塑胶模具及成型缺陷分析-3

创世界品牌　　　建百年金发-1-内容提要塑料的成型加工方法注塑机以及成型参数简介制品设计注塑模具结构及其设计注塑成型及其缺陷原因分析Moldflow简介及分析流程技术支持与客户服务创世界品牌　　　建百年金发-2-注塑成型的过程创世界品牌　　　建百年金发-3-成型的周期时间创世界品牌　　　建百年金发-4-塑料的充填FillingPhasePressurizationPhase•Filling，计量的充填模穴•Pressurization，建立模穴压力•Compensation，挤入额外的塑料以减少收缩（冷却过程中发生的收缩）CompensationPhase创世界品牌　　　建百年金发-5-塑料的喷泉流动•描述塑胶分子在模具中的流动形态；与塑胶的流变性能及其长分子链有关；•出现的结果为，最先进入模具型腔的塑胶会因凝固而停留在浇口附近的区域•会直接影响到表面的分子形态和纤维配向。创世界品牌　　　建百年金发-6-剪切流动是熔融流体在外力下的相对滑动。固定移动固定固定(1)剪切流动(ShearFlow)剪切率是熔融流体剪切流动的速率。(2)剪切率(ShearRate)固定慢速移动低剪切速率固定快速移动高剪切速率剪切应力是熔融流体剪切流动的抵抗力，高粘度造成高剪切应力。(3)剪切应力(ShearStress)固定慢速移动低剪切应力固定快速移动高剪切应力塑料的剪切流动创世界品牌　　　建百年金发分子配向是由塑胶的剪切流动引起，凝固层存在最高的剪切率，故此区域的分子配向也是最高的。中心区域的剪切率较低，中间区域的分子配向也较低。流动截面/分子配向张力低配向高配向Shearrate-minmax高配向创世界品牌　　　建百年金发由剪切流动产生的热输入和进入模具的热损失之间应当是平衡的。较快的注射速率较慢的注射速率对比流动截面/热交换ColdMoldHotPlasticMeltHeatLossintotheToolFrozenLayerHeatInputHighShearRatePlasticFlow创世界品牌　　　建百年金发-9-欠注的原因分析（1）•欠注：是指模具型腔不能被完全填充满的一种现象。是我们成型时首先要避免的问题。材料增加熔体的流动性减少再生料的添加减少原材料中的气体分解模具设计浇口的位置设计保证其先填充厚壁，避免出现滞留现象，导致聚合物熔体过早硬化。增加浇口数量，减少流程比。增加流道尺寸，减少流动阻力排气口的位置设置适当，避免出现排气不良的现象（看欠注部位是否烧焦）增加排气口的数量和尺寸增加冷料井设计，排出冷料冷却水道的分布要合理，避免造成模具局部温度偏低创世界品牌　　　建百年金发-10-欠注的原因分析（2）注塑机检查止逆阀和料筒内壁是否磨损严重，上述磨损会导致注塑压力和注塑量损失严重检查加料口是否有料或是否架桥检查注塑机的能力是否能达到成型要求的能力工艺条件增大注塑压力增大注塑速度，增强剪切热增大注塑量增大料筒温度和模具温度增大注塑机的熔胶长度减小注塑机的缓冲量延长注射时间合理调整注射各段的位置和对于的速度、压力制件设计制件壁厚设计太薄制件存在导致滞流现象的加强筋制件的厚度存在较大差异，引起滞流在局部出现，无法通过模具设计来避免创世界品牌　　　建百年金发-11-欠注的原因分析（3）•迟滞效应：也叫滞流，如果在距离浇口比较近的位置，或者在垂直于流动方向的位置有一个比较薄的结构，通常为加强筋等，那么在注塑过程中，熔体经过该位置时将会遇到比较大的前进阻力，而在其主体的流动方向上由于流动畅通，无法形成流动压力，只有当熔体在主体方向充填完成，或进入保压时才会形成足够的压力对滞流部位进行充填，而此时，由于该位置很薄，且熔体不流动没有热量补充，已经固化，因此造成欠注。我公司材料中PC/ABS和ABS/PVC合金非常容易出现这种现象。创世界品牌　　　建百年金发-12-滞流现象导致的欠注上面的制件采用PVC/ABS，下面的采用了PC/ABS，红色箭头为浇口位置，黄色箭头和圆圈为滞流导致欠注部位，绿色箭头为推荐的浇口位置。材料流动性越差，滞流越明显。流动性好的尼龙等材料几乎不存在滞流问题，即使加玻纤的尼龙也很少有滞流现象。解决滞流欠注问题的措施：1.增加滞流部位厚度，制件厚度差异不要太大，缺点是容易引起缩痕；2.改变浇口位置为充填的末端，使该位置形成压力；3.注塑时首先降低速度和压力，使充填初期就在料流前锋形成较厚的固化层，认为增加熔体压力，这一方法是我们常用的措施；4.采用流动性好的材料。创世界品牌　　　建百年金发-13-应用中的欠注现象创世界品牌　　　建百年金发-14-溢料（飞边）的原因分析•溢料：又称飞边、溢边、披锋等，大多发生在模具的分合位置上，有时在顶杆和镶块等位置也有。模具设计合理设计模具，利于模具合模紧闭，不产生缝隙保障模具能够紧固在模板上，确保成型时不损伤模具检查排气口的尺寸，不超过材料的溢边值清洁模具表面打磨使模具产生合模不严的表面，使模具封闭较好注塑机设置适当锁模力保证注塑机的两块安装模板相互平行注塑机的锁模力不足所至，选择大锁模力的注塑机模具本身平行度不佳，或装得不平行成型工艺降低注塑速度降低料筒温度和喷嘴温度降低注塑压力和保压压力减少缓冲长度，使熔体不要在料筒中过填充降低模具温度材料提高材料的冷却速度塑料黏度太高或太低都可能出现飞边原材料颗粒不均时，导致加料量不稳定，产生飞边吸水强的材料，或对水分敏感的材料，会因干燥不充分大幅降低材料流动性，增加材料黏度，导致飞边产生创世界品牌　　　建百年金发-15-流痕的原因分析•流痕：是指在浇口附近呈波浪状的表面缺陷。若波浪特别明显，就成了震纹，这种波浪就不仅仅是视觉所见的痕迹，而是可以触摸到的台阶状的凹槽。震纹产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时，前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来，而后来的熔料又胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹。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创世界品牌　　　建百年金发-16-跑马纹的成因图解FlowfrontcoolsdownnearthewallCooleddownouterlayerimpedesdirectfrontalflowtothewallFlowfronttouchesmoldwallagain创世界品牌　　　建百年金发-17-喷流纹的原因分析•喷流纹：是从浇口沿着流动方向，弯曲如蛇行一样的痕迹，故也叫蛇形流。其形成原因：是由于树脂由浇口开始的注射速度过高所导致。解决措施：模具设计1.在浇口前面加阻逆针，防止料流喷射2.扩大浇口横截面成型工艺1.调低注射速度都是可选择的措施。2.提高模具温度，也能减缓与型腔表面接触的树脂的冷却速率，这对防止在充填初期形成表面硬化皮，也具有良好的效果。3.调低材料的流动性4.降低熔体温度材料降低材料流动性用moldflow模拟的喷流纹现象。创世界品牌　　　建百年金发-18-缩痕的原因分析•缩痕：也叫缩水、凹痕、塌坑、瘪形等，是指制件在壁厚处出现表面下凹的现象，常在加强筋、沉孔或内部格网处出现。收缩不成，则形成空洞。材料注塑前先根据原料商提供数据干燥原料模具设计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在筋位采用气体辅助注塑对于小制件以及壁厚较薄的制件，目前出现了一种新的成型工艺－外部气体辅助注塑成型工艺选择适当的注塑机和模具切换材料时，把旧料完全从料筒中清洗干净。增大背压改进排气系统降低熔体温度,提高注塑压力或注塑速度螺杆注射结束后，前端留有一定缓冲，便于补料制件设计避免制件存在过大的厚度差异，导致收缩量差异太大引起缩痕；必须差异大时，尽量使尺寸过渡平缓筋位的尺寸设计要合理创世界品牌　　　建百年金发-19-缩痕或空洞的固化过程图解及案例空洞(Void)凹陷(SinkMark)创世界品牌　　　建百年金发-20-银纹、气泡和气孔原因分析•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。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，会造成热敏性材料高温分解成型工艺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改进排气系统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创世界品牌　　　建百年金发-21-重叠成型（Overmolding）粘接不劳•Overmolding的工艺过程是，首先用第一种材料成型内层零件，然后旋转动模，再用第二种材料成型外层零件，使外层零件叠加在内层零件上。如MP3、手机外壳等电子产品。对于电动工具行业的制件是分两套模具，第一套模具用来成型内层制件，第二套模具用来包胶，一般注射TPE之类的软胶。常见的缺陷是：包胶粘接不劳，外观差，以及欠注。粘接不劳常用解决措施：1.最好是注塑结束后立即进行包胶，最好采用双色注塑；2.包胶注塑时，内层材料包胶部位要干净清洁（不要人为进行清洁），无油污，无灰尘；3.包胶不好除去外层软胶后，不可再进行二次包胶；4.提高注射速度和偏高的熔体温度，有利于提高粘接劳度；5.包胶之后立即检测效果不好，不能反映真实情况，放置一段时间检测，效果会更好；6.被包胶部位的表面避免使用脱模剂；7.材料方面出现问题时要从内外层材料两个方面来考虑，不能只考虑外层软胶的材料因素，有时内层材料也很重要。撕裂时，接触面出现图示白痕表示粘接效果较好。创世界品牌　　　建百年金发-22-熔接痕的原因分析•熔接痕：熔融塑料充填型腔时由于多浇口注射，或遇到嵌件、壁厚不均、孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时以及发生浇口喷射充模时，因不能完全融合而产生线状的痕迹。材料增加塑料熔体的流动性减少粉体比例和液体添加剂的使用模具设计减少浇口数量或改变浇口的位置增设排气槽工艺条件增加注射压力、注射速度和保压压力增加熔体温度降低脱模剂的使用量提高螺杆转速，使塑料黏度下降增加背压压力，使塑料密度提高制件设计减少孔和壁厚不均的设计通过增设加强筋使熔痕被后续料流挤入筋内调整嵌件位置创世界品牌　　　建百年金发-23-制品发脆的原因分析•发脆：制品发脆很大一部分是由于内应力造成的材料•注塑前设置适当的干燥条件，塑胶如果连续干燥几天或干燥温度过高，尽管可以除去挥发分等物质，但同时也易导致材料降解，特别是热敏性塑料•减少使用回收料，增加原生料的比例•选用合适的材料，选用高强度的塑胶模具设计•增大主流道、分流道和浇口尺寸，流道避免出现尖锐的角，过小的主流道、分流道或浇口尺寸容易以及尖锐的拐角导致过多的剪切热从而导致聚合物的分解注塑机选择合适的螺杆，塑化时温度分配更加均匀。如果材料温度不均，在局部容易积聚过多热量，导致材料的降解工艺条件降低料筒和喷嘴的温度降低背压、注塑压力、螺杆转速和注塑速度，减少过多剪切热的产生，避免聚合物分解如果是熔解痕强度不足导致的发脆，则可以通过增加熔体温度，加大注塑压力的方法，提高熔解痕强度降低开模速度、顶出速度和顶出压力制件设计制件中部流体要流经部位不要出现过薄的壁厚制品带有容易出现应力开裂的尖角、嵌件、缺口或厚度相差很大的部位创世界品牌　　　建百年金发-24-制品变色的原因分析•变色：制