注塑生產(chǎn)中塑料成型的缺陷及產(chǎn)生的原因

注塑生產(chǎn)中塑料成型的缺陷及產(chǎn)生的原因成型132李宜東130616207一、注塑成型技術(shù)注塑成型又稱注射模塑成型，它是一種注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的優(yōu)點是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可實現(xiàn)自動化，花色品種多，形狀可以由簡到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精確，產(chǎn)品易更新?lián)Q代，能成形狀復雜的制件，注塑成型適用于大量生產(chǎn)與形狀復雜產(chǎn)品等成型加工領(lǐng)域。通用注塑方法是將聚合物組分的粒料或粉料放入注塑機的料筒內(nèi)，經(jīng)過加熱、壓縮、剪切、混合和輸送作用，使物料進行均化和熔融，這一過程又稱塑化。然后再借助于柱塞或螺桿向熔化好的聚合物熔體施加壓力，則高溫熔體便通過料筒前面的噴嘴和模具的澆道系統(tǒng)射入預先閉合好的低溫模腔中，再經(jīng)過冷卻定型就可開啟模具，頂出制品，得到具有一定幾何形狀和精度的塑料制品。該方法適用于形狀復雜部件的批量生產(chǎn)，是重要的加工方法之一。二、注塑產(chǎn)品缺陷產(chǎn)生原因及處理方法注射成型加工過程是一個涉及材料、模具、注射機、成型工藝等多方面因素的復雜加工流程。注射成型制品缺陷的出現(xiàn)在所難免，于是，尋求缺陷產(chǎn)生的內(nèi)在機理以及預測制品可能產(chǎn)生缺陷的位置和種類，并用于指導模具設計和制訂更為合理的工藝操作條件就顯得尤為重要。注射成型制品常見缺陷具體可分為兩大類：外觀問題類：包括欠注、飛邊、充填不平衡、縮痕縮孔、熔接痕、波流痕、噴射痕、澆口暈、焦痕、氣泡、銀紋、色差、白化、龜裂、表面浮纖、翹曲變形等；性能問題類：脆化、殘余應力、尺寸不穩(wěn)定、超重欠重即重量重復精度差等。L欠注又稱短射、充填不足，是指料流末端出現(xiàn)部分不完整現(xiàn)象或一模多腔中一部分填充不滿，特別是薄壁區(qū)或流動路徑的末端區(qū)域。形成原因：材料：材料流動性不好；2.潤滑劑過多或材料中有異物。模具：1.流道過小、過薄或過長；2.制品結(jié)構(gòu)復雜，轉(zhuǎn)折多，局部斷面很?。粷部谖恢没蛐问讲划?，數(shù)量不足；4.模具型腔排氣不良；5.制品為一模多腔，充填不平衡。注塑機：1.注射機選型不當，塑化容量不足；2.進料處遭異物阻塞；3.噴嘴與主流道入口配合不良。工藝：1.注射量不足；2.熔體溫度、模具溫度過低；3.注射速度過慢，注射壓力過低。飛邊飛邊指在模具不連續(xù)處（通常是分型面、排氣孔、排氣頂針、滑動機構(gòu)等）過量充填造成的塑料外溢料，又稱溢料、溢邊、披鋒等。飛邊發(fā)生的情況有兩種，一種是制品未充滿發(fā)生飛邊，一種是制品充滿后發(fā)生飛邊。形成原因：材料：塑料粘度過高或過低都可能出現(xiàn)飛邊，吸水性強的塑料或?qū)λ舾械乃芰显诟邷叵聲蠓鹊慕档土鲃诱扯?，增加飛邊的可能性。塑料粘度過高，則流動阻力增大，產(chǎn)生大的背壓使型腔壓力提高，造成鎖模力不足而產(chǎn)生飛邊。模具：1.模具分型面精度差，活動模板（如中板）變形翹曲；2.分型面上沾有異物或模板周邊有凸出的毛刺；3.模具設計不合理，模具型腔的開設位置過偏，會令注射時模具單邊發(fā)生張力，引起飛邊；4.模具剛度不足。注塑機：1.注塑機鎖模力不足；2.合模裝置調(diào)節(jié)不佳，肘桿機構(gòu)沒有伸直，導致合模不均衡；3.模具平行度不佳，或裝得不平行，或模板不平行，或拉桿受力分布不均、變形不均。工藝：注射壓力過高或注射速度過快；2.注射量過大；3.熔體或模具溫度過高；4.鎖模力設定過低；5.保壓壓力過高，速度壓力切換過遲。3、充填不平衡實際注塑成型常用一模多腔生產(chǎn)塑料制品，以提高生產(chǎn)效率。一模多腔常會發(fā)生充填不平衡現(xiàn)象，以下分別介紹多型腔充填不平衡和單型腔多澆口充填不平衡。多型腔充填不平衡根據(jù)多型腔模具的幾何布局，其澆注系統(tǒng)分為平衡布置和非平衡布置兩類。非平衡布置澆注系統(tǒng)需人工平衡，即在成形工藝參數(shù)一定的情況下，通過調(diào)整流道和澆口尺寸使熔體同時充滿各型腔，達到充填平衡。對于平衡布置的澆注系統(tǒng)，熔體到各型腔的流動距離相等，即各型腔是幾何對稱的，如果忽略制造誤差，則充填過程應是自然平衡的，即不論成形條件如何變化，各型腔均應同時充滿。但實際情況并不是這樣，而經(jīng)常是內(nèi)部靠近主流道的型腔先充滿。根據(jù)多型腔模具的幾何布局，其澆注系統(tǒng)分為平衡布置和非平衡布置兩類。非平衡布置澆注系統(tǒng)需人工平衡，即在成形工藝參數(shù)一定的情況下，通過調(diào)整流道和澆口尺寸使熔體同時充滿各型腔,達到充填平衡。對于平衡布置的澆注系統(tǒng)，熔體到各型腔的流動距離相等，即各型腔是幾何對稱的，如果忽略制造誤差，則充填過程應是自然平衡的，即不論成形條件如何變化,各型腔均應同時充滿。但實際情況并不是這樣，而經(jīng)常是內(nèi)部靠近主流道的型腔先充滿。單型腔內(nèi)充填不平衡當制品采用多個澆口時，由于澆口的布置形式也會在型腔內(nèi)產(chǎn)生充填不平衡現(xiàn)象。4、 縮痕、縮孔縮痕為制品表面的局部塌陷，又稱凹痕、縮坑、沉降斑，縮孔即制品內(nèi)部的空洞。形成原因：材料：收縮率過大。模具：1.制品設計不合理，制品壁厚過大或不均勻；2.澆口位置不合理；3.澆口過??；4.模具冷卻不均勻。注塑機：1.止逆環(huán)、螺桿或柱塞磨損嚴重，注射壓力無法傳至型腔導致供料不足；2.注射及保壓時熔料發(fā)生漏流，降低了充模壓力和料量，造成供料不足。.工藝：1.熔體溫度過高，則壁厚處、加強筋處或突起處背面容易出現(xiàn)縮痕，因為容易冷卻的地方先固化，物料會朝難以冷卻的部分流動；因此盡量將縮痕控制在不影響制品品質(zhì)的位置。如果通過降低熔體溫度來減小制品的縮痕，但勢必會帶來注射壓力的增加；2.注射時間過短或保壓時間過短，澆口未固化時，保壓就結(jié)束了；3.注射壓力或保壓壓力過低；4.注射速度過快；5.塑料注射量不足且沒有進行足夠的補縮。5、 熔接痕又稱熔接線、熔接縫，熔接痕不僅使塑件的外觀質(zhì)量受到影響，而且使塑件的力學性能如沖擊強度、拉伸強度、斷裂伸長率等受到不同程度的影響。形成原因：材料：物料流動性不好，熔體前鋒愈流愈慢，愈流愈冷，當熔接線形成時，熔體前鋒的溫度已經(jīng)下降得很低了，造成結(jié)合不良，此時會產(chǎn)生明顯的熔接痕。模具：1.澆口尺寸或位置不合理；2.排氣不良或沒有排氣孔;3.制品壁厚過小或差異過大；4.嵌件位置不當；5.制品設計不合理，波前匯合角過小。工藝：1.料筒、噴嘴溫度設定過低；2.背壓設定不足;3.注射壓力或注射速度過低；4.鎖模力過大造成排氣不良；5.模具溫度過低或熔體匯合處模溫過低。6、噴射痕噴射痕又稱噴流紋，是從澆口沿著流動方向，彎曲如蛇行一樣的痕跡。當熔融物料高速流過噴嘴、流道或澆口等狹窄的區(qū)域后，突然進入開放的、相對較寬的區(qū)域。熔體沿著流動方向彎曲如蛇一樣前進，與模具表面接觸后迅速冷卻。如果這部分材料不能與后續(xù)進入型腔的樹脂很好的融合，就在制品上造成了明顯的噴流紋。形成原因：制品結(jié)構(gòu)：制品壁厚相差過大，熔體由薄處快速的流向厚處，會使流動不穩(wěn)，可能產(chǎn)生噴射。模具：澆口位置與類型設計不合理，尺寸過?。?.流道尺寸過?。?.澆口至型腔，斷面積突然增大，流動不穩(wěn)，容易產(chǎn)生噴射。工藝：注射速度過大；2.注射壓力過大；3.熔體溫度、模具溫度過低。7、波流痕流痕一般分為波流痕和噴射流痕，流痕又稱流紋，波紋，震紋，是注塑制品上呈波浪狀的表面缺陷。當速度壓力切換過早，保壓參數(shù)不合理時，熔體在速度壓力切換之后發(fā)生滯流，流動緩慢，料流前鋒溫度下降過多，產(chǎn)生流痕。波流痕的產(chǎn)生是由于熔體充模時溫度高的熔體遇到溫度低的模具型腔壁而形成很硬的殼，殼層受到熔體流動力的作用，時而脫離型腔表面而造成冷卻不一致所致。形成原因：材料：1.物料的流動性不良；2.成型潤滑劑選擇不當。模具：1.流道或澆口過小，注射速度快時，剪切速率和剪切應力大，熔體流動不穩(wěn)，注射速度慢時，熔體前沿推進緩慢，固化層延伸到前沿，阻止前沿的噴泉流將塑料連續(xù)性的卷到模壁上，形成垂直流動方向的縮痕，制品表面形成波紋；2.冷料井過小，使得溫度過低的物料進入型腔；3.排氣不良；4.型腔內(nèi)阻力過大。工藝：1.物料在料筒中滯留時間過短，熔體溫度低，無法將熔體壓實，將型腔填滿；2.注射壓力、保壓壓力不足；3.料筒、噴嘴溫度過低，使得物料難以流動；4.注射速度過低，使得熔體在充填過程中溫度下降過大。8、 澆口暈澆口暈也稱太陽斑，指澆口附近產(chǎn)生的圓圈狀色變。產(chǎn)生原因：模溫太低；澆口太小或進膠處型腔太薄。澆口斷面積小或者制品壁厚過薄時，熔體剪切速率大，剪切應力增大，以致熔體分子破裂，產(chǎn)生澆口暈現(xiàn)象。9、 焦痕焦痕也稱燒焦，燒傷，表現(xiàn)形式有黑斑、黑條，是制品表面的暗色、黑色小點或條紋。形成原因：材料：1.顆粒不均，且含有粉末；2.原料中揮發(fā)物含量高；揮發(fā)性潤滑劑、脫模劑用量過多；4.雜質(zhì)過多，再生料過多或受污染；5.原料中混入黑色顏料。模具：1.模具表面受到污染（油、油脂等異物）；2.澆口過小或澆口位置不當；3.排氣不良，流道系統(tǒng)中有死角；4.型腔局部阻力大，使料流匯合較慢造成排氣困難。注塑機：1.料筒未清洗干凈；由于加熱控制系統(tǒng)失控，導致料筒過熱造成分解變黑；由于螺桿或料筒的缺陷使熔料卡入而囤積，經(jīng)受長時間固定加熱造成分解；某些塑料如ABS在料筒內(nèi)受到高熱而交聯(lián)焦化，在幾乎維持原來顆粒形狀情形下，難以熔融，被螺桿壓破碎后夾帶進入制件；5.料簡內(nèi)的噴嘴和螺桿的螺紋、止逆閥等部位造成樹脂的滯流，分解變色后帶入制品。工藝：1.料筒、噴嘴溫度過高；2.注射壓力或預塑背壓過高；3.注射速度過快或注射周期過長；4.螺桿轉(zhuǎn)速過快，產(chǎn)生過熱；5.料筒中熔融樹脂停留時間過長，造成過熱使原料分解。10、氣泡又稱氣穴，氣痕，氣孔，可分為水泡和真空氣泡兩種，其中真空氣泡的形成是由于一些厚壁制品其表面冷卻較快，中心冷卻較慢，從而導致不均勻的體積收縮，進而在壁厚部分形成空洞。水泡的形成是由于塑料中的水分和氣體在制品冷卻過程中無法排除，從而在制品內(nèi)部形成氣泡。形成原因：.材料：1.流動性較差；2.塑料干燥不夠，含有水分。模具：1.模具排氣不良；2.制品設計壁厚變化急劇，各部分冷卻速度不同，容易產(chǎn)生氣泡。制品：壁厚差異大，制品壁厚差異大時，薄壁處熔體流動遲緩，熔體沿厚壁處快速超前，可能對型腔中氣體進行包抄，形成氣穴。工藝：塑化過程過快；2.注射壓力過??；3.注射速度過大；4.熔體溫度過高；5.模具溫度過低II、 銀紋銀紋也稱為銀線，銀絲，，是由于塑料中的空氣或濕氣揮發(fā)，或者有異種塑料混入分解而燒焦，在制品表面形成的噴濺狀的痕跡。當物料未進行充分干燥，吸收潮氣，水分在熔體內(nèi)蒸發(fā)成水蒸氣。水蒸氣在接近前沿時形成氣泡，并逐漸膨脹，氣泡到前沿時爆裂，并卷到型腔表面，被拉長成銀色條紋狀，形成制品表面條紋。形成原因：材料：原料可能混入水分或異種物料，或者沒有進行很好的干燥；物料流動性不好，粘度過高。模具：1.模溫控制系統(tǒng)漏水；2.模具表面形成凝結(jié)水，則物料充填入型腔后帶來的熱量將其蒸發(fā)，與熔融的原料融合即形成銀紋；3.模具排氣不良；4.冷料井過小，注射時冷卻的原料被帶入型腔，一部分會迅速冷卻固化成薄層，由于生產(chǎn)初期模具溫度較低常會出現(xiàn)此問題；5.澆口與流道過小或變形，由于充填速度過快，瞬間產(chǎn)生的摩擦可能會使溫度急劇上升而造成物料分解。工藝：1.熔體溫度過高物料分解；2.注射速度過快，壓力過高；3.保壓時間過短；4.螺桿轉(zhuǎn)速過快，塑化時剪切速率過大；5.物料停留時間過長造成部分過熱分解；6.模具溫度過低；7.注射時間過長，最先流入型腔內(nèi)的原料溫度較低，由于固化的結(jié)果，使揮發(fā)成分無法排除，尤其對溫度敏感的原料，常會出現(xiàn)這種狀況。12、龜裂龜裂包括制件表面絲狀裂紋、微裂、頂白、開裂及因制件粘模、流道粘模而造成創(chuàng)傷，按開裂時間分脫模開裂和應用開裂。產(chǎn)生的主要原因是由于應力變形所致。主要有殘余應力、外部應力和外部環(huán)境所產(chǎn)生的應力變形。形成原因：材料：1.再生料含量過高，造成制件強度過低；2.濕度過大，造成一些塑