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1、塑膠射出成型之常見問題,2003/12/17,積風 Air Trap,積風(Air Trap)的定義: 空氣或氣體不及排出，被熔膠波前包夾在型腔內。,壁厚不一 澆口(Gate) 位置不當 流道(Runner)或/和澆口尺寸不當 排氣不良 成型時射速過高，產生噴流 (Jetting) ，有可能捲氣成積風。,積風 Air Trap,發赤 Blush,發赤(Blush)的定義: 澆口附近產生的雲狀色變。 有時會在塑流通道中形成阻礙處發現。 原因是熔膠破折(Melt Fracture)。,乾燥不足 模溫太低 熔膠傳送系統(Melt Delivery System)有銳角存在 冷料井(Cold Slug
2、 Well)太小 澆口太小或進澆處型腔太薄 熔膠溫度太低 射速太快太高,發赤 Blush,毛邊或廢邊 Flash,毛邊或廢邊(Flash)的定義： 熔融塑料流入分模面，滑塊的折動面或配件的間隙所形成的廢料,毛邊或廢邊 Flash,1.塑料的流動性太大或太小 2.澆口位置不當 3.分模線(land)不當 4.支承板(Support Plate)跨距太大 5.模板太薄 6.模具加工或裝配不當 7.排氣口太深或太淺 8.模溫太高,9.鎖模力(Clamp Force)不足 10.料管溫度太高或太低 11.射壓過高 12.保壓時間太長,流 痕 Flow Line or Flow Mark,流痕(Flow
3、 Line or Flow Mark)的定義: 成型品表面的線狀痕跡，此一痕跡顯示了熔膠流動的方向。,1.流動性不佳 2.採用成型潤滑劑(Molding Lubricant)不當 3.模溫太低 4.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小 5.排氣(Venting) 不足 6.射壓和保壓不足 7.循環時間(Cycle Time)不當 8.料管噴嘴溫度太低,流 痕 Flow Line or Flow Mark,噴流 Jetting,噴流(Jetting)的定義:自一受限區域(例如噴嘴或是澆口)，到一較厚和開闊的區域，形成的彎曲摺疊似蛇的流痕。,1.制品壁厚自薄至厚的斷差
4、太大 2.澆口非沖擊型 3.澆口至型腔，斷面積突然變大 4.澆口至型腔，斷面積突然變大 5.射速太高,噴流 Jetting,短射 Short Shot,短射(Short Shot)的定義: 塑料未能充滿整個型腔,塑料流動性不佳 制品壁厚太薄 壁厚差異太大 模溫太低 澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小 澆口(Gate) 的數目或位置不當 冷料井(Cold Slug Well) 未設或設計不當 排氣(Venting) 不足,短射 Short Shot,9.注塑材料不足 10.料管溫度太低 11.背壓不足 12.射壓或射速過低 13.射出時間(Booster or I
5、njection Time)過短 14.料斗出料口堵塞 15.噴嘴(Nozzle)太小,凹陷或空洞 Sink Mark or Void,凹陷(Sink Mark)的定義:成型品表面的局部塌陷(或呈酒窩狀或呈溝壑狀)空洞(Void)的定義:成型品內部的空洞,凹陷或空洞 Sink Mark or Void,條紋 Streak,條紋(Streak)的定義:,熱劣解條紋的定義：,成型品表面延著流向形成的噴濺狀線條,分子鏈縮短產生銀線(Silver Streak)，分子成塊變質產生褐線(Brown Streak)。 兩者皆可稱為燃燒條紋(Burn Streak)。,塑 料乾燥不足。乾燥時溫度過高或/和停
6、留時間過長。模 具 1. 澆口太小 2. 澆口或/和流道不順暢 3. 型腔有水 4. 模溫太低 5. 排氣不足,條紋 Streak,條紋 Streak,塑料停留時間可以下式計算： Resin residence time can be calculated as below: 1.4 x 使用塑料比重 x 料管料量 x 成形循環時間聚苯乙烯比重 x 射料量 1.4 x sp. grav. , plastic x injection cap. X molding cyclesp. grav. , PS x molded shot weight 1.4是一乘數(一般在1和2之間)，它將螺桿內的塑料
7、一併考慮。 1.4 is a multiplier (typically between 1 and 2) taking the resin in the screw flights into account.,塑料停留時間 Resin Residence Time,條紋 Streak,水氣條紋(Moisture Streak)的定義： 塑料在貯存和成型過程中，吸收潮氣，在熔膠內蒸發成水蒸氣。 水蒸氣在接近波前時形成氣泡(Blister)，並逐漸膨脹，氣泡到了波前時爆裂，並捲到模面，被拉長成銀色條紋狀，留影於製品表面。,水氣條紋 Moisture Streak,塑 料乾燥不足。 2. 材料貯存
8、不當 模 具 1. 模溫控制系統漏水 2. 模面形成凝結水,條紋 Streak,條紋 Streak,條紋 Streak,色彩條紋 (Color Streak)的定義：,塑 料 1.著色時，顏料(Pigment)凝集成塊使得色彩濃度不同。 塑膠、成型參數、黏著劑(Adhesives)和其他添加劑(Additives)都有可能造成這種分布不勻的現象。 2.在自廠以染料(Dye)染色時，染料顆粒在熔膠內沒有完全溶解。 射出成型機 1.顏料對過高的成型溫度和過長的停留時間敏感，以致變色。 這種色變若是由於熱裂解，可歸類為燃燒線條(Burnt Streak) 。,條紋 Streak,條紋 Streak,
9、空氣條紋(Air Streak)的定義：,模 具 1. 充填時空氣無法及時逸出，帶到產品表面，並且在流動的方向被拉伸。 2. 在浮或凹字、肋、拱形物、以及凹處下游積聚的空氣有可能被後到的熔膠蓋住，形成空氣條紋或鉤狀空氣囊(Air Hook or Fish Hook)。 射出成型機 螺桿倒退釋壓時，吸入空氣，射出時，空氣被捲經澆口，進入模穴，推到模壁(澆口附近尤多)，並被凝結的塑膠包圍，形成空氣條紋。 螺桿捲入空氣。,條紋 Streak,鉤狀空氣囊 Air Hook or Fish Hook,條紋 Streak,玻纖條紋(Glass Fiber Streak)的定義：,塑料 1.玻纖被波前捲到模
10、壁時，立即凝結，這時玻纖四周並沒有足夠的熔膠包圍。 2.玻纖和塑膠的收縮比是1:200，玻纖妨礙了塑膠的收縮，使得表面不勻。,條紋 Streak,翹曲(Warpage)的定義: 製品頂出後不規則的尺寸變化裂紋(Cracking)的定義: 製品開裂。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,塑 料,強度不夠薄殼成型時，選擇易流塑膠是很自然的。 但是易流塑膠往往不夠剛強，殘餘應力即使不很大，也有可能造成翹曲，甚至開裂。選擇塑膠應以容易流但不會產生溢料(Flash)為準。可以參考材料廠商的建議。CAE模擬可以驗證提議的塑料能否成型翹曲、開裂最小的製品。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracki
11、ng,塑 料,2. 乾燥不足乾燥不足，塑料濕氣重，加熱、混煉、推進時，蒸氣捲入熔膠，熔膠結合不佳，開裂的可能性就大。 人們往往忽略乾燥劑的定期再生(Regular Regeneration)。 應當就教乾燥器供應商，確實作好樹脂的乾燥工作。 檢查乾燥器的空氣進氣管路是否堵塞。 空氣進不來，樹脂的濕氣就帶不走，乾燥的動作便徒具形式。 使用漏斗型乾燥器(Hopper Dryer)時，塑料在乾燥器內的停留時間，應當連續2小時以上。 無論使用何種乾燥器，乾燥後的塑料應置封閉容器內，以防受潮。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,製 品,製品厚、薄差異太大 薄的地方先冷，厚的地方後冷。厚薄差異
12、大時，體積收縮率差異(Volumetric Shrinkage Difference)大，殘餘應力大。 當殘餘應力克服了零件的強度，就會產生翹曲，甚至開裂。 Shrinkage Fixture或許可以治標，但不能治本，因為Fixture無法消除殘餘應力。 當製品移至高溫或其他惡劣環境下，殘餘應力會釋放出來，翹曲或開裂還是有可能產生。治本之道是作好製品設計，使得製品厚度均一，冷卻時體積收縮率差異小，殘餘應力小，翹曲或開裂的可能自然小。 CAE模擬，可以找出幾個提議的製品設計中翹曲位移最小者，此一設計即翹曲或開裂可能性最小的設計。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,翹曲/裂紋 Warp
13、age/Cracking,模 具,1. 動、靜模溫差 (Temperature Difference between Core and Cavity Mold Surfaces)大。動靜模溫差大，因冷卻產生的殘餘應力對壁厚的中心面不對稱，彎曲力矩(Bending Moment)大，容易翹曲，甚至開裂。更改冷卻設計，減少動、靜模溫差，可以減少翹曲或開裂。CAE模擬，可以幫助找出動、靜模溫差最小的冷卻設計。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,模 具 2. 模溫太低 模溫太低，殘餘剪切應力大，又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(Stress Release)，容易翹曲，甚至開裂。 提高模溫，
14、可以減少開裂。 模溫可從材料廠商的建議值開始設定。 每次調整的增量可為6C，射膠10次，成型情況穩定後，根據結果，決定是否進一步調整。 CAE模擬可以驗證不同模溫的適切性。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,模 具,3. 澆口(Gate) 的數目或位置不當無論澆口的數目或位置不當，都會使得流長(Flow Length) 太長。 流阻太大、相應的射壓也須提高，塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze)，機械應力(Mechanical Stresses)強行加入，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂。澆口附近壓力高，塑膠體積收縮率小，最後充填(Last Fill)處壓力低，塑膠
15、體積收縮率大，流長太長時，上下游塑膠體積收縮率差異大，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,模 具,3. 澆口(Gate) 的數目或位置不當 參考材料廠商的建議，採用適當的流長對厚度比(Flow Length to Thickness Ratio)。 澆口位置的決定，要遵循充填均衡(Flow Balance)的原則；即各熔膠波前到達型腔末端和形成熔接線的時間基本一致。 充填應先厚後薄、先平後彎。 進澆應讓熔膠遭遇立即的阻擋以避免噴流(Jetting)。 這樣可以降低殘餘應力，減少翹曲，甚至開裂。 以CAE在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分析，找出澆口的
16、最佳數目和位置是聰明的作法。分析，找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,模 具 4. 澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)位置不當或/和太小或/和太長 澆道、流道或/和澆口位置不當時，熔接線會在強度敏感處產生，熔接線本來就弱，應力又大，裂紋往往從熔接線開始。 澆道、流道或/和澆口太小或/和太長，流阻提高，射壓也須相應提高，塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze)，機械應力(Mechanical Stresses)強行加入，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂。 以CAE在電腦上對不同的熔膠傳送系統(包括澆道、流道、澆口和型腔)的充填、保壓、冷卻和收縮彎翹進行模擬分析，找出並選擇翹曲(開裂可能)最小的設計是有效的作法。,翹曲/裂紋 Warpage/Cracking,整合性收縮翹曲分析 Integrated Shrinkage & Warpage Analysis,
