注塑制品成型缺陷圖集

《注塑制品成型缺陷圖集》可供注塑企業(yè)技術(shù)工人和技術(shù)人員培訓(xùn)學(xué)習(xí)使用，也可供相關(guān)行業(yè)參考。

第一章 注塑制品缺陷圖例 1

一 凹痕 1

二 表層脫皮 4

三 玻璃纖維痕 4

四 超注 6

五 頂針痕 7

六 黑點(diǎn) 8

七 冷膠 9

八 扭曲 10

九 噴射紋 13

十 氣痕 14

十一 氣體困著 15

十二 填充不足 21

十三 熔合線 27

十四 色差痕 29

十五 燒焦痕 31

十六 濕氣痕 32

十七 脫模變形 33

第二章 注塑制品缺陷成因 35

一 凹痕 35

二 斑痕 36

三 困氣、縮孔 42

四 熔合線 45

五 光澤不良、光澤差別 47

六 填充不足 49

七 飛邊(毛刺、披鋒) 51

八 脫模變形 52

九 扭曲 55

第三章 注塑制品典型缺陷及解決方法 57

一 熔接痕 57

二 充模流痕 57

三 氣泡 58

四 白點(diǎn) 58

五 混色 58

六 制品尺寸不穩(wěn)定 59

七 發(fā)脆 59

八 填充不足 61

九 飛邊 61

十 制品光澤不良 62

十一 制品脆弱 64

十二 制品僵塊 64

十三 制品分層脫皮 65

十四 制品出現(xiàn)斑點(diǎn)、黑線條等 65

十五 制品透明度不良 66

十六 澆口粘模 67

十七 制品粘模 68

十八 制品粗糙 68

十九 制品表面波紋 69

二十 制品變色 69

二十一 制品銀紋 70

二十二 制品變形 71

二十三 制品裂紋 72

二十四 熔接不良 72

二十五 制品凹痕 73

第四章 注塑制品案例分析 75

一 產(chǎn)品飛邊與縮凹缺陷的平衡處理 75

二 澆口附近氣紋案例 80

三 產(chǎn)品氣泡與飛邊缺陷案例 81

四 微型產(chǎn)品注塑成型案例 85

五 超薄產(chǎn)品高速注塑案例 89

作者:蔡恒志(作者), 等 (作者)

出版社: 化學(xué)工業(yè)出版社; 第1版 (2011年11月1日)

叢書名: 現(xiàn)代注塑生產(chǎn)技術(shù)叢書

平裝

ISBN: 9787122111210

條形碼: 9787122111210

是指注塑制品的形狀偏離了模具型腔的形狀，它是塑料制品常見的缺陷之一。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)塑料制品的外觀和使用性能要求越來(lái)越高，翹曲變形程度作為評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一也越來(lái)越多地受到模具設(shè)計(jì)者的關(guān)注與重視。模具設(shè)計(jì)者希望在設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)出塑料件可能產(chǎn)生翹曲的原因，以便加以優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高注塑生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)周期，降低成本。

一、模具的結(jié)構(gòu)對(duì)注塑制品翹曲變形的影響

在模具設(shè)計(jì)方面，影響塑件變形的因素主要有澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)與頂出系統(tǒng)等。

1.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

注塑模具澆口的位置、形式和澆口的數(shù)量將影響塑料在模具型腔內(nèi)的填充狀態(tài)，從而導(dǎo)致塑件產(chǎn)生變形。

流動(dòng)距離越長(zhǎng)，由凍結(jié)層與中心流動(dòng)層之間流動(dòng)和補(bǔ)縮引起的內(nèi)應(yīng)力越大;反之，流動(dòng)距離越短，從澆口到制件流動(dòng)末端的流動(dòng)時(shí)間越短，充模時(shí)凍結(jié)層厚度減薄，內(nèi)應(yīng)力降低，翹曲變形也會(huì)因此大為減少。圖1為大型平板形塑件，如果只使用一個(gè)中心澆口或一個(gè)側(cè)澆口，因直徑方向上的收縮率大于圓周方向上的收縮率，成型后的塑件會(huì)產(chǎn)生扭曲變形;若改用多個(gè)點(diǎn)澆口或薄膜型澆口，則可有效地防止翹曲變形。

當(dāng)采用點(diǎn)澆進(jìn)行成型時(shí)，同樣由于塑料收縮的異向性，澆口的位置、數(shù)量都對(duì)塑件的變形程度有很大的影響。

由于采用的是30%玻璃纖維增強(qiáng)PA6，而得到的是重量為4.95kg的大型注塑件，因此沿四周壁流動(dòng)方向上設(shè)有許多加強(qiáng)肋，這樣，對(duì)各個(gè)澆口都能獲得充分的平衡。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，按圖f設(shè)置澆口具有較好的效果。但并非澆口數(shù)目越多越好。

另外，多澆口的使用還能使塑料的流動(dòng)比(L/t)縮短，從而使模腔內(nèi)物料密度更趨均勻，收縮更均勻。同時(shí)，整個(gè)塑件能在較小的注塑壓力下充滿。而較小的注射壓力可減少塑料的分子取向傾向，降低其內(nèi)應(yīng)力，因而可減少塑件的變形。

2.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在注射過程中，塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使塑件發(fā)生翹曲。

如果在注射成型平板形塑件時(shí)所用的模具型腔、型芯的溫度相差過大，如圖3所示，由于貼近冷模腔面的熔體很快冷卻下來(lái)，而貼近熱模腔面的料層則會(huì)繼續(xù)收縮，收縮的不均勻?qū)⑹顾芗N曲。

除了考慮塑件內(nèi)外表面的溫度趨于平衡外，還應(yīng)考慮塑件各側(cè)的溫度一致，即模具冷卻時(shí)要盡量保持型腔、型芯各處溫度均勻一致，使塑件各處的冷卻速度均衡，從而使各處的收縮更趨均勻，有效地防止變形的產(chǎn)生。因此，模具上冷卻水孔的布置至關(guān)重要。在管壁至型腔表面距離確定后，應(yīng)盡可能使冷卻水孔之間的距離小，才能保證型腔壁的溫度均勻一致。同時(shí)，由于冷卻介質(zhì)的溫度隨冷卻水道長(zhǎng)度的增加而上升，使模具的型腔、型芯沿水道產(chǎn)生溫差。因此，要求每個(gè)冷卻回路的水道長(zhǎng)度小于2m。在大型模具中應(yīng)設(shè)置數(shù)條冷卻回路，一條回路的進(jìn)口位于另一條回路的出口附近。對(duì)于長(zhǎng)條形塑件，應(yīng)采用如圖4所示的冷卻回路，減少冷卻回路的長(zhǎng)度，即減少模具的溫差，從而保證塑件均勻冷卻。

3.頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也直接影響塑件的變形。如果頂出系統(tǒng)布置不平衡，將造成頂出力的不平衡而使塑件變形。因此，在設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)時(shí)應(yīng)力求與脫模阻力相平衡。另外，頂出桿的截面積不能太小，以防塑件單位面積受力過大(尤其在脫模溫度太高時(shí))而使塑件產(chǎn)生變形。頂桿的布置應(yīng)盡量靠近脫模阻力大的部位。在不影響塑件質(zhì)量(包括使用要求、尺寸精度與外觀等)的前提下，應(yīng)盡可能多設(shè)頂桿以減少塑件的總體變形。

用軟質(zhì)塑料來(lái)生產(chǎn)大型深腔薄壁的塑件時(shí)，由于脫模阻力較大，而材料又較軟，如果完全采用單一的機(jī)械式頂出方式，將使塑件產(chǎn)生變形，甚至頂穿或產(chǎn)生折疊而造成塑件報(bào)廢，如改用多元件聯(lián)合或氣(液)壓與機(jī)械式頂出相結(jié)合的方式效果會(huì)更好。

二、塑化階段對(duì)制品翹曲變形的影響

塑化階段即玻璃態(tài)的料粒轉(zhuǎn)化為粘流態(tài)，提供充模所需的熔體。在這個(gè)過程中，聚合物的溫度在軸向、徑向(相對(duì)螺桿而言)的溫差會(huì)使塑料產(chǎn)生應(yīng)力;另外，注射機(jī)的注射壓力、速率等參數(shù)會(huì)極大地影響充填時(shí)分子的取向程度，進(jìn)而引起翹曲變形。

三、充模及冷卻階段對(duì)制品翹曲變形的影響

熔融態(tài)的塑料在注射壓力的作用下，充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固的過程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，溫度、壓力、速度三者相互耦合作用，對(duì)塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有極大的影響。較高的壓力和流速會(huì)產(chǎn)生高剪切速率，從而引起平行于流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的分子取向的差異，同時(shí)產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”?！皟鼋Y(jié)效應(yīng)”將產(chǎn)生凍結(jié)應(yīng)力，形成塑件的內(nèi)應(yīng)力。溫度對(duì)翹曲變形的影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)塑件上、下表面溫差會(huì)引起熱應(yīng)力和熱變形;

(2)塑件不同區(qū)域之間的溫度差將引起不同區(qū)域間的不均勻收縮;

(3)不同的溫度狀態(tài)會(huì)影響塑料件的收縮率。

四、脫模階段對(duì)制品翹曲變形的影響

塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過程中多為玻璃態(tài)聚合物。脫模力不平衡、推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)或脫模頂出面積不當(dāng)很容易使制品變形。同時(shí)，在充模和冷卻階段凍結(jié)在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束，將會(huì)以變形的形式釋放出來(lái)，從而導(dǎo)致翹曲變形。

五、注塑制品的收縮對(duì)翹曲變形的影響

注塑制品翹曲變形的直接原因在于塑件的不均勻收縮。如果在模具設(shè)計(jì)階段不考慮填充過程中收縮的影響，則制品的幾何形狀會(huì)與設(shè)計(jì)要求相差很大，嚴(yán)重的變形會(huì)致使制品報(bào)廢。除填充階段會(huì)引起變形外，模具上下壁面的溫度差也將引起塑件上下表面收縮的差異，從而產(chǎn)生翹曲變形。

對(duì)翹曲分析而言，收縮本身并不重要，重要的是收縮上的差異。在注塑成型過程中，熔融塑料在注射充模階段由于聚合物分子沿流動(dòng)方向的排列使塑料在流動(dòng)方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大，而使注塑件產(chǎn)生翹曲變形。一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化，只有不均勻收縮才會(huì)引起翹曲變形。結(jié)晶型塑料在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮率之差較非結(jié)晶型塑料大，而且其收縮率也較非結(jié)晶型塑料大，結(jié)晶型塑料大的收縮率與其收縮的異向性疊加后導(dǎo)致結(jié)晶型塑料件翹曲變形的傾向較非結(jié)晶型塑料大得多。

六、殘余熱應(yīng)力對(duì)制品翹曲變形的影響

在注射成型過程中，殘余熱應(yīng)力是引起翹曲變形的一個(gè)重要因素，而且對(duì)注塑制品的質(zhì)量有較大的影響。由于殘余熱應(yīng)力對(duì)制品翹曲變形的影響非常復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)者可以借助于注塑CAE軟件進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

影響注塑制品翹曲變形的因素有很多，模具的結(jié)構(gòu)、塑料材料的熱物理性能以及注射成型過程的條件和參數(shù)均對(duì)制品的翹曲變形有不同程度的影響。因此，對(duì)注塑制品翹曲變形機(jī)理的研究必須綜合考慮整個(gè)成型過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、流速不連貫的區(qū)域、充模料流中斷的區(qū)域而以多股形式匯合時(shí)，因不能完全熔合而產(chǎn)生線性的熔接縫。此外在發(fā)生澆口噴射充模也會(huì)生成熔接縫，熔接縫處的強(qiáng)度等性能很差。主要原因分析如下：

1.加工方面：

(1)注射壓力、速度過低，料筒溫度、模溫過低，造成進(jìn)入模具的融料過早冷卻而出現(xiàn)熔接縫。

(2)注射壓力、速度過高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)噴射而出現(xiàn)熔接縫。

(3)應(yīng)增加轉(zhuǎn)速，增加背壓壓力使塑料粘度下降，密度增加。

(4)塑料要干燥好，再生料應(yīng)少用，脫模劑用量太多或質(zhì)量不好也會(huì)出現(xiàn)熔接縫。

(5)降低鎖模力，方便排氣。

2.模具方面：

(1)同一型腔澆口過多，應(yīng)減少澆口或?qū)ΨQ設(shè)置，或盡量靠近熔接縫設(shè)置。

(2)熔接縫處排氣不良，應(yīng)開設(shè)排氣系統(tǒng)。

(3)澆道過大、澆注系統(tǒng)尺寸不當(dāng)，澆口開設(shè)盡量避免熔體在嵌件孔洞周圍流動(dòng)，或盡量少用嵌件。

(4)壁厚變化過大，或壁厚過薄，應(yīng)使制件的壁厚均勻。

(5)必要時(shí)應(yīng)在熔接縫處開設(shè)熔合井使熔接縫脫離制件。

3.塑料方面：

(1)對(duì)流動(dòng)性差或熱敏性的塑料應(yīng)適當(dāng)添加潤(rùn)滑劑及穩(wěn)定劑。

(2)塑料含的雜質(zhì)多，必要時(shí)要換質(zhì)量好的塑料。

?【Injection molding products】用注塑成型機(jī)把塑料加熱塑化熔融，然后再注射到成型模具空腔內(nèi)成型，經(jīng)冷卻降溫，熔體固化后脫模，即為用注塑成型機(jī)注射成型的制品，通常這種塑料制品為注塑制品。