注塑外观问题诊断.上海.16-2

注塑外观问题诊断徐昌煜CharlesHsu先进成型技术学会创会理事2012年4月16日雾斑Blush湖南省张家界,2009.7.24.车载支架方板,PC,浙江省乐清市,雾斑,2007.8.27.铁力士山(MountTitlis)山顶俯览阿尔卑斯山脉(Alps),Switzerland,2011.9.23.雾斑的定义:融胶的雾状色变。常在融胶流路断面积小处(如浇口)的下游出现。原因是融胶破折(meltfracture)。剪切应力ShearStress剪切速率黏度rateshearityvisstressshearwhere:cos::剪切应力新加模具1.模温太低2.浇口太小或进胶处型腔太薄熔胶流量大，断面积小时，剪切速率(shearrate)大，剪切应力往往跟着提高，以致熔胶破折(meltfracture)，产生浇口晕现象。CAE模拟，可以预测熔胶通过上述狭隘区时的温度、剪切速率和剪切应力。而CAE一般都会提供各种塑料料温、剪切速率和剪切应力的上限。CAE工程师可以根据分析结果作相应的调整，很快可以找出适当的浇口尺寸和进胶处型腔壁厚。雾斑Blush安装架,PC,浙江省温州市,雾斑,2010.11.12.1hx2.5wx1.5l浇口加在2t产品上雾斑Blush矩形边缘浇口设计RectangularEdgeGateDesignL=0.5~0.75mmh=浇口厚度gatethickness(mm)t=产品壁厚wallthickness(mm)W=浇口宽度gatewidth(mm)A=型腔表面积surfaceareaofcavity(mm2)n=材料常数materialconstant0.5forTPU0.6forPE,PS0.7forPOM(聚缩醛),PP0.75forABS,SAN,SBC(K-RESIN)0.8forCA(醋酸纤维素),PA,PBT,PC,PMMA0.9forPPO,PVC,PEEK,+GFh=nt30AnW当W2h,W取2hWhenW2h,useW=2hwthL雾斑Blush灰条,ABS+阻燃剂,浙江省温州市,雾斑,2010.8.19.0.5hgateattachedto1tpart1.5t1.5t雾斑Blush灰条,ABS+阻燃剂,浙江省温州市,雾斑,2010.8.19.加球体后雾斑减轻。再加此长方体后雾斑进一步减轻,甚至消除。雾斑Blush依循分洪的原理和方式，将雾斑上游的狭小浇口的进胶流量降低，可以减轻或消除雾斑。MobilePhoneWithoutIHTCWithIHTC浇口晕的定义:浇口附近产生的云状色变。经常呈日月之晕状。原因是熔胶破折(meltfracture)。浇口晕Corona越南下龙湾的月与星(月晕),2010.10.20.湖南张家界的日全蚀(日月之暈),2009.7.22.日出(日晕)Dijon,France,2011.9.23.模具1.模温太低2.浇口太小或进胶处型腔太薄熔胶流量大，断面积小时，剪切速率(shearrate)大，剪切应力往往跟着提高，以致熔胶破折(meltfracture)，产生浇口晕现象。CAE模拟，可以预测熔胶通过上述狭隘区时的温度、剪切速率和剪切应力。而CAE一般都会提供各种塑料料温、剪切速率和剪切应力的上限。CAE工程师可以根据分析结果作相应的调整，很快可以找出适当的浇口尺寸和进胶处型腔壁厚。浇口晕Corona剃须刀外壳,ABS,浙江省永康市,浇口晕,2005.9.28.浇口晕Corona剃须刀外壳,ABS,浙江省永康市,浇口晕,2005.9.28.潜伏楔板(1hx4w)式浇口加在2t产品上。浇口晕Corona气动工具零件,PBT,浙江省慈溪市,浇口晕,2006.4.21.浇口晕浇口晕Corona汽车前挡风玻璃装饰板,PP-T20,浙江省宁波市,银纹银纹SilverStreak汽车前挡风玻璃装饰板,PP-T20,浙江省宁波市,银纹下图之银纹与降解相关塑料1.做好除湿干燥2.材料贮存得当3.黏度降低模具1.喷嘴(nozzle)口径加大2.主流道(sprue)进口加大3.浇口(gate)加大因降解生成银纹的减免办法射出成型机1.融胶温度降低2.射速降低3.射压降低3.螺杆转速降低4.停留时间缩短汽车前挡风玻璃装饰板,PP-T20,浙江省宁波市,银纹下图之银纹与困气相关STUDYONSILVERSTREAKGENERATIONINDOWNSTREAMAREAOFRIBDURINGINJECTIONMOLDING射出成型期间，肋的下游产生银纹的研究The8thSAMTAnnualConference第八届先进成型技术学会年会XueHAN1,NobuhiroUSUI1,HidetoshiYOKOI21PlasticsTechnicalCenter,SumitomoChemicalCo.,Ltd.,Japan2InstituteofIndustrialScience,TheUniversityofTokyo,Japan(a)Coreblock(b)InsertribblockHoleforfixingnutInsertblockwithribs2040100400Gatelocation15151515105100404-1Fig.1ExperimentalmoldwithribsFig.4Illustrationforseveraleffectsofinjectionspeedandmeltflowindexonsilver-streakgenerationFlowdirection(b)Sectionviewalongtheribdownstreamline(a)RibareaBubbleatflowfrontBubbleinsidemoldedpart减免银纹最为有效的成型参数(mosteffectivemoldingparameters)：1.提高射出速度(injectionspeed)2.降低融胶温度(resintemperature)熔融指数(MFR)降低，减免银纹的绩效亦颇显著。因肋困气在其下游生成银纹的减免办法汽车前挡风玻璃装饰板,PP-T20,浙江省宁波市,银纹前沿到黄色圆弧虚线时，射速应升，以避免困气型银纹。前沿到红色圆弧虚线时，射速应降，以避免降解型银纹。喷流(jetting)的定义:熔胶自一受限区域(例如喷嘴或是浇口)，快速流入一过厚区，形成弯曲折迭似蛇的流痕。喷流痕JettingMark喷流痕JettingMark0.7t2.5t潜伏式浇口PA-GF20,喷流痕,温州国际会展中心贵宾厅,130人,2004.3.5.产品1.壁厚自薄至厚的断差太大壁厚自薄至厚的断差太大，塑流又别无选择的自薄处快速的流向厚处，会使得流动不稳，可能产生喷流。喷流痕JettingMark0.7t2.5t喷流痕JettingMarkPA-GF20,喷流痕,温州国际会展中心贵宾厅,130人,2004.3.5.模具1.冲击型浇口可避免喷流冲击型浇口将进浇的熔胶导向一固定面，以释除应力，可稳定塑流，避免喷流。重迭式浇口(overlapgate)和潜伏式浇口(submarinegate)可设计成冲击型浇口。喷流痕JettingMark使用重迭式浇口以避免喷流AvoidJettingbyUsingOverlapGate差的Poor好的Good正确的浇口位置以避免喷流AvoidJettingbyLocatingGateCorrectly差的Poor好的Goodh=浇口厚度gatethickness(mm)=ntW=t=产品壁厚wallthickness(mm)W=浇口宽度gatewidth(mm)A=型腔表面积surfaceareaofcavity(mm2)n=材料常数materialconstant0.5forTPU0.6forPE,PS0.7forPOM,PP0.75forABS,SAN,SBC(K-RESIN)0.8forCA,PA,PBT,PC,PMMA0.9forPPO,PVC,PEEK,+GF当W2h,W取2hWhenW2h,useW=2h.30nAASEC.A-AthW潜伏式浇口设计SubgateDesign2.浇口至型腔，断面积突然变大，容易产生喷流。浇口至型腔，断面积突然变大时，塑流不稳，容易产生喷流。浇口至型腔，断面积应逐渐变化，如凸片(tab)浇口或是扇形(fan)浇口，塑流得以平稳过渡，喷流得以避免。模具喷流痕JettingMark使用凸片浇口以避免喷流AvoidJettingbyUsingTabGate矩形边缘浇口设计RectangularEdgeGateDesignL=0.5~0.75mmh=浇口厚度gatethickness(mm)t=产品壁厚wallthickness(mm)W=浇口宽度gatewidth(mm)A=型腔表面积surfaceareaofcavity(mm2)n=材料常数materialconstant0.5forTPU0.6forPE,PS0.7forPOM(聚缩醛),PP0.75forABS,SAN,SBC(K-RESIN)0.8forCA(醋酸纤维素),PA,PBT,PC,PMMA0.9forPPO,PVC,PEEK,+GFh=nt30AnW当W2h,W取2hWhenW2h,useW=2hwthL浇口厚度因材料与加浇口处的产品壁厚而异，但以不小于加浇口处的产品壁厚的60%为原则。指示灯窗口,PC,一模32腔,只有5只可勉强交货,浙江省乐清市,喷流痕,2010.3.24.0.5hx1w浇口加在2t产品上指示灯窗口,PC,一模32腔,只有5只可勉强交货,浙江省乐清市,喷流痕,2010.3.24.LED照光式开关按键,PC,新北市,喷流痕,2010.3.17.0.4hx0.9w潜伏式浇口LED照光式开关按键,PC,新北市,喷流痕,2010.3.17LED照光式开关按键,PC,新北市,喷流痕,2010.3.17.0.4hx0.9w潜伏式浇口2.6t2.8t1.5t1.5t注塑机1.熔胶温度太高或是太低喷流与熔胶进浇后的膨胀效应(die-swelleffect)以及熔胶性貭(例如粘度及表面张力)的变化有关。对大部分的塑料而言，温度降低时使得上述的膨胀效应更为明显，而某些材料，例如rigidPVC，反而是当温度提高时膨胀效应更明显。2.射速太高采用优化螺杆速度曲线(optimizedramspeedprofile)，使熔胶前沿能够先以一较慢速度通过浇口，一旦舌形熔胶在浇口下游形成，螺杆速度可以提高。喷流痕JettingMark注射速度对熔体流动行为的影响实验结果表明，相同浇口尺寸下，注射速度对于熔体流动行为的影响十分显着。注射速度过快时，很容易出现喷流现象。t=1.4st=2.4st=3.4st=4.4s(a)V=5mm/s材料：LDPE(c)V=50mm/st=0.21st=0.29st=0.37st=0.54s(b)V=15mm/st=0.5st=0.83st=1.17st=1.5s波纹Ripple桂林漓江江面的波纹(美景)注塑产品上的波纹(不良品)Wolfgangsee,Austria,2009.6.4.模具1.浇口(gate)或/和近浇口处太窄浇口或近浇口处太窄，射速快时，剪切速率和剪切应力大，塑流不稳，容易产生雾斑(blush)、浇口晕(corona)、银纹(silverstreak)或/和喷流(jetting)等问题。射速慢时，熔胶前沿推进缓慢，固化层延伸到前沿，阻止前沿的喷泉流(fountainflow)将塑料连续性的卷到模壁上，形成垂直流动方向的缩痕，状如涟漪。波纹RippleLCMBezel,PC,台南市,波紋,2010.3.17.LCMBezel上浇口附近的波纹LCMBezel,PC,台南市,波紋,2010.3.17.1hx11.5w矩形边缘浇口加在2.1t产品上浇口附近的波纹LCMBezel上浇口附近的波纹射速高時，熔胶自薄的浇口进入型腔的流速高，剪切速率(shearrat