注塑模具異常分析及處理.ppt

1、,模具異常分析及處理,講師:李小山,充填不足/不飽模(SHOT SHORT),定義: 充填不足/不飽模(SHOT SHORT) 是熔融塑料未完全流遍成型空間 (模穴)的各個(gè)角落之現(xiàn)象.,原因?qū)Σ? (1) 成型品與射出機(jī)匹配不當(dāng),可塑化能力或射 出量不足. 改善對(duì)策:需更換適當(dāng)機(jī)臺(tái).射出成型品含澆道 重量以不超過射出機(jī)臺(tái)最大射出量之80%為限. (2). 噴嘴射出口徑太小,冷料阻塞. 改善對(duì)策:加大噴嘴射出口尺寸,以3.50Z(80 90 tons)射出噴嘴口徑應(yīng)為2.0-2.2m/m.,(3) 流道設(shè)計(jì)不良時(shí),塑料流動(dòng)阻力大. 改善對(duì)策:修改流道尺寸以符合實(shí)際需要. (4) 塑料熔化不均勻,

2、造成射出壓力降過大所致 改善對(duì)策:適當(dāng)?shù)恼{(diào)整背壓與螺桿轉(zhuǎn)速,使 塑料混鍊均勻. (5) 流道中冷料井預(yù)留不足或不當(dāng),冷料頭進(jìn)入 成型品而阻礙塑料之正常流動(dòng)充滿模穴. 改善對(duì)策:增加冷料井儲(chǔ)存空間或打多段射 出移開冷 料頭使塑料充填順暢.,(6) 模具溫度太冷,塑料在某一特定壓力下流動(dòng)困難. 改善對(duì)策:斟酌生產(chǎn)上實(shí)際需要,提 高模具溫度. (7) 模具排氯不良時(shí),空氯無法排除. 改善對(duì)策:防火級(jí)ABS成型時(shí),揮 發(fā)性氣體殘?jiān)?易造成 模垢而發(fā)生排氣口阻 塞現(xiàn)象,應(yīng)定期清除之.,毛邊 (BURR模具鎖模力足夠,但在澆道與橫流道會(huì)合處產(chǎn)生薄膜狀多餘樹脂為FLUSH.,原因與對(duì)策: (1) 模具的鎖模

3、力不足,塑料高壓射入模具內(nèi) 時(shí)會(huì)在分模面發(fā)生間隙,塑料由此縫流出 改善對(duì)策:調(diào)整鎖模力,提高鎖模噸數(shù).如已調(diào) 至該機(jī)臺(tái)最大鎖模力還無法改善, 可更換較大型機(jī)臺(tái)成型.,收縮下陷(SINK MARKS),定義: 成型品表面產(chǎn)生凹陷的現(xiàn)象.這是體 積收縮所致,通常見於肉厚部分.肋或凸 出的背面.直接澆口肉厚不均的部份. 凹陷與真空泡同時(shí)發(fā)生之狀況:成型品 的中心部位肉較厚冷卻較慢,外部冷卻 較快,此時(shí)內(nèi)部(肉厚處)熔融塑料被外 側(cè)拉伸,中心部發(fā)後空隙實(shí)際為真空泡 不易冷卻的肉厚部發(fā)後於表面者為凹陷.,原因?qū)Σ? (1) 射出壓低的場(chǎng)合 射出壓低則樹脂的壓縮不完全而產(chǎn)生收縮下陷,最 好提高射出壓. (

4、2)射出壓保持時(shí)間短的場(chǎng)合 射出壓保持時(shí)間短,則無法彌補(bǔ)樹脂的熱收縮量, 另外也容易造成回流(back flow),而發(fā)生壓縮不 完全,因此延長(zhǎng)射出保持時(shí)間. (3)射出速度過慢、過快的場(chǎng)合 太慢的話,固化即刻開始,壓力傳達(dá)不足,因此需 加快射出速度.另外太快的話,僅能填充少量,所 以要減緩射出速度,增加計(jì)量.,(4)射出量少的場(chǎng)合 射出量少則樹脂的壓縮少,因此需加射出量 (5)樹脂溫度高,模溫高的場(chǎng)合 如此,冷卻速度慢,收縮完全而產(chǎn)生收縮下陷,因此最 好降低樹脂溫度及模溫. (6)橫澆道、進(jìn)澆道口狹小場(chǎng)合 橫澆道、進(jìn)澆口狹小的話,壓力損失增大,樹脂壓降 低,則壓縮不完全.大部加大時(shí)澆口而橫澆

5、道維持原 狀,但長(zhǎng)的橫澆道壓力損失是進(jìn)澆口的數(shù)倍,因此不 僅考慮進(jìn)澆口對(duì)橫澆道也不可遺忘.太大的橫澆道 將會(huì)浪費(fèi)材料,因此不可隨便加大.,(7)有厚肉部與寬的補(bǔ)強(qiáng)肋的場(chǎng)合 普通補(bǔ)強(qiáng)肋厚度需控制在壁厚的0.50.8倍以內(nèi), 距離進(jìn)澆口遠(yuǎn)的位置或容易造成收縮下陷問題的位 置,盡量減小補(bǔ)強(qiáng)肋的肉厚.另外,為縮小與周圍的熱 收縮差,由周邊部補(bǔ)強(qiáng)肋.有根部漸漸增加肉厚. (8)模具冷卻不適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合 模具冷卻不適當(dāng)將使熱收縮不均一,因此厚肉部與 補(bǔ)強(qiáng)肋的根部肉厚的地方需要有足夠的冷卻.,氣泡(BUBBLES 發(fā)生應(yīng)力造成該部位之龜裂 (CRAZING),嚴(yán)重者破裂(CRACKING) 配向所致的應(yīng)力龜裂問

6、題: 塑料的分子在拉伸狀態(tài)下固化、即模具表面溫 度太冷時(shí),分子配向容易發(fā)生,而配向引起的應(yīng)力 會(huì)造成龜裂現(xiàn)象發(fā)生.,變形(STRAIN)翹曲、扭曲,定義: 變形可分成翹曲與扭曲兩種現(xiàn)象.平行邊變形者稱為翹曲(WRAPING);對(duì)角線方向的變形稱為扭曲(TORSION).,這些變形為成形時(shí)的各種內(nèi)部應(yīng)力所致,原因大致如下: (1) 脫模時(shí)的內(nèi)部應(yīng)力所致. (2) 模具溫度控制不充分或不均勻所致. (3) 材料或填充料的流動(dòng)配向所致. (4) 成形條件不適當(dāng)所致. (5) 成形品形狀,肉厚等所致.,變形的對(duì)策是依制品形狀面定,對(duì)於變形的因素有很大的不同: (1) 肉厚不均一,冷卻不均一的場(chǎng)合 因樹

7、脂的冷卻速度不一樣,冷卻速度快的地方收縮變 小,冷卻速度慢的地方收縮大,面發(fā)生變形.則厚肉的 地方必需有效地冷卻,或距進(jìn)膠口遠(yuǎn)的地方樹脂溫度 較低,因此距離澆口近的地方冷卻,而距進(jìn)澆口 遠(yuǎn)的地方提高模溫,刻意地設(shè)置溫度差. (2)全體的收縮小,或收縮差小的場(chǎng)合 利用低模溫、低樹脂溫減小樹脂的熱收縮,或利 用高射出壓,長(zhǎng)射出保持時(shí)間提高壓縮性,充分補(bǔ) 足熱收縮量.,(3)由於分子配向造成的場(chǎng)合 A.利用高溫,高樹脂溫,低樹脂壓,短射出保持時(shí) 間,降低樹脂的斷應(yīng)力,降低分子配向的情況. B.利用多點(diǎn)進(jìn)澆口,減少收縮率的異方向. C.因薄肉部的流動(dòng)性不佳,因此容易因配向面造成異方向性,薄肉處有進(jìn)膠口

8、或進(jìn)膠口周圍的薄肉處易出現(xiàn)波狀的變形.則必需變更進(jìn)膠口位置,或採(cǎi)用扇形進(jìn)膠口使流動(dòng)均一,進(jìn)膠口立即固化,可以減少殘留應(yīng)力,減少變形.,(4)側(cè)壁的內(nèi)彎曲 A.公模側(cè)充分冷卻降低溫度,母模側(cè)通溫水提高溫度 側(cè)樹脂外側(cè)的收縮較內(nèi)側(cè)的大.因此,外側(cè)受到以進(jìn) 澆口為中心的拉力作用,可以阻止側(cè)壁往內(nèi)側(cè)傾斜. B.使側(cè)壁面的樹脂流動(dòng)方向與底面相同. C.側(cè)壁設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)肋. 成型品脫模時(shí)的內(nèi)部應(yīng)力所致的變形,是成形品未充分 冷卻固化前,從模具頂出所致模具內(nèi)的成型品,若不均 勻冷卻,則造成熱收縮不均勻,容易變形,結(jié)晶性塑膠的 成形收縮率大,因此,收縮差所造成的變形也大,防止方 法是注意模具的溫度控制.,成型時(shí)的

9、材料或填充料所致的配向性,也是成型品變形的主要原因,配向性所致的變形與模具構(gòu)造有關(guān)係,如澆口的設(shè)置,形狀,大小,數(shù)目等,影響成型品的變形有重大關(guān)係. 防止成型品的變形,只調(diào)整成型條件是很難達(dá)成的,但是為了減少內(nèi)應(yīng)力所致的變形,可減低射出壓力,縮短保壓時(shí)間,減低射出速度. 成型品的變形主要取決於成型品設(shè)計(jì)的良好與否,使用之成型材料的適當(dāng)與否,因此,成型品設(shè)計(jì)時(shí)需加以注意. 一般為防止成型品變形,可在剛成型后,以冷工模等對(duì)成型品施加外力,矯正變形或防止進(jìn)一步的變形,但成型品在使用中若再次碰到高溫時(shí)又會(huì)復(fù)原,對(duì)此點(diǎn)需特別加以注意.,熔 合 線 定義: 熔合線(weld line)是熔融材料二道 或二

10、道以上合流的部分所形成的細(xì) 線.,熔合線發(fā)生的原因如下所示: (1) 成型品形狀(模具構(gòu)造)所致材料的流動(dòng)的方式. (2) 熔合材料的流動(dòng)性不良. (3) 熔融材料合流處捲入空氣,揮發(fā)物或脫模劑等異物.,熔合線是流動(dòng)的材料前端部合流時(shí),此部分的材料溫度特別低所 致,即合 流部未能充分熔合所致.成型品的窗,孔部周邊難免會(huì)造成材料合流,而產(chǎn)生熔合線.但材料的流動(dòng)性特別良好時(shí),可使熔合線幾乎看不見,同時(shí),升高材料溫度,增高模具溫度,亦可使熔線之程度減至最小.,改變澆口位置,數(shù)目,將發(fā)生熔合線的位置移往他處,或在熔合線設(shè)置排 氣孔,迅速疏散此部分的空氣及揮發(fā)物,或在熔合部附近設(shè)材料溢流池,將熔合線移至

11、溢流池,事后再將其切除等皆是有效的處置對(duì)策.,熔合線,澆口,材料溢流池,澆口,型芯,成型后沿此切斷,圖1,熔合線不僅有礙成形品之外觀,同時(shí)也不利于成形品強(qiáng)度.玻璃縴維等 填充料的非強(qiáng)化塑膠之熔合線部強(qiáng)度與其他部位相差無幾.但玻璃縴維強(qiáng)化塑膠(FRTP)的玻璃縴維在熔合部不融著,此部份的強(qiáng)度常低很多.,流動(dòng)方向,密合孔,結(jié)合線,結(jié)合線在射出成形中是不可避免的現(xiàn)象,通常表現(xiàn)於成形品的不連續(xù)部.溶融樹脂在模具內(nèi)分流后再度合流時(shí),樹脂溫度降低,而產(chǎn)生無法完全融合, 這是因樹脂的流動(dòng)性的惡化,樹脂溫度過量下降及模具內(nèi)的樹脂融合部的排氣不良造成.下圖是結(jié)合線的例子.,(1) 樹脂溫與模溫低的場(chǎng)合 樹脂溫度

12、與模溫低則樹脂的流動(dòng)性惡化,因此需提高樹脂溫度與模 溫,增強(qiáng)樹脂的流動(dòng)性,提高融合時(shí)的樹脂溫. (2)射出壓低的場(chǎng)合 射出壓低則樹脂的流動(dòng)性惡化,因此需提高射出壓力. (3) 射出速度慢的場(chǎng)合 射出速度慢則樹脂的流入速度,而降低了融合時(shí)的溫度,因此需增高 射出速度 澆道,澆口過小的場(chǎng)合要增大橫澆道,進(jìn)澆口,(4)澆道 ,澆口過小的場(chǎng)合 澆道,澆口過小則流動(dòng)阻力大,使流動(dòng)性惡化,因此要增大橫澆道,進(jìn)澆口,0.020.05,23,氣體 (a) 排氣梢,(b) 排氣用頂出梢,圖3,(2),(5)由進(jìn)澆口到結(jié)合部的距離長(zhǎng)的場(chǎng)合 由 由進(jìn)澆口到結(jié)合部的距離長(zhǎng),則樹脂溫度大幅降低,此時(shí)必需追加進(jìn)澆口, 變

13、更位置. (6 (6) 排氣不良的場(chǎng)合 匯集於融合部的空氣.揮發(fā)分.水分.離模劑等影響樹脂的融合,因此如圖 3所示,設(shè)置排氣梢.排氣溝或利用頂出梢排氣,或如圖4所示,設(shè)置樹脂 的滯留區(qū),並需清除模具,乾燥樹脂.,樹脂的滯留,進(jìn)膠口,圖4,流 痕(FLOW MARKS) 定義:流痕(flow mark)是熔融材料流動(dòng)的痕跡,以澆口為中心而呈現(xiàn)的條紋 模樣.流痕是最初流入成形空間內(nèi)的材料冷卻過快,而與其后流入的材 料間形成界線所致.為了防止流痕,可增高材料溫度,改善材料流動(dòng)性,調(diào) 整射出速度,溢料區(qū),慢,射出速度,快,圖5,如圖5所示為射出速度與各種流動(dòng)模樣的關(guān)系. 殘留於射出成型機(jī)噴嘴前端的冷材

14、料,若直接進(jìn)入成形空間內(nèi),則會(huì)造成流 痕,因此在主道與流道的會(huì)合處或流道與分流道的交接處設(shè)充分的滯料部, 可有效的防止流痕的發(fā)生.同時(shí),亦可增大澆口的尺寸來防止.,在成形空間內(nèi),聚合物溫度下降,成高粘度狀態(tài)充填,接觸模面的聚合物 在半固化狀壓入,表面發(fā)生垂直流向的無數(shù)細(xì)紋,聚合物溫度再下降時(shí),不完全充填就固化,造成充填不足. 改善對(duì)策:(1)增高聚合物溫度及模具溫度,充填中的聚合物保持高溫,在低 粘度狀態(tài)充填,即可防止. (2)聚合物的充填速度過慢時(shí),充填中降溫,發(fā)生波紋.增大射出柱 塞的速度及壓力,或施行外部潤(rùn)滑劑處理,防止壓力損失即可. (3)模具的冷卻水溝位置在澆口部或其附近時(shí),或在薄肉

15、處時(shí),聚 合物溫度下降而充填成形空間,或聚合物溫度的下降超出必要 以上時(shí),故易發(fā)生.此時(shí)須修正冷卻水溝的位置.,(4)噴嘴過小的話,噴嘴部的聚合物溫度易下降,在射出初 期壓入,或粘度增高,引起壓力降低.發(fā)生波紋. (5) cushion量(射出后殘留的熔融聚合物)少的話,聚合物停 滯加熱簡(jiǎn)內(nèi)的時(shí)間短,實(shí)際的聚合物溫度比指示溫度低.因而須增加cushion量,在加熱簡(jiǎn)內(nèi)有充分的停滯時(shí)間升高聚 合物溫度. (6)無熔渣積存部,或雖有而過小時(shí),也會(huì)充填低溫的聚合物,造成冷流痕.,以進(jìn)澆口為中心在表面上出現(xiàn)指紋狀的格子模樣,在樹脂溫底的高粘度動(dòng) 性不佳的樹脂與模穴接觸,是成半固化狀態(tài)被壓入,所以在與流

16、動(dòng)方向垂直的方 向產(chǎn)生很多細(xì)的皺紋的現(xiàn)象. (1) 樹脂溫度低的場(chǎng)合 樹脂溫度低則粘度增高而發(fā)生流痕,如此需增高樹脂溫度. (2) 模具溫度低的場(chǎng)合 模溫低則奪走大量的樹脂熱,使樹脂溫度下降,粘度增高而發(fā)生流痕. (3) 射出速度慢的場(chǎng)合 射出速度慢,樹脂溫的降低增大,粘度增高而發(fā)生流痕則需提高射出 速度. (4) 進(jìn)澆口部與薄肉部在必要冷卻溫度以上的場(chǎng)合 進(jìn)澆口部與薄肉部在必要冷卻溫度以上時(shí),樹脂溫顯著地降低,粘度 增高,則需調(diào)整冷卻水與肉厚. (5) 無冷料滯留區(qū)或太小的場(chǎng)合 以冷的高粘度樹脂壓入模穴部時(shí),必需設(shè)置適當(dāng)?shù)睦淞蠝魠^(qū).,噴流痕(JETTING MARKS) 定義:噴流痕是熔融

17、塑料由澆口往成型空間 (模穴)內(nèi)射出時(shí)呈紐帶狀固化,而在成型 品表面成蛇行狀態(tài).,使用側(cè)狀澆口的成型品,在材料流路中無滯料部或不充足時(shí),容易產(chǎn)生噴流痕,原因是急速通過澆口的冷材料直接進(jìn)入成型空間,然后接觸成型空間表面而固化,接著被隨后進(jìn)入的熱材料推流,而殘留蛇行痕跡.防止噴流痕的方法是在流道系統(tǒng)設(shè)置足夠的滯料部,或增大澆口面積,增高模具溫度,防止材料快速固化,或改變澆口形狀,采用重疊澆品或凸片澆口,或使從澆口進(jìn)入成型空間的材料,一度碰撞成型空間內(nèi)的銷類或壁面,再者,可減慢材料的射出速度.,銀條(SLIVER STERAKS) 定義:銀條(sliver streak)是在成型品表面或表面附近,

18、沿材料流動(dòng)方向,呈現(xiàn)的銀白色條紋.銀條的發(fā)生大 都是成形材料中的水分或揮發(fā)物或附著模具表面的水 分等氣化所致,射出成型的螺桿捲入空氣時(shí)也會(huì)發(fā)生 銀條.防止銀條的對(duì)策是首先充分乾燥成型材料,再者 增高模具溫度.降低材料溫度.減慢射出速度.降低射 出壓力及升高螺桿背壓等.,原因: (1) 塑料中含有水份或揮發(fā)性成份. (2) 塑料在料管中滯留過久. (3) 塑料在料管中異常升溫,部份塑料分解. (4) 模具排氣溝堵塞或排氣不良. (5) 潤(rùn)滑劑或水份附著模具表面. (6) 粉碎料中含有細(xì)微顆粒多. (7) 異種塑料混入. (8) 螺桿捲入過多的空氣沒有排出. (9) 針點(diǎn)或潛入式澆口因射速太快,引

19、起升溫 過劇部份塑料分解. (10)模穴表面溫度太低.,對(duì)策: (1)射出容量.可塑化能力不足的場(chǎng)合 初期射出的樹脂迅速固化,因而氣體的排出不完全發(fā)生銀線.此時(shí),需采 用力大的機(jī)械. (2)樹脂滯留或過熱的場(chǎng)合 由樹脂所發(fā)生的氣體量多,這些排出不完全而固化時(shí)會(huì)產(chǎn)生銀線,因 此需清除加熱缸,並下降樹脂溫度. (3)射出壓過高.射出速度過快的場(chǎng)合 有急速的肉厚變化的話,流動(dòng)中的壓縮樹脂急速地減壓而膨脹,揮發(fā)分解氣 體與模穴接觸后液化,因此需降低射出壓.射出速度,並減小肉厚變化情況.,(4)螺桿有空氣捲入的場(chǎng)合 儲(chǔ)料桶下的冷卻充分,則儲(chǔ)料桶側(cè)的溫度低,與加熱缸筒有溫度差,則樹 脂經(jīng)常擦傷螺桿,另外降

20、低螺桿轉(zhuǎn)數(shù),增高背壓,原料受壓縮則空氣由儲(chǔ)料桶側(cè)排出.,(5)樹脂含水分.揮發(fā)物的場(chǎng)合 有吸濕性的壓克力樹脂.ABS樹脂.AS樹脂.聚醯胺樹脂.聚碳酯等必需預(yù)先乾燥 (3)模具溫度低的場(chǎng)合 樹脂迅速固化則引起排氣不完全,因此需提高模溫. (7)橫澆道.進(jìn)澆口過小的場(chǎng)合 因流動(dòng)阻力增大,填充速度慢,樹脂迅速固化.所以必需加大進(jìn)澆口.橫澆道. (8)模具的排氣不良的場(chǎng)合 模具排氣不良的話,可以增設(shè)排氣溝,或排氣梢. (9)模具製品面有油或水分,或付著脫模劑場(chǎng)合 模具製品面有油或水分或付著脫模劑時(shí),因樹脂熱蒸發(fā)而成氣體狀,隨著樹脂的冷卻固化而液化.所以需清除模具,並限制離模劑的使用.,燒焦(BURN

21、 MARKS) 定義: 一般所謂的燒焦(burn marks),包括成形品表面因材料過熱所致的變色及成型品的銳角部份或轂部.肋的前端等材料焦黑的現(xiàn)象.燒焦是滯留成型空間內(nèi)的空氣,在熔融材料進(jìn)人時(shí)未能迅速排出,被壓縮而顯著升溫,再將材料燒焦所致.燒焦之有效防止對(duì)策是在易聚集空氣部位設(shè)置排氣孔或利用頂出銷.芯型銷等的間隙,使殘留空氣急速排出.再者,可降低材料溫度.減低射出速度及射出壓力或加大澆口尺寸.,原因: 燒焦現(xiàn)象是成型品最遠(yuǎn)離澆口的末端或接合部的融熔塑料排氣不良引起壓縮燃燒之殘痕.燒焦若呈現(xiàn)於成型品表面分散者,是由於成型空間(模穴)內(nèi)急速絕熱壓縮.局部發(fā)生燃燒而形成者. 對(duì)策: (1) 降低射出壓力,但應(yīng)注意壓力下降后射速隨之減慢容易造成流痕及熔合線之產(chǎn)生. (2) 采用多段射出,在成型過程末端分多段減速以利多餘氣體排出. (3) 采用真空泵抽取模穴內(nèi)之空氣,使模穴成真空狀態(tài)而成型.,黑條(BLACK STREAKS) 定義: 黑條(Black Streaks)指成型品有黑色條紋的現(xiàn)象,其發(fā)生的主要原因是成形材料的熱分解所致,常見於熱安定性不良的材料.有效防止黑條發(fā)生的對(duì)策是防止加熱缸內(nèi)的材料溫度過高,減慢射出速度.加熱缸內(nèi)壁或螺桿,若有傷痕或缺口,則附著於此部份的材料會(huì)過熱,引起熱分解.逆流防止閥亦會(huì)因材料滯留而引起熱分解,所以黏度高的材料或容易分解的材料要特別注意