注塑成型各種缺陷的現(xiàn)象及解決方法 3/3
(四十六)縮孔
在成形表面因收縮產生的下陷叫縮孔。
其主要原因有:
4)壓縮不足:當注射壓力偏低時,不能將物料壓縮至適當?shù)拿芏?,也不能將氣體和空氣充分從物料中排除,形成縮孔。這時要提高注射壓力,但是主、分流道、澆口的尺寸、直徑等過小,壓力無法傳遞到熔料的因素也應當考慮。
5)樹脂的溫度偏高:高溫下分子間距較大,占據(jù)空間較大,在固化時產生較大的收縮。
6)注射量調整不當:當注射終了時,必須在螺桿頭與噴嘴之間留有適當?shù)娜廴谒芰?,用它來緩沖,一般是注射結束時螺桿仍能夠前進數(shù)毫米至十幾毫米,保壓時仍有熔料補進。
7)模具冷卻不均勻
(四十七)麻點
(1)何謂“麻點”(外觀)?
麻點”主要是指厚壁上產生的“凹坑”。
“麻點”是由于樹脂沒有粘著在模腔(cavity)面上而產生。麻點的出現(xiàn)有多種原因,但主要原因是保壓力不足。
(2)“麻點”的生成原因
(2-1) 保壓不足
樹脂剛被注入模具后,其表面雖然已經固化,但中間部分并未充分凝固。如果這一階段的保壓不足,半固化表面就不會緊貼在模腔上,從而容易產生麻點狀不良外觀。
(2-2) 樹脂溫度和模具溫度
樹脂溫度或模具溫度較低時,成型品表面的固化會加快,有時無法施加保壓。結果容易產生麻點等不良外觀。
(2-3) 流動性和射出速度
材料的流動性較差時,充填時間將延長,成型品表面層在保壓工序之前就已凝固,因此有時無法向樹脂施加保壓。結果容易產生麻點等不良外觀。注射速度較慢時也會由于同樣的理由而易于產生麻點。(3)“麻點”的對策
(3-1) 嘗試提高保壓
首先嘗試著逐漸提高保壓設定值。這樣基本上會解決問題。下面有指向本公司推薦的材料成型條件的鏈接,請參閱。
如果提高保壓后出現(xiàn)其它故障(比如飛邊等),則需要設定下一項“易于施加保壓的條件”
◆各種材料的推薦保壓條件
樹脂保壓力保壓時間
Duracon 59~98MPa 澆口封閉+1~2sec
Duranex 59~98MPa 〃
Fortron 39~69MPa 〃
Vectra 29~49MPa 〃
(3-2) 易于施加保壓的條件
易于施加保壓的條件如下所示
1.提高樹脂溫度
2.提高模具溫度
3.提高注射速度
4.擴大澆口
5.調整厚度(1t~2t即可)
6.使用具有良好流動性的材料(*b)
更改這些條件后,實際施加在模腔內的保壓力將會增大,從而不易出現(xiàn)麻點。
(四十八)拉絲
(1)何謂拉絲(外觀)
拉絲是指主流道前端沒有斷開而伸展成絲狀的一種現(xiàn)象。最大的問題是有時會發(fā)生成形品因拉絲而無法脫落,最大的問題是有時會發(fā)生成形品因拉絲而無法脫落,被模具夾住,從而導致無法連續(xù)成形。
樹脂的紡絲性(在熔融狀態(tài)下拉伸時可伸長成絲狀的性質)越好,拉絲就越嚴重。因此與改性材料相比,非強化的材料更易引起拉絲。
(2)拉絲的生成原因
(2-1) 主流道前端尚未固化
注射后,經過冷卻工序,主流道會與產品一起固化,但由于其前端與機筒噴嘴相接,從而保持著一定的溫度,因此有時芯部并未完全固化。如果此時打開模具,紡絲性(拉伸時會伸展成絲狀且不會斷開)好的材料便容易在主流道前端產生拉絲。
從成型條件來說,如果樹脂溫度(特別是噴嘴溫度)或模具溫度偏高,則容易引起拉絲。
(2-2) 材料和等級固有的問題
大家知道,液晶聚合物以及使用過某種彈性體的耐沖擊性等級比其它材料更容易引起拉絲。這是因為這些材料的紡絲性很好。此外,就同一種材料而言,粘度越低就越容易拉絲。
(四十九)須狀斑紋
(1)何謂須狀斑紋(外觀)
須狀斑紋是指在Duracon中常見的、澆口附近的小流痕。
斑紋本身很薄,難以拍攝,如右圖所示。
(2)須狀斑紋的生成原因
(2-1) 流動樣式的變化
從澆口出來的樹脂通常是按左邊的樣式來填充的,而當按右邊的樣式流動時便會產生“須狀斑紋”。就成型條件而言,在下列情況下容易產生須狀斑紋:
(1)模具溫度偏低
(2)注射速度偏快
(3)澆口尺寸偏小
(4)材料流動性偏低
(3)須狀斑紋的對策
(3-1) 改善澆口處的流動狀況
具體來說,可采取下列對策:
(1)提高模具溫度
(2)降低注射速度(通過澆口時)
(3)擴大澆口
(4)改用流動性好的等級
要降低通過澆口時的速度,請最好采用多級注射。
(五十)壓花不均勻?
(1)何謂壓花不均勻?
壓花不均勻是指模具上的壓花圖案未能干凈利落地復制在成型品上。
(2)壓花不均勻的生成原因
(2-1) 保壓力不足
壓花不均勻是由于將樹脂粘著在模腔時所需的保壓力不足而引起的。保壓力降低的條件如下:
(1)機筒溫度偏低(包括噴嘴)
(2)模具溫度偏低
(3)澆口偏小
(4)分流道偏細
(5)保壓力設定值偏低
(6)注射速度偏低
(7)材料流動性偏低
(2-2)因噴射紋、光澤不好、凹痕等其它成型不良引起的壓花不均勻噴射紋等其它成型不良也會引起壓花不均勻。
(3)壓花不均勻的對策
(3-1) 提高保壓力
首先嘗試提高保壓力。如果這樣無法解決問題,則即使成型機輸出上升,也可認為保壓力沒有有效地傳遞到模腔。此時應進行如下調整:
?提高機筒溫度(包括噴嘴)
?提高模具溫度
?加快注射速度
如果這樣仍不見效或效果不佳,則需要更改模具或材料
(五十一) 模垢(MD)對策
模垢(MD)一旦形成便很難去除
因此必須在牢固附著前就進行維護
下面給出的是延長維護周期的一些對策
(1) 強化預干燥
最好達到100~120℃、3小時的基本標準。但如果干燥溫度偏高,則會使Duracon DS-01M、EB-7以及EB-10趨于惡化。(最好達到60℃×18小時的條件)其機制現(xiàn)在尚不清楚。應予以注意。
(2) 降低機筒溫度
應盡可能降低,下限通常為180℃。
(3) 減少樹脂的滯留時間
為了盡可能防止材料的熱分解,建議使用較小的成型機并使機筒溫度帶有梯度。
(4) 提高模具溫度
注射樹脂時,氣體狀的MD主要成分也會被同時注射到模具內。這種成分接觸到模具并急速冷卻后便會凝固并附著在模具上,從而形成MD。由此可見,提高模具溫度將有助于防止急速冷卻并增加附矀的難度
(5) 盡量降低注射速度
為了防止樹脂在澆口等流道較窄處因剪切而發(fā)熱,同時也為了使排氣能夠順利進行,注射速度還是慢一點為好。
這一措施會帶來令人出人意料的效果。
(6) 盡可能加大澆口直徑
對點澆口和隧道澆口特別有效,與上述⑤一起使用時效果會更加顯著。
(7) 定期用清模劑來清理排氣口
如上所述,MD積得很厚時將難以清理,但如果只是排氣口的清理,則比較容易進行。MD附著的第一步就是從排氣口的堵塞開始的。建議在早上開工前和午休后進行清理。
(五十二)澆口殘留
(1)何謂澆口殘留(外觀)
是指澆口殘留在成型品表面上的一種現(xiàn)象。
點澆口或隧道澆口在開模時會自動斷開,但如果澆口的形狀和大小不合適,則不能徹底斷開
(2)澆口殘留的生成原因
(2-1) 澆口固化不足
如果澆口固化不足,則開模時本該斷開的部位以外的部分也變脆,因此澆口也會在該處斷開,從而導致澆口的前端部分殘留在產品側。
(2-2) 澆口形狀
采用點澆口的情況下,如果澆口前端部分的錐角偏緩,則有時在前端部分無法徹底切斷。此外澆口前端的直徑大小也會產生影響:一般來說,直徑越大就越容易產生澆口殘留。
隧道澆口的情況也一樣。在隧道澆口的情況下,甚至進入角度也會產生影響。角度偏小則容易產生澆口殘留;反之,過大則會產生澆口切割不良。這是因為在隧道澆口中,澆口前端孔的大小會隨其角度的變化而變化(基本上是橢圓形)。
(2-3) 等級固有的問題
耐沖擊性等級或合金材料比標準等級更容易產生澆口殘留。
其原因通常包括?
1)摻入這些材料的不同樹脂固化偏慢;
2)由于在澆口附近承受很大的剪切力,因此所添加的不同樹脂被拉伸成層狀
?
(3)澆口殘留的對策
(3-1) 促進澆口固化
使?jié)部诔浞止袒詼p少澆口殘留。具體方法如下:
?降低模具溫度
?留足冷卻時間
?
(五十三)澆口切割不良
(1)何謂澆口切割不良
是指采用點澆口等成型時,連接成形品、主流道、分流道的澆口不易被切斷的一種現(xiàn)象。若選用點澆口或潛伏澆口,在開模的同時,連接產品,主流道、分流道的澆口會自動斷裂。但如果澆口的形狀或大小不合適,則會產生澆口切割不良,并殘留在模具內部
(2)澆口切割不良的生成原因
(2-1) 力方面的平衡不良
為了保證澆口處將產品部分與分流道部分切斷,保持“澆口強度”、“分流道的保持力”以及“產品的保持力”等3個力的平衡是非常重要的。打開模具時,如果分流道部分留在固定側,而產品部分留在可動側,兩者就會在澆口處被切斷。如果澆口的強度太大,或產品部分與分流道的保持力偏弱,則會產生澆口切割不良
一般來說,分流道是通過鎖定銷來保持的;其保持力取決于鎖定銷的形狀和大小以及開模時分流道部分的溫度。如果鎖定銷的大小或斜度不足,澆口就會在尚未被切斷的時候脫落,因此與其增大澆口強度,倒不如增強分流道的保持力。相反,分流道的保持力過大則會使分流道無法脫離模具。并且樹脂的強度和剛性也會隨著溫度的變化而變化,因此也必須根據(jù)這一點進行調整。
產品部分是靠側面斜度的摩擦力,或滑芯來保持的。在依靠斜度摩擦力保持的情況下,仍須達到澆口強度以上。此時也會受到溫度的影響。
此外澆口強度當然會受澆口設計的影響。如果澆口尺寸偏大,強度就會增大,從而使?jié)部诓灰妆磺袛唷H羰?塊模板,且采用的是隧道澆口,則還會受到澆口角度及設置位置的影響。若是3塊模板,且采用的是點澆口,則還會受到2次主流道的斜度、研磨等的影響。
(1)模具溫度
受冷卻后的樹脂溫度的影響。如果樹脂溫度發(fā)生變化,則強度和剛性也會隨之變化。
(2)保壓壓力與保壓時間
受樹脂填充量、產品、主流道和分流道的尺寸的影響。其尺寸對側面的斜度摩擦保持情況有很大影響。尺寸過大時甚至會出現(xiàn)無法脫模的情況。
(3)注射速度
受樹脂填充量、產品、主流道和分流道的尺寸的影響。
(2-2) 等級固有的問題
就耐沖擊性等級或合金材料等而言,添加了彈性體的樹脂,其固化速度偏慢且材料的彈性模量降低,因此比其它材料更易出現(xiàn)澆口切割不良。由此可見,在模具設計階段就需要充分研究相關對策
(3)澆口切割不良的對策
(3-1) 改變強度平衡
根據(jù)澆口切割不良的狀況對成型條件進行如下調整
★分流道留在可動側時
可認為是由于固定側的分流道鎖定銷偏弱,或澆口部分的強度偏大。因此可采取增大分流道鎖定銷的保持強度,或減弱澆口強度的對策。修正模具以改變兩者的大小也是一個方法。如果要更改成形條件,則降低模具溫度,促進分流道鎖定銷周圍的固化和提高強度的方法也可能有效。如果是隧道澆口,也可以考慮修正澆口部分。
★分流道留在固定側時
可認為是由于產品部分的側面斜度偏弱,或澆口部分的強度偏大。對策之一,修改模具以強化斜度或減小澆口。另一種方法則是提高保壓,增大分流道尺寸以提高保持力
★在3塊式模具中產品和分流道留在中板上時
澆口太強的可能性很大,因此應將澆口尺寸稍微改小,或反過來強化分流道鎖定銷。就成形條件而言,減小保壓也可能有效。
?
(五十四)主流道粘模
(1)何謂主流道粘模(外觀)
主流道殘留是指成型品的主流道未能脫離模具的一種現(xiàn)象。
如果長時間施加保壓以致主流道尺寸增大,或模具的主流道部分有傷,則會產生阻力,從而使主流道在開模時不能脫落。
(2)主流道粘模的生成原因
(2-1)主流道固化不充分
主流道尚未完全固化時,由于此刻的收縮量很小,主流道緊貼模具,強度也偏低,因此如果此時就要使主流道退出,則會非常容易折斷。這樣一來,主流道就殘留下來了。樹脂溫度、模具溫度以及周期(冷卻時間)等對主流道固化都有影響。
(2-2)過度施加保壓
主流道部分離機筒噴嘴最近,因此便于施加保壓。因此,施加高保壓后,主流道的尺寸便會增大,而且脫模時的阻力也會相應地增大,從而容易發(fā)生主流道粘模。
(2-3)模具構造方面的問題
主流道部分的斜度偏小時,固定側脫模的阻力會增大。雖然為了從固定側拔出主流道而設置了主流道鎖定,但如果很脆弱,鎖定就會受損,從而使主流道從移動側脫落。另外,如果使用的是分流道鎖定,由于它過于牢固,主流道和分流道有時會粘附到固定側。
(2-4)等級固有的問題
與標準等級相比,耐沖擊性等級或合金材料的收縮更小,更容易粘附到模具上,而且強度也更低。這樣一來,主流道粘模就更容易發(fā)生了。
?。?)主流道粘模的對策
(3-1)使主流道充分冷卻并固化后再開模
降低模具溫度并延長冷卻時間。特別是對于強度小而固化慢的材料,降低模具溫度將是一種有效方法。
(3-2)降低保壓
降低保壓也是有效的。施加在產品模腔上的保壓會在澆口封閉后變?yōu)?,因此,如果此后不施加保壓,則主流道就不會承受無用的保壓。但過度降低則容易導致注射量不穩(wěn)定,因此需要注意。
(3-3)改善模具
主流道斜度所必需的角度尚未有專門的規(guī)定。但如果可能出現(xiàn)主流道粘模,則增大角度也是有效的。強化主流道鎖定(加大尺寸并增強斜度)也是有效的。相反,由于有可能因頂出而變得難以脫落,因此需要在實際成型的同時進行調整。
分流道鎖定過于牢固時,請將該部分的尺寸略微改小。
(五十五)表面剝離
?。ǎ保┖沃^表面剝離(外觀)?
顧名思義,表面剝離是指成型品表層發(fā)生剝落的一種現(xiàn)象。
注射成形品的構造通常分為表層(稱為皮層)和內層(稱為芯層)。這是因為熔化了的樹脂通過噴流進入模腔內,在表層固化的同時,內部還在流動。這兩層界面因某種原因而發(fā)生剝落的現(xiàn)象便是界面剝離。
?。ǎ玻┍砻鎰冸x的生成原因
(2-1)剪切力偏大
剝離是因樹脂流動時的剪切力過大而產生的。剪切力變大的條件如下。特別是在厚度小且壓力高的情況下容易產生這種成型不良。
?。?)機筒溫度偏低(包括噴嘴)
?。?)模具溫度偏低
?。?)澆口偏?。ㄍㄟ^澆口時剪切力變大)
?。?)產品厚度偏薄
(5)保壓壓力過高
?。?)注射速度過快
此外還應注意流動距離、充填時間是否過長。如果充填時間長,則澆口附近的固化層和流動層的溫差就會增大,從而容易產生剝離。
(2-2)混入不同材料
不同種類的樹脂混入時也會產生剝離。塑料中具有相溶性(完全混合)的組合非常少,不同樹脂可相溶的事例幾乎沒有。在成型過程這些樹脂被拉長變薄,在成形品內部呈層狀并分散開來,從而容易發(fā)生表層剝離。
與一般的等級相比,含油的滑動等級和合金材料更容易產生表層剝離。
(2-3)大量氣體混入表層
含有大量氣體時也會產生剝離。這是因為滯留在表層下面的氣體會集聚成很薄的氣體層。容易產生氣體的條件如下:
?。?)機筒溫度過高(樹脂已經分解)
?。?)干燥不足(含有大量水分)
?。?)螺桿轉速過快(空氣卷入)
?。?)背壓過低(空氣卷入)
?。?)保壓壓力過高
?。?)注射速度過快
(7)使用了回收材料
?。ǎ常┍砻鎰冸x的對策
(3-1)降低剪切力
有各種方法,但首先從容易改變的條件著手:
?提高機筒溫度(包括噴嘴)
?提高模具溫度
?減慢注射速度
?降低保壓
此時,如果原因在于氣體,則提高機筒溫度有時反而會使情況惡化。就機筒溫度而言,一般應遵守相應的樹脂的推薦使用溫度。
其次應檢查澆口和產品厚度。如果剝離發(fā)生在澆口附近,則原因可能是澆口過小。如果產品厚度過薄,剪切力偏高,則應考慮使用流動性好的等級。另外,就澆口而言,側澆口比點澆口或隧道澆口更可取,可能的話改變澆口設計也是一種方法。此外采用多點澆口也很有效果。
(3-2)抑制氣體
為使成型品不含無用氣體,應檢查下列幾點或實施相應的對策:
?檢查機筒溫度是否在推薦的溫度范圍內
?增強干燥溫度
?降低過高的螺桿轉速
?充分施加背壓
?縮短成型周期
?降低回料的使用比率
(五十六)噴射紋
1、何謂噴射紋?(外觀)
通常,溶融的樹脂是以噴流的形式來流動的。不過,當從狹窄處流到寬闊處時,如果流速偏快,有時就會呈帶狀飛出,并且在不接觸模具的情況下流動。這被稱為噴射紋。根據(jù)噴射紋在成品表面的表現(xiàn)方式,有的呈帶狀,有的則呈霧狀,但它們的原因都是一樣的。
2、噴射紋的生成原因
(2-1)澆口尺寸偏小
發(fā)生噴射紋的最大原因是澆口尺寸。如果想象一下水槍,則不難理解噴射紋這一現(xiàn)象。孔(澆口)越小,飛出去的力量就越足,噴射紋也會因此而變得越發(fā)嚴重。之所以說孔小是因為它意味著該處的壓力增高,且速度加快。
(2-2)注射速度偏快
在澆口直徑相同的情況下,注射速度越快,噴射紋就越嚴重。
(2-3)粘度偏高/流動性偏低
在澆口直徑和注射速度相同的情況下,樹脂的粘度越高(流動性越低),噴射紋就越嚴重。
影響粘度增高的條件如下:
?。?)樹脂溫度偏低
(2)模具溫度偏低
?。?)材料粘度
(2-4)保壓偏低
保壓在一定程度上會使噴射紋變得太不明顯。相反,如果未充分施加保壓,噴射紋就會很明顯。
3、噴射紋的對策
(3-1)嘗試增大澆口尺寸
首先檢查能否更改澆口尺寸。雖然這取決于產品的形狀和大小,但有余地的話,通過更改澆口尺寸是可以消除噴射紋的。最好采用短而寬的澆口流道(gateland);呈扇狀打開并帶有角度的設計樣式也很有效。
(3-2)嘗試更改澆口位置
接著檢查能否更改澆口位置。噴射紋基本上是由于樹脂飛出去的力量很大而產生的。而且飛出去的目標空間越開闊就越嚴重。但如果從澆口飛出去的樹脂很快碰壁的話,噴射紋即可消除。
即使在無法更改澆口位置的情況下,如果能夠在產品模腔內的澆口正面另外設置針或壁之類的東西,則有望獲得同樣的效果。
(3-3)嘗試降低注射溫度
嘗試降低注射速度設定。對策是采用多段注射并且只減慢通過澆口時的速度(而非整體降低)。
◆各種材料的推薦注射條件
樹脂注射壓力注射速度V-P切換位置
Duraconmax8~19mm/sec制品填充量的9成左右
Duranex〃16~33mm/sec〃
Fortron〃25~42mm/sec〃
Vectra〃30~50mm/sec〃
(3-4)降低樹脂粘度
降低樹脂粘度的方法:
(1)提高樹脂溫度
?。?)提高模具溫度
?。?)將等級改為高流動型
(3-5)檢查保壓
◆各種材料推薦的保壓條件
樹脂保壓力保壓時間
Duracon59~98MPa澆口密封+1~2sec
Duranex59~98MPa〃
Fortron39~69MPa〃
Vectra29~49MPa〃
(五十七)流涎
1. 何謂流涎(外觀)
指樹脂從成型機噴嘴漏出的一種現(xiàn)象。
一般的注射成型機的噴嘴前端的樹脂并沒有完全固化,當機筒內壓偏高,或樹脂粘度偏低時,已熔化的樹脂就會漏出。
樹脂粘度偏低或成型機機筒的內壓偏高時就會出現(xiàn)流涎。
2. 流涎的生成原因
(2-1)樹脂粘度偏低
大部分注射成型機都采用開式噴嘴,并通過條件調節(jié)來防止外流。但是,如果分子量因分解而降低,或把機筒的設定溫度設得很高,樹脂就會因粘度降低而流出。
(2-2)機筒內壓偏高
對機筒內的樹脂施加一定壓力的原因有2點:一個是氣體的膨脹,另一個是計量時的背壓。
氣體膨脹的原因是樹脂的分解氣體和粒料中的水分。它們氣化并膨脹后,無處可去的壓力就會流向噴嘴的前端,從而形成流涎。
另一方面,就背壓而言,由于計量時需要用它來防止空氣卷入,因此必須施加一定程度的背壓。但如果施加過度,樹脂就會被壓縮成緊縮狀態(tài),從而導致內壓升高和流涎。
另外,空氣也會因加熱而膨脹起來,因此如果計量時卷入了大量空氣,流涎就會越發(fā)嚴重。
3. 流涎的對策
(3-1)提高樹脂粘度
把機筒溫度、特別是噴嘴溫度設得略低一些。設得過低則會影響流動性并產生冷料(混入熔化不足的樹脂)等,進而造成外觀不良,因此建議使用推薦溫度范圍內的最低限。此外,把材料等級改為粘度更高的材料也是一種有效方法。
(3-2)降低內壓
首先降低螺桿轉速和背壓。但如果背壓為0,則容易卷入氣體,并有可能造成其它成型不良,所以最低也要施加約0.2Mpa的背壓。螺桿轉速應設在100rpm左右。
從防止氣體混入的意義上來說,可采取下列有效措施:(1)加強干燥,(2)不要把機筒溫度升得太高。此外,增大抽塑量也有效。抽塑可使螺桿后退,從而在整體上減少樹脂。這樣便可在前部形成間隙,從而贏得流涎發(fā)生前的時間。
(3-3)更改噴嘴形狀
出于規(guī)格的簡便性以及成本方面的考慮,一般的成型機都采用開式噴嘴,對于流涎確實很嚴重的材料,使用閉式噴嘴也是一種解決方法。此外,噴嘴的孔徑越小,則越難以形成流涎。許多成型機生產商都備有不同孔徑和形狀的噴嘴。價位大多在10萬日元以下,值得購買。不過,由于材料的流動性偏低,因此前提是成型條件要有一定程度的余地
(五十八)注射量不穩(wěn)定
? ?1. 何謂注射量不穩(wěn)定
是指每模所得成型品之間存在偏差。
成型品在尺寸、外觀、重量等方面的不穩(wěn)定是由成型條件的差異所引起的。
(1)注射壓力
?。?)模具溫度
(3)計量
?。?)排氣
上述成型條件的不穩(wěn)定是其主要原因。
2.? 注射量不穩(wěn)定的生成原因
(2-1)壓力不足
一般的注射成型工序為注射→保壓→冷卻(計量)。注射~保壓階段應該是通過加壓來壓入已融化樹脂的過程。該壓力偏低時被壓入的樹脂量就容易變得不穩(wěn)定。產生這種壓力不足的原因多種多樣,具體如下:
?樹脂溫度偏低
?模具溫度偏低
?注射速度偏慢
?保壓偏低
?保壓時間偏短
?VP切換位置過早
?主流道、分流道、澆口等的信道部分偏細,從而導致壓力傳遞不暢
?樹脂流動性差,因此壓力損失大。
?厚度中有特別厚的部分。
(2-2)模具溫控不穩(wěn)定
模具溫控不穩(wěn)定時特別容易伴生尺寸的偏心或偏差等。根據(jù)模具的具體情況,有時也難以對塑孔栓等進行局部溫度調整,從而使偏差加劇。
(2-3)計量不穩(wěn)定
若計量不穩(wěn)定,注射的樹脂量也就不穩(wěn)定。這樣一來,各次注射之間出現(xiàn)偏差的可能性也就增大了。詳情請參閱計量不良部分。
(2-4)排氣不良
排氣口偏弱、排氣不暢時,填充量有時會變得不穩(wěn)定。
3.? 注射量不穩(wěn)定的對策
(3-1)充分施加保壓
由于某種(即便是局部性的)原因,實際的保壓力存在不穩(wěn)定的可能性。因此應采取下列對策。由于平均尺寸會因此而偏大,因此就工序管理而言,有必要設定不同的標準。
★成型條件
?提高樹脂溫度
?提高保壓力
?提高模具溫度
?延長保壓時間
?加快注射速度
?延遲VP切換位置
★模具
?擴大主流道、分流道、澆口等
?盡可能使壁厚均一化。厚度標準為2-4
★材料
?改用流動性好的材料
(3-2)檢查模溫機
水溫控制時,請檢查存在問題的部位附近的溫控信道是否暢通。特別是塑孔栓等處的溫度很容易升高,因此應盡可能對其進行溫度控制。如果是電加熱器,則請檢查加熱器的位置。
(3-3)使計量保持穩(wěn)定
請參閱此處的計量不良對策并予以實施。
(3-4)改善排氣狀況
偶爾也有排氣口排氣不暢、尺寸不穩(wěn)定的情況。此時需要降低注射速度,或強化排氣口以使排氣通暢。
(五十九)波紋
1.何為波紋(外觀)?
波紋是指成型品表面出現(xiàn)皺紋狀痕跡。通常發(fā)生在注射速度慢、表層固化快于樹脂填充的場合。
2.波紋的生成原因
(2-1)注射速度過慢
注射速度偏慢時將無法形成噴流,表層呈凹凸狀,從而出現(xiàn)“波紋”。另外還有一個次要原因:如在產品偏厚而澆口偏小的情況下,實際的填充速度會變慢,從而容易形成波紋。
?。?-2)模具溫度偏低
模具溫度偏低時,表層固化會加快,而噴流難度則會加大,從而容易產生波紋。
3. 波紋的對策
(3-1)加快注射速度
這是一種最有效的方法。它可通過提高注射速度來基本消除波紋。但如果成型口偏厚而澆口偏小,實際的填充速度就會變慢,因此這一點也要注意。
(3-2)減慢表面固化
具體來說就是要提高模具溫度。這樣一來,噴流會在一定程度上變得更加容易,同時也不易產生波紋。
(六十)計量不良
1.計量不良:是指無法向機筒內供給樹脂,或供給量不穩(wěn)定的一種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為計量不良,但實際上有幾種模式:
根本不計量
計量時間有時會延長
有時會出現(xiàn)填充不足
這些都會造成計量不良,也就是計量時提供給機筒內的樹脂不穩(wěn)定。
2. 計量不良的生成原因
?。?)螺桿轉速不當
通常,螺桿轉速越高,粒料的輸送力就越強。因此,如果螺桿轉速偏慢,粒料的輸送力就會減弱,從而導致粒料供給不穩(wěn)定并產生計量不良。相反,如果轉速過快,粒料就會與螺桿一起運動,同樣也不能前進。
?。?)背壓偏高
背壓具有抑制其體局侵入書之內和穩(wěn)定注射樹脂量的作用,但同時也有減弱輸送力的效果。因此,如果背壓過高,計量就會變得不穩(wěn)定。
?。?)機筒設定溫度不當
機筒設定溫度會對機筒內的粒料溫度產生影響。也就是說,由子桓料的表狀態(tài)及剛性發(fā)生變化,因此對計量也有影響。特別是料斗下方及其相鄰的設定溫度會對計量帶來很大影響。
一般來說,從噴嘴到料斗下方的溫度設定由高到低,且料斗下方的設定溫度低,計量便會保持穩(wěn)定。這是因為溫度升高后,粒料表面就會熔化,粒料之間的摩擦增大,從而導致互相交織纏繞,或粘著在螺桿或機筒上。
(4)等級固有的問題
在滑動等級中,由于與金屬制件的滑動過于良好,因此螺桿旋轉力不能很好的轉換成向前的輸送力,從而容易造成計量不良。
如果要用螺桿來輸送粒料這樣的顆粒,則應在外側的幾桶上面使粒料難以滑動,而在內側的螺桿面上使粒料易于滑動。正是由于這種摩擦上的差異,旋轉力才變成了把粒料向前輸送的力。
?。?)使用了回收材料
回收材料通常形狀很不規(guī)整,因此與普通粒料相比,粒料之間的摩擦容易增大,從而容易引起計量不良。
3. 計量不良的對策
(3-1)調整螺桿轉速
首先應調整螺桿轉速。若想定期觀察有無計量不良現(xiàn)象,應測量計量時間。通過50-100次連續(xù)成型,并分若干階段改變轉速,根據(jù)計量事件是否突然變長等情況來做出判斷。螺桿轉速一般為80-120RPM左右,請根據(jù)具體情況,選擇最佳范圍。
?。?-2)降低背壓
背壓越低,理療的輸送力就越強,計量也就越穩(wěn)定。但降的過低會使氣體的卷入增多并導致樹脂量不穩(wěn)定,因此設為0并不可取。
(3-3)機筒溫度
具體來說就是要一點一點逐漸降低料斗下方的溫度。過度降低會使粒料不易融化,甚至會堵塞機筒,因此要逐漸調整。(每次10℃左右)
?。?-4)等級固有的問題
由于摻入了油或潤滑劑,因此華東等級原本就具有容易滑動的性質。如果同時調整螺桿轉速、背壓和機筒溫度也難以解決問題時,則應考慮更改等級或螺桿設計。
?。?-5)回收材料
盡可能將回收粒料和初始粒料搞成同樣的大小。同時盡可能去除粉末。
(六十一)滑痕
(1)何謂滑痕(外觀)?
“滑痕”是指一度固化的表層屈服于隨后的壓力而發(fā)生移動的一種現(xiàn)象。
一度固化的表面在保壓或注射壓的作用下發(fā)生橫向滑動,被再次擠壓到模具上,于是成型品表面出現(xiàn)其花紋。
(2)滑痕的生成原因
(2-1)模具設計方而
滑痕基本上是由于產品形狀不當而產生的。雖然也有成型條件的原因,但影響并不大。易產生滑痕的形狀分為兩種:一種是沒有R(半徑)的轉角,另一種是略微跳起的凸針。當這些部位的樹脂固化層滑動時,其痕跡非常顯眼,因此容易出現(xiàn)滑痕。
此外,更改澆口位罝和點數(shù)后,樹脂流向和樹脂壓力會隨之發(fā)生變化,因此滑痕的發(fā)生情況也會發(fā)生變化。
(2-2)含有潤滑劑
在某種滑動等級下,含有大量的油以確保滑動性,從而容易產生滑痕。
(2-3)注射速度的影響
注射速度偏低時固化會加速進行,因此壓力也會相應地增大,在此力的作用下有時也會出現(xiàn)滑痕。相反,即使注射速度過快,在此力的作用下,固化層也會變得更容易移動。
(2-4)模具溫度的影響
模具溫度偏低時,模腔內的樹脂壓力會升髙,在此力的作用下有時會產生滑痕。相反,模具溫度過髙時固化層會變軟,有時也會更容易移動。
(3)滑痕的對策
(3-1)調整注射速度
在現(xiàn)有的基礎上,上下調整注射速度以消除滑痕。如果這樣能解決問題則罷,解決不了的話則應調整模具溫度。
(3-2)調整模具溫度
在現(xiàn)有的基礎上上下調整模具溫度以消除滑痕。如果這樣解決不了問題,則需要調整模具形狀。
(3-3)更改模具形狀
更改出現(xiàn)問題的部分的形狀
?轉角不帶R時應使之帶上R
?正確調整頂出針等的髙度
此外,更改澆口位罝也有效。
(3-4)無法解決時
當無法解決問題,且不可改變模具形狀時,改用其它等級的材料也不失為一種對策。
(六十二)凹痕
(1)何謂凹痕(外觀)?
“凹痕”是指因樹脂收縮而產生坑凹的一種現(xiàn)象。
結晶性樹脂冷卻固化后,體積會大幅度減少。凹痕便是因此而產生的。因為收縮比率(收縮率)大致固定,且厚度越厚收縮量越多,所以凹痕一般是在成型品的較厚部分產生的。
(2)凹痕的生成原因
(2-1)有效保壓偏低:樹脂填補偏少
通常,注射成型中有一道保壓工序,通過用保壓力壓入(填補)冷卻固化→收縮的樹脂星來覆蓋一定的范圍。不過,如果因某種原因變成有效保壓偏低=樹脂難以填補的狀態(tài),則在模具溫度偏髙時就容易形成凹痕,而在模具溫度偏低時容易形成空洞。
保壓變小的主要原因如下:
(1)保壓設定值偏低
(2)保壓時間偏短
(3)澆口尺寸偏小
(4)分流道偏細
此外,鑒于澆口位罝的重要性,必須盡可能將其設罝在厚壁處。
(2-2)緩慢冷卻:收縮量偏多
厚度越大,冷卻時的收縮也就越大:同時,冷卻越緩慢,收縮也就越大。因此模具溫度越髙,凹痕也就越大。
(3)凹痕的對策
(3-1)嘗試提髙保壓
以認為施加保壓=增加樹脂的填補量。與其單純地提髙保壓的設定值,倒不如使用多段保壓來階段性地提髙保壓會更有效。此外,為了更容易施加保壓,還可采取這樣一種有效的處理方法,即擴大主流道和分流道,并將澆口移至凹痕附近。
(3-2)模溫
?各種材料的推薦模溫條件
Duracon60~80°C
Duranex60~70°C
Fortron130~150°C
Vectra80~120°C
(3-3)減小厚度
可能的話,建議盡可能減少厚度。如果是加強筋,則應達到基底厚度的1/3左右:其它部位也要進行“減肥”等。
(六十三)收縮
何謂收縮
塑件表而材料堆積區(qū)域有凹痕。收縮水主要發(fā)生在塑件壁厚厚的地方或者是壁厚改變的地方。
物理原因
當制品冷卻時,收縮(體積減小,收縮)發(fā)生,此時外層緊模壁的地方先凍結,在制品中心形成內應力。如果應力太髙,就會導致外層的塑料發(fā)生塑性變形,換句話說,外層會朝里凹陷下去。如果在收縮發(fā)生和外壁變形還未穩(wěn)定(因為還沒有冷卻)時,保壓沒有補充熔料到模件內,在模壁和已凝固的制品外層之間就會形成沉降。
這些沉降通常會被看成為收縮。如果制品有厚截面,在脫模后也有可能產生這樣的縮水。這是因為內部仍有熱量,它會穿過外層并對外層產生加熱作用。制品內產生的拉伸應力會使熱的外層向里沉降,在此過程中形成收縮。
與加工參數(shù)有關的原因與改良措施見下表:
1、保壓太低增加保壓
2、保壓時間太短延長保壓時間
3、模壁溫度太髙降低模壁溫度
4、熔料溫度太髙降低熔料溫度,降低料簡溫度
與設計有關的原因與改良措施見下表:
1、料頭橫截而太小增加料頭橫截面
2、料頭太長縮短料頭
3、噴嘴孔太小增加噴嘴孔徑
4、料頭開在薄壁處將料頭定位在厚壁處
5、材料堆積過量避免材料堆積
6、壁/筋的截而不合理提供較合理的壁/筋的截而比例
(六十四)注射不足
何謂注射不足
模腔未完全充滿,主要發(fā)生在遠離料頭或薄壁而的地方。
物理原因
熔料的注射壓力和/或注射速度太低,熔料在射向流長最末端過程中冷卻。通常在低熔料溫度和模溫的條件下注射髙粘性材料時會碰到這種情況。它也會發(fā)生在需要髙壓注射但保壓設罝低不成比例的時候。
實際上,當需要髙注射壓力時,保壓也應按比例提髙:正常時,保壓應為注射壓力的50%左右,但如果采用髙注射壓力,保壓應為70%~80%。
如在料頭附近發(fā)現(xiàn)注射不滿,可以解釋為:流體前鋒在這些點被阻擋,較厚的地方先被充滿。如此,在模腔幾乎被充滿之后,在薄壁處的熔料已經凝結并且在流體中心部位有少量的流動導致注射不足。
與加工參數(shù)有關的原因與改良措施見下表:
1、注射壓力太低增加注射壓力
2、注射速度太低增加注射速度
3、保壓太低增加保壓
4、保壓切換太早延遲從注射到保壓的切換
5、熔料溫度太低增加料簡溫度,增加螺桿背壓
6、保壓時間太短延長保壓時間
與設計有關的原因與改良措施見下表:
1、流道/料頭橫截而太小增加流道/料頭的橫截而
2、模具排氣不足提髙模具排氣性
3、噴嘴孔太小增加噴嘴孔徑
4、薄壁處的厚度不夠增加截而厚度
(六十五)短周期成型
短周期化時需要考慮的因素如下:
1.樹脂
流動性、脫模性、固化速度
2.成形品形狀
壁厚(薄壁化、均壁化)、脫模斜度
3.模具構造
冷卻回路設計、分流道/主流道尺寸、澆口方式
4.成型條件
…模具溫度、樹脂溫度
5.成型機、溫控機
復合動作、干燥周期、塑化能力、排出能力
考慮短周期化時必須首先明確在這些因素中是哪些因素使得成型周期無法縮短為了省去煩雜的熱量計算,本公司開發(fā)了基于CAE(計算機輔助工程)的模具設計系統(tǒng)“FACE-2”4),并用該系統(tǒng)來進行最短成型周期的推測和最佳冷卻系統(tǒng)的設計以實現(xiàn)短周期成型。
進行短周期成型時必須考慮上述各種因素,但還要顧及因成型周期縮短而產生的負面效應,當然還要考慮與產品性能要求的平衡關系。此處所介紹的基本思路也適用于一般的注射成型。
1.樹脂一般選用髙流動性等級,這有利于短周期成型。其原因如下:
(1)一般來說,髙流動性等級的成型收縮率的各向異性較小,即使在較短的冷卻時間內也可獲得變形或翹曲較小的成型品。
(2)可加快向模具的填充速度,從而可縮短填充時間。
(3)即使降低樹脂溫度或模具溫度也可填充,因此可在較短時間內固化并頂出。
在縮短成型周期方面,很多時候好象不太重視選材,但考慮到縮短成型周期的制約因素時就會知道實際情況并非如此。成型周期的制約因素包括成型機的干燥周期或樹脂的固化時間等物理問題,但實際情況往往是周期縮短反而會造成變形以致無法縮短周期。因此選材時最好選用不大會變形的材料。上例就是用DuraconM90無法縮短成型周期而改用M270的例子。就M90而言,冷卻時間短于20秒時表面跳動增大,從而無法滿足0.3mm的規(guī)格。而就M270而言,即使冷卻時間只有3秒也可滿足規(guī)格。
2.成型品形狀按照所要求的性能進行形狀設計往往會因過分注重性能而給成型加工帶來許多問題,因此進行形狀設計時必須同時考慮功能和成型性這兩個因素。圖1-2所示的是成型品的中心凝固所需要的時間與成型品壁厚之間的關系。成型品的壁厚是影響短周期化的最重要因素之一。在功能要求容許的范圍內,要力求薄壁化和均壁化(最好事先就考慮好變形對策)。
成型周期的制約因素包括成型機的干燥周期或樹脂的固化時間等物理問題,但實際情況往往是周期縮短反而會造成變形以致無法縮短周期。縮短成型周期的一個重要課題就是在形狀設計以及流道和澆口設計時力求做到縮短周期而不發(fā)生變形。
下面兩個示例表明,齒輪圓度不良(JGMA總嚙合誤差)會導致周期無法縮短,但通過改進形狀和澆口設計則可縮短周期。
3.模具結構由于樹脂的相變和熱量的3維傳導等各種因素交織在一起,因此要準確把握注塑成型過程中在模具內發(fā)生的熱傳導(樹脂傳給模具、模具傳給冷卻液)狀況幾乎是不可能的。
但如果更宏觀地看待這個問題,則可用下而的非常簡單的算式來把握整個流程。該式用1個周期中的模具溫度變化的平均值來表示1小時里有多少熱量傳給了模具、以及有多少熱量通過冷卻孔被吸收。
由此可見,通過這個公式便可大致把握實現(xiàn)某個成型周期所需的各種數(shù)據(jù),如模腔到冷卻孔的距離、內壁而積以及冷卻液的流量等。
(1)式表示從樹脂傳到模具的熱量。
(2)式則表示通過冷卻孔傳走的熱量。
總傳熱系數(shù)可用下式來表示:
其中,Ql、Q2:流入、流出熱量;Cp:樹脂的比熱;L:樹脂的凝固潛熱;
W:1次注射的重量;Tmelt:樹脂溫度;Teject:取出溫度;Tmold:模具表面溫度;Tcool:冷卻液溫度;A:冷卻孔傳熱而積;U:總傳熱系數(shù);h:冷卻液的層膜傳熱系數(shù);hs:冷卻液的污染系數(shù);x:模腔與冷卻孔的距離;λ::;模具的熱傳導率;tc:成型周期
換言之,要使模具溫度保持穩(wěn)定,則須Q1=Q2,而要縮短周期,則應增加Q1,因此必須設法使Q2也增加同樣的幅度。