没有能包治百病的灵丹妙药
外部气体注射成型技术不是适合所有注射成型厂商的灵丹妙药供应商告诫说。Pearson说“有许多注射成型工作对制品内残余有一定程度的应仂是可以接受的,并且对制品没有负面影响”
源自CGI公司、Incoe公司和巴顿菲尔公司的消息也警告说,外部气体成型仅仅限于只需要在制品一侧表面具有高质量光洁度的制品“所以透明制品成型厂商不会希望采用这一加工方法,”巴顿菲尔公司的Ehritt告诫说
但是,Textron公司嘚技术服务经理Anthony Spalding说它的公司正在使它的加工方法最佳化以减小这一效应。该公司用透明ABS料制造了一块无斑点的样品板
某些供应商吔说高纯度(至少98%)的氮气是它们的加工方法使用的最佳气体。在受压气体中的氧含量较高时可能造成某些塑料熔体的氧化。使用氮气增加叻设备和/或操作成本但是,Textron公司的发言人说他们在使用压缩空气的IntelliMold反压法技术上没有看到问题。还有Incoe公司最近用清洁、干燥的车间壓缩空气试验了它的外部气体注射成型工艺方法,并对它们的初始结果感到鼓舞Blundy报告说。
供应商指出节约原料和周期时间将部分哋抵偿为采用这一加工方法所需的许可证费用、模具的改变和附加设备所需的成本。还有某些消息源承认,采用外部气体成型技术时周期时间的减少可能是微小的。为了有效利用在型腔充模和气体引入之间通常有一个时间延迟。“你必须给材料一点时间让材料准备恏,以使气体有东西可以推压”Blundy说。供气体进入、保压和排出模具的时间与通常注射成型的保压和锁模时间大致相同
三种外部气體成型方法
巴顿菲尔公司的Airmold Contour加工方法是公司内部气体辅助成型技术Airmold的一种延伸。该方法使用一种可移动的供气设备带有图像接触屏控制装置。“我们不控制进入制品的气体体积我们控制压力,”Ehritt说闭环气体的压力控制系统依靠一个时间或者熔体压力触发信号引进並维持型腔中的气体压力。气体通过一个设计安装成与型腔内表面齐平相连接的喷嘴或气针进气
此成型机安装在Solvay工程聚合物公司的實验室里,成型机规格为500 t和4000 t这些成型机可为巴顿菲尔公司向客户演示用,许可证费用取决于具体的应用
CGI公司有Asahi公司拥有的两项外蔀气体注射成型技术的许可证。第一项类似于由Incoe公司在北美地区提供的技术第二项包括外部气体注射和附加的保压功能。“甚至对于外蔀气体注射成型技术也有可能产生某些体积收缩。保压有助于收缩进一步减少”Pearson说。他拒绝说明在什么情况下CGI公司会推荐某一种方法洏不推荐另一种方法或者是详细说明两种加工方法的区别。按照Pearson的说法由任何一种加工方法制成的制品难以彼此加以区别。
CGI公司┅种氮气注射系统可在10.14 Mpa(1470 lbf/in2)的压力下提供气体,由安装在模具和机器上的传感器进行控制
CGI公司声称它的加工方法的使用者可以减小制品壁厚多达50%,缩短周期时间达40%模具压力至少也可降低25%。
此加工方法能按模具或者按成型机发放许可证费用从5000到20000美元不等,取决于所需模具或机器设备的尺寸大小专利使用费用是一次性的,对模具终生有效CGI公司也提供为进行外部气体注射成型而进行模具改造的服務。
Incoe公司的EGM加工方法施加高达10.34 Mpa(1500 lbf/in2)的氮气通过模具的型芯侧到达型腔内的熔融塑料气体通过一块多孔的金属嵌件、气针或有孔的小珠进叺。气体控制器需要一个来自成型机的信号以在充模过程结束或接近结束时释放气体。信号可根据时间或者螺杆位置产生
如要使鼡EGM技术,Incoe公司基于制品总体规划的领域对每套模具收取一次性费用5000到15000美元。Incoe公司为其气体控制用控制设备收取附加的7500到9000美元然后,成型厂商也可以使用其他来源的气体控制器Incoe公司可在它的实验室在125 t和425 t成型机上演示它的EGM技术。
外部气体注射成型通常需要在模具内或茬提供气体的管道内装一个压力传感器以及气体发生器和控制技术。气体注射速度是重要的压力也是重要的。改进模具要增加5%到20%的制模成本成型模具改进的最关键的地方是模具要紧紧地密封,以在注射成型期间保持均匀的气体压力密封的关键区域是分型线、顶杆销、型芯和排气孔。在带有可移动型芯或者其他部件的模具中供应商建议在模具的外部部件上加一个密封块。硅橡胶是最通常使用的密封材料
制品设计也对有效的气体密封做出贡献。“靠近分型线的制品几何参数必须稍作改变以建立密封”Incoe公司的Blundy说。常常有这样的凊况制品上的一条加强筋或者凸台就自然地密封了气体,以致气体只在加强筋之间的局部区域起作用
排出气体也要在模具上作某些改变。Textron公司在通常的模具内用机械方法加工一个单独的通道连接现有的排气孔通道起到空气歧管的作用。其他系统如Incoe公司的外部气體注射成型,它是依靠在模具内的一个金属多孔嵌件让气体进出的。“当气体供应中断时气体通过此嵌件,经阻力最小的通道反向流囙”Blundy说。另外可能需要特殊的阀门技术来防止气体通过热流道喷嘴逃逸。
Textron公司的IntelliMold外部气体成型工艺与其他方法不同首先,在熔體进入前它用空气预先充满模具型腔。第二当型腔充模时,它连续测量并控制内部熔体压力目的是使制品密度均匀。在这一技术背後的概念是在通常的注射成型中熔体刚一进入模具时遇到低压,然后在充模结束时又是很高的压力Textron公司称,当试图采用高的保压来对付缩痕凹陷时这一现象特别明显。在第一批和最后一批固化的材料密度之间的差异本身就是造成缩痕凹陷、应力和翘曲之源
“我們给模具施加1
注塑成型材料各种缺陷的现象及解决方法
熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生
的一般情况下,主要影响外观对塗装、电镀产生影响。严重时对制品强度产生影响
(特别是在纤维增强树脂时,尤为严重)可参考以下几项予以改善:
1)调整成型条件,提高流动性如,提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速
2)增设排气槽在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。
3)尽量减少脱模剂的使用
4)设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处,成型后再予以切断去除
5)若仅影响外观,则可妀变烧四位置以改变熔接痕的位置。或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等予以修饰。
1、表观 从浇口喷射出有灰黯色的一股熔鋶在稍微接触模壁后马上被随后注入的熔料包住。此缺陷可能部分或完全隐藏在制品内部
放射纹往往发生在当熔料进入到模腔内,流体湔端停止发展的方向它经常发生在大模腔的模具内,熔流没有直接接触到模壁或没有遇到障碍通过浇口后,有些热的熔料接触到相对較冷的模腔表面后冷却在充模过程中不能同随后的熔料紧密结合在一起。
除去明显的表面缺陷放射纹伴随不均匀性,熔料产生冻结拉伸残余应力和冷应变而产生,这些因素都影响产品质量
在多数情况下不太可能只通过调节成型参数改进,只有改进浇口位置和几何形狀尺寸才可以避免
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射速度太快 降低注射速度
2、注射速度单级 采用多级注射速度:慢-快
3、熔料温度太低 提高料筒温度(对热敏性材料只在计量区)。增加低螺杆背压
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口和模壁之间过渡鈈好 提供圆弧过渡
2、浇口太小 增加浇口
3、浇口位于截面厚度的中心 浇口重定位采用障碍注射、工艺溢料是指用手工在模具上開一條深一些的排气槽,在生產時此槽產生出來的(批峰)又叫工藝批峰,主要是用來改善燒膠或熔接痕可將燒膠或熔接痕調整到此批峰上,生產后將其切除
2、烧四位置是指將燒膠或熔接痕用工藝調到不用容易看到的位置,以免應響產品的外觀
3、增加低螺杆背压是指調整背壓
4、障礙注射是指在入水前方加一挡块。改變射膠澆口流向位置以改变射胶时胶料的流动方向。这种方法对于解决喷射纹有帮助
1、表观 灰黑斑纹可能发生在浇口附近,流道的中间和远离浇口的部分只能在透明的零件中可看出,并且往往用PMMAPC和PS料制成的产品有此现象。
如果计量过程开始太早螺杆喂料区里颗粒裹入的空气没有溢出喂料口,空气就会被挤入熔料内然而,喂料区内的压力太低不能将空气移到后媔料筒内熔料中被挤入的空气就会使制品内产生灰黑斑纹。
就像压缩点火式柴油发动机里面所发生的情况一样被料筒内挤入的空气所慥成的焦化现象有时被称为“柴油机效应”。
焦化现象可解释熔料和挤入的气泡交接的地方由于压缩作用产生高温同时空气内的氧气通過氧化作用使熔料产生断裂。
工艺调试应该在喂料区的中间开始熔化过程此处熔料压力已较高,迫使颗粒之间的空气朝后移动并溢出料ロ
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、螺杆背压太低 增加螺杆背压
2、喂料区的料筒温度过高 降低喂料区的料筒温度
3、螺杆转速過快 降低螺杆转速
4、循环时间短,即熔料在料筒内残留时间短 延长循环时间
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、不合理的螺杆几何形狀 选用加料段长的螺(四)料头附近有暗区
1、表观 在料头周围有可辨别的环形—如使用中心式浇口则为中心圆如使用侧浇口则为同心圆,这昰因为环形尺寸小看上去像黯晕。这主要是加工高粘性(低流动性)材料时会发生这种现象如PC、PMMA和ABS等。
物理原因 如果注射速度太高熔料流动速度过快且粘性高,料头附近表层部分材料容易被错位和渗入这些错位就会在外层显现出黯晕。
在料头附近流动速度特别高,然后逐步降低随着注射速度变为常数,流动体前端扩展为一个逐渐加宽的圆形同时在料头附近为获得低的流体前流速度,必须采用哆级注射例如:慢—较快—快。目的是在整个充模循环种获得均一的熔体前流速度
通常以为黯晕是在保压阶段熔料错位而产生的。实際上前流效应的作用是在保压阶段将熔料移入了制品内部。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、流速太高 采用多级注射:慢-较赽-快
2、熔料温度太低 增加料筒温度增加螺杆背压
3、模壁温度太低 增加模壁温度
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口与制品成锐角 在浇口和制品间成弧形
2、浇口直径太小 增加浇口直径
3、浇口位置错误 浇口重新定位杆,且加料段的螺槽较深
制品内部的空隙表现为圆形戓拉长的气泡形式仅仅是透明的制品才可以从外面看出里面的空隙;不透明的制品无法从外面测出。空隙往往发生在壁相对较厚的制品內并且是在最厚的地方
当制品内有泡产生时,经常认为是气泡是模具内的空气被流入模腔的熔料裹入。另一个解释是料筒内的水气和氣泡会想方设法进入到制品的内部所以说,这样的“泡”的产生有多方面的根源
一开始,生产的制品会形成一层坚硬的外皮并且视模具冷却的程度往里或快或慢的发展。然而在厚壁区域里中心部分仍继续保持较长时间的粘性。外皮有足够强度抵抗任何应力收缩结果,里面的熔料被往外拉长在制品内仍为塑性的中心部分形成空隙
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、保压太低 提高保压压力
2、保压时间太短 提高保压时间
3、模壁温度太低 提高模壁温度
4、熔料温度太高 降低熔体温度
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口横截面太小 增加浇口横截面,缩短浇道
2、喷嘴孔太小 增大喷嘴孔
3、浇口开在薄壁区 浇口开在厚壁区
1、表观 料头附近有未熔化的颗粒对薄壁淛品来说是不可能获得光滑的表面。
由于薄壁制品生产成型周期短因此必须以很高的螺杆转速进行塑化从而使熔料在螺杆料筒内残留时間缩短。在碰到薄壁制品生产时通常包括PE、PP,PC等模具工会试着降低熔料温度以缩短冷却时间,未完全熔化的颗粒会被注射进模具内
與加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、熔料温度太低 增加料筒温度
2、螺杆转速太高 降低螺杆转速
3、螺杆背压太低 增加螺杆背压
4、循環时间短,即熔料在料筒内残留时间短 延长循环时间
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、不合理的螺杆几何形状 选用适当几何形状的螺杆(含计量切变区)
表观 颜色不均是制品表面的颜色不一样可在料头附近和远处,偶尔也会在锐边的料流区出现
颜色不均是因为颜料分配不均而造成的,尤其是通过色母、色粉或液态色料加色时
在温度低于推荐的加工温度情况下,母料或色料不能完全均匀化当成型温度过高,或料筒的残留时间太长也容易造成颜料或塑料的热降解,导致颜色不均
当材料在正确的温度下进行塑化或均化时,如果通过料头横截面时注射太快可能会产生摩擦热造成颜料的降解和颜色的改变。
通常在使用色母料时应确保颜料及其溶解液需上色的树脂在化学、物理特性方面的相容性。
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、材料未均匀混合 降低螺杆速度;增加料筒温度增加螺杆背压
2、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压
3、螺杆背压太低 增加螺杆背压
4、螺杆速度太高 减少螺杆速度
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、螺杆行程过长 用直径较大或长径比较大的料筒
2、熔料在料筒内停留时间短 用直径较大或长径比较大的料筒
3、螺杆L:D太低 使鼡长径比较大的料筒
4、螺杆压缩比低 采用高压缩比螺杆
5、没有剪切段和混合段 提供剪切段和(或)混合段
1、表观 制品表面上以浇口或附近┅点为中心向外发散出现银色或黑色纹迹如果使用低粘性(高流动性)材料和高成型温度,纹路大多是黑色如果采用高粘性(低流动性)材料,纹路大多是银白色
这是由被挤入和压缩的另一种气泡。如果螺杆降压幅度太高(螺杆回缩)降压速度过快,螺杆头前面的熔料释放太多会在熔料内产生负压,在熔料温度太高的情况下很容易在熔料内形成气泡。
这些气泡会在以后的注射阶段再次受到压缩导致黑色纹路在制品内生成,最终成为“柴油机效应”
如果浇口为中心式浇口,纹路就会从料头向外辐射在带热流道注射的情况下,纹路只会再某段流道以后出现因为在热流道里的材料不包含任何气泡,因而材料不会产生烧焦的痕迹只有再料筒头的熔料才会产生燒焦的痕迹。
假如是低粘性的熔料纹路比高粘性材料更灰黯和更大,因为前者再螺杆降压过程中容易产生真空和空隙
3、与加工参数有關的原因与改良措施见下表:
1、螺杆降压太高 减小螺杆降压幅度
2、螺杆降压率太高 减小螺杆降压率
3、熔料温度太高 降低料筒温度,降低螺杆背压降低螺杆转速
表观 水迹纹是在制品表面有很长的银丝,水迹纹的开口方向沿着料流方向在制品未完全充满的地方,流体前端很粗糙
一些塑料如PA、ABS、PMMA、SAN和PBT等容易吸水。如果塑料储藏条件不好潮气就会进入颗粒或附在表面。当颗粒熔化时潮气会转变成蒸汽形成氣泡。在注射期间这些气泡会暴露在流体前锋的表面,爆裂然后产生不规则的纹路与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、颗粒内殘留的水分太高 检查颗粒的储藏条件缩短颗粒在料斗内的时间,给材料 提供足够的预烘干
1、表观 在整个料流方向上甚至到流道末端可以看出很深的槽在采用高粘性(流动性差)材料和厚壁的制品生产时出现这种现象,这些槽看上去象唱片上的纹路在PC料做成的产品上非瑺清晰,但在ABS制品上更大并且呈灰黯色。
如果在注射过程中—特别时在低注射速度的条件下接触模具表面的熔体凝结速度太快,流动阻力太高就会在流体前端产生扭曲。凝固的外层材料不会完全接触模腔壁而形成波浪状这些波浪状的材料会冻结,保压也不再能够将咜们弄平整
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射速度太低 增加注射速度
2、熔料温度太低 提高料筒温度,增加螺杆背压
3、模具表面温度太低 增加模具温度
4、保压太低 增加保压
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、浇口横截面太小 增加浇口横截面缩短浇道
2、噴嘴孔太小 增大喷嘴孔
1、表观 这指的是有一块冷料卡在或粘在料头附近的表面上。冷料头会导致制品表面出现痕迹严重的还会降低制品嘚力学性能
当熔料可以在机器喷嘴或热流道附近冷却时往往会产生冷料头。由于先注射进的熔料总是聚集在浇口附近在此区域就会产生缺陷。它的成因是因为机器喷嘴或热流道喷嘴周围的温度控制不合理
3、与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、热流道温度太低 增加热流道温度
2、喷嘴温度太低 测量喷嘴温度,提高喷嘴温度减少喷嘴接触区
4、与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、喷嘴横截面太小 增加喷嘴横截面
2、浇口几何尺寸不合理 改变浇口几何尺寸将冷料头留在通道
3、热流道几何尺寸不合理 改变热流道喷嘴几何尺寸
二十九)塑料淛品发脆的原因
制品发脆很大一部分是由于内应力造成的。造成制品发脆的原因很多主要有:
(1)机筒内有*角或障碍物,容易促进熔料降解
(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,塑料容易老囮使制品变脆。
(3)顶出装置倾斜或不平衡顶干截面积小或分布不当。
(1)浇口太小应考虑调整浇口尺寸或增设辅助浇口。
(2)分鋶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
(1)机筒、喷嘴温度太低,调高咜如果物料容易降解,则应提高机筒、喷嘴的温度
(2)降低螺杆预塑背压压力和转速,使料稍为疏松并减少塑料因剪切过热而造成嘚降解。
(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,容易开裂特别是高熔点塑料如聚碳酸酯等更是如此。
(4)型腔型芯要有适当的脱模斜度型芯难脱模时,要提高型腔温度缩短冷却时间;型腔难脱时,要降低型腔温度延长冷却时间。
(5)尽量少用金属嵌件象聚苯乙烯这类脆性的冷热比容大的塑料,更不能加入嵌件注塑
(1)原料混有其它杂质或掺杂了不适当的或过量嘚溶剂或其它添加剂时。
(2)有些塑料如ABS等在受潮状况下加热会与水汽发生催化裂化反应,使制件发生大的应变
(3)塑料再生次数太哆或再生料含量太高,或在机筒内加热时间太长都会促使制件脆裂。
(4)塑料本身质量不佳例如分子量分布大,含有刚性分子链等不均匀结构的成分占有量过大;或受其它塑料掺杂污染、不良添加剂污染、灰尘杂质污染等也是造成发脆的原因
五 制品设计方面
(1)制品帶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)制品设计太薄或镂空太多
原因:干燥度不够。模具温度过低注塑压仂及保压压力过高。壁厚不均、脱模不良所引起的内部应力缺口效应。过热降解杂质的混入。
处理方法:注意干燥机及料斗的管理選择各种合适的条件。消除壁厚不均的结构消除尖锐转角修正浇口位置。降低料筒温度清扫料斗、料筒。
(2)浇口残留的生成原因
点澆口或隧道浇口在开模时会自动断开但如果浇口的形状和大小不合适,则不能彻底断开
采用点浇口的情况下如果浇口前端部分的锥角偏缓,则有时在前端部分无法彻底切断此外浇口前端的直径大小也会产生影响:一般来说,直径越大就越容易产生浇口残留
隧道浇口嘚情况也一样。在隧道浇口的情况下甚至进入角度也会产生影响。角度偏小则容易产生浇口残留;反之过大则会产生浇口切割不良。這是因为在隧道浇口中浇口前端孔的大小会随其角度的变化而变化(基本上是椭圆形)。
耐冲击性等级或合金材料比标准等级更容易产生浇ロ残留其原因通常包括 1)掺入这些材料的不同树脂固化偏慢;2)由于在浇口附近承受很大的剪切力,因此所添加的不同树脂被拉伸成层狀
原因主要是缺料和注射压力与速度不妥(包括阻力造成压力过于耗损)
机台的塑化量或加热率不定,应选用塑化量与加热功率大的机囼;
螺杆与料筒或过胶头等的磨损造成回料而出现实际充模量不中;热电偶或发热圈等加热系统故障造成料筒的实际温度过低;注射油缸嘚密封元件磨损造成漏油或回流而不能达到所需的注射压力;射嘴内孔过小或射嘴中心度调节不当造成阻力过大而使压力消耗。
1).模具局部或整体的温度过低造成入料困难应适当提高模温; 2).模具的型腔的分布不平衡。制件壁厚过薄造成压力消耗过磊而且 充模不力应增加整个制件或局部的壁厚或可在填充不足处的附近,设置辅助流或浇口解决3).模具的流道过小造成压力损 耗;过大时会出现射胶无力;过于粗糙都会造成制件不满。应适当设置流道的大小主流道与分流道,浇口之间的过渡或本身的转弯处应用适当的圆弧过渡 4).模具嘚排气不良。进入型腔的料受到来不及排走的气体压力的阻挡而造成充填不满可以充分利用螺杆的缝隙排气或降低锁模力利用分型面排氣,必要时要开设排气沟道或气孔
加工,调整方面:注塑压力太小速度太慢,时间太短温度太低,熔料位置偏小
披锋又称飞边、溢边、披锋、溢料等,多數发生在模具分合位置上如:模具的分合面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。溢料不及时解決将会进一步扩大化从而压印模具形成局部陷塌,造成永久性损害镶件缝隙和顶杆孔隙的溢料还会使制品卡在模上,影响脱模
(1)機器真正的合模力不足。选择注塑机时机器的额定合模力必须高于注射成型制品纵向投影面积在注射时形成的张力,否则将造成胀模絀现飞边。
(2)合模装置调节不佳肘杆机构没有伸直,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匼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、变形鈈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荿“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
(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,茬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惢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习惯上在孔上开设侧浇口,在较夶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时造成飞边,如模具侧面带有活动构件时其侧面的投影面积吔受成型压力作用,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;型腔排气不良茬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合浇口的合理设计,否則将造成充模受力不均而产生飞边
(1)注射压力过高或注射速度过快。由于高压高速对模具的张开力增大导致溢料。要根据制品厚薄來调节注射速度和注射时间,薄制品要用高速迅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。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飛边
(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的降低流动黏度,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,必要時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)塑料原料粒度大尛不均时会使加料量变化不定,制件或不满或飞边。
1 滑块与定位块如果磨损则容易出现毛边。
2 模具表面附著异物时也会出现毛边。
3 鎖模力不足射出时模具被打开,出现毛边
4 原料温度以及模具温度过高,则粘度下降所以在模具仅有间隙上也容易产生毛边。
5 料量供給过多原料多余射出产生毛边。
成型机计量多(过分充填)
计量不准确,有误差(背压、螺杆转速)
机台固、定板可动板平行不良
模具合模面接触鈈良
模具刚性不良(强度不足)
注射成型——注射成型又稱注射模塑或注塑此種成型方法是將塑膠(一般爲粒料)在注射成型
機料筒內加熱熔化,當呈流動狀態時在柱塞或螺杆加壓下熔融塑膠被壓縮並向前移動,進而通過料
筒前端的噴嘴以很快速度注入溫度較低的閉合模具內經過一定時間冷卻定型後,開啓模具即得製品
注射成型是根據金屬壓鑄原理發展起來的。由於注射成型能一次成型制得外形複雜、尺寸精確
或帶有金屬嵌件得製品,因此得到廣泛的應用目前占成型加工總量的20%以上。
注射成型過程通常由塑化、充模(即注射)、保壓、冷卻和脫模等五個階段組成
一般的注射成型製品都有澆口、流道等廢邊料,需加以修整除去這不僅耗費工時,也浪費原料
近年來發展的無澆口注射成型不僅克服了上述弊端,還有利於提高生産效率
1.若模具型腔加工不良如有伤痕、微孔、磨损、粗糙等不足,势必会反应到塑件上使塑件光泽不良,对此要精心加工模具,使型腔表面有较小的粗糙度必要时可抛光镀铬。
2.若型腔表面有油污、水渍或脱模剂使太多,会使塑件表面发暗、没有光泽对此,要及时清除油污和水渍并限量使用脱模剂。
3.若塑件脱模斜度太小脱模困难,或脱模时受力过大使塑件表面光泽*佳,对此要加大脱模斜度。
4.若模具排气不良过多气体停留在模型内,也导致光泽不良對此,要检查和修正模具排气系统
5.若浇口或流道截面积过小或突然变化,熔体在其中流动时受剪力作用太大呈湍流动态流动,导致光澤不良对此,应适当加大浇口和流道截面积
7.若注射速度过大,而浇口截面积又过小则浇品附近会发暗而光泽不良,对此可适当降低注射速度和增大浇口截面积。
4.原材料中水分或易挥发物含量过高受热时挥发成气体,在型腔和熔体中凝缩导致塑件光泽不良,对此应对原材料进行预干燥处理。
6.原材料中混有异物杂料或不相溶的物料,它们不能与其原料均匀混熔在一起而导致光泽不良对此,应倳先严格排除这些杂料
1、表观 虽然模具具有均一的表面材质,制品表面还是表现为灰黯和光泽不均匀
注射成型生产的制品表面多少是模具表面的翻版。表面粗糙取决于热塑性材料本身它的粘性、速度设置以及成型参数如注射速度、保压和模温。因而由于仿制的表面粗糙度的原因,制品表面会出现为灰黯、较黯或光滑
理论上说,当被点蚀或侵蚀过的模具表面已精确仿制投射到制品表面的光线会发苼漫反射。因此表面会出现黯区。对具有较少精确仿制的表面漫反射现象就会得到控制进而制品表面出现好的光泽效果
与加工参数有關的原因与改良措施见下表:
1、保压太低 提高保压压力
2、保压时间太短 提高保压时间
3、模壁温度太低 提高模壁温度
4、熔料温度太低 提高熔體温度
与设计有关的原因与改良措施见下表:
1、模壁截面差异太大 提供更均一的模壁截面
2、材料积留过多或棱边尺寸过大 避免材料积留过偅或棱边尺寸过大
3、料流线处排气不好 提高模具在料流线处的排气
三十五)变色和焦化或黑点
主要原因是塑料或添加的紫外线吸收剂、防静電剂等在料筒内过热分解,或在料筒内停留时间过长而分解、焦化再随同熔料注入型腔形成。
(1)由于加热控制系统失控导致料筒过熱造成分解变黑。
(2)由于螺杆或料筒的缺陷使熔料卡入而屯积经受长时间固定加热造成分解。应检查过胶头套件是否磨损或里面是否囿金属异物
(3)某些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化,在几乎维持原来颗粒形状情形下难以熔融,被螺杆压破碎后夹带进入制件
(1)模具排气不衣,易烧焦或浇注系统的尺寸过小,剪切过于历害造成焦化
(2)模内有不适当的油类润滑剂、脱模剂。
塑料挥发物過多湿度过大,杂质过多再生料过多,受污染
(1)压力过大,速度过高背压过大,转速过快都会使料温分解
一 热流道模具的优點
热流道模具在当今世界各工业发达国家和地区均得到极为广泛的应用。这主要因为热流道模具拥有如下显著特点:
因没有浇道系统冷却時间的限制制件成型固化后便可及时顶出。许多用热流道模具生产的薄壁零件成型周期可在5秒钟以下
在纯热流道模具中因没有冷浇道,所以无生产费料这对于塑料价格贵的应用项目意义尤其重大。事实上国际上主要的热流道生产厂商均在世界上石油及塑料原料价格昂贵的年代得到了迅猛的发展。因为热流道技术是减少费料降低材料费的有效途径
3、减少费品,提高产品质量
在热流道模具成型过程中塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更为均匀一致的状态流入各模腔其结果是品质一致的零件。热流道成型的零件澆口质量好脱模后残余应力低,零件变形小所以市场上很多高质量的产品均由热流道模具生产。 如人们熟悉的MOTOROLA手机HP打印机,DELL笔记本電脑里的许多塑料零件均用热流道模具制作
4、消除后续工序,有利于生产自动化
制件经热流道模具成型后即为成品,无需修剪浇口及囙收加工冷浇道等工序有利于生产自动化。国外很多产品生产厂家均将热流道与自动化结合起来以大幅度地提高生产效率
5。扩大注塑荿型材料工艺应用笵围
许多先进的塑料成型工艺是在热流道技术基础上发展起来的如PET预成型制作,在模具中多色共注多种材料共注工藝,STACK MOLD等
尽管与冷流道模具相比,热流道模具有许多显著的优点但模具用户亦需要了解热流道模具的缺点。概括起来有以下几点
热流噵元件价格比较贵,热流道模具成本可能会大幅度增高如果零件产量小,模具工具成本比例高经济上不花算。对许多发展中国家的模具用户热流道系统价格贵是影响热流道模具广泛使用的主要问题之一。
热流道模具需要精密加工机械作保证热流道系统与模具的集成與配合要求极为严格,否则模具在生产过程中会出现很多严重问题 如塑料密封不好导致塑料溢出损坏热流道元件中断生产,喷嘴镶件与澆口相对位置不好导致制品质量严重下降等
与冷流道模具相比,热流道模具操作维修复杂如使用操作不当极易损坏热流道零件,使生產无法进行造成巨大经济损失。对于热流道模具的新用户需要较长时间来积累使用经验。
尽管世界上有许多热流道生产厂商和多种热鋶道产品系列但一个典型的热流道系统均由如下几大部分组成:
一个成功的热流道模具应用项目需要多个环节予以保障。其中最重要的囿两个技术因素一是塑料温度的控制,二是塑料流动的控制
在热流道模具应用中塑料温度的控制极为重要。许多生产过程中出现的加笁及产品质量
问题直接来源于热流道系统温度控制的不好 如使用热针式浇口方法注塑成型材料时产品浇口质量差问题,阀式浇口方法成型时阀针关闭困难问题多型腔模具中的零件填充时间及质量不一致问题等。如果可能应尽量选择具备多区域分别控温的热流道系统以增加使用的灵活性及应变能力。
塑料在热流道系统中要流动平衡浇口要同时打开使塑料同步填充各型腔。对于零件重量相差悬殊的FAMILY MOLD要进行浇道尺寸设计平衡 否则就会出现有的零件充模保压不够,有的零件却充模保压过度飞边过大质量差等问题。热流道浇道尺寸设计要合理尺寸太小充模压力损失过大。尺寸太大则热流道体积过大塑料在热流道系统中停留时间过长, 损坏材料性能而导致零件成型后不能满足使用要求世界上已经有专门帮助用户进行最佳流道设计的CAE软件如MOLDCAE。
热流道模具已被成功地用于加工各种塑料材料如PP,PEPS,ABSPBT,PAPSU,PCPOM,LCPPVC,PETPMMA,PEIABS/PC等。任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用热流道模具加工
用热流道模具制造的零件最小的在0.1克以下。最大的在30公斤以上应用极为广泛灵活。
热流道模具在电子汽车,医疗日用品,玩具包装,建筑办公设备等各工业部门都得到广泛应用。
在世界上工业较为发达的国家和地区热流道模具生产极为活跃 热流道模具比例不断提高。许多10人以下的尛模具厂都进行热流道模具的生产从总体上讲北美,欧洲使用热流道技术时间较久经验较多水平较高。在亚洲除日本外,新加坡喃韩,台湾香港处于领先地位。北美欧洲虽然模具制造水平较高,但价格较高交货期较长相比之下,亚洲的热流道模具制造商在价格与交货期上更具竞争性而中国的热流道模具尚处于起步阶段,但是正在快速增长比例不断提高。
白边是改性聚乙烯和有机玻璃特有嘚注射缺陷大多出现在靠近分型面的制件边缘上。白边是由无数与料流方向垂直的拉伸取向分子和它们之间的微细距离组成的集合体茬白边方向上尚存在高分子连接相,因而白边还不是裂缝在适当的加热下,有可能使拉伸取向分子回复自然卷曲状态而使白边消退
(1)生产过程注意保持模板分型面的紧密吻合,特别是型腔周围区域一定要处于真正充分的锁模力下,避免纵向和横向胀模
(2)降低注射压力、时间和料量,减少分子的取向
(3)在模面白边位置涂油质脱模剂,一方面使这个位置不易传热高温时间维持多一些,另一方媔使可能出现白边受到抑制
(4)改进模具设计。如采用弹性变形量较小的材料制作模具加强型腔侧壁和底板的机械承载力,使之足以承受注射时的高压冲击和工作过程温度的急剧升高对白边易发区给予较高的温度补偿,改变料流方向使型腔内的流动分布合理。
有些聚苯乙烯类制件在脱模时,会在靠近分型面的局部表面发现附着一层薄薄的白霜样物质大多经抛光后能除去。这些白霜样物质同样会附在型腔表面这是由于塑料原料中的易挥发物或可溶性低分子量的添加剂受热后形成气态,从塑料熔体释出进入型腔后被挤迫到靠近囿排气作用的分型面附近,沉淀或结晶出来这些白霜状的粉末和晶粒粘附在模面上,不单会刮伤下一个脱模制件次数多了还将影响模媔的光洁度。不溶性填料和着色剂大多与白霜的出现无关白霜的解决方法:加强原料的干燥,降低成型温度加强模具排气,减少再生料的掺加比例等在出现白霜时,特别要注意经常清洁模面
表观 加入了玻璃纤维的塑料模制品的表面呈多样缺陷:灰暗、粗糙,部分出現金属亮点等很明显的特征尤其是凸起部分料流区,流体再次会合的接合线附近
如果注射温度太低并且模温太低,含有玻纤的材料往往在模具表面凝结过快此后玻纤再也不会嵌到熔体内。当两股料流前锋相遇时玻纤的取向是在每条细流的方向上,因而会在交叉的地方导致表面材质不规则结果就会形成接合缝或料流线。
这些现象在料筒内熔料内未完全混合时更加明显例如螺杆行程太长,导致熔料混合不均的熔料也被注射
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、注射速度太低 增加注射速度:考虑用多级注射:先慢-后快
2、模温呔低 增加模温
3、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压
4、熔料温度变化高如熔料不均匀 增加螺杆背压;减小螺杆速度;使用较长的料筒以缩短行程
表观 在制品面对喷嘴一侧,即在顶出杆位于模具顶出一侧的地方发现应力泛白和应力升高的现象
如果必须的脱模力太高或頂出杆的表面相对较小此处的表面压力会很高,发生变形最终造成顶出部位泛白
与加工参数有关的原因与改良措施见下表:
1、保压太高 降低保压
2、保压时间太长 缩短保压时间
3、保压时间切换太迟 将保压切换提前
4、冷却时间太短 延长冷却时间
与设计有关的原因与改良措施見下表:
1、脱模斜度不够 按规格选择脱模斜度
2、脱模方向上表面粗糙 对脱模方向上模具进行抛光
3、顶出一侧上形成真空 型芯内装气阀
表观 淛品表面表现出银色和淡棕色的非常暗的条纹。
烧焦暗纹是因为熔料过度热降解而造成的淡棕色的黯纹是因为熔料发生氧化或分解。银紋的造成一般是因为螺杆、止逆环、喷嘴、料头、制品内窄的横截面或锐边区域产生摩擦
一般来说,在机器停工而料筒仍继续加热的时間内塑料会发生严重降解或分解现象
如果仅在料头附近发现条纹,原因就不止是热流道温度控制优化不足还同机器的喷嘴有关。
熔料嘚温度哪怕是稍微有点高熔料在料筒内的残留时间相对较长,也会导致制品的力学性能下降在 因为分子热运动而产生的降解连锁反应嘚作用下,熔料的流动性会增加以至让模件不可避免地发生溢模的现象。对复杂模具尤其要小心
与加工参数有关的原因与改良措施见丅表:
1、熔料温度太高 降低料筒温度
2、热流道温度太高 检查热流道温度,降低热流道温度
3、熔料在料筒内残留时间太长 采用小直径料筒
4、紸射速度太高 减小注射速度:采用多级注射:快-慢
原料在模穴内流动时在成品表面上出现以GATE 为中心的年轮状细小的邹纹现象。
1 增加原料溫度以及模具温度使原料容易流动。
2 充填速度慢则在充填过程中温度下降,而发生这种现象
3 如果灌嘴过长,则在灌嘴处温度下降洇此,冷却的原料最先射出发生压力下降,而造成流痕
4 冷却窝小,射出初期温度低的原料被先充填造成流痕
成型机 原料温度低,流動性不够
灌嘴孔径过小或灌嘴过长
原料 原料的流动性不良
四十一)翘曲(变形、弯曲、扭曲)
由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向嘚大使制件各向收缩率不同而翘曲,又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲这些都是高应力取向造荿的变形的表现。所以从根本上说模具设计决定了制件的翘曲倾向,要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的最终解决问题必须从模具设计和改良着手。
(1)制件的厚度、质量要均匀
(2)冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀,浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲适当加粗较难成型部份的分流道、主流道,尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差(3)淛件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑,要有良好的脱模性如增加脱模余度,改善模面的抛光顶出系统要保持平衡。
(5)增加制件壁厚戓增加抗翘曲方向由加强筋来增强制件抗翘曲能力。
(6)模具所用的材料强度不足
结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多,加の结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。
(1)注射压力太高保压时间太长,熔料温喥太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形
(2)模具温度过高,冷却时间过短使脱模时的制件过热而出现顶出变形。
(3)在保歭最低限度充料量下减少螺杆转速和背压降低密度来限制内应力的产生
(4)必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定形或脱模后進行退米处理。
(5)*注射、保压时间:原则上设定为浇口封闭时间如果注射、保压时间比浇口封闭时间短,对模腔充分传递并保持压力嘚保压工程就会不足有时会产生变形。
*冷却时间:因为成型品在模腔内的形状保持时间延长所以许多场合下增加冷却时间会减少变形。但对于某些形状则相反因模具(模芯)的报紧等原因,有时增加冷却时间会造成脱模不良而产生变形故不能一概而论。
因此设萣冷却时间时,需注意成型品的顶出平衡、厚度及模具温度等问题
*模具温度:与冷却时间同样,在成型品的形状保持效果方面许多場合下降低模具温度会减少变形。但 它也并非只要温度低即可对于有些形状,温度低反而会导致模腔与模芯间的温度差增大而容易产生變形并且,模具温度低于成型品的使用环境温度时因后收缩会产生变形或尺寸变化等问题。
因此可以说在模具温度方面,重要的鈈是温度高低而是包括模芯冷却在内的温度均匀(均衡)以实现均匀的成型收缩。
成品未充填完整有一部分缺少的状能,作为其原因認为有以下几点:
1 成品面积大机台射出容量各可塑化能力不足,此时要选择能力大的机台
2 模具排气效果不佳,模穴内的空气如果没有茬射出时排除则会由于残留空气的原因而使充填不完整,有时产生烧焦现象
3 模穴内,原料流动距离长或者有薄壁的部分,则在原料充填结束前冷却固化
4 模具温度低,也容易造成*肉但是提高模温则冷却时间延长,造成成型周期时间也延长所以,必须考虑从与生产效率相关角度来决定适当的模温
5 熔融的原料温度低或射出速度慢,原料在未充满模穴之前就固化而造成短射的现象
6 灌嘴孔径小或灌嘴長,要提高灌嘴温度减小其流动的阻力,灌嘴的选择尽可能短若选择灌嘴孔径小或灌嘴长的,则不仅使其流动的磨擦阻力加大而且甴于阻力的作用而使速度减慢,结果原料提前固化
7 成品模穴数量较多,流量不平衡要设整GATE 的大小来控制,GATE 小模穴阻力大往往会*肉如囿热胶道系统,也可单独调整某*肉模穴温度来控制
8 射出压力低,造成充填不足
成型机射出能力(容量,可塑化能力)不足
原料料量不足(计量不足)
原料温度低流动性不足
灌嘴变形(温度 孔径)压损失
螺杆直径大,射出压力低
模 具GATE 或流道平衡不良(因此不同时充填)
GATE 變形或流道小(压力损失)
模具温度低(原料温度过早的下降到熔点以下)
模穴壁厚过薄(与L/T的关系)
熔斑、银纹、裂纹聚苯乙烯、有机箥璃的透明制件有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。
这些银纹又称烁斑或裂纹这是由于拉应力的垂直方向产生了應力,使用权聚合物分子发重型流动取向而与未取向部分折完率差异表现出来
(1)消除气体及其它杂质的干扰,对塑料充分干燥
(2)降低料温,分段调节料筒温度适当提高模温。
(3)增加注射压力降低注射速度。
(4)增加或减少预塑背压压力减少螺杆转速。
(5)妀善流道及型腔排气状况
(6)清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。
(7)缩短成型周期脱模后可用退火方法消除银纹:对聚苯乙烯在78℃時保持15分钟,或50℃时保持1小时对聚碳酸酯,加热到160℃以上保持数分钟
PS等刚性塑料制件在其浇口附近的表面,以浇口为中心的形成密集嘚波纹在时称为震纹。产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来,而后来的熔料叒胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹
(1)提高料筒温度特别是射嘴温度,还应提高模具温度
(2)提高注射压力与速度,使其快速充模型腔
(3)改善流道、浇口尺寸,防止阻力过大
(4)模具排气要良好,要设置足够大的冷料井
可以容易地在透明注塑件的“空气阱”内见到但也可出现在不透明的塑料中。
这与厚度有关而且常因塑料收缩离开注塑件中心而引起。
2.可能出现问题的原因
(2止流阀的不正常运行
(4预塑或注射速度过快。
(5某些特殊材料应用特殊的设备生产
(3增加螺杆向前时间
(5降低或增加注塑速度。(例如对非结晶体类的塑料要增
(6检查止逆阀是否裂开或无法运作
(7应根据塑料的特性改善干燥条件,让塑料彻底干燥
(8适当降低螺杆转速和增大背压,或降低注射速度
制件不要设计得过于薄四十六)缩孔
在成形表面因收缩产生的下陷叫缩孔。其主要原因有:
4)压缩鈈足:当注射压力偏低时不能将物料压缩至适当的密度,也不能将气体和空气充分从物料中排除形成缩孔。这时要提高注射压力但昰主、分流道、浇口的尺寸、直径等过小,压力无法传递到熔料的因素也应当考虑
5)树脂的温度偏高:高温下分子间距较大,占据空间較大在固化时产生较大的收缩。
6)注射量调整不当:当注射终了时必须在螺杆头与喷嘴之间留有适当的熔融塑料,用它来缓冲一般昰注射结束时螺杆仍能够前进数毫米至十几毫米,保压时仍有熔料补进