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注塑成型各种缺陷及解决方法

 一、龟裂
  龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷,产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。

  (-)残余应力引起的龟裂

  残余应力主要由于以下三种情况,即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为 在充填过剩的情况下产生的龟裂,其解决方法主要可在以下几方面入手:

  (1)由于直浇口压力损失最小,所以,如果龟裂最主要产生在直浇口附近,则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。
  (2)在保证树脂不分解、不劣化的前提下,适当提高树脂温度可以降低熔融粘度,提高流动性,同时也可以降低注射压力,以减小应力。
  (3)一般情况下,模温较低时容易产生应力,应适当提高温度。但当注射速度较高时,即使模温低一些,也可减低应力的产生。
  (4)注射和保压时间过长也会产生应力,将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。
  (5)非结晶性树脂,如 AS树脂、 ABS树脂、 PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力,应予以注意。

  脱模推出时,由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙,使推出力过大,产生应力,有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置,即可确定原因。

  在注射成型的同时嵌入金属件时,最容易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生龟裂,危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且随着时间的推移,应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。为预防由此产生的龟裂,作为经验,壁厚7"与嵌入金属件的外径通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件,而镶嵌件对尼龙的影响最小。由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小,比较适合嵌入件。

  另外,成型前对金属嵌件进行预热,也具有较好的效果。

  (二)外部应力引起的龟裂

  这里的外部应力,主要是因设计不合理而造成应力集中,特别是在尖角处更需注意。
  (三)外部环境引起的龟裂

  化学药品、吸潮引起的水降解,以及再生料的过多使用都会使物性劣化,产生龟裂。

  二、充填不足
  充填不足的主要原因有以下几个方面:
  1)树脂容量不足。
  2)型腔内加压不足。
  3)树脂流动性不足。
  4)排气效果不好。

  作为改善措施,主要可以从以下几个方面入手:
  1)加长注射时间,防止由于成型周期过短,造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。
  2)提高注射速度。  
  3)提高模具温度。
  4)提高树脂温度。
  5)提高注射压力。
  6)扩大浇口尺寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的1/2~l/3。
  7)浇口设置在制品壁厚最大处。
  8)设置排气槽(槽深在0.01~0.03mm之间变化,宽约5~10mm,随塑料品种而定)或排气杆。对于较小工件更为重要。
  9)选用低粘度等级的材料。
  10)加入润滑剂。

  三、皱招及麻面

  产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同,只是程度不同。因此,解决方法也与上述方法基本相同。特别是对流动性较差的树脂(如聚甲醛、PMMA树脂、聚碳酸酯及PP树脂等)更需要注意适当增大浇口和适当的注射时间。

  四、缩坑

  缩坑的原因也与充填不足相同,原则上可通过过剩充填加以解决,但却会有产生应力的危险,应在设计上注意壁厚均匀,应尽可能地减少加强肋、凸柱等地方的壁厚。

  五、溢边

  对于溢边的处理重点应主要放在模具的改善方面。而在成型条件上,则可在降低流动性方面着手。具体地可采用以下几种方法:
  1)降低注射压力。
  2)降低树脂温度。
  4)选用高粘度等级的材料。
  5)降低模具温度。
  6)研磨溢边发生的模具面。
  7)采用较硬的模具钢材。
  8)提高锁模力。
  9)调整准确模具的结合面等部位。
  10)增加模具支撑柱,以增加刚性。
  11)根据不同材料确定不同排气槽的尺寸。

  六、熔接痕

  熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下,主要影响外观,对涂装、电镀产生影响。严重时,对制品强度产生影响      (特别是在纤维增强树脂时,尤为严重)。可参考以下几项予以改善:
  l)调整成型条件,提高流动性。如,提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速
度等。
  2)增设排气槽,在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。
  3)尽量减少脱模剂的使用。
  4)设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处,成型后再予以切断去除。
  5)若仅影响外观,则可改变烧四位置,以改变熔接痕的位置。或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等,予以修饰。

  七、烧伤

  根据由机械、模具或成型条件等不同的原因引起的烧伤,采取的解决办法也不同。

  1)机械原因,例如,由于异常条件造成料筒过热,使树脂高温分解、烧伤后注射到制品
中,或者由于料简内的喷嘴和螺杆的螺纹、止回阀等部位造成树脂的滞流,分解变色后带入制品,在制品中带有黑褐色的烧伤痕。这时,应清理喷嘴、螺杆及料筒。 

  2)模具的原因,主要是因为排气不良所致。这种烧伤一般发生在固定的地方,容易与第一种情况区别。这时应注意采取加排气槽反排气杆等措施。

  3)在成型条件方面,背压在300MPa以上时,会使料筒部分过热,造成烧伤。螺杆转速过高时,也会产生过热,一般在40~90r/min范围内为好。在没设排气槽或排气槽较小时,注射速度过高会引起过热气体烧伤。

  八、银线
  银线主要是由于材料的吸湿性引起的。因此,一般应在比树脂热变形温度低10~15℃的条件下烘干。对要求较高的聚甲基丙烯酸酯系列,需要在75℃左右的条件下烘干4~6h。特别是在使用自动烘干料斗时,需要根据成型周期(成型量)及干燥时间选用合理的容量,还应在注射开始前数小时先行开机烘料。

  另外,料简内材料滞流时间过长也会产生银线。不同种类的材料混合时,例如聚苯乙烯和ABS树脂、AS树脂,聚丙烯和聚苯乙烯等都不宜混合。

  九、喷流纹

  喷流纹是从浇口沿着流动方向,弯曲如蛇行一样的痕迹。它是由于树脂由浇口开始的注射速度过高所导致。因此,扩大烧四横截面或调低注射速度都是可选择的措施。另外,提高模具温度,也能减缓与型腔表面接触的树脂的冷却速率,这对防止在充填初期形成表面硬化皮,也具有良好的效果。

  十、翘曲、变形

  注射制品的翘曲、变形是很棘手的问题。主要应从模具设计方面着手解决,而成型条件的调整效果则是很有限的。翘曲、变形的原因及解决方法可参照以下各项:

  1)由成型条件引起残余应力造成变形时,可通过降低注射压力、提高模具并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。
  2)脱模不良引起应力变形时,可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决。
  3)由于冷却方法不合适,使冷却不均匀或冷却时间不足时,可调整冷却方法及延长冷却时间等。例如,可尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路。
  4)对于成型收缩所引起的变形,就必须修正模具的设计了。其中,最重要的是应注意使制品壁厚一致。有时,在不得已的情况下,只好通过测量制品的变形,按相反的方向修整模具,加以校正。一般结晶性树脂(如聚甲醛POM、尼龙PA、聚丙烯PP、聚乙烯PE及聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等)比非结晶性树脂(如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、ABS树脂及AS树脂等)的变形大。另外,由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性,变形也大

  十一、气泡
  根据气泡的产生原因,解决的对策有以下几个方面:

  1)在制品壁厚较大时,其外表面冷却速度比中心部的快,因此,随着冷却的进行,中心部的树脂边收缩边向表面扩张,使中心部产生充填不足。这种情况被称为真空气泡。解决方法主要有:
  a)根据壁厚,确定合理的浇口,浇道尺寸。一般浇口高度应为制品壁厚的50%~60%。
  b)至浇口封合为止,留有一定的补充注射料。
  c)注射时间应较浇口封合时间略长。
  d)降低注射速度,提高注射压力,
  e)采用熔融粘度等级高的材料。
  2)由于挥发性气体的产生而造成的气泡,解决的方法主要有:
  a)充分进行预干燥。
  b)降低树脂温度,避免产生分解气体。
  3)流动性差造成的气泡,可通过提高树脂及模具的温度、提高注射速度予以解决。

  十二、白化
  白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。脱模效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力,加大脱模斜度,增加推杆的数量或面积,减小模具表面粗糙度值等方法改善,当然,喷脱模剂也是一种方法,但应注意不要对后续工序,如烫印、涂装等产生不良影响 .
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