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1、 成长 共享 学习 1 运用CAE进行计算 优化制件结构设计 通过Moldflow推荐模具设计方案 售后现场技术服务 2 注塑成型缺陷分析 Hefei GENIUS technical support 3 引 言 塑料加工制程中 难免遇见制件缺陷致使未能达 到我们对部品的需求 面对这些异常时 我们经常会 针对问题点选择快捷 经济的路径进行改善 承蒙不 弃 本文就我们日常所遇的常见缺陷的改进案例进行 汇总 和各位共享 欢迎指正 谢谢 4 5 最佳品质 的产品 合适塑料 最佳成型条件 最佳模具设计 最佳产品设计 能得到最佳品质产品的因素 5 最佳部品产生原始结构 OkOk 就是它了 就是它了 管理
2、管理 机器机器 工艺工艺 材料材料 模具模具 6 模 具 在部品需求要素中的权重为 50 Stages 4 Stages 4 流道选择 排气设计 托摸斜度 冷却回路 型腔精度 浇口方式 收缩计算 7 材料 在部品需求要素中的权重为 20 原料特性与补强 流动系数 批次间的稳定性 湿度控制 内应力的消除 加工适应性 8 加工工艺 在部品需求要素中的权重为 15 20 对材料的认知掌握 对设备的性能掌握 对模具的设计特性掌握 对环境调适的掌握 对部品要求的重点掌握 9 机器 注塑机 模温机 温控仪 干燥机 吸料机 机器的稳定性 螺杆对材料加工的适应性 机器的可调整性 机器的精确性 侦测的准确性 电
3、脑灵敏性 10 管理 u 取件 u 初检 u 整 修 u 复检 u 包装 u 贮存 u 运输 u 后加工 11 成型缺陷概要成型缺陷概要 回目录页 外观问题 内在问题 杂质 浮纤 银纹 波纹 色差 缩痕 短射 翘曲 应力白 包风 脆化 12 成型缺陷成因成型缺陷成因 V V 体积体积 P P 受力受力 T T 温度温度 应力白 龟裂 开裂 白化 料花 银纹 脆化 浮纤 缩痕 短射 批锋 包风 13 P P 受力受力 的影响的影响 P P 注射实际压力注射实际压力 材料弹性回复材料弹性回复 模腔存在阻力模腔存在阻力 保压阶段压力保压阶段压力 设备设备 模具结构模具结构 材料等有关材料等有关 遇到
4、塑件质量问题首先从 力 入手 毕竟物质是通过 力 联系在一起 不要过 多考虑细小分支因素 回目录页 14 V V 体积体积 的影响的影响 缩痕 短射 批锋 包风 等缺 陷的一个共同点是实际体积发生变 化 也就是塑料进入模腔的实际有 效质量发生变化 如果稳定了料量 也就可以解决上述缺陷 冰 水 补充入模穴的塑料越多 越可避免产品的收缩 15 T T 温度温度 的影响的影响 回目录页 T T 料筒温度料筒温度 模具温度模具温度 螺杆转速螺杆转速 冷却时间冷却时间 产生大量热量融化料 也与模具的散热能力和流道有关 塑料融化60 以上热来自剪切热 16 成型影响因素成型影响因素 成品结构 原料 成型工
5、艺 生产设备 模具结构 回目录页 人 机 法 物 17 浇口附近产生的云状色变 常呈日月之晕状 浇浇口晕晕 Corona 18 模 具 1 模温太低 2 浇口太小或进胶处型腔太薄 3 增设冷料井 工 艺艺 1 使用座退 2 射嘴或热流道温度调整 浇浇口晕晕 Corona 19 分子链缩短产生银纹 料花 是热降解条纹的一种 塑料 在充模过程中受到气体的干扰常常在制品表面出现银丝斑纹 或微小气泡或制品厚壁内形成气泡时产生 这些气体的来源 主要是原料中含有水分或易挥发物质或润滑剂过量 也可能 是料温过高塑料受热时间长发生降解而产生降解气体 银纹 Silver Streak 20 银纹 Silver
6、Streak 材料 注塑前先根据原料商提供数据干燥原料 提高材料的热稳定性 粉体太多 造成夹气 材料中使用的助剂稳定性差 易分解 模具 设计 增大主流道 分流道和浇口尺寸 检查是否有充足的排气位置 避免浇注系统出现比较尖锐的拐角 会造成热敏性材高温分解 改进排气系统 成型 工艺 选择适当的注塑机 增大注塑机背压 切换材料时 把旧料完全从料筒中清洗干净 螺杆松退时避免吸入气体 降低熔体温度 注塑压力或注塑速度 注塑PVC POM类材料结束时 要用ABS或者AS等清洗 避免残留造成分解气体产生 21 喷流痕 Jetting Mark 22 结 构 壁厚自薄至厚的断差太大 塑流又别无选择的自薄处 快
7、速的流向厚处 会使得流动不稳 产生喷流 喷流痕 Jetting Mark 模 具 冲击型浇口将进浇的熔胶导向一固定面 以释除应力 可 稳 定塑流 避免喷流 重迭式浇口 overlap gate 和潜伏式浇口 submarine gate 可设计成冲击型浇口 23 使用重迭式浇口以避免喷流 Poor Good 24 正确的浇口位置可避免喷流痕 Poor Good 25 使用调整片作为浇注口也可避免 浇口厚度因材料与加浇口处的产品壁厚而异 但以不小于加浇口处的产品壁厚的60 为原则 26 工 艺 熔体温度偏高或偏低 喷流与熔胶进浇后的膨胀效应 die swell effect 以及熔胶性貭 例 如
8、粘度及表面张力 的变化有关 对大部分的塑料而言 温度降低 时使得上述的膨胀效应更为明显 而某些材料 例如 PVC 反而 是当温度提高时膨胀效应更明显 射速太高 采用优化螺杆速度曲线 optimized ram speed profile 使熔胶 前沿能够先以一较慢速度通过浇口 一旦舌形熔胶在浇口下游形 成 螺杆速度可以提高 喷流痕 Jetting Mark 27 注射速度对熔体流动行为的影响 实验结果表明 相同浇口尺寸下 注射速度对 于熔体流动行为的影响十分明显 注射速度过 快时 很容易出现喷流现象 t 1 4s t 2 4s t 3 4s t 4 4s a V 5mm s 材料 材料 LDP
9、ELDPE c V 50mm s t 0 21s t 0 29s t 0 37s t 0 54s b V 15mm s t 0 5s t 0 83s t 1 17s t 1 5s 28 浇口 gate 或 和近浇口处太窄 浇口或近浇口处太窄 射速快时 剪切速率和剪切应力大 塑流不稳 容易产生雾斑 blush 褐线 银纹 silver streak 或 和喷流 jetting 等 问题 射速慢时 熔胶前沿推进缓慢 固化层延伸到前沿 阻止前沿 的喷泉流 fountain flow 将塑料连续性的卷到模壁上 形成垂直流动方 向的缩痕 状如涟漪 波 纹 Ripple 29 射速高時 熔胶自薄的浇口进入
10、型腔的流速高 剪切 速率提高 剪切应力增大 流体难以稳定 容易产生雾斑 银纹 或喷流痕等 为了避免不稳定的塑流 把螺杆速 率降低 这么一来 熔胶进入型腔后 由于前沿推进缓慢 大量熔胶热量被较冷的模壁带走 波 纹 Ripple 固化层加厚 并且延伸至前沿 前沿流动的熔体受延 伸固化层阻挡 只能绕过固化层的前沿 卷至下游的模壁 如跳蛙一般 30 1h牛角浇口加 在2t产品内璧 波 纹 Ripple 31 材料 提高材料的流动性 减少材料中的橡胶成分或增韧剂 或减小其 粒径等尺寸 模具 设计 增大流道中冷料井的尺寸 隔离冷料 改善模具排气 增大流道和浇口的尺寸 缩短主流道尺寸或改用热流道系统 工艺
11、条件 增加注塑速度 增加注塑压力和保压压力 延长保压时间 提高模具温度 提高料筒和喷嘴温度 波 纹 Ripple 32 缩痕或缩孔 Sink Mark or Void 缩痕 产品表面的局部塌陷 或呈 酒窝状或呈沟壑状 缩孔 产品内部因塑料收缩而 让出的真空孔洞 33 Without IHTCWith IHTC 浮 纤 Floating Fiberer 34 此处处空气应设应设法排出 熔接痕 Weld line 熔接痕 Weld Line 35 熔接痕 浇口 化妆盒底座 PS 熔接痕 缩痕 36 壁厚分布未优化 产品厚度调整 将熔接痕消除或移至非外观面或次外观 面 当前沿会合角小时 两边分子相互
12、扩散得少 质量较差 当会合角加大时 熔接痕表面痕迹逐渐消失 会合角的加大 可藉产品厚度调整 浇口位置和数目改 善 流道位置和尺寸改变等达到目的 熔接痕 Weld Line 37 形成熔接痕前的会合角 40 会合角40 38 对策 20 NG20 NG NGNGOKOK 汽车保险杠 材料 PP 原始设计时 已经预测到 熔接痕会在外观面出现 前沿会合角在75 以下 则产则产 生明 显显 深的 熔接痕 实验结实验结 果 39 厚度厚度调整调整 t 4 0mm R停止 t 4 5mm t 3 5mm BL断面 中心开 口横水平板部 t 1 5mm 增加壁厚 120 OK120 OK 对策 厚度变更后
13、会合角变大 熔接痕淡化 增加厚度 40 主外观面形成熔接痕 熔接痕消除 公称壁厚2 0mm 公称壁厚2 0mm 0 5mm薄壁 0 5mm薄壁加厚到1 5mm 增加壁厚 41 汽车遮阳板镜盖 PC ABS 熔接痕 42 浇口 7t 2t 汽车遮阳板镜盖 PC ABS 熔接痕 43 浇口位置不当 浇口位置不当 使得熔接痕发生在外观或 和强 度敏感处 改善浇口位置 直到CAE的预测確認新的熔接痕 位置没有外观和强度的顾虑为止 熔接痕 Weld Line 44 产品 手机前盖 材料 PC ABS 简述 组装时手 机前盖在 熔接痕处 断裂 问题 熔接痕 熔接痕处断裂 45 原始设计 建议设计 熔接痕发
14、 生在结构 较弱区域 熔接痕发 生在结构 较强区域 改善进胶点位置 46 调整浇口位置 迫使熔接痕与气穴移 至对强度和外观不敏 感处 47 模温过低 模温太低 熔胶前沿形成熔接痕时 温度已经降得太 低 熔合不良 线条明显 提高模温 可以改善熔接痕质量 模温可从材料厂商的建议值开始设定 每次调整的增量 可为5 C 射胶10次 成型情况稳定后 根据结果 决 定是否进一步调整 如要达到无痕高光的效果 模温要调到玻璃化转移温度 glass transition temperature 以上 熔接痕 Weld Line 48 Weld Line Weld Line Elimination Without
15、 IHTC With IHTC 高亮面产品质量 放大比较 49 浇口方式改变 运用閉环式 closed loop 的薄膜浇口 避免熔 接痕的产生 熔接痕 Weld Line 此为点式进胶 50 板 条 冲 前 笔记本电脑键盘盖 PC CF 板条 薄膜浇口 Plate Film Gate 板 条 冲 后 51 使用顺序开启的阀式浇口 顺序开启热流道的阀式浇口 使得第 二和之后开启的浇口是在先开启浇口进胶 的熔胶之中和前沿之内进胶 避免两股面 对面的塑流前沿形成熔接痕 熔接痕 Weld Line Text Text Text Text 52 顺序阀式进胶 洗衣机面板 4点进胶 有多处熔接痕 53
16、四个热 嘴 热转冷 流道 潜进 胶 四点进 胶 中间先 进胶 向两 侧推进 热流道 Hot Runner 54 未用传感器而以开启时间控制充填模式 改 善 后 效 果 采用4潜伏式浇口 冷浇口 流道上游采用顺序开 启的阀式浇口 中浇口先开 两旁浇口后开 浇口 55 本产品于试装阶段发现产 品外观面有二处不明缺陷痕迹 对称 初 步判断并非熔接痕 目视及触摸素材有稍微变形情形 浅色涂装无法掩 饰 可见明显痕迹 实际 位置如下图D1所示 以下将针对 此外观缺陷 进行解析 对策验证 以及判断法则的建立 D1 CHRYSLER TOWN COUNTRY FR BUMPER 56 2 主要熔接痕位置 主要熔接痕位置如图 标A D位置 A B C D A B C D G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 1 浇口位置 共10处浇口 如图示 G1 G6 对称位置省略 该不明缺陷痕迹处 位于浇口G2附近 但不属于熔接痕A及 B 因此判断非一般 熔接痕问题 D1 素材观察 57 熔接痕位置比对对 A B 58 C D 熔接痕位置比对对 59 由模流分析 了解成型过程中之各项变 量 以判断问题发
