注塑加工产品的裂纹及改善方案

一、何谓注塑成型加工工艺?

注塑加工产品的裂纹及改善方案

简易注塑成型工艺示意图

所谓注塑成型(Injection Molding)是指,受热融化的材料由高压射入模腔,经冷却固化后,得到成型品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产,是重要的加工方法之一。

注射成型过程大致可分为以下6个阶段:

  1. 锁模
  2. 注射/射胶
  3. 保压
  4. 冷却(同时塑化)
  5. 开模
  6. 顶出/制品取出
注塑加工产品的裂纹及改善方案

注塑加工成型周期

注塑成型又称注射模塑成型,它是一种注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高,操作可实现自动化,花色品种多,形状可以由简到繁,尺寸可以由大到小,而且制品尺寸精确,产品易更新换代,能成形状复杂的制件,注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域。

二、注塑成型工艺的五大要素

注塑成型工艺的五大要素分别是:

温度、时间、压力、速度、位置

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注塑成型五大要素

三、注塑成型过程中常见的不良缺陷

塑胶件成型后,出现一些不良问题,会影响装配效率或整机性能,与预定的质量标准(检验标准)有一定的差异,不能满足公司的品质要求。而,日常工作中我们所遇到的注塑缺陷主要由如下几方面造成:模具、原材料、工艺参数、设备、环境、人员。

注塑加工产品的裂纹及改善方案

影响注塑产品缺陷的主要因素

缺陷不良具体可分为:

1、色差:注塑件颜色与该单标准色样用肉眼观看有差异,判为色差,在标准的光源下(D65)。

2、不饱模(缺胶):注塑件不饱满,出现气泡、空隙、缩孔等,与标准样板不符称为缺胶。

3、翘曲变形:塑胶件形状在塑件脱模后或稍后一段时间内产生旋转和扭曲现象,如有直边朝里,或朝外变曲或平坦部分有起伏,如拨叉、加强座等变形,有局部和整体变形之分。

4、熔接痕(纹):在塑胶件表面的线状痕迹,由塑胶在模具内汇合在一起所形成,而熔体在其交汇处未完全熔合在一起,彼此不能熔为一体即产生熔接纹,多表现为一直线,由深向浅发展,此现象对外观和力学性能有一定影响。如勾盘底部的熔接痕。

注塑加工产品的裂纹及改善方案

熔接痕

5、波纹:注塑件表面有螺旋状或云雾状的波形凹凸不平的表征现象,或透明产品的里面有波状纹,称为波纹。

6、溢边(飞边、披锋):在注塑件四周沿分型线的地方或模具密封面出现薄薄的(飞边)胶料,称为溢边。

7、银丝纹:注塑件表面的很长的、针状银白色如霜一般的细纹,开口方向沿着料流方向,在塑件未 完全充满的地方,流体前端较粗糙,称为银丝纹(银纹)。

注塑加工产品的裂纹及改善方案

银丝纹

8、色泽不均(混色):注塑件表面的色泽不是均一的,有深浅和不同色相,称为混色。

9、光泽不良(暗色):注塑件表面为灰暗无光或光泽不均匀称为暗色或光泽不良。

10、脱模不良(脱模变形):与翘曲变形相似,注塑件成型后不能顺利的从模具中脱出,有变形、顶白、拉裂、拉伤等、称为脱模不良。

11、裂纹及破裂:塑胶件表面出现空隙的裂纹和由此形成的破损现象。

12、糊斑(烧焦):在塑件的表面或内部出现许多暗黑色的条纹或黑点,称为糊斑或烧焦。

13、尺寸NG:注塑件在成型过程中,不能保持原来预定的尺寸精度称为尺寸不符。

14、气泡:注塑件内部有孔隙,气泡是制品成型后内部形成体积较小或成串孔隙的缺陷,暗泡是塑胶内部产生的真空孔洞。

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产品气泡

15、表面混蚀:注塑件表面呈现无光、泛白、浊雾状外观称为混蚀。

16、凹陷(缩水):注塑件表面不平整、光滑、向内产生浅坑或陷窝。

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缩水、凹陷

17、冷料(迟滞):注塑件表面由冷胶形成的色泽、性能与本体均不同的塑料。

18、顶白/顶针印:注塑件表面有明显发白或高出原平面。

19、白点:注塑件内有白色的粒点,粒点又叫“鱼眼”,多反映在透明制品上。

20、强度不够(脆裂):注塑件的强度比预期强度低,使塑胶件不能承受预定的负载。

以上列举的这些常见不良缺陷中,我们今天主要针对“产品裂纹、破裂”的不良状况,在注塑工艺方面来具体分析产生的原因及相应的改善方案。

众所周知,当熔体在高速,高压条件下注入容积较大的型腔时,极易产生熔体破裂现象,此时,熔体表面出现横向断裂,断裂面积为粗糙地夹杂在塑件表层形成流痕。特别是少量熔料直接注入容易过大的型腔时,熔体破裂更为严重,所呈现的流痕也就越大。


注塑加工产品的裂纹及改善方案

注塑成型周期分析


熔体破裂的本质是由于高聚合物熔料的弹性行为产生的,当熔料在料筒中流动时,靠近料筒附近的熔料受到筒壁的摩擦,阻力增大,熔料的流动速度减小,熔料一旦从喷嘴注出,管壁作用的阻力消失,而料筒中部的熔料流速极高,筒壁处的熔料被中心处的熔料携带而加速,由于熔料的流动是相对连续的,内外熔料的流动速度将重新排列,趋于平均速度。

在此过程中,熔料将发生急剧的应力变化从而产生应变,因注射速度极快,所受到的应力特别大,远远大于熔料的应变能力,导致熔体破裂。


注塑加工产品的裂纹及改善方案

产品注塑成型过程


如果熔料在流道中遇有突然的形状变化,如直径收缩,扩大以及出现死角等,熔料在死角处停留和循环,它与正常熔料的受力不同,剪切形变较大,当其混入正常流料中注出时,由于两者的形变恢复不一致,不能弥合,若悬殊很大,则发生断裂破裂,其表现形式也是熔体破裂。

四、产品裂纹/破裂的改善方案:

1.注塑成型方面:


注塑加工产品的裂纹及改善方案

注塑工艺示意图


(1)注塑压力过大、射胶速度过快、螺杆储料过多、保压时间过长,都会造成内应力过大而塑料产品开裂。

(2)控制开模速度与压力防止快速强拉塑料产品造成开模拉伤。

(3)适当调高模具温度,使塑料产品易于脱模,适当调低料温防止产品成型过慢。

(4)预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。

(5)适当控制注射速度和螺杆转速。

2.注塑模具方面:


注塑加工产品的裂纹及改善方案

使用Moldflow分析产品结构设计的合理性


(1)顶针顶出要平衡,如顶针位置、数量要合理摆放,脱模斜度足够,型腔面要抛光处理,防止由于模具本生阻力导致顶出力过于集中而开裂。

(2)产品胶位不能太薄,过渡部份应尽量采用圆弧过渡,避免尖角、倒角造成应力集中。

(3)尽量少用金属镶件,以防止金属镶件与注塑产品收缩率不同造成内应力加大。

(4)对深底塑料件应设置适当的脱模进气孔道,防止形成真空负压。

(5)主流道足够大使浇口流动性强,这样易于脱模。

(6)注意避免流道设计中的死角,使流道尽量圆滑过渡。

(7)合理设置浇口位置及选择正确的浇口形式,这点相当重要,实践表明,采用扩大型点浇口,潜伏浇口(隧道浇口)较为理想。浇口的位置最好选择在熔料先注入过渡腔后再进入较大的型腔,不要使流料直接进入较大的型腔。

3.塑胶原料方面:


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工程塑胶原料

(1)三级料含量太高,造成制件强度过低。

(2)原料未烘干,造成一些塑料与水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂。

(3)材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳,受到污染都会造成开裂。

(4)在原料中添加低分子物,因为熔料分子量越低,分布越宽,越有利于减轻弹性效应。


注塑加工产品的裂纹及改善方案

注塑成型加工示意图


以上针对“产品裂纹/破裂”的分析改善方案请大家参考学习,仅代表个人观点,实际生产中还需综合考量其他方面因素来进一步深究讨论,如有帮助,请收藏、转发、分享。


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