注塑成型缺陷之熔接痕标准化解决方法

Moldflow注塑成型缺陷之熔接痕标准化解决方案一、熔接痕形成机理熔接痕（有称夹水纹）是由模具不同位置浇口处流出的熔融塑料汇聚时形成的交接痕迹。熔接痕的形成原因是由于各浇口流出的熔料经过形状复杂的型腔到达汇聚处时各自的温度、压力、速度不完全一致而产生的。熔体汇合时形成的接缝分熔合线(meldline)和熔接痕(weldline)，熔合线的性能明显优于熔接痕。一般而言，汇合角大于135度时形成熔合线，小于135度时形成熔接痕，如下图所示。熔合线的性能明显优于熔接痕，汇合角对熔接缝的性能有重要影响，因为它影响了熔接后分子链熔合、缠结、扩散的充分程度，汇合角越大，熔接缝性能越好。图1：熔接痕和熔合纹的定义二、熔接痕的表现形式熔接痕是注塑件的薄弱环节，不但影响制品的外观，而且易于产生应力集中，影响制品的总体强度。三、熔接痕的评价规格熔接痕一般是两股熔体汇合时形成的表面刻痕，可以通过表面粗糙度计（如图3）来测量，其评价规格可由熔接痕的深度（如图4）来衡量（如图5熔接痕质量的评价规格）。图3：测量熔接线的表面粗糙度计WeldLineWeldLineWeldLineWeldLine表面粗糙度测量计表面粗糙度测量计WeldLineWeldLineWeldLineWeldLine表面粗糙度测量计表面粗糙度测量计WeldLineWeldLineWeldLineWeldLine表面粗糙度测量计表面粗糙度测量计WeldWeld深度深度WeldLine测量结果WeldWeld深度深度WeldWeld深度深度WeldLine测量结果图4：测量获得的熔接线深度图5：熔接痕质量的评价规格四、熔接痕产生的原因及改善的对策熔接痕的质量与人机料法环等因素都有直接或间接关系，关键是要把握影响的主要因素，并确定正确的改善措施。熔接痕改良措施见下表：熔接痕产生原因改善对策塑料流动性不佳改善模具浇注系统的滞流现象，扩大浇口、流道和注射口，改善物料的流动性。添加补强料太多玻纤含量越高，熔接痕强度越低。玻纤长径比增加时，熔接痕强度降低。0123456012345WeldLine深度(μｍ）质量水平NGNGOKOKGoodGoodBadBadWeldLineWeldLine深度深度≦２≦２μμｍｍ制品壁厚太薄或壁厚差异太大优化制品壁厚波前汇合角太小。当波前汇合角小于135°时，形成熔接线，大于135°时，形成熔合线。熔接线较之熔合线，两边分子相互扩散得少，品质较差。当遇合角在120°到150°之间时，熔接线表面痕迹逐渐消失。遇合角的加大，可藉制品厚度调整、浇口位置和数目更改、流道位置和尺寸改变等达到目的。模具模具温度太低提高模具温度，减少模具内冷却剂的流量流道、浇口位置不当或太小、太长浇口的长度一般小于1mm。长于此，易生问题。浇口嵌块的使用，使得浇口尺寸较易修改。浇口从小开始试，增量以10%为原则。譬如0.50mm太小，下一次就试0.55mm。调整浇口位置，使熔接痕移至不可见位置。模具排气不良检查有无设置冷料穴，或其位置是否正确，在欠注部位增设排气沟槽或排气孔。对结晶性材料，排气槽间隙为：0.025mm，对非结晶性材料，排气槽间隙为：0.035mm。工艺注射速度太低增加注射速度保压太低增加保压，尽早进行保压切换物料温度太低适当提高料桶及喷嘴温度，延长注射周期，减小模具内冷却剂的通量熔融塑料流量不足加大注射流量或浇口尺寸注塑机料管温度太低料管温度太低时，熔胶波前形成熔接线时，温度太低，接合不良，线条明显。提高料温，使得熔胶波前在形成熔接线时，温度适中，线条不明显。熔接线形成时，相遇二波前温度的差异和各波前的温度，以及熔接线形成后压力的大小，决定了熔接线的质量。温度愈低、温差愈大(10°C以上)、压力愈小，质量愈差。背压不足提高背压，可以改善熔接线质量。射压或射速过低增加射压或射速自然可以改善。射压和射速是相关连的，同时增加二者并不恰当。因为进行调整前，并不清楚造成熔接线明显的原因是射压还是射速。应择一调整，观其后效，再决定下一步动作。每次射压或射速调整的增量以10%为原则。每次调整后，大约要射胶10次才可达到稳定状态五、Moldflow熔接痕技术标准通过Moldflow在计算机上对不同的设计方案进行模拟分析，找出所有熔接线的位置及其质量，是帮助改进熔接痕质量的有效工具。对应于熔接痕的评价规格，MoldflowWeldLine汇合角评价标准：WeldLineWeldLine汇合角汇合角基准：基准：WeldLineWeldLine汇合角汇合角≧７５°≧７５°WeldLine汇合角图6：Moldflow熔接痕汇合角评价标准假设本例熔接痕深度≦2µm，熔接痕不可见，质量好。对应于该评价标准Moldflow的评价基准是WeldLine汇合角≧75º时熔接痕不可见。Moldflow参数标准化评价基准Moldflow对应有效分析结果Moldflow结果示例汇合角熔接痕汇合角度越大，其质量越好。条件基准无定性脆性材料无定性韧性材料半结晶性材料黑色材料透明材料1．WeldLine（选Hightlight的Weldline）2．FillTime的Coutour模式压力熔接痕处压力大,其质量就好条件基准1．WeldLine（选Hightlight的Pressure相关结果）2．PressureXYPlot汇合温度形成熔接痕的两股熔体前峰温度的温差应小于10度，熔接痕处的温度应不小于注射成型温度20度条件基准1．WeldLine（选Hightlight的Temperature相关结果）2．TemperatureatFlowFront冻结层因子（Frozenlayerfraction）冻结层因子值(0~1)越小，熔接痕质量就越好。条件基准1．FrozenLayerFraction六、Moldflow解决熔接痕的成功案例1.汇合角优化案例：汽车保险杠问题：熔接痕汇合角较小，熔接痕明显、质量差2020°→ＮＧ°→ＮＧ2020°→ＮＧ°→ＮＧ解决方案：修改局部壁厚，汇合角增大，大于120度，熔接痕质量得到改善t=4.0mmR角止点t=4.5mmt=3.5mmBL截面(中心开口截面）t=1.5mmt=4.0mmR角止点t=4.5mmt=3.5mmBL截面(中心开口截面）t=1.5mmt=4.0mmR角止点t=4.5mmt=3.5mmBL截面(中心开口截面）t=1.5mmt=4.0mmR角止点t=4.5mmt=3.5mmBL截面(中心开口截面）t=1.5mm2．壁厚优化案例：汽车格栅问题：熔接痕位于表观面，影响表观质量解决方案：修改制品局部壁厚3.压力以及凝固层优化方案1的模温：65度，熔体温度：210度T=8.3s时方案1的冻结层因子为0.5075问题：熔接痕质量差解决方案：通过增加熔接痕处的压力及降低熔接痕处的冻结层因子方案2模温：80度，熔体温度：235度方案2的冻结层因子为0.3630，比方案1的熔接痕质量较好注射成型温度是235度，熔接痕处的温度大于235度，熔接痕质量较好增加一浇口,使熔接痕处过保压,压力大大提高,熔接痕质量较高方案1:冻结层因子小,熔接痕处压力小方案2:冻结层因子大,熔接痕处压力大