注塑表面缺陷的根源

/注塑表面缺陷的根源對于注塑制品而言，表面缺陷是常見的質(zhì)量問題。表面缺陷是制品應(yīng)力感生的結(jié)果，不同的表面缺陷形態(tài)有著不同的形成原因，探尋這些原因并加以避開是獲得高品質(zhì)產(chǎn)品的必經(jīng)之路。一般，可見的表面缺陷包括開裂、銀紋、紋道、波紋、波痕和脆化等。這些缺陷不只會影響制品的外觀，更重要的，它們還表明制品的成型過程是失敗的。通常，這些表面缺陷是由制品的內(nèi)外應(yīng)力超過制品本身的強度而引起的。這種應(yīng)力感生的缺陷與生產(chǎn)環(huán)境、加工工藝及聚合物材料本身有關(guān)，有時還涉及到模具或制品的設(shè)計。因此，近距離地察看一下制品缺陷的樣子，能夠幫忙我們找到解決問題的方法。常見的表面缺陷各有其自身的特點。例如，紋道（或者波紋、波痕）通常顯現(xiàn)在流體的前緣。當(dāng)流峰顯現(xiàn)停頓、壓力聚集，接著再向前流動一小段距離，然后再停立刻，就會形成紋道。這種缺陷與流峰壓力不足或者注射速度減緩有關(guān)。脆化則是由過度充?；虺淠２蛔阋鸬摹４送?，聚合物的污染或降解，或者接觸了環(huán)境應(yīng)力開裂介質(zhì)等，也會引發(fā)脆化問題。開裂既可顯現(xiàn)在制品的局部，也可在整個部件上顯現(xiàn)。銀紋則是由細(xì)線或小裂紋引起的發(fā)白現(xiàn)象，通常局限在一個小區(qū)域上。檢查工藝和聚合物通常情況下，表面波紋可能是由以下3種加工問題之一而引起的，包括：壓力或體積問題、位置或轉(zhuǎn)移問題，少數(shù)情況下也可能是溫度問題。一般，對*階段充模壓力的限制或者對速度掌控的不到位是波紋產(chǎn)生的根源。因此需要認(rèn)真檢查*階段的zui高壓力，這個值應(yīng)當(dāng)比*階段的限定壓力值低200～400psi（14～28kg/CM2）。此外，假如第二階段的保壓壓力、速度或熔體體積降低，也會引起波紋的產(chǎn)生，此時應(yīng)盡可能地提高保壓壓力和速度。由*注射階段向第二注射階段轉(zhuǎn)換的過程中，不正確的定位也會引起可見缺陷。比如，當(dāng)?shù)诙A段的保壓壓力被降低了300psi（21kg/CM2），并將其轉(zhuǎn)化為塑化壓力時，或者，假如在機器不能完成這一轉(zhuǎn)化的情況下，將第二階段的保壓時間減為0時，都會導(dǎo)致制品只有95％～99％的充分。對于薄壁制品而言，其表現(xiàn)就是在澆口相近顯現(xiàn)細(xì)小的充模不足。明顯，在*注射階段到第二注射階段的轉(zhuǎn)換過程中，不恰當(dāng)?shù)某淠?dǎo)致可見缺陷的產(chǎn)生。要彌補這一點，關(guān)鍵在于改善液壓轉(zhuǎn)換的響應(yīng)性能。在轉(zhuǎn)換時，應(yīng)將壓力提高到轉(zhuǎn)換點，然后使其快速下降到第二階段的設(shè)定壓力值。假如壓力降到低于第二階段的設(shè)定值，流峰就可能顯現(xiàn)停頓，黏度提高。當(dāng)顯現(xiàn)這種情況時，就意味著需要修理設(shè)備了。過低的熔體溫度或模具溫度是導(dǎo)致缺陷的另一個根源。利用熱探針技術(shù)或合適的紅外傳感器可檢查熔體的溫度，以確保熔體溫度處于材料供應(yīng)商推舉的范圍內(nèi)。對于開裂、銀紋或者脆化問題，應(yīng)找尋與加工相關(guān)的應(yīng)力原因，如注射太快或太慢。注射過快會使分子取向度過高，這對于薄壁制品而言尤其如此。因此，要考慮澆口分布的合理性，以此供給合適的分子取向以及熔接線分布?？梢試L試快速和慢速注射制品，從中來察看取向結(jié)果。假如制品恰好在脫模后發(fā)生開裂或產(chǎn)生銀紋，那么在制品頂出前對其進行檢查，然后*減慢頂出速度，看問題是否連續(xù)發(fā)生。假如問題出在頂出方面，就應(yīng)看看模具的脫模倒角是否合理。通常，在頂出方向上不恰當(dāng)?shù)膾伖?、太高的頂出速度以及頂出區(qū)域不夠大等，都會引起這類問題。過度充?；虺淠２蛔銜鹬破返拇嗷＿@是由于，這兩種情況都會導(dǎo)致制品內(nèi)應(yīng)力過高，特別是在澆口相近。一般，在澆口處的過度充模會引起聚合物鏈之間被壓縮得太緊密。在室溫下，過度充模制品的分子鏈仍會做一點自由移動，但是在低溫下，制品收縮則使分子鏈間擠壓過度而導(dǎo)致開裂。通常，聚積過緊的分子鏈會產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力，使得制品變脆。此外，當(dāng)澆口相近充模不足時，會引起聚合物分子鏈在冷卻時太松散，導(dǎo)致拉伸應(yīng)力的產(chǎn)生，從而減弱澆口相近的強度。要檢查充模是否過度或不足，可進行澆口密封分析，以此來確定制品冷卻或澆口封閉需要多長時間，同時測試澆口密封和不密封情況下的制品性能（依據(jù)應(yīng)用需要確定）是否有所不同。此外，熱循環(huán)檢測對于避開制品的翹曲缺陷是非常緊要的，由于翹曲缺陷是制品在由熱變冷、然后再變熱的過程中引發(fā)的。由于分子在受力下會試圖除去應(yīng)力，因此熱循環(huán)會告知你分子是處于應(yīng)力狀態(tài)還是松弛狀態(tài)。設(shè)計缺陷有時，發(fā)生在熔接線處的開裂可能是由澆口位置不合適引起的。通常，合適的澆口位置是使熔接線處于應(yīng)力zui低的區(qū)域，假如可能，應(yīng)當(dāng)將澆口設(shè)計在與流峰交匯處有肯定距離的地方，這能夠提高熔接線強度。此外，局部缺陷也可能與模具或者制品的設(shè)計有關(guān)，如尖銳的轉(zhuǎn)角等。尖銳的轉(zhuǎn)角會引起應(yīng)力集中，這就像是一個切口，產(chǎn)生應(yīng)力然后向四周擴散，而轉(zhuǎn)角半徑能將負(fù)荷擴散出去。由于一些樹脂具有很敏感的切口效應(yīng)，例如聚碳酸酯比ABS具有更敏感的切口效應(yīng)，因此很多制品會選擇使用PC/ABS共混物。降解問題當(dāng)開裂或者脆化發(fā)生在整個制品上時，可能是由聚合物在加工過程中的某些加工條件引起的。zui大的可能是加工溫度過高或者發(fā)生水解而引起分子鏈的降解。通常，降解會使分子鏈變短，熔體流動性提高，但材料性能則明顯降低。利用科學(xué)的成型理論和黏度掌控方法，加工商需要檢查從*注射階段到第二注射階段轉(zhuǎn)換時的熔體壓力，看看是否比通常狀態(tài)下低。一般，過低的熔體黏度可能是降解發(fā)生的信號。假如想要了解降解問題是否是由溫度引起的，可以采納熱探針或者IR傳感器來檢查熔體溫度，必要時應(yīng)對溫度進行調(diào)整。此外，還應(yīng)檢查整個機筒的加熱誠況和占空比，看看掌控器的PID回路是否正常？加熱器是否需要周期性供電？是否需要持續(xù)開啟或關(guān)閉加熱器？同時，樹脂在機筒內(nèi)的停留時間也特別緊要。一般，樹脂在高溫下停留時間過長，也會引起降解問題。當(dāng)機筒和螺桿受損時，簡單導(dǎo)致樹脂停留時間變長。因此，要常常檢查機筒和螺桿的狀態(tài)，以及擋圈或者止回閥，看看它們是否有分裂或缺口。假如是水解引起的降解，應(yīng)檢查聚合物是否為耐水解類型，及其在機筒內(nèi)與水反應(yīng)的zui低含量是多少。通常，水能夠?qū)㈤L分子鏈剪斷變成短鏈（聚酯、聚碳酸酯、縮醛、尼龍和TPU都易水解，但是聚苯乙烯、聚烯烴和丙烯酸酯類不易水解）。為了避開這類問題，應(yīng)隨時檢查干燥機是否運行良好，干樹脂在加入到注射機前是否重新汲取了水分。再生與著色假如再生料降解或受到污染，制品可能會產(chǎn)生開裂或者脆化現(xiàn)象。因此，需要檢查一下再生料的用量和品質(zhì)，并與100％生料的制品做一下比較。通常，局部著色不佳或含有異物，或者再生料與生料不匹配，都會導(dǎo)致上述問題的發(fā)生。此外，還需要確定聚合物的熔融指數(shù)（MFR）。為此，應(yīng)與粒料供應(yīng)商，看看聚合物的MFR是否與供應(yīng)商供給的MFR相符。當(dāng)樹脂中加有填料（如玻纖）時，其加工前后的MFR會有很大的差距，由于螺桿會打碎玻纖。