《注塑制品产生缺陷的原因及其处理方法(已整理)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《注塑制品产生缺陷的原因及其处理方法(已整理)（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、注塑制品产生缺陷的原因及其处理方法注塑制品产生缺陷的原因及其处理方法在注塑成型加工过程中可能由于原料处理不好、制品或模具设计不合理、技术人员没有掌握合适的工艺操作条件，或者因机械方面的原因，常常使制品产生注不满、凹陷、飞边、气泡、裂纹、翘曲变形、尺寸变化等缺陷。对塑料制品的评价主要有三个方面，第一是外观质量，包括完整性、颜色、光泽等；第二是尺寸和相对位置间的准确性；第三是与用途相应的机械性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同，要求的尺度也不同。生产实践证明，制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度，工艺调整和操作不当，设备的机械故障，材料的选用和处理不当等多方面
2、引起的，所以在生产中应客观的分析缺陷的真正原因。生产过程中工艺的调整是提高制品质量和产量的必要途径。在调整工艺时最好一次只改变一个条件，多观察几回，如果压力、温度、时间统统一起调的话，很易造成混乱和误解，出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如：解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径，要选择出解决问题症结的一、二个主要方案，找到问题的真正原因，才能有效的解决问题。此外，还应注意解决方案中的辨证关系。比如：制品出现了凹陷，有时要提高料温，有时要降低料温；有时要增加料量，有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。注塑制品的翘曲变形分析注塑制品的翘曲变形分析翘曲变
3、形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
4、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。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;实验表明，浇口位置具很重要，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（Lt）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
5、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，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。因此，注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡，两者的温差不能太大。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
6、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。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，应采用均行冷却回路，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
7、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
8、，注射机的注射压力、速度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
9、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
10、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、分子取向不均衡热塑性塑料的翘曲变形很大程度上取决于塑件径向和轴向收缩的差值，而这一差值是由分子取向产生的。通常，塑件在成型过程中，沿熔料流动方向上的
11、分子取向大于垂直流动方向上的分子取向，这是由于充模时大部分聚合物分子沿着流动方向排列造成的，充模结束后，被取向的分子形态总是力图恢复原有的卷曲状态，导致塑件在此方向上的长度缩短。因此，塑件沿熔料流动方向上的收缩也就大于垂直流动方向上的收缩。由于在两个垂直方向上的收缩不均衡，塑件必然产生翘曲变形。为了尽量减少由于分子取向差异产生的翘曲变形，应创造条件减少流动取向及缓和取向应力的松驰，其中最为有效的方法是降低熔料温度和模具温度。在采用这一方法时，最好与塑件的热处理结合起来，否则，减小分子取向差异的效果往往是暂时性的。因为料温及模温较低时，熔料冷却很快，塑件内会残留大量的内应力，使塑件在今后使用过程
12、中或环境温度升高时仍旧出现翘曲变形。如果塑件脱模后立即进行热处理，将其置于较高温度下保持一定时间再缓冷至室温，即可大量消除塑件内的取向应力，热处理的方法为；脱模后将塑件立即置于 37.543 度温水中任其缓慢冷却。七、结论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。溢料（飞边）溢料（飞边）溢料又称飞边、溢边、披锋等，大多发生在模具得分型位置上，如：模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。溢料不及时解决将会进一
13、步扩大化，从而压印模具形成局部陷塌，造成永久性损害。镶件缝隙和顶杆孔隙的溢料还会使制品卡在模上，影响脱模。一、设备方面（1）机器真正的合模力不足。选择注塑机时，机器的额定合模力必须高于注射成型制品纵向投影面积在注射时形成的张力，否则将造成胀模，出现飞边。（2）合模装置调节不佳，肘杆机构没有伸直，产生或左右或上下合模不均衡，模具平行度不能达到的现象造成模具单侧一边被合紧而另一边不密贴的情况，注射时将出现飞边。（3）模具本身平行度不佳，或装得不平行，或模板不平行，或拉杆受力分布不均、变形不均，这些都将造成合模不紧密而产生飞边。（4）止回环磨损严重；弹簧喷嘴弹簧失效；料筒或螺杆的磨损过大；入料口冷却
14、系统失效造成“架桥”现象；导致计量和缓冲量不稳定等都可能造成飞边反复出现，必须及时维修或更换配件。二、模具方面（1）模具分型面精度差。活动模板（如中板）变形翘曲；分型面上粘有异物或模框周边有凸出的橇印毛刺；旧模具因早先的飞边挤压而使型腔周边疲劳塌陷。（2）模具设计不合理。模具型腔的开设位置过偏，会令注射时模具单边发生张力，引起飞边；塑料流动性太好，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等，在熔融态下黏度很低，容易进入活动的或固定的缝隙，要求模具的制造精度较高；在不影响制品完整性的前提下应尽量安置在质量对称中心上，在制品厚实的部位入料，可以防止一边缺料一边带飞边的情况；当制品中央或其附近有成型孔时，习惯上在孔上
15、开设侧浇口，在较大的注射压力下，如果合模力不足模的这部分支承作用力不够发生轻微翘曲时造成飞边，如模具侧面带有活动构件时，其侧面的投影面积也受成型压力作用，如果支承力不够也会造成飞边；滑动型芯配合精度不良或固定型芯与型腔安装位置偏移而产生飞边；型腔排气不良，在模的分型面上没有开排气沟或排气沟太浅或过深过大或受异物阻塞都将造成飞边；对多型腔模具应注意各分流道合浇口的合理设计，否则将造成充模受力不均而产生飞边。三、工艺方面（1）注射压力过高或注射速度过快。由于高压高速，对模具的张开力增大导致溢料。要根据制品厚薄来调节注射速度和注射时间,薄制品要用高速迅速充模，充满后不再进注；厚制品要用低速充模，并让
16、表皮在达到终压前大体固定下来。（2）加料量过大造成飞边。值得注意的是不要为了防止凹陷而注入过多的熔料，这样凹陷未必能“填平”，而飞边却会出现。这种情况应用延长注射时间或保压时间来解决。（3）机筒、喷嘴温度太高或模具温度太高都会使塑料黏度下降，流动性增大，在流畅进模的情况下造成飞边。四、原料方面（1）塑料黏度太高或太低都可能出现飞边。黏度低的塑料如尼龙、聚乙烯、聚丙烯等，则应提高合模力；吸水性强的塑料或对水敏感的塑料在高温下会大幅度的降低流动黏度，增加飞边的可能性，对这些塑料必须彻底干燥；掺入再生料太多的塑料黏度也会下降，必要时要补充滞留成分。塑料黏度太高，则流动阻力增大，产生大的背压使模腔压力提高，造成合模力不足而产生飞边。（2）塑料原料粒度大小不均时会使加料量变化不定，制件或不满，或飞边。缺料缺料这是一个经常遇到的问题，但也比较容易解决。当用工艺手段确实解决不了时，可从模具设计制造上考虑进行改进，一般是可以解决的。一、设备方面：（1）注塑机塑化容量小。当制品质量超过注塑机实际最大注射质量时，显然地供料量是入不敷出的。若制品质量接近注塑机实际注射质量时，就有一个塑化不够充分的问题，
