塑胶成型不良问题及对策处理.docx
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塑胶成型不良问题及对策处理
Airtraps困气
Whatisanairtrap
Anairtrapisairthatiscaughtinsidethemoldcavity.Itbecomestrappedbyconvergingpolymermeltfrontsorbecauseitfailedtoescapefromthemoldvents,ormoldinserts,whichalsoactasvents.Air-traplocationsareusuallyinareasthatfilllast.Lackofventsorundersizedventsintheselast-to-fillareasareacommoncauseofairtrapsandtheresultingdefects.Anothercommoncauseisrace-tracking(thetendencyofpolymermelttoflowpreferentiallyinthickersections),causedbyalargethicknessratio.困气是气体存在于模具型腔内无法排出,困气会形成气孔是其聚集在熔体前端或未从模具排气孔以及镶件排出。
困气通常发生在最终填充位置。
在填充末端缺少排气孔或排气孔太小都会引起空位造成制品缺陷。
另一个较为普遍的原因是跑马场效应(聚合物熔体有优先向肉厚方向流动的趋势),是由于壁厚突变引起的。
FIGURE1.Airtraplocationsindicatedbythecomputer-predictedmelt-frontadvancements.(Toreplaytheanimation,clickReplay)
Problemscausedbyairtraps
Entrappedairwillresultinvoidsandbubblesinsidethemoldedpart,ashortshot(incompletefill),orsurfacedefectssuchasblemishesorburnmarks.Toeliminateairtraps,youcanmodifythefillingpatternbyreducingtheinjectionspeed,enlargingventing,orplacingproperventinginthecavity.困气将引起成型制品内部空位和气泡,短射(浇不足),或表面缺陷如污痕或烧焦。
可以利用改善成型条件来解决困气问题,如减少注射速度,扩大排气孔,或者适当位置开设排气孔。
Inthefigurebelow,anairtrapresultsfromrace-trackinginapartwithalargethicknessratio.Inthiscase,theentrappedaircanbeventedbychangingthethicknessratioorbyplacingavent(e.g.,viaanejectorpin)attheairtraplocation.以下的例子中,困气是由于壁厚突变产生的跑马场效应引起的。
困气可以由减小壁厚变化率或者适当位置开设排气孔消除。
Remedies补救措施
Alterthepartdesign改变零件的设计
Reducethethicknessratio.减少壁厚变化
Thiswillminimizetherace-trackingeffectofpolymermelt.可以减少聚合物熔体的跑马场效应。
Alterthemolddesign改变模具的设计
Paycloseattentiontotheproperplacementofyourvents.密切关注开设排气孔位置
Placeventsintheareasthatfilllast.在熔体流动末端开设排气槽
Ventsaretypicallypositionedatdiscontinuitiesofmoldmaterial,suchasatpartingsurfaces,betweentheinsertandmoldwall,atejectorpins,andatmoldslides.排气孔通常开设在模具中断处,比如分型面、镶件与模具间隙、顶针、滑块等。
Re-designthegateanddeliverysystem.重新设计浇口和浇注系统
Changingthedeliverysystemcanalterthefillingpatterninsuchawaythatthelast-to-fillareasarelocatedattheproperventinglocations.改变浇筑系统可以改变充填形式使得流动末端布置好排气。
Makesuretheventsizeislargeenoughsothattheairpresentinthecavitycanescapeduringinjection.排气槽尺寸应足够大以使得气体可以在充填过程中排出。
Becareful,however,thattheventisnotsolargethatitcausesflashattheedgeofthemolding.Therecommendedventsizeis0.025mm(0.001inch)forcrystallinepolymers,and0.038mm(0.0015inch)foramorphouspolymers.但是,排气槽不能太大防止制品产生飞边。
对于结晶型塑料,排气槽应小于0.025mm,不定形塑料应小于0.038mm。
Adjustthemoldingconditions改善填充条件
Reducetheinjectionspeed.减少注射速度
Highinjectionspeedscanleadtojetting,whichcausesairtobecomeentrappedinthepart.Loweringtheinjectionspeedwillgivetheairdisplacedbythemeltsufficienttimetoescapefromthevents.速度过高会引起喷射,这会使气体无法逃脱。
较低的注射速度可以使气体有充足的时间从排气槽排出。
Blackspecks/blackstreaks黑斑和黑痕
Whatareblackspecksandblackstreaks
Blackspecksandblackstreaksaredarkspotsordarkstreaksfoundonthesurfaceorthroughoutamoldedpart.Brownspecksorstreaksrefertothesametypeofdefect,excepttheburningordiscolorationisnotassevere.黑斑和黑痕是出现于制品表面或贯穿在整个零件内部的黑点或黑条纹。
它们都是同种形式的缺陷,是不太严重的烧焦或色变。
Causesofblackspecks/blackstreaks
Blackspecksandblackstreaksarecausedbyoverheated(degraded,burned)materialorbycontaminationoftheresin.黑斑和黑痕是由于材料过热或树脂被污染而引起的。
Materialdegradation
Overheatedmaterialscandegradeandleadtoblackstreaks.Materialthatstaysinthenickedroughsurfacesofthebarrelwallandscrewsurfacesforaprolongedperiodoftimeafterheatingwillcharanddegrade,resultinginthedefect.材料过热会降解导致黑痕,材料在加热过程中停留在粗糙的料筒和螺杆表面的时间过长会烧焦并讲解,导致产品缺陷。
Materialcontamination
Contaminantsintheairormaterial,suchasdirtyregrind,foreignmaterial,differentcolormaterial,oralowermelt-temperaturematerial,arewhatmostoftenleadtoblackspecksandblackstreaks.Airbornedirtcanalsocausedarkspotsonthesurfaceofamoldedpart.在空气中或被其它材料污染,比如被污染的外来料,不同颜色的材料,低熔点材料,都通常引起黑斑和黑痕的原因。
空气中的粉尘也是会引起成型制品表面的黑斑。
Otherdefectsresultingfromthesamecauses相同原因引起的其他缺陷
∙Brittleness脆化
∙Burnmarks烧焦
∙Discoloration色变
Remedies
Handlethematerialcarefully小心使用材料
Makesurenocontaminatedmaterials,suchasdirtyregrind,areblendedintotheoriginalmaterial.确保没有被污染的材料,比如脏的再生料加入到原材料当中。
Putthecoveronthehopperandallbinsofmaterial.Airbornedirtcancontaminatetheoriginalmaterial,leadingtoblackspots.将容器盖上盖子,空气中的灰尘会污染原料导致黑斑。
Alterthemolddesign改变模具设计
Cleantheejectorsandslides.Thestreakscouldbecausedbythegreaseorlubricantsontheslidesorejectors.清洁顶针和滑块,条纹可以由滑块或顶针上的油脂或润滑油引起。
Improvetheventingsystem.Iftheblackspecksarefoundattheendofflowpathsorblindspots,theyarelikelycausedbyapoorventingsystem.Compressedairtrappedinthecavityissometimesignited,leadingtothedefect.改善排气系统,如果在流动末端或盲点发现有黑斑,有可能是由于排气不良引起的。
被压缩的型腔内的气体有时会被点燃,造成产品缺陷。
Cleanorpolishanynickedsurfaceontherunnersystemtokeepdirtfromlodgingintheseareas.
Cleanthemoldbeforemolding.清洁或抛光流道内的粗糙表面,使污垢远离这些区域。
并在成型前进行清洁。
Selectapropermachine选用适合的机台
Sizeaproperinjectionmachineforaspecificmold.
注射量应为注射机最大注射量的20%~80%,对于温度敏感型材料,变化范围应该更窄些,塑胶仿真软件可以为成型模具选择适合的注射机。
有助于避免塑料在加热料筒中停留时间过长。
Checkforscratchedordentedbarrel/screwsurfacesthattrapmaterial.检验刮伤或凹陷的料筒或螺杆表面是否留有材料
Thiscouldleadtothematerialbecomingoverheatedorburned.残存的材料将会过热或烧焦
Checkforlocaloverheatingbyarun-awayheaterbandoramalfunctioningtemperaturecontroller.检验是否因料筒加热器脱离或温度控制器的故障引起局部过热。
Adjustthemoldingconditions调节成型条件
Lowerthebarrelandnozzletemperature.降低料筒或喷嘴温度
Materialdegradationcanresultfromahighmelttemperature.材料讲解会由熔体温度过高引起
Purgeandcleantheinjectionunit.清洁注射装置
Theblackstreaksmightbecausedbycontaminationfromthebarrelwallorthescrewsurface.Whenmoldingwithtwomaterials,afterswitchingfromonematerialtotheother,theoldmaterialmightnotbepurgedfromthebarrelcompletely.Thiscouldgeneratedefectsduringthemoldingofthesecondmaterial.黑痕可能会由于被污染的料筒壁或螺杆表面引起。
当注射两种不同材料并从一种材料转换成另一种材料时,旧材料可能没有被完全清洗,在成型第二种材料时就会产生缺陷。
Avoidrecyclingrejectedpartswithblackspecksandblackstreaks.避免回收使用有黑痕或黑斑的不良制品。
Recyclingsuchpartscouldleadtofurthercontamination,unlessthey'llbeusedforpartsthatareinblackorforwhichsuchdefectsareacceptable.
回收利用该种类型的制品会导致更深一层的污染,除非它们是用于黑色或该缺陷是可以接受的零件。
Brittleness
Whatisbrittleness脆化
Abrittlemoldedparthasatendencytobreakorcrack.Brittlenessresultsfrommaterialdegradationleadingtoshortermolecularchainlength(thuslowermolecularweight).Asaresult,thephysicalintegrityofthepartissubstantiallylessthanthespecification.脆性零件有断裂或爆裂的倾向。
脆化是由于材料降解导致分析链缩短(可减轻分子量)造成的。
结果,零件的物理性能达不到要求。
FIGURE1.Degradedparttendstobebrittleandbreakeasily
Causesofbrittleness
Brittlenessiscausedbymaterialdegradationdueto脆化是由于材料讲解引起的:
∙Improperdryingconditions不合理的干燥条件
∙Impropertemperaturesetting不合理的温度设定
∙Improperrunnersystemandgatedesign不合理的流道系统和浇口的设定
∙Improperscrewdesign不合理的螺杆设计
∙Weldlineweakness结合线较弱
Otherdefectsresultingfromthesamecauses相同的原因会导致以下缺陷
∙Blackspecks/blackstreaks黑斑或黑痕
∙Burnmarks烧焦
∙Discoloration色变
Remedies
Adjustthematerialpreparation
Setproperdryingconditionsbeforemolding.成型前设置适合的干燥条件
Brittlenesscanbecausedbyexcessivedryingtimeordryingtemperaturesuchasatfullheatforseveraldays.Excessivedryingeitherdrivesoffvolatilesintheplastic,makingitmoresensitivetoprocessing,ordegradesthematerialbyreducingthemolecularweight.Materialsupplierscanprovideoptimumdryingconditionsforthespecificmaterials.脆化可能是由于干燥时间过久或干燥温度过高引起的。
过量的干燥不仅会使塑料不稳定,造成对工艺条件较为敏感,而且会使分子量减少造成材料降解。
材料供应商会对各种材料提供适合的干燥条件。
Reduceregrindmaterial.Thebrittlenesscouldbecausedbytoomuchregroundmaterialaddedintotheoriginalvirginmaterial.脆化也有可能是因为太多再生料加入到原料当中。
Changetoahigh-strengthmaterialsincelow-strengthmaterialstendtobecomemorebrittleifprocessedimproperly.在工艺条件不适当的条件下,如果强度材料容易脆化,则改用高强度材料
Alterthemolddesign
Enlargethesprue,runner,and/orgate.增大主流道、分流道、浇口。
Restrictivesprue,runner,gate,orevenpartdesigncouldcauseexcessiveshearheatingthataggravatesanalreadyoverheatedmaterial,causingmaterialdegradation.主流道、分流道和浇口甚至制品过小都会产生大量的剪切热,使材料的过热加重,引起材料降解。
Selectapropermachine/machinecomponent
Getabetterscrewdesignforthematerialyou'reusingtoachieveabettermixedmelttemperature.改善螺杆设计以使熔体充分混合并达到所需温度
Contactmaterialsupplierstogettherightscrewdesigninformationtoavoidimpropermeltmixoroverheatingthatleadstomaterialdegradation.联系厂商取得正确的螺杆设计尺寸,避免熔体不适当的混合或过热导致材料降解。
Adjustmoldingconditions
Reducethebarreltemperatureandnozzletemperature.减少料筒和喷嘴温度
Ifthebarrelandnozzletemperaturearetoohigh,thematerialinthebarrelwillbeoverheated,leadingtothermaldegradationandthecolorchange.如果料筒和喷嘴温度过高,料筒内材料将过热,导致降解或颜色变化
Reducethebackpressure,screwrotationspeed,orinjectionspeed.sinceshearheatingcanresultinmaterialdegradation.减少背压、螺杆转速、或注射速度,因为剪切热会导致材料降解
Withinthelimitnottooverheatthematerial,increasemelttemperature,moldtemperatureorinjectionpressureiftheweldlinehasatendencytocrack.SeeWeldlinesandmeldlinesformoreinformation.若材料结合线太弱,在材料过热极限范围内增加熔体温度,模具温度或注射压力
Burnmarks
Whatisaburnmark
Burnmarksaresmall,darkorblackspotsthatappearneartheendoftheflowpathofamoldedpartorintheblindareawheretheairtrapforms.烧焦是小,暗或黑色斑点出现在成型零件的流动末端或形成困气的盲点区域。
FIGURE1.Burnmarks
Causesofburnmarks
Entrappedair
Iftheinjectionspeedorinjectionpressureistoohigh,theairtrappedintherunnersystemandcavitycannotbereleasedtotheatmospherethroughtheventingsystemproperlywithinaveryshortfillingtime.Airtrapsalsooccurinimproperlyventedsystemswhenrace-trackingbehaviorissignificant.Consequently,theairwillbecompressed,resultinginaveryhighpressureandtemperature,andwhichwillcausethepolymertodegradeonthesurfaceneartheendoftheflowpathortheblindarea.如果注射速度或注射压力太高,在较短的注射时间下,流道或型腔内的气体无法通过排气系统释放到空气当中。
跑马场效应较为严重时,不合理的排气系统的设计奖产生困气。
所以空气将被压缩,导致压力和温度增大,这会引起流动末端或盲点区域的制品表面塑料降解。
Materialdegradation
Burnmarkscanalsoresultfromthedegraded(charred)materialsbeingcarrieddownstreamandthenappearingonthesurfaceofthemoldedpartorneartheventingareas.Materialdegradationiscausedby:
烧焦也有可能是因为已经降解的材料被带到下游并出现在成型零件靠近排气区域,材料降解原因:
Highmelttemperature
Excessivemelttemperaturecanbecausedbyimproperbarreltemperaturesetting,abrokenthermocouple,oramalfunctioningtemperaturecontroller.熔体过热是由于不适当的料筒温度的设定、损坏的热电偶或温控器失灵引起的
Highscrewrotationspeed
Ifthescrewspeedistoohighduringtheplasticizationperiod,itwillcreatetoomuchfrictionalheat,whichcoulddegradethematerial.在熔体塑化阶段,如果螺杆的速度过高,会产生较多的剪切热,这会导致材料降解。
Restrictiveflowpath
Whenthemeltflowsthroughrestrictivenozzle,run
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