澆口位置不當時,融合線會在強度敏感處產生,融合線本來就弱,應力又大,裂紋往往從融合線開始。
澆道、流道或/和澆口太小或/和太長,流阻提高,射壓也須相應提高,塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze),機械應力(MechanicalStresses)強行加入,殘餘應力大,容易翹曲,甚至開裂。
以CAE(如Moldflow)在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道、澆口和型腔)的充填、保壓、冷卻和收縮彎翹進行模擬分析,找出並選擇翹曲(開裂可能)最小的設計是有效的作法。
裂痕(Cracking)
1155.頂出不均
頂出時製品尚熱,頂出不直、不均、不一致,製品容易翹曲,甚至開裂。
檢查頂出系統,並作必要的調整。
適度潤滑所有運動零件。
大模具的頂出板(EjectorPlate)必須採用引導櫬套(GuideBushing),以免模板中央因自重下垂。裂痕(Cracking)
1166.拔模錐度(Draft)太小
拔模錐度太小時,製品頂出不易。
勉強頂出,製品則有可能翹曲,甚至開裂。
加大拔模錐度可以減少開裂的可能。
每邊拔模錐度至少要有1/2度;若能採用1度更好。
如果拔模錐度無法加大到理想角度,應採用滑塊(Slide)或凸輪(Cam)以形成較陡之模壁。裂痕(Cracking)
1177.頂出不當
如果頂出銷太細,壁厚太薄,製品在頂出時有可能破裂。
頂出速度太快,製品也有可能破裂。
冷卻時間應當夠長,使得製品固化層足以承受頂出的力量,以至脫模。
頂出銷須有足夠大的截面積。
裂痕(Cracking)
118射出成型機
1料管溫度太低
料管溫度太低時,融膠溫度低,勉強以高速成型時,殘餘剪切應力大,又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease),容易翹曲,甚至開裂。
提高料溫,翹曲、開裂可能減少。
料溫的設定可以參考材料廠商的建議。
料管分後、中、前、噴嘴(Rear,Center,FrontandNozzle)四區,從後往前的料溫設定應逐步提高,每往前一區,增高6°C。
若有必要,有時將噴嘴區和/或前區的料溫設定的和中區一樣。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同料溫的適切性。
裂痕(Cracking)
1192.噴嘴溫度太低
塑料在料管內吸收加熱帶(HeatingBands)釋放的熱量以及螺桿轉動引起塑料分子相對運動產生的磨擦熱,溫度逐漸昇高。
料管中的最後一個加熱區為噴嘴,融膠到此應該達到理想的料溫,但須適度加熱,以保持最佳狀態。
如果噴嘴溫度設定得不夠高,因噴嘴和模具接觸帶走的熱太多,料溫就會下降,勉強以高速成型時,殘餘剪切應力大,又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease),容易翹曲,甚至開裂。
一般將噴嘴區溫度設定得比前區(FrontRegion)溫度高6°C。
CAE(如Moldflow)模擬可以驗證不同噴嘴溫度的適切性。
裂痕(Cracking)
1203.融膠溫度太低或/和射壓太高
融膠溫度太低或/和射壓太高會產生高的殘餘應力,製品容易翹曲,甚至開裂。
若要減少開裂的可能,融膠溫度要在可用範圍內調到最高,射出壓力要在可行範圍內調到最低。
CAE(如Moldflow)模擬,可以幫助找出融膠溫度和射壓的最佳組合。裂痕(Cracking)
1214.螺桿速度對行程曲線(RamSpeedProfile)不當
當融膠波前速度(MeltFrontVelocity或MFV)在型腔內的變化大時,產品表皮層的分子和纖維配向以及殘餘應力的變化也大,翹曲和開裂的可能性大。
應調整螺桿速度對行程(Stroke)曲線,以確保融膠波前在型腔內以等速推進,直到型腔填滿。CAE(如Moldflow)可以提供建議的螺桿速度對行程曲線(RecommendedRamSpeedProfile),根據此一建議曲線進行設定,融膠波前在型腔內得以等速推進,產品品質均一,
不易發生翹曲,甚至開裂。裂痕(Cracking)
1225.
射出時間(InjectionTime)不當
充填時間(FillTime)或射出時間太短或太長,都須要較高的射壓完成型腔的充填。
射壓高時剪切應力大,相應的殘餘應力大,翹曲、甚至開裂的可能性大。
CAE(如Moldflow)模擬,可以幫助找出射壓對充填時間(InjectionPressurevsFillTime)的U型曲線(UShapeCurve)。
對應於U型曲線底部的射出時間所須的射壓最低,殘餘剪切應力最小,是最適化的射出時間。
裂痕(Cracking)
1236.保壓壓力或保壓時間不當
保壓壓力太高,不僅因補充料流動(CompensationFlow)而冷凝入(Frozen-In)塑膠的殘餘剪切應力(ShearStress)高,而且塑膠的壓應力(CompressiveStress)也高,製品容易翹曲,甚至開裂。
保壓壓力太低,澆口附近發生回流(Back-Flow),不僅產生因流動而冷凝入塑膠的殘餘剪切應力,而且由於製品中央體積收縮率大(低壓故),外圍體積收縮率小,因內外體積收縮率差異(VolumetricShrinkageDifference)大而產生的殘餘張、壓應力(TensileandCompressiveStress)大,容易翹曲,甚至開裂。裂痕(Cracking)
124螺桿推到底後,螺桿至少停留原處2秒,以保持緩充(Cushion)。
保壓時間太短,螺桿鬆退時澆口附近發生回流,殘餘應力大,容易開裂。
保壓壓力要適中,保壓時間要延長到澆口凝固(GateFreeze)為止。
CAE(如Moldflow)可以預測不同(保壓壓力對時間曲線;HoldingPressurevsTimeCurve)設計可能產生的翹曲位移,翹曲位移小者是我們應該考慮的設計。
CAE(如Moldflow)的輸出(Output)中包含了凝固層比(FrozenLayerFraction)剪切應力(ShearStress)、體積收縮率(VolumetricShri
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