Ⅰ 常见塑料模具问题——模具产生裂纹
塑胶制品缺陷与设计注意事项
第一节 气泡(Air Traps)
什么是气泡? 图例 1 .计算机仿真气泡产生的位置。
气泡是空气无法从模具中逃出而残留在成品中而
形成的。 气体被前锋冷料包住而不能从模具间隙,
入子孔,排气孔等地方排出。 气泡位置通常在最
后充填的区域。形成气泡的原因通常是由于在最后
充填区没有排气孔或排气孔不够大。 另一个通常
原因是产品有急速的肉厚变化(肉厚的地方优先充满)。
气泡产生的原因
未逃逸的气体会在产品内形成真空或气泡, 短射了(未充满) ,未排出的气体会在产品内形成气泡,或因为燃烧而在成品表面产生污点。为了除去气泡, 我们可以通过减小注射速度, 增加排气, 或者在恰当的位置设置排气孔来改进充满模式。
在下面的图示中,气泡是由于流长对壁厚比例过大。 在这种情况下,能够通过改变厚度比例或者在气泡形成区设置排气孔(例如,增加顶针)来增加排气。
解决对策
1.在产品设计方面
改变产品设计以减少厚度比例。这样可以将流长的影响减到最小。
2.在模具设计方面
注意排气孔的设置。
在最后充满区增加排气孔。
在零件间特意设置排气孔, 例如, 分型面, 入子孔,顶针孔,滑块。
3.重新设计浇道系统
改变浇道系统能够改变充满模式, 其方法是让最后后充填区位于在恰当排气位置。
4.排气孔足够大 ,要确保在注塑时气体能及时逃逸
然而,要注意的是,排气孔太大就会产生毛边。 推荐排气孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。
5.调整成型条件
减小注射速度。
高注射速度会导致气泡的形成。降低注射速度让空气有足够的时间从排气孔中逃逸。
第二节 黑斑点/黑条纹(Black Speck/Black Streaks)
什么是黑斑和黑条纹?
黑斑和黑条纹是成品表面或者某部分出现的黑点或者黑条纹。除了燃烧或者变色更严重的以外,褐色的斑点或者条纹是相同的类型缺陷。
图1 .黑斑点 (左) 和黑条纹(右)。
黑斑和黑条纹是由塑料受污染或者材料加热过分的 (裂解, 燃烧)产生。
塑料的裂解
材料因过分加热而裂解使成品产生黑条纹。 在加热过程中,由于料筒和螺杆表面有划痕或粗糙表面阻止了塑料的流动,材料加热时间过长而烧焦或裂解,引起黑斑和黑条纹。
图 2 .不合适的成型条件导致材料的裂解,成品中产生黑条纹。
空气或材料的污染, 例如肮脏废料, 添加剂材料, 不同颜色材料或者低熔化点材料, 通常会导致黑斑点和黑条纹。 空气中的尘埃也会在成品表面上产生黑斑点。
同样的原因还会导致其它缺陷,例如:
产品脆化、烧焦痕、变色。
解决对策
1.小心地运用材料
1).确信材料没有污染, 例如肮脏的回收物混进原料。
2).盖上漏斗及盛原料箱子的盖子。 空气和灰尘会污染原料, 导致黑斑产生。
2.改变模具设计
1).清洁顶针和滑块。滑块和顶针上的油脂或润滑剂会导致产品上产生黑条纹。
2).改进排气系统。 如果最后充填区发现黑斑, 他们是很可能是因为排气系统不畅通而产生的。未排出的气体被压缩而燃烧导致黑斑。
3).清洁流道并保证流道无划痕,流道中残留的脏物会导致这些缺陷。
4).成型前清洁模具。
3.选择恰当的成型机
1).为不同的模具选择恰当的成型机。
一般射出量应该在成型机注射容量的百分之 20 和 80 之间。 对于热敏感的材料, 这个范围更小。计算机仿真成型能够帮助我们为选择合适的成型机。这样可以避免塑料在料桶中停留过长时间。
2).检查模具表面是否有擦伤或凹坑而阻止塑料流动。它能导引材料变得过热而燃烧。
3).检查是否有加热系统导致局部过热或温控系统有故障。
4.调整成型条件
降低料桶和喷嘴的温度,过高的温度会导致塑料的裂解。
5.清洁成型机
由料筒或者螺杆表面的污染可能产生黑条纹。 当用两种材料成型时, 旧材料可能没从料桶完全清洗以后,在第二种材料成型时形成黑斑或黑条纹。
6.避免有黑斑和黑条纹的产品再利用
这样产品再利用会导致进一步的污染, 除非把他们将用作以黑的产品或者这样的缺陷是可接受的。
第三节 脆化(Brittleness)
什么是的脆化?
脆化的产品有破裂或者折断的趋势。材料退化而使其分子链变短导致脆化产生 (分子量变小) 。 结果, 产品的物理完整性比一般的小得多。
图 1 .裂解的产品容易脆化和破裂。
脆化的原因 同样的原因还会产生其它缺陷:
由材料裂解导致脆化 黑斑点/ 黑条纹
不恰当的干燥条件 烧焦
不恰当温度设置 变色
不恰当流道及浇口
不恰当成型机
熔接线
解决对策
1.调整材料准备过程条件
(1)在成型前设置恰当干燥条件
过度的干燥或过高的干燥温度会导致材料的脆化例如几天的干燥。过分的干燥会将塑料中的易挥发的成分挥发掉或者使它变得更敏感,分子重量减少会使这个材料裂解。 材料供给商能够为专门材料提供最佳条件干燥条件。
(2)减少二次材料。太多的二次料会导致产品脆化。
(3)不适宜的处理会将高强度材料变成低强度材料, 低强度材料更易于脆化。
改变型设计。
2.扩大流道及浇口
(1)局限性的浇口,流道甚至产品设计会导致额外的剪切热,使材料加热过渡而裂解。
(2)选择一个恰当成型机
为了得到更好的熔胶温度就要找到恰当的成型机。材料供给商能够提供正确的成型机信息来避免不恰当或过高的加热温度而导致材料裂解。
3.调整成型条件
(1)降低料筒温度和喷嘴的温度。
如果料筒温度和喷嘴温度太高, 料筒中的材料过分加热, 导致材料裂解。
降低背压, 螺杆转速, 或者注射的速度以及剪切热等会导致材料裂解的条件。
(2)如果熔接线很明显,可以在保证材料不因过热而裂解的前提下,最大限度的提高成型温度和注塑压力。
第四节 烧焦(Burn Marks)
什么是烧焦?
烧焦是在最后填充区和空气聚集区出现的小黑斑。
外形 1 .烧焦.
烧焦的原因:
1.排气不良
如果注射速度或者注射压力太高, 浇注系统和模穴中的空气不能在短时间内排出,就会产生烧焦现象。 当流长过长时,排气不良,会出现气泡。然而,当压力和温度过高时,就会导致材料裂解,在最后填充区和难于成型区产生烧焦现象。
2.材料裂解
裂解的材料随熔胶流动,最后出现在排气槽附近或成品表面而产生烧焦现象。
引起材料裂解的原因有:
1).熔胶温度过高
2).螺杆转速过高
错误的温度设置,热感应片及温控系统的故障。
如果在成型期间螺杆速度太高, 产生过多的摩擦热,使材料裂解。
3).流动路径不畅
过小的主流道,分流道,浇口,会给熔胶带来额外的剪切热,使材料过分加热, 产生材料裂解。
同样的原因还会导致其它缺陷:
黑斑/黑条纹、脆化、变色
解决对策
1.改变模具设计
1).设置充分的排气系统。
在最后填充区和难于成型区的排气尤其重要。推荐排气孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。
2).增加浇注系统(包括主流道,分流道,浇口)尺寸。
过小的主流道,分流道,浇口,会给熔胶带来额外的剪切热,使材料过分加热, 产生材料裂解。
2.调整成型条件
通过避免在成型过程中产生附加热来减小烧焦的可能性:
1).减小注射压力。
2).减小注射速度。
3).减小螺杆旋转速度。
4).减小料筒温度。
5).检查料筒和喷嘴上加热片,校准热感应片。
第五节 表面剥离(Delamination)
什么是表面剥离?
表面剥离是成品表面成片状薄层裂痕的现象。
图1 .成品表面剥离现象。
表面剥离的原因
引起表面剥离的原因, 包括:
1.不可兼容的材料一起混合使用。 2.成型时使用的材料种类过多。
3.熔胶温度过低。 4.材料湿度过大。 5.流道及浇口不顺畅。
解决对策
1.调整材料准备过程条件。
在成型过程中避免使用过多的回收料。
2.改良模具设计。
使流道及浇口顺畅。
锋利角落会使熔胶分流而导致表面剥离发生。
3.调整成型条件。
1).避免使用超出材料供货商提供的合理成型条件。
超出材料供货商提供的成型条件会导致表面剥离的发生。你必须修正顶出系统来排除解决这些缺陷。
2).特殊材料在成型前必须根据干燥说明书来干燥。
3).材料湿度过度会导致产品发生表面剥离。
4).提高料筒温度和成型的温度。
如果熔胶温度太低, 形成材料不能熔合在一起而彼此分层,当受到外力作用时就会龟裂。
第六节 尺寸变化(Dimensional Variation)
什么是尺寸变化?
尺度变化(变体)是在成型条件相同的情况下,不同批次或不同产品间存在的尺寸差异。
图1 .尺度变化(变体)是产品不可预料的变化。
引起尺寸变化的原因:
引起尺寸变化的原因:
成型机控制不稳定
狭窄的成型条件
不当的成型条件设置
节流阀破损,老化
材料性质不稳定
解决对策
1.改善成型前的材料准备过程条件
1).材料供货商提供的材料性质不稳定会导致成批产品的尺寸变化。
2).如果材料太湿,材料要进行干燥。
3).限制回收料在原料中的百分比。
不规则粒子能够使熔胶分层, 引起不稳定的产品分尺度变化(变体)。
2.改变模具设计部分
1).如果产品在成型后弯曲变形需要调整浇注系统。
2).为不同的材料设计不同的浇注系统。
用计算机仿真成型来优化浇注系统以使熔胶能顺畅的进入模穴。
3.更换成型机部件
1).如果节流阀破损或过旧,需要更换节流阀。
2).如果熔胶温度不稳定需要更换加热片和热感应片。
4.调整成型条件
1).增加注射和保压压力,确保在填充过程和保压过程将材料送入模腔。
2).增加注射和保压时间,确保填充过程和保压过程将材料送入模腔。
3).确信成型温度甚至是检查冷却系统。
4).在整个成型过程调节适当的螺杆计量,注射量,螺杆转速,背压等。
第七节 鱼眼(Fish Eyes)
什么是鱼眼?
鱼眼是未熔融的塑料随熔胶一起进入模具后出现在成品表面而形成的表面缺陷。
图1。熔胶中混有未熔融的材料产生鱼眼。
产生鱼眼的原因:
1.料筒温度过低
如果料筒温度过低, 不能完全把材料熔化, 这些未熔融的材料混在熔胶中,最后出现在成品表面产生鱼眼。
2.回收料加得过多
回收料的形状和尺寸不规则,不利于排气,同时会引起流动不畅。
3.材料污染
如果高熔度材料混到原材料里, 高熔度材料就会以小颗粒的形式存在,在成型时产生鱼眼。
4.低螺丝旋转速度和回的压力
如果螺杆转速和背压太低,可能没有足够的摩擦加热在注射前将料筒中的材料完全熔化。
解决对策
1. 调整材料准备过程条件
添加回收料的比率取决于产品规格,如果回收料用允许,回收料可以占10%以上。
单独地存储不同材料和并盖好容器的盖子,避免把不同材料混进来。
2. 适当调整成型条件
材料供货商会提供不同材料成型的料筒温度, 背压力, 螺杆转速等相关信息。 如果按照材料供货商推荐的成型条件仍然出现了问题, 尝试下面的调整。
1).提高料筒温度。
2).提高背压使材料得以充分的混合。
3).提高螺杆转速,以得到更多的摩擦热将材料充分的熔化。
第八节 毛边(Flash)
什么是毛边?
毛边就是在分型面,入子孔,排气孔,顶针孔等地方产生的溢料。
图1. 毛边
毛边产生的原因
1.锁模力过小
如果注射成型机的锁模力过小, 不能在成型过程中将模具锁紧,就会产生毛边。
2.模具间隙
如果分型面不能完全接触。分型面有缺陷,成型机选用不当,分型面上有杂物导致分型面间有间隙。
3.成型条件
成型条件不当,例如熔胶温度过高,注塑压力过大,都会产生毛边。
排气系统不当,缺乏足够的排气或排气沟开得过深都会产生毛边。
解决对策
1.调整模具的密封
1).模具建立恰当的密封
模仁或入子存在不应有的间隙就会导致毛边产生。
2).确保模板的强度足够,防止模板在成型时变形
如果在成型过程中模板的有任何变形, 需要增加支撑柱或增加模板厚度。
3).认真检查排气槽的尺寸
推荐排气槽尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。
4).清洁模仁表面
模仁表面残留的杂物使模具不能很好的密封,导致分型面上毛边的产生。
仔细研磨靠破面,保证靠破面在注塑压力下保持高度的密封。
5).调整成型机
成型机机台不平行会导致模板或模仁间密封不够而产生毛边。
选用更大的成型机。锁模力不够会在成型时产生毛边,需要成型机能够提供足够的锁模力。
2.调整成型条件
1).降低料筒温度和喷嘴的温度。
成型温度过高塑料的粘度就会降低而导致毛边的产生。但是值得注意的是:熔胶温度过低就需要更大的锁模力来防止产生毛边。
2).降低注塑压力来降低锁模力。
3).减少注塑量,防止射得过饱而产生毛边。
4).延长注射时间或者降低注射速度。
第九节 流痕(Flow Marks)
什么是流痕?
流痕是成品表面靠近浇口附近出现的环形波纹痕迹。
图1 .流痕
流痕产生的原因:
流痕产生是原因是由于浇口附近熔胶过冷或成型后段保压不够。
通常产生流痕归因于:
1. 成型温度过低。
2. 模温过低。
3. 成型机射速过低。
4. 成型机射压过低。
5. 流道及浇口过小。
通常可以分析发现,由于模温过冷,前锋熔胶遇到冷的模壁和入子先冷却,后面的熔胶推进冷的熔胶也会产生流痕。这在有关“波纹”里有介绍。
解决对策
1.调整模具设计
1).增加冷料井的尺寸,让前期冷料进入冷料井中而不进入模腔。
冷井的长度通常等于流道直径。
2).增大流道及浇口尺寸。
有时过小的流道和浇口会使熔胶过早冷却,在保压阶段熔胶不能继续填充而产生流痕。
3).缩短主流道的长度或使用热浇道。
2.调整成型条件
1).增加注射压力和保压力。 2).增加料筒和喷嘴的温度。 3).增加成型温度。
第十节 迟滞(Hesitation)
什么是迟滞?
迟滞是由于塑料在薄壁处或厚度有急剧变化的区域停滞而产生的缺陷。可以通过改变产品的肉厚或改变进浇点来消除迟滞现象。
图 1 . 由于塑料无法流动导致的迟滞
迟滞产生的原因:
当熔胶进入厚度有变化的模腔,它会先充满肉厚的区域,这些地方阻力较小。 因此, 熔胶会在薄壁处停滞直到别的区域填满后才开始重新流动(参照插图1) 。 然而,如果熔胶停滞的时间过长,就会在停滞处冷却硬化,当凝固的塑料被推到成品表面就产生迟滞现象。
解决对策
当成品出现迟滞现象时,需要重新考虑产品,模具设计及调整适当的成型条件。
1.产品设计方面
减小成品的肉厚变化。
2.模具设计方面
进浇点远离薄壁处或者改变肉厚突变区。这样迟滞现象就会延后,时间也会缩短。 插图2左图是不好的设计, 发生迟滞现象; 将进浇口移到远离薄片处就减小了迟滞。
插图2 .进浇位置不当而发生迟滞
3.调整成型条件
增加熔体温度或者注射压力。
第十一节 喷射(Jetting)
什么是喷射?
喷射是当熔胶以高速从一个狭小的区域,如喷嘴,流道,浇口进入到一个没有模壁阻挡开放的,宽阔的空间而产生的。喷射流以蛇形状在模具中小规模的熔接在一起。(参照插图1)。
图 1 .喷射及正常的充满模式
产生喷射的原因:
喷射会导致产品强度差,表面有污点和其它很多内部缺陷。与正常的充填模式相比较,这种充填模式中塑料熔体直接从型腔一端喷到型腔另一端,如插图所示。
解决对策
1.改变模具设计
通常喷射是由于浇口设置不合理造成的。
1).让浇口对准模壁,使用如图2所示的搭接或潜伏式浇口。
外形 2 .用搭接式浇口来避免喷射。
2).使熔胶逐渐地扩散开开。凸片式和扇形浇口使塑料进入型腔时有平滑的过渡,这样就可以减少熔体剪切压力和剪切率。
图 3 . 使用凸片式或扇形浇口来避免喷射。
3).增大浇口尺寸或减小流长。
2.调整成型条件
1).调整成型全过程的射速
在成型过程中使用一个合理的射速,当前锋熔胶到达浇口时,降低射速,等熔胶在浇口附近扩散形成舌状后立即提高射速。 下面的插图4说明这种技术。
2).调整料筒温度来控制熔胶温度。
这的解释不好理解,可能与膨胀效应和熔体性质的变化有关 (例如黏性和表面张力)。 例如,多数塑料,当温度降低,膨胀系数增加, 而另一些材料, 例如硬质PVC, 温度增加膨胀系数也增大。
图 4 .调整成型过程中不同阶段的射速来避免喷射。
第十二节 波纹(Ripples)
什么是波纹?
波纹是产品边缘或最后充填区附近出现的像指纹或波浪样的缺陷。
外形 1 . 波纹
波纹产生的原因:
根据通过使用玻璃入子分析发现, 波纹是由于前锋料踫到模壁而先冷却,后面的熔胶越过前锋冷料后踫到模壁然后冷却,如下图所示。熔胶前锋速度及模温对波纹产生影响最大,其次是浇口形状和熔胶温度。
图 2 . ( 1 ) 正常的充满没有波纹。
( 2 ) 熔胶前进速度过低或模温过低, 产生波纹。
解决对策
增加熔胶前锋速度或熔胶温度可以除去波纹。
1.修改产品设计
增加产品肉厚。
2.修改模具设计
1).设计合适的浇注系统,包括主流道,分流道,浇口。
2).设置足够的排气系统, 尤其最后充填区附近。
确保排气系统在成型过程将气体全部排出。然而,要注意的是,排气孔太大就会产生毛边。 推荐排气孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。
3.调整成型型条件
1).增加成型温度
2).增加注射速度
这样可以得到更多的剪切热来减小熔体的粘度。
3).增加注射压力
小心不要超过机器的容量。 通常应该使注射压力在机器最大注射压力的75%到80%,以防止对机器的液压系统的损害。
4).增加熔体温度
小心不要超过塑料允许的温度,以导致材料的裂解。
第十三节 短射(Short Shot)
什么是短射?
短射是熔融塑料没有完全充满模腔。 在某些情况下, 短射是否发生起决于充填方式。但是, 短射的问题是成品太薄或太狭长,熔胶不能完全充满模穴。
外形 1 .短射
短射的原因:
1. 任何增大阻力导致熔胶不能充分地进入模穴的因素都能引起短射。 这些因素包括:不够大的尺寸和流动空间,例如流道,浇口,薄壁。
2.过低的熔体和成型温度。
3.排气系统不良导致模穴中存在空气。
4.过低注射压力(使熔体阻力过高和流动路径不畅) , 体积, 和射速。
5.机器的原因,例如料筒无料, 供料通道阻塞, 或者回流阀门过旧产生注射压力的损失或进料不够。
6.由于熔胶过早凝固,不良的充填方式,成型时间过长。
解决对策
有几个因素影响熔胶流动性,当短射的原因被查明后,就要采取恰当的行动来解决短射。 这里有一些建议:
1.改变产品设计
最重要的是增加产品的肉厚,这样有利于熔胶的流动,能够减轻短射。
2.改变模具设计
设计一个合适的浇注系统(主浇道,分流道,浇口)。 如果必要,通过下面的方法修改你的设计:
1).让肉厚的地方先充满,这样可以防止熔胶过早冷却。
2).增加浇口的数量或尺寸来减小流长。
3).增加浇注系统的尺寸来减少阻力。
4).排气系统不良也会导致短射。
在恰当的位置设置排气孔,特别是最后充填区附近,这样有利于空气的移动。增加排气孔的尺寸和数目。
3.调整成型条件
密切注意影响材料注入型腔的因素。
1).增加注射压力
不要超过机器的容量。 通常应该使注射压力在机器最大注射压力的75%到80%,以防止对机器的液压系统的损害。
2).增加注射速度
在机器极限之内增加注射速度,这样可以得到更多的剪切热来减少熔体黏性。
3).增加注射体积
4).增加料桶温度和成型温度
通过高温将增进材料的流动性。小心不要超过塑料允许的温度,以导致材料的裂解。
5).如果经常发生短射, 可能是因为机器的原因。
检查料筒,供料通道以及回流阀门,回流阀门磨能够导致注射压力的损失和注射体积的渗漏。
第十四节 银条(Silver Streaks)
什么是银痕(银条)?
银痕是湿气,空气,可塑粒子在浇口附近呈飞溅状的散发在成品表面的现象。
图 1 .银痕
产生银条的原因:
银条产生可能是因为:
1.湿气
2.空气
塑料材料在存储期间吸收一定程度的潮气。 如果材料在成型前没适当的干燥, 在塑料中残留的潮气在注射过程中将变成蒸汽在成品的表面上出现。
在成型期间,一定数量的空气被封闭在模具里。 如果空气在注射过程中不跑掉, 它可能出现在成品表面。
3.降解(烧焦)的塑料
银条产生有的是因为降解(烧焦)的塑料发散在成品表面。
4.材料的污染
用两个材料成型时的材料污染, 当从一种材料转换为另一种材料, 如果第二种材料成型温度较高能把遗留在料筒里的剩余粒子烧焦。此外, 污染的材料,回收品,二次利用料等原料的污染。
5.料筒温度
不适宜的料筒温度可能使塑料降解, 并且将其烧焦。
6.注射体积
如果注射的体积在成型机注射容量的20 %以下, 尤其对于温度敏感的材料, 熔胶在料筒中停留时间太长而发生降解。
解决对策:
1.小心地运用材料
根据材料供给商的建议,在成型前适当地干燥材料。
2.改变型设计
1).增大主流道,分流道,浇口尺寸
限制性的主流道,分流道,浇口尺寸会给熔胶带来额外的剪切热,使材料过分加热, 产生材料裂解。
2).充分检查排气系统的尺寸
推荐排气孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。
3.调整成型条件
采取一些措施以防止在成型过程中材料的降解。
1).选择恰当的成型机
一般射出量应该在成型机注射容量的百分之 20 和 80 之间。 对于热敏感的材料, 这个范围更小。计算机仿真成型能够帮助我们为选择合适的成型机。这样可以避免塑料在料桶中停留过长时间。
2).如果要更换不同的材料成型,一定要彻底清洗料筒,除去旧材料。剩余的旧材料会被烧焦。
3).增加背压
它能帮助将熔体材料里混和的空气减到最少。
4).改进排气系统
让空气和蒸汽容易逃跑, 这很重要。
5).减小熔体温度, 注射压力,注射速度。
第十五节 收缩下陷和真空泡(Sink Marks and Voids)
收缩下陷和真空泡
收缩下陷是指在肉厚或肋部,凸起部,内镶件区域形成的表面局部凹陷。 真空泡是成品中间存在的真空空间。
产生收缩下陷和真空泡的原因:
收缩下陷和真空泡是由于肉厚部分在冷却时没有得到足够的补偿而产生的。 缩下陷和真空泡经常出现在肋部,凸起部的背面。这是由于冷却不平均或类似的原因导致的。
引起收缩下陷和真空泡因素:
1.注射速度和注射压力过低。
2.保压及冷却时间过短。
3.熔胶及成型温度过高。
4.局部的几何特性不合理。
在外部材料冷却和硬化以后, 内部材料才开始冷却。 它的收缩拉扯表面材料而形成收缩下陷。如果表面强度足够, 如工程树脂,可能出现真空泡而不是表面收缩下陷。 插图1说明这个现象。 图 1 .由材料收缩而没有足够补偿产生的收缩下陷和真空泡。
解决对策
收缩下陷通常能够通过产品设计和模具设计来调节和减轻。使用下面的建议以查明和解决问题。
通过在出现收缩下陷的区域增加一个特征例如增加一组锯齿来荫藏收缩下陷。 插图 2说明这个技术。
图 2 .用肋,锯齿,凹陷设计来弥补收缩下陷。
如上所示通过修改产品肉厚设计使其肉厚变化减到最小。
重新设计肋部, 凸出部, 和加强筋的厚度,使其厚度是主体厚度的50%到80%。
1.改变模具设计
1).增加流道及浇口的尺寸以推迟其冷却的时间,让更多材料进入模腔。
2).增加排气孔或者扩大排气孔。使其排气更加畅通。
3).重新设计浇口或在浇口靠近肉厚部分。使薄壁冷却前先充满肉厚处。
2.调整成型条件
1).增加保压阶段的注射量。
保压阶段保持大约3mm(0.12英寸)的注射量。
2).增加注射压力和保压时间。
3).延长螺杆推进时间和减少注射比率。
4).减小熔体和成型温度。
5).延长冷却时间。
6).检查回流阀防止漏胶。
第十六节 变色(Discoloration)
什么是的变色?
变色是成形品表面失去材料本来的光泽。
变色的原因:
材料退化或因为下面的原因而污染:
材料在料筒停留时间太久。
料筒温度太高, 使颜色发生变化。
由回收材料, 不同颜色材料, 或者外来材料污染引起的。
同样的原因还会导致其它缺陷,例如:
黑斑点/黑条纹、脆化、烧焦
解决对策
1.小心地使用材料
正确地储存原料和回收料,避免材料的污染。
2.调整模具设计
增加充分的排气系统。
Ⅱ 注塑制品的常见问题
1.产生凹痕 2.塑胶制品缺料 3.产生银条痕 4.出现变形 5.出现裂纹 6.产生应力龟裂 7.出现网状龟裂 8.白化 9.熔结痕 10.产生糊斑 等等。
提高射出压力,延长射出保压时间,降低料筒温度和模具温度,在产生凹痕的地方强制冷却。在产生凹痕的地方补上流边。在产生凹痕的地方的材料通边有狭小的场所时,把这部分边厚。应彻底避免设计制品厚度的差异。容易产生凹痕的加强筋,狭长的形状应尽量短。提高模具温度,加料筒温度,提高射出压力,在分型面加上气体逸出槽(深度0.02~0.04mm)宽5~10mm。加大浇口,加大流边,在每模出数多的场合,那个型腔缺料就扩大那个型腔的浇口,还有改变流边的配置,加上气体逸出销,提高模具的光洁度。避免设计制品厚度的不同,在制品厚度厚的地方附加浇口,了解使用制品的场合,合适的话尽量使用流动性好的材料。对材料完全干燥。(用高温短时间干燥来做效果不好,普遍是以85。C温度干燥4个小时)提高模具温度,降低加热料筒温度,对料筒注射嘴进行保温。使流边变粗。避免设计制品厚度的差异,在制品厚度厚的地方附加上浇口。在模具内充分冷却固化(延长冷却时间记时器),提高料筒温度,降低射出压力。使模具冷却均匀化。避免制品厚度的差异,在制品厚度大的地方设置浇口(1-1),因直线容易引起翘曲,做成大的R曲线,制品可逆弯曲的模具,增加顶出杆个数,增加脱模斜度。 是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。随着塑料工业的发展,人们对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高,翘曲变形程度作为评定产品质量的重要指标之一也越来越多地受到模具设计者的关注与重视。模具设计者希望在设计阶段预测出塑料件可能产生翘曲的原因,以便加以优化设计,从而提高注塑生产的效率和质量,缩短模具设计周期,降低成本。
一、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响
在模具设计方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。
1.浇注系统的设计
注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。
流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少。图1为大型平板形塑件,如果只使用一个中心浇口或一个侧浇口,因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。
当采用点浇进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响。
由于采用的是30%玻璃纤维增强PA6,而得到的是重量为4.95kg的大型注塑件,因此沿四周壁流动方向上设有许多加强肋,这样,对各个浇口都能获得充分的平衡。实验结果表明,按图f设置浇口具有较好的效果。但并非浇口数目越多越好。
另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内物料密度更趋均匀,收缩更均匀。同时,整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力,因而可减少塑件的变形。
2.冷却系统的设计
在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。
如果在注射成型平板形塑件时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,如图3所示,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。
除了考虑塑件内外表面的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。因此,模具上冷却水孔的布置至关重要。在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2m。在大型模具中应设置数条冷却回路,一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件,应采用如图4所示的冷却回路,减少冷却回路的长度,即减少模具的温差,从而保证塑件均匀冷却。
3.顶出系统的设计
顶出系统的设计也直接影响塑件的变形。如果顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。因此,在设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡。另外,顶出杆的截面积不能太小,以防塑件单位面积受力过大(尤其在脱模温度太高时)而使塑件产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影响塑件质量(包括使用要求、尺寸精度与外观等)的前提下,应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形。
用软质塑料来生产大型深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,而材料又较软,如果完全采用单一的机械式顶出方式,将使塑件产生变形,甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废,如改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式效果会更好。
二、塑化阶段对制品翘曲变形的影响
塑化阶段即玻璃态的料粒转化为粘流态,提供充模所需的熔体。在这个过程中,聚合物的温度在轴向、径向(相对螺杆而言)的温差会使塑料产生应力;另外,注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度,进而引起翘曲变形。
三、充模及冷却阶段对制品翘曲变形的影响
熔融态的塑料在注射压力的作用下,充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固的过程是注射成型的关键环节。在这个过程中,温度、压力、速度三者相互耦合作用,对塑件的质量和生产效率均有极大的影响。较高的压力和流速会产生高剪切速率,从而引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异,同时产生“冻结效应”。“冻结效应”将产生冻结应力,形成塑件的内应力。温度对翘曲变形的影响体现在以下几个方面。
(1)塑件上、下表面温差会引起热应力和热变形;
(2)塑件不同区域之间的温度差将引起不同区域间的不均匀收缩;
(3)不同的温度状态会影响塑料件的收缩率。
四、脱模阶段对制品翘曲变形的影响
塑件在脱离型腔并冷却至室温的过程中多为玻璃态聚合物。脱模力不平衡、推出机构运动不平稳或脱模顶出面积不当很容易使制品变形。同时,在充模和冷却阶段冻结在塑件内的应力由于失去外界的约束,将会以变形的形式释放出来,从而导致翘曲变形。
五、注塑制品的收缩对翘曲变形的影响
注塑制品翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩。如果在模具设计阶段不考虑填充过程中收缩的影响,则制品的几何形状会与设计要求相差很大,严重的变形会致使制品报废。除填充阶段会引起变形外,模具上下壁面的温度差也将引起塑件上下表面收缩的差异,从而产生翘曲变形。
对翘曲分析而言,收缩本身并不重要,重要的是收缩上的差异。在注塑成型过程中,熔融塑料在注射充模阶段由于聚合物分子沿流动方向的排列使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大,而使注塑件产生翘曲变形。一般均匀收缩只引起塑料件体积上的变化,只有不均匀收缩才会引起翘曲变形。结晶型塑料在流动方向与垂直方向上的收缩率之差较非结晶型塑料大,而且其收缩率也较非结晶型塑料大,结晶型塑料大的收缩率与其收缩的异向性叠加后导致结晶型塑料件翘曲变形的倾向较非结晶型塑料大得多。
六、残余热应力对制品翘曲变形的影响
在注射成型过程中,残余热应力是引起翘曲变形的一个重要因素,而且对注塑制品的质量有较大的影响。由于残余热应力对制品翘曲变形的影响非常复杂,模具设计者可以借助于注塑CAE软件进行分析和预测。
影响注塑制品翘曲变形的因素有很多,模具的结构、塑料材料的热物理性能以及注射成型过程的条件和参数均对制品的翘曲变形有不同程度的影响。因此,对注塑制品翘曲变形机理的研究必须综合考虑整个成型过程和材料性能等多方面的因素。 熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时,因不能完全熔合而产生线性的熔接缝。此外在发生浇口喷射充模也会生成熔接缝,熔接缝处的强度等性能很差。主要原因分析如下:
1.加工方面:
(1)注射压力、速度过低,料筒温度、模温过低,造成进入模具的融料过早冷却而出现熔接缝。
(2)注射压力、速度过高时,会出现喷射而出现熔接缝。
(3)应增加转速,增加背压压力使塑料粘度下降,密度增加。
(4)塑料要干燥好,再生料应少用,脱模剂用量太多或质量不好也会出现熔接缝。
(5)降低锁模力,方便排气。
2.模具方面:
(1)同一型腔浇口过多,应减少浇口或对称设置,或尽量靠近熔接缝设置。
(2)熔接缝处排气不良,应开设排气系统。
(3)浇道过大、浇注系统尺寸不当,浇口开设尽量避免熔体在嵌件孔洞周围流动,或尽量少用嵌件。
(4)壁厚变化过大,或壁厚过薄,应使制件的壁厚均匀。
(5)必要时应在熔接缝处开设熔合井使熔接缝脱离制件。
3.塑料方面:
(1)对流动性差或热敏性的塑料应适当添加润滑剂及稳定剂。
(2)塑料含的杂质多,必要时要换质量好的塑料。
Ⅲ 注塑产品变形怎么解决
变形的问题:首先要了解浇口的设置、形状、尺寸这是关键因素,然后是工艺参数。其原因有:(内容很多,略)
(1)分子取向不均衡
(2)冷却不当
(3)模具浇注系统不合理
(4)模具脱模及排气系统设计不合理
(5)工艺操作不当
排除方法:
(1)模具温度太高或冷却不足。应适当降低模具温度或延长冷却时间,对于细长塑件可采取胎具固定后冷却的方法。
(2)冷却不均匀。应改善模具的冷却系统,保证塑件冷却均匀。
(3)浇口选型不合理。应针对具体情况,选择合理的浇口形式。一般情况下,可采用多点式浇口。
(4)模具偏芯。应进行检查和校正。
气穴缺陷分析及排除方法:
(1)成型条件控制不当
(2)模具缺陷
(3)原料不符合使用要求
Ⅳ 模具折弯后空变形是怎么回事
板金料在压弯时,钣金料的外层会发生拉伸变形。这时,如果孔距离折弯处比较近,孔就会产生变形。因此,孔如果距离折弯处近时,孔就应该在折弯后再加工,以避免孔的变形。或者使孔的位置距离折弯处远一些,躲开变形区。
Ⅳ 五金模具如果模具折弯不够90度是什么原因 该怎么处
用折弯机折弯,一般都会有回弹。因此,折弯模的凸模一般的角度要小于90°。一般凸模的角度在87°~88°左右。这样压出来后的角度回弹能够接近90°。另外,在可能的情况下,尽量减小折弯凸模的顶角R,也可以减小压弯时的回弹量。
Ⅵ 塑胶模具开模不平衡,该怎么修理
一、塑料制品充填不满
1、成因:主要是缺料和注射压力与速度不妥(包括阻力造成压力过于耗损)。
2、解决措施:
(1)机台方面:机台的塑化量或加热功率不定,应选用塑化量与加热功率大的机台;螺杆与料筒或过胶头等的磨损造成回料而出现实际充模量不中;热电偶或发热圈等加热系统故障造成料筒的实际温度过低;注射油缸的密封元件磨损造成漏油或回流,而不能达到所需的注射压力;射嘴内孔过小或射嘴中心度调节不当造成阻力过大而使压力消耗。
(2)模具方面:①模具局部或整体的温度过低造成入料困难,应适当提高模温;②模具的型腔的分布不平衡。制件壁厚过薄造成压力消耗过磊而且充模不力。应增加整个制件或局部的壁厚或可在填充不足处的附近,设置辅助流或浇口解决。③模具的流道过小造成压力损耗;过大时会出现射胶无力;过于粗糙都会造成制件不满。应适当设置流道的大小,主流道与分流道,浇口之间的过渡或本身的转弯处应用适当的圆弧过渡。④模具的排气不良。进入型腔的料受到来不及排走的气体压力的阻挡而造成充填不满。可以充分利用螺杆的缝隙排气或降低锁模力利用分型面排气,必要时要开设排气沟道或气孔。
(3)制件不满反复出现的原因:①塑料原料粒度大小悬殊不均时会使加料份量不定。②螺杆的过胶头、过胶圈及过胶垫圈的磨损过大,使熔料可能在螺杆处经与料筒内之间滑行及回流造成不满。③入流口的冷却系统失效,使下料量不稳定。④料筒调定的注料量不足,即缓冲垫过小会使射料时多时少而出现制件不满。
二、飞边
1、成因:又称溢边、披锋、毛刺等,大多发生在模具的分合位置上,如动模和静模的分型面,滑块的滑配部位、镶件的绝隙、顶杆孔隙等处,飞边在很大程度上是由于模具或机台锁模力失效造成。
2、解决措施:
(1)机台的最高锁模力不够应选用锁模力够的机台。锁模机铰磨损或锁模油缸密封元件磨损出现滴油或回流而造成锁模力下降。加温系统失控造成实际温度过高应检查热电偶、加热圈等是否有问题。
(2)模具方面:①模具型腔分布不衡或平行度不够造成受力不平衡而造成局部飞边,局部不满,应在不影响制件完整性前提下流道应尽量安置在质量对称中心。②模具中活动构件、滑动型芯受力不平衡时会造成飞边。③模具排气不良时受压的空气会使模的分型面胀开而出现飞边,应开设良好的排气系统,或在分型面上挖排气沟。
(3)原料方面:塑料的流动性过大,或加太多的润滑剂,应适当降低压力、速度、温度等,减小润滑剂的使用量,必要时要选用流动性低的塑料。
(4)加工、调整方面:①设置的温度、压力、速度过高,应采用分段注射。注射时间、保压时间、加料量过多都会造成飞边。②调节时,锁模机铰未伸直,或开、锁模时调模螺母经常会动而造成锁模力不足出现飞边。③调节头与二极的平行度不够或调节的系统压力过大。
(5)飞边反复出现的原因:①塑料原料粒度大小悬殊不均时会使加料份量不定。②螺杆的过胶头、过胶圈及过胶垫圈的磨损过大,使熔料可能在螺杆处经与料筒内之间滑行及回流造成飞边。③入流口的冷却系统失效,使下料量不稳定。④料筒调定的注料量不足,即缓冲垫过小会使射料时多时少而出现飞边。
三、浇口区域缺陷
(一)光芒线
1、成因:在垂直制件方向的点浇口设计中,注塑时制件表面出现了以浇口为中心的由不同颜色深度和光泽组成的辐射系统,称为光芒线。大体有三种表现,即深色底暗色线,暗色底深色线及在浇口周围暗色线密而发白。这类缺陷大多在注制聚苯乙烯与改性聚苯乙烯混合料时出现,与下列因素有关:两种料在流变性、着色性等方面有差异,浇注系统平流层与紊流层流速和受热状况有差异;塑料因热分解而生成烧焦丝;塑料进模时气态物质的干扰。
2、解决措施:
(1)采用混合塑料时,要混合好塑料,塑料的颗粒大小要相同与均匀。
(2)塑料和着色剂要混合均匀,必要时要加入适当分散剂,用机械混合。
(3)塑化要完全,机台的塑化性能要良好。
(4)降低注射压力与速度、缩短注射和保压时间,同时提高模温,提高射嘴温度,同时减少前炉温度。
(5)防止塑料的降解而造成粘性增大的熔料及焦化物质:如注意螺杆与料筒是否磨损而存在死角,或加温系统失控,加工操作不当造成塑料长期加热而分解。可以通过抛光螺杆和料筒前端的内表面。
(6)改进浇口设计,如放大浇口直径,改变浇口位置,将浇口改成圆角过渡,试对浇口进行局部加热,在流道端添加冷料井。
(二)冷料斑
1、成因:冷料斑主要是指制件近浇口处带有雾色或亮色的斑纹或从浇口出发的宛如若蚯蚓贴在上面的弯曲疤痕,它们由进入型腔的塑料前锋或因过分的保压作用而后来挤进型腔的冷料造成,前锋料因为射咀或流道的冷却作用传去热量,在进入型腔前部分被冷却固化,当通过狭窄的浇口而扩张注入型腔时,形成熔体破裂,紧接着又被后来的热熔料推拥,于是就成了冷料斑。
2、解决措施:
(1)冷料井要开设好。还要考虑浇口上的形式、大小和位置,防止料的冷却速度悬殊。
(2)射嘴中心度要调好,射咀与模具入料上的配合尺寸要设计好,防止漏料或造成有冷料被带入型腔。
(3)模具排气度良好。气体的干扰会使浇口出现混浊性的斑纹。
(4)提高模温。减慢注射速度,增大注射压力,减低保压与注射时间,减低保压压力。
(5)干燥好塑料。少用润滑剂,防止粉料被污染。
四、收缩凹陷
1、机台方面:
(1)射嘴孔太大造成融料回流而出现收缩,太小时阻力大料量不足出现收缩。
(2)锁模力不足造成飞边也会出现收缩,应检查锁模系统是否有问题。
(3)塑化量不足应选用塑化量大的机台,检查螺杆与料筒是否磨损。
2、模具方面:
(1)制件设计要使壁厚均匀,保证收缩一致。
(2)模具的冷却、加温系统要保证各部份的温度一致。
(3)浇注系统要保证通畅,阻力不能过大,如主流道、分流道、浇口的尺寸要适当,光洁度要足够,过渡区要圆弧过渡。
(4)对薄件应提高温度,保证料流畅顺,对厚壁制件应降低模温。
(5)浇口要对称开设,尽量开设在制件厚壁部位,应增加冷料井容积。
3、塑料方面:
结晶性的塑料比非结晶性塑料收缩历害,加工时要适当增加料量,或在塑料中加成换剂,以加快结晶,减少收缩凹陷。
4、加工方面:
(1)料筒温度过高,容积变化大,特别是前炉温度,对流动性差的塑料应适当提高温度、保证畅顺。
(2)注射压力、速度、背压过低、注射时间过短,使料量或密度不足而收缩压力、速度、背压过大、时间过长造成飞边而出现收缩。
(3)加料量即缓冲垫过大时消耗注射压力,过小时,料量不足。
(4)对于不要求精度的制件,在注射保压完毕,外层基本冷凝硬化而夹心部份尚柔软又能顶出的制件,及早出模,让其在空气或热水中缓慢冷却,可以使收缩凹陷平缓而不那么显眼又不影响使用。
五、银纹(包括表面气泡和内部气孔)
造成缺陷的主要原因是气体(主要有水汽、分解气、溶剂气、空气)的干扰。
1、机台方面:
(1)料筒、螺杆磨损或过胶头、过胶圈存在料流死角,长期受热而分解。
(2)加热系统失控,造成温度过高而分解,应检查热电偶、发热圈等加热元件是否有问题。螺杆设计不当,造成个解或容易带进空气。
2、模具方面:
(1)排气不良。
(2)模具中流道、浇口、型腔的磨擦阻力大,造成局部过热而出现分解。
(3)浇口、型腔分布不平衡,冷却系统不合理都会造成受热不平衡而出现局部过热或阻塞空气的通道。
(4)冷却通路漏水进入型腔。
3、塑料方面:
(1)塑料湿度大,添加再生料比例过多或含有有害性屑料(屑料极易分解),应充分干燥塑料及消除屑料。
(2)从大气中吸潮或从着色剂吸潮,应对着色剂也进行干燥,最好在机台上装干燥器。
(3)塑料中添加的润滑剂、稳定剂等的用量过多或混合不均,或者塑料本身带有挥发性溶剂。混合塑料受热程度难以兼顾时也会出现分解。
(4)塑料受污染,混有其它塑料。
4、加工方面:
(1)设置温度、压力、速度、背压、熔胶马达转速过高造成分解,或压力、速度过低,注射时间、保压不充分、背压过低时,由于未能获得高压而密度不足无法熔解气体而出现银纹,应设置适当的温度、压力、速度与时间及采用多段注射速度。
(2)背压低、转速快易使空气进入料筒,随熔料进入模具,周期过长时融料在料筒内受热过长而出现分解。
(3)料量不足,加料缓冲垫过大,料温太低或模温太低都影响料的流动和成型压力,促使气泡的生成。
六、颜色及光泽缺陷(表面暗色光泽差)
正常情况下,制件表面具有的光泽主要由塑料的类型、着色剂及模面的光洁度所决定。造成不良情况的原因及解决方法如下:
1、模具光洁度差,型腔表面有锈迹等,模具排气不良。
2、模具的浇注系统有缺陷,应增大冷料井,增大流道、抛光主流道、分流道和浇口。
3、料温与模温偏低,必要时可用浇口局部加热办法。
4、加工压力过低、速度过慢、注射时间不足、背压不足,造成密实性差而使表面暗色。
5、塑料要充分塑化,但要防止料的降解,受热要稳定,冷却要充分,特别是厚壁的。
6、防止冷料进入制件,必要时改用自锁式弹簧或降低喷嘴温度。
7、使用的再生料过多,塑料或着色剂质量差,混有水汽或其它杂质,使用的润滑剂质量差。
8、锁模力要足够。
七、颜色不均
原因及解决方法如下:
1、着色剂扩散不良,这种情况往往使浇口附近出现花纹。
2、塑料或着色剂热稳定性差,要稳定制件的色调,一定要严格固定生产条件,特别是料温、料量和生产周期。
3、对结晶型塑料,尽量使制件各部分的冷却速度一致,对于壁厚差异大的制件,可用着色剂来掩蔽色差,对于壁厚较均匀的制件要固定好料温和模温。
4、制件的造型和浇口形式,位置对塑料充填情况有影响,使制件的某些局部产生色差,必要时要进行修改。
八、白霜
有些聚苯乙烯类制件,在脱模时,会在靠近分型面的局部表面发现附着一层薄薄的白霜样物质,大多经抛光后能除去。这些白霜样物质同样会附在型腔表面,这是由于塑料原料中的易挥发物或可溶性低分子量的添加剂受热后形成气态,从塑料熔体释出,进入型腔后被挤迫到靠近有排气作用的分型面附近,沉淀或结晶出来。这些白霜状的粉末和晶粒粘附在模面上,不单会刮伤下一个脱模制件,次数多了还将影响模面的光洁度。不溶性填料和着色剂大多与白霜的出现无关。白霜的解决方法:加强原料的干燥,降低成型温度,加强模具排气,减少再生料的掺加比例等,在出现白霜时,特别要注意经常清洁模面。
九、白边
白边是改性聚乙烯和有机玻璃特有的注射缺陷,大多出现在靠近分型面的制件边缘上。白边是由无数与料流方向垂直的拉伸取向分子和它们之间的微细距离组成的集合体。在白边方向上尚存在高分子连接相,因而白边还不是裂缝,在适当的加热下,有可能使拉伸取向分子回复自然卷曲状态而使白边消退。
解决措施:
1、生产过程注意保持模板分型面的紧密吻合,特别是型腔周围区域,一定要处于真正充分的锁模力下,避免纵向和横向胀模。
2、降低注射压力、时间和料量,减少分子的取向。
3、在模面白边位置涂油质脱模剂,一方面使这个位置不易传热,高温时间维持多一些,另一方面使可能出现白边受到抑制。
4、改进模具设计。如采用弹性变形量较小的材料制作模具,加强型腔侧壁和底板的机械承载力,使之足以承受注射时的高压冲击和工作过程温度的急剧升高,对白边易发区给予较高的温度补偿,改变料流方向,使型腔内的流动分布合理。
5、考虑换料。
十、色条、色线、色花
这是采用色母粒着色的塑料制件较常出现的问题,虽然色母粒着色在色型稳定性、色质纯度和颜色迁移性等方面均优于干粉着色、染浆着色,但分配性,亦即色粒在稀释塑料在混合均匀程度却相对较差,制成品自然就带有区域性色泽差异。
解决措施:
1、提高加料段温度,特别是加料段后端的温度,使其温度接近或略高于熔融段温度,使色母粒进入熔融段时尽快熔化,促进与稀释均匀混合,增加液态混合机会。
2、在螺杆转速一定的情况下,增加背压压力使料筒内的熔料温度、剪切作用都得到提高。
3、修改模具,特别浇注系统,如浇口过宽,融料通过时,紊流效果差,温度提升不高,于是就不均匀,色带模腔,应予改窄。
十一、生产缓慢
造成的原因及解决方法如下:
1、塑料温度、模具温度高,造成冷却时间长。
2、熔胶时间长。应降低背压压力,少用再生料防止架空,送料段冷却要充分。
3、机台的动作慢。可从油路与电路调节使之适当加快。
4、模具的设计要方便脱模,尽量设计成全自动操作。
5、制作壁厚过大,造成冷却时间过长。
6、喷嘴流涎,妨碍正常生产。应采用自锁式射嘴,或降低射嘴温度。
7、料筒供热量不足。应换用塑化容量大的机台或加强对料的预热。
十二、开裂
开裂,包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机,按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。具体分析如下:
1、加工方面:
(1)加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。
(2)调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。
(3)适当调高模具温度,使制件易于脱模,适当调低料温防止分解。
(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)适当使用脱模剂,注意经常消除模面附着的气雾等物质。
(6)制件残余应力,可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。
2、模具方面:
(1)顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。
(2)制件结构不能太薄,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)尽量少用金属嵌件,以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。
(4)对深底制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料未来得及固化时脱模,这样易于脱模。
(6)主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。
3、材料方面:
(1)再生料含量太高,造成制件强度过低。
(2)湿度过大,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、机台方面:注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会降解。
十三、制件尺寸不稳定
制件尺寸变化,本质上是塑料不同收缩程度所造成的。凡是料温、模具、压力、生产周期变化不定的操作,都将导致制件尺寸的变化,尤其是结晶度较大的PP、PE、尼龙等是如此。具体分析如下:
1、机台方面:
(1)塑化容量不足应选用塑化容量大的机台。
(2)供料不稳定,应检查机台的电压是否波动,注射系统的元件是否磨损或液压阀方面是否有问题。
(3)螺杆转速不稳定,应检查马达是否有故障,螺杆与料筒是否磨损,液压阀是否卡住,电压是否稳定。
(4)温度失控,比例阀、总压力阀工作不正常,背压不稳定。
2、模具方面:
(1)要有足够的模具强度和刚性,型腔材料要采用耐磨材料。
(2)尺寸精度要求很高时,尽量不采用一模多腔形式。
(3)顶出系统、浇注系统、冷却系统要设置合理,保证生产条件的稳定。
3、塑料方面:
(1)新料与再生料的混合要一致。
(2)干燥条件要一致,颗粒要均匀。
(3)选料时充分考虑收缩率对尺寸精度的影响。
4、加工方面:
(1)塑料加工温度过低,应提高温度,因为温度越高,尺寸收缩越小。
(2)对结晶型塑料,模具温度要低些。
(3)成型周期要保持稳定,不能过大的波动。
(4)加料量即射胶量要稳定。
十四、熔接缝
熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时,因不能完全熔合而产生线性的熔接缝。此外在发生浇口喷射充模也会生成熔接缝,熔接缝处的强度等性能很差。具体分析如下:
1、加工方面:
(1)注射压力、速度过低,料筒温度、模温过低,造成进入模具的融料过早冷却而出现熔接缝。
(2)注射压力、速度过高时,会出现喷射而出现熔接缝。
(3)应增加转速,增加背压压力使塑料粘度下降,密度增加。
(4)塑料要干燥好,再生料应少用,脱模剂用量太多或质量不好也会出现熔接缝。
(5)降低锁模力,方便排气。
2、模具方面:
(1)同一型腔浇口过多,应减少浇口或对称设置,或尽量靠近熔接缝设置。
(2)熔接缝处排气不良,应开设排气系统。
(3)浇道过大、浇注系统尺寸不当,浇口开设尽量避免熔体在嵌件孔洞周围流动,或尽量少用嵌件。
(4)壁厚变化过大,或壁厚过薄,应使制件的壁厚均匀。
(5)必要时应在熔接缝处开设熔合井使熔接缝脱离制件。
3、塑料方面:
(1)对流动性差或热敏性的塑料应适当添加润滑剂及稳定剂。
(2)塑料含的杂质多,必要时要换质量好的塑料。
十五、翘曲(变形、弯曲、扭曲)
由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大,使制件各向收缩率不同而翘曲,又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲,这些都是高应力取向造成的变形的表现。所以从根本上说,模具设计决定了制件的翘曲倾向,要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的,最终解决问题必须从模具设计和改良着手。具体分析如下:
1、模具方面:
(1)制件的厚度、质量要均匀。
(2)冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀,浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲,适当加粗较难成型部份的分流道、主流道,尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。
(3)制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑,要有良好的脱模性,如增加脱模余度,改善模面的抛光,顶出系统要保持平衡。
(4)排气要良好。
(5)增加制件壁厚或增加抗翘曲方向,由加强筋来增强制件抗翘曲能力。
(6)模具所用的材料强度不足。
2、塑料方面:
结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多,加之结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低,收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。
3、加工方面:
(1)注射压力太高,保压时间太长,熔料温度太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形。
(2)模具温度过高,冷却时间过短,使脱模时的制件过热而出现顶出变形。
(3)在保持最低限度充料量下减少螺杆转速和背压降低密度来限制内应力的产生。
(4)必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定形或脱模后进行退米处理。
十六、变色和焦化或黑点
主要原因是塑料或添加的紫外线吸收剂、防静电剂等在料筒内过热分解,或在料筒内停留时间过长而分解、焦化,再随同熔料注入型腔形成。
1、机台方面:
(1)由于加热控制系统失控,导致料筒过热造成分解变黑。
(2)由于螺杆或料筒的缺陷使熔料卡入而屯积,经受长时间固定加热造成分解。应检查过胶头套件是否磨损或里面是否有金属异物。
(3)某些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化,在几乎维持原来颗粒形状情形下,难以熔融,被螺杆压破碎后夹带进入制件。
2、模具方面:
(1)模具排气不衣,易烧焦,或浇注系统的尺寸过小,剪切过于历害造成焦化。
(2)模内有不适当的油类润滑剂、脱模剂。
3、塑料方面:
塑料挥发物过多,湿度过大,杂质过多,再生料过多,受污染。
4、加工方面:
(1)压力过大,速度过高,背压过大,转速过快都会使料温分解。
(2)应定期清洁料筒,清除比塑料耐性还差的添加剂。
十七、肿胀和鼓泡
有些塑料制件在成型脱模后,很快在金属嵌件的背面或在特别厚的部位出现肿胀或鼓泡。这是因为未完全冷却硬化的塑料在内压罚的作用下释放气体膨胀造成。
解决措施:
1、有效的冷却。降低模温,延长开模时间,降低料的干燥与加工温度。
2、降低充模速度,减少成形周期,减少流动阻力。
3、提高保压压力和时间。
4、改善制件壁面太厚或厚薄变化大的状况。
十八、透明制件缺陷
聚苯乙烯、有机玻璃的透明制件,有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。这些银纹又称熔斑或裂纹。这是由于拉应力的垂直方向产生了应力,使用权聚合物分子发重型流动取向而与未取向部分折完率差异表现出来。
解决方法:
1、消除气体及其它杂质的干扰,对塑料充分干燥。
2、降低料温,分段调节料筒温度,适当提高模温。
3、增加注射压力,降低注射速度。
4、增加或减少预塑背压压力,减少螺杆转速。
5、改善流道及型腔排气状况。
6、清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。
7、缩短成型周期,脱模后可用退火方法消除银纹:对聚苯乙烯在78℃时保持15分钟,或50℃时保持1小时,对聚碳酸酯,加热到160℃以上保持数分钟。
十九、气泡(真空泡)
气泡的气体十分稀薄属于真空泡。一般说来,如果在开模瞬间已发现存在气泡是属于气体干扰问题。真空泡的形成是由于充注进塑料不足或压力较低。在模具的急剧冷却作用下,与型腔接角的燃料牵拉,造成体积损失的结果。
解决措施:
1、提高注射能量:压力、速度、时间和料量,并提高背压,使充模丰满。
2、增加料温流动顺畅。降低料温减少收缩,适当提高模温,特别是形成真空泡部位的局部模温。
3、将浇口设置在制件厚的部份,改善喷嘴、流道和浇口的流动状况,减少压务的消耗。
4、改进模具排气状况。
二十、低光洁度,表面光泽差
有两个主要原因影响整体透明度一是模面抛光不好,二是熔料过早冷却。
解决方法:
1、增加料温,注射压力与速度,特别是模温。模温对光泽有显著的影响。
2、改善浇口的位置,注意料流通畅。
3、防止塑料的降解或塑化不完全。
4、增长模内冷却时间,保压时间也应加长一些。
5、防止气体的干扰。
二十一、震纹(波纹)
PS等刚性塑料制件在其浇口附近的表面,以浇口为中心的形成密集的波纹。在时称为震纹。产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时,前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来,而后来的熔料又胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹。
解决方法:
1、提高料筒温度特别是射嘴温度,还应提高模具温度。
2、提高注射压力与速度,使其快速充模型腔。
3、改善流道、浇口尺寸,防止阻力过大。
4、模具排气要良好,要设置足够大的冷料井。
5、制件不要设计得过于薄。
二十二、泛白、雾晕
这是由于气体或空气中的杂质的污染而出现的缺陷。
解决方法:
1、消除气体的干扰,就意防止杂质的污染。
2、提高料温与模温,分段调节料筒温度,但要防止温度过高而分解。
3、增加注射压力,延长保压时间,提高背压。
二十三、白烟、黑斑
在PS透明制件上,透过光线时会显现一缕白烟状物,位置与大小飘忽不定。这主要是由于塑料在料筒中局部过热分解形成,有时白烟会变焦黄,甚至成为黑斑。
解决方法:
1、降低料温,缩短料在料筒里边停留的时间,降低转速与背压。
2、注意检查螺杆与料筒的配合精度,检查过胶头等是否磨损。
3、少用再生料、筛除有害性的屑料。消除料筒及原料中的异种塑料的污染。
二十四、制件出现分层剥离
原因及排除方法:
1、料温太低、模具温度太低,造成内应力与熔接缝的出现。
2、注射速度太低,应适当减慢速度。
3、背压太低。
4、原料内混入异料杂质,应筛除异料或换用新料。
二十五、主流道粘模
原因及排除方法:
1、冷却时间太短,主流道尚未凝固。
2、主流道斜度不够,应增加其脱模斜度。
3、主流道衬套与射嘴的配合尺寸不当造成漏流。
4、主流道粗糙,主流道无冷却井。 5、射嘴温度过低,应提高温度。
Ⅶ 如何预防模具加工产品变形的情况
①运水的布局,一些转角的地方进行均布运水。
②胶位尽量的均匀。
③流道浇口大小的调节,保证保压的一个传递顺畅。
④产品设计时,能尽量避免平面时就避免平面了,可以做一点弧形,进行一个预变形,如同桥梁一样。产品变形怎么整?有的时候很麻烦!这个不像披锋重新配配模也许能得到改善,但改善变形可能需要增加加强筋等措施,必要的时候还需要增加运水提高冷却效果等等,有经验的产品结构工程师会在进行产品设计时设计预变形或者说是反变形来改善产品变形,因为有的时候产品的变形可以提前预测。
Ⅷ 设计塑料瓶模具过程中要注意什么问题呢
(1)在设计挤压式塑料瓶时,如果材质为高密度聚乙烯或聚丙烯,塑料瓶的横截面应为矩形或椭圆形,对于材质为低密度聚乙烯或其他柔性塑料瓶,其横截面以圆形为好。这样便于内容物从塑料瓶内挤出。与塑料瓶口配合使用的塑料件主要为瓶盖和密封器。塑料瓶口的设计应重点考虑如何使塑料瓶口能更好地与盖和密封器配合。塑料瓶的底部是塑料瓶力学性能的薄弱部位。因此,塑料瓶的底部一般设计成内凹形;塑料瓶的转角处,及内凹处,均做较大的圆弧过度。为便于塑料瓶的堆放,增加塑料瓶的堆码稳定性,塑料瓶的底部应设计内凹槽。
(2)塑料瓶表面采用标贴时,应使标贴面平整。可在塑料瓶表面设计一个“框格”,使标贴准确定位,不产生移动。在吹塑成型时,型坯吹胀首先接触的部位,总是趋于先行硬化的部位。因此该部位的壁厚也大一些。边缘与转角部位,是型坯吹胀最后接触的部位,该部位的壁厚较小。因此塑料瓶的边缘和抹角部位应设计成圆角。改变塑料瓶的表面形状,如塑料瓶中部相对地细一些,增加塑料瓶的表面的周向凹槽或凸筋,可提高塑料瓶的刚度和耐弯曲性。纵向的凹槽或加强筋,可消除塑料瓶在长期负荷下的偏移、下垂或变形现象。