62注塑成型异常分析及处理

注塑成型异常分析及处理制品不良现象时有发生.这些不良现象可能是由于操作人员没有掌握好适当的工艺条件,也可能是制品设计不合理,或模具,注塑机没达到设计要求而造成.影响因素错综复杂,变化纷繁.当然,也有一定的规律可循,这就是本章将要讨论的问题.由实践可知,制件的缺陷主要决定于制件的设计或模具的制造精度和磨损程度.对于一个成熟的塑料加工厂,如果使用的注塑机和模具在各方面都比较合理,那么是比较容易获得合格的制件的.但是,如果加工厂的经验不多,又遇到机台或模具出现这样或那样的问题的话,发生质量事故就多,老问题没了,新问题又出来.事实上,加工厂的技术员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来问题而成效不大的困难局面.不过,调整工艺是比较直接,快速的方法,只有当工艺手段确实难以解决制品缺陷时,可从模具及制品设计,原材料,注塑机上考虑进行改进.当然要综合考虑它的可行性,难易程度,是否快速,经济等.第一节制件不满1制件不满或制件缺料,可用下列方法检查A工艺参数设定AA预塑料量AAA增加预塑量AAB检查背压大小AB注射时间ABA增加时间ABB增加注射速度AC注射压力ACA增加注射压力ACB增加料筒温度AD模具温度ADA增加模具温度ADB检查射嘴温度B检查模具BA减少L/T值(流程与厚度之比)BB检查浇口,流道,主流道BC检查模具排气BD冷料井C材料CA润滑剂不够CB流动性太差CC回收料太多,或回收次数太多CD材料分解D注塑机DA螺杆,炮筒磨损DB检查射嘴孔径DC过胶圈或过胶垫是否磨损DD加热是否失灵DE注射容量过小2原因分析2.1在注塑成型工艺参数设定方面AA预塑量的设定V预塑=(1.4~1.1)*V制件一般应有10~40%的缓冲量,以便补缩.粘度较高的塑料如ABS,PC等应调较高料量,结晶性比容变化大的塑料如PE,PP,PA等应调较高料量.颗粒大,空隙多,背压小时应调较高料量.当V预塑比V制件大得多的情况下,即当料筒端部存料过多,缓冲垫过大时,注射螺杆要消耗额外多的注射压力来压紧,推动料筒内的超额料量,这就大大地降低了进入模腔的塑料的有效压力,反而使制件难以充满,或需要额外大的注射压力来充填.AB注射时间当注射时间调得较长时,有T注射时间=T充填+T压缩+T保压当注射时间调得较短时,可能T注射时间=T充填或充填不足螺杆就开始预塑了.无压缩和保压阶段,也就注不满.T充填=L螺杆行程/V注射速度=L1/V1+L2/V2+L3/V3+......(多级注射情况)当注射速度加快时,T充填可减少,从而使压缩和保压时间相对增加.当螺杆注射指针不动或保压一段时间后,制件还不满,就要考虑加大注射压力.AC注射压力熔融塑料在偏低的工作温度下粘度较高,流动性差,要以较大压力注射;L/T值偏大时,也要以较大压力充填.例如PC,ABS,AS等.彩色制件,由于染色剂的不耐高温性限制了料筒温度的升高或螺杆转速和背压的加大.这就要以高的注射压力来弥补.回收料太多或全部回收料,而L/T值过大时,就要加大注射压力,否则难以充满,例如:花都炭步永利塑料厂,用PE打插花筒制品,要求用全回收料薄壁成形.成型温度不能设得太高,否则会引起回收料的进一步降解和分解变脆.为节省材料壁要求薄(L/T过大),这就一定要用高压,快速充模,否则易缺料.由此可知,充填速度对于一些形状复杂,厚薄变化大,流程长,以及粘度大的塑料制品具有十分突出意义.熔体温度过低塑料的熔体温度过低,粘度大.而熔体温度可通过料筒温度,背压和螺杆的转速来调节.而料筒可分为几段设定,根据注塑机的大小不同而分段不同.前炉(靠近射嘴处)温度低.进入模腔的熔料,绝大部分来自前炉,如果这部分的温度低,进入模具的熔料粘度将过早地上升到难以流动的状态,妨碍了对制品远离浇口处的充模.中炉温度低.粘度大的塑料流动困难,粘性塑料拖滞螺杆向前运动.结果,虽然注射压力表已显示出相当大压力,但实际上从喷嘴出来的熔料压力不够大,低压慢速而进入模穴.喷嘴温度低.在固定加料操作中常有此现象发生,因为喷嘴与冷的模具长时间的接触,传走了热量,使喷嘴温度降低到物料熔点温度以下而冻结,可用火焰加热以加速喷嘴升温.生产周期过短,由于周期过短,料温来不及跟上,也会造成缺料,这在电压向上下波动辐度较大的地方尤为明显,应根据供电电压对生产周期作相应调整.调整时一般不要改变注射时间,主要考虑冷却时间,这样既不影响充模成型条件,又可延长料粒在料筒内的预塑时间.ADA增加模具温度由于模具局部或整体温度过低,熔体入模后冷却过快,难以充满各个角落,这在开始生产,冷模情况尤其突出.不过,一般都会在注塑数个制品后,便逐渐获得足够的温升,如果制品老是充填不满,就要考虑降低模具冷却速度或施加加热,以免不断打出过多的废品,对于大型制品的生产更是如此.根据模具具体情况,改变冷却水出入口位置或变更冷却水的流动路线,可改善模具冷热温区的温度分布状况,使缺料部位得到强化温升,利于料的流动和充填.ADB喷嘴冷料对于PA,POM,PET等易流涎的塑料,因顾及减少压力损失而没有在喷嘴中加自锁装置.一般情况下抵紧直流道口的喷嘴温度,在一定温度范围内能够让存料不进不退,但是如果喷嘴及前炉温度过高,或是在高压状态下料筒前端贮料过多,将会使塑料在未开始注塑而模具尚未锁上的情况下,就已进入主流道入口并在模板的冷却作用下变硬,从而削弱了喷嘴的射料能力,妨碍熔料顺畅地进入模穴.这种情况可考虑降低背压或用松退抽胶,避免熔料前端熔料压力过大而流涎.2.2制品设计与模具制造方面B检查模具模具的浇口,流道,冷却系统以及制品的L/T值的合理配置,对熔体在模具里的流动有重要意义.BA制品的L/T值不能过大制品形状过于复杂,转折多,模具阻块多,进料位置不当,浇口数不够或浇口形式不当.制品局部断面过分薄或整个制品过分薄,造成熔体在模内流动长度与壁厚之比过大.对于这种情况,应增加整个制品或局部的壁厚,也可在填充不够处的附近,设置辅助流道或浇口解决.BB检查浇口,流道,主流道等多型腔模具如有浇口不平衡的情况,根据情况适当平衡浇口,把难注满的型腔,加大浇口尺寸.必要时减少注射型腔的数量,以保证其它型腔制品合格.流道(主流道和分流道)太小,太薄或太长,增加了熔体流动阻力.对于主流道应增加直径对于分流道,流道截面应改成增效梯形或圆形,以减少熔体在流道里的压力损失.对于剪切敏感的塑料(PP,PE,PS)流道又不能过大,否则影响剪切热的产生而难充模.流道,浇口粗糙有伤痕,或有锐角,光洁度不够,影响料流不畅.BC模穴内排气不良.由于这种原因而造成制品不满的现象非常频繁,当熔料进入模穴时,入口首先封闭,迫使空气积压在某个局部位置,阻止熔料的填充而缺料.有时也因充模过快,模腔中的空气来不及从分型面逸出而被压缩,后进的料在型腔中受到不断升高的气压阻挡,最后达到力的平衡点就形成缺料.这种现象多发生在制品转弯处,深凹陷处,被厚壁部分包围着的薄壁部位以及侧浇口成型的薄底壳形件的底部等处.消除这种缺陷的有效办法有,在缺胶位置开设排气孔道,或选择合理的浇口位置使空气容易预先排出,必要时可将型腔的困气区域的某个局部位置制成镶件,使空气从镶件缝隙逸出.也可利用顶针或顶块的缝隙排气,在顶针杆上开斜口等.BD冷料井主流道没有开设冷料井,或冷料井太小,熔料流于分流道时,由于前端料过冷,粘度大或结块而塞住流道.分流道没有开设冷料井或冷料井太小,前端泠料可能塞住浇口,或在制品上形成冷料斑.2.3材料方面C材料材料流动性太差,粘度太大,逸出的气体太多都会影响熔体的顺利充模.CA润滑剂不够再生料往往反映难以充模的倾向,实验证明,由于氧化裂解生成的分子断链单位体积密度增加,从而增加了在料筒和型腔内的流动粘滞.再生料助长较多气体物质产生,使注射压力损失加大.可加入适当的润滑剂:1,硬脂酸;2,硬脂酸盐.它能提高塑料的流动性,提高稳定性,减少气体物质的阻力.使制品脱模容易.CB流动性差可改用流动性较好的材料成型或将其改性与其它塑料共混,又能满足制品的要求.玻纤等刚性添加剂加得太多也会使材料的粘度增大,熔体指数减少,从而流动性差.同种材料的分子量过大,熔体指数小,流动性差.同种材料的分子量分布太窄,流动性差.可加适当的回收料解决.2.4注塑机方面DA螺杆,炮筒磨损.当注塑机使用过久,螺杆,炮筒的磨损,造成回流过大,压力不足.当使用回收料中的铁,砂太多时,易使螺杆,炮筒磨损加剧.DB检查射嘴孔径喷嘴孔径太小,料流的面积比容大,容易冷却堵塞进料通道或消耗较多注射压力.喷嘴孔径太大,料流在喷嘴处无剧烈剪切升温过程,使熔料逐渐冷下来而难以充满模穴.喷嘴孔径的大小可用如下的方法确定.方法1:D=K*Q√Q∕3_Q为注射量,K为塑料性能决定的系数,对热敏性,高粘度塑料取0,65~0,80;对一般性塑料取0,35~0,40方法2:根据实际经验:对于高难度粘度塑料,D为螺杆直径的1/10~1/15,低粘度塑料为1/15~1/20.DD加热系统失灵温度计不准,明高实低,或加热圈已烧坏,或热电偶失灵,未曾发现或没有及时修复更换.可用水口料与加热圈接触检验加热圈是否加热.如能很快熔融水口料,说明加热圈没失效,否则更换.加热功率不够对应较短生产周期.DE注塑机塑化容量小当V预塑大于注塑机额定最大容量时,显然供料量不足而缺料.但当制品重量接近最大注塑容量时,就有塑化不够充分的问题,料在筒内受热时间不够,结果,不能及时向模具提供有适当熔融流动粘度的料.这种情况只有换容量大的注塑机,才能根本解决问题.对于熔融范围窄,比热较大的塑料如PA66需用塑化容量大的注塑机,才能保证料的供应.其它有喷嘴与模具配合不良,漏胶.第二节收缩凹陷(缩水)缩水主要出现在制品厚壁,冷却缓慢,肋条等部位.1.1收缩在制品收缩凹陷或缩水,可用下列方法检查1.2原因分析1.2.1工艺参数设定方面AA预塑料量同3,1,2,1AB远浇口处凹陷ABA增加填充时间在远浇口处凹陷部位宜用慢速填充,以便形成硬皮层,故在凹陷部位的填充时间相对增加,有时还有远浇口处的排气,宜用慢速.YNNY同3,1,4同3,1,3D注塑机ABB降低注射速度这里所指的是远离浇口处的注射速度,但开始的填充速度要快.ABC增加填充压力主要是指填充完后转换到压缩段的压力,让厚壁部位形成硬壳层后加压.ABD调整料温压力越高比容越小,温度越低比容越小.要减少收缩凹陷,也就要减少比容V,也就是给熔体加压和减少熔体与常温的温度差,但当熔体温度太低时,压力不能传递到壁厚凹陷部位.所以要求料温调整到适当位置.ABE增加模温由于凹陷部位离浇口较远,如果模温太低,熔体粘度上升太快,压力不能传递到远离浇口的凹陷部位而注不满.但模温太高可能产生飞边.AC近浇口处凹陷ACA增加保压时间,熔体进入模穴后,遇冷模而收缩,使制品的比容增大,密度减少,应维持一定的保压时间进行补充.ACB调整注射速度根据制品的结构不同,有时需用快速充模,有时需用慢速充模.ACC增加保压压力增加保压压力和延长时间,目的都是为了补充因制品收缩而所需要的熔料,但当塑料流动性大时,高的压力会产生飞边引起收缩凹陷,这时可适当降低料温或改用流动性低的塑料成型.ACD调整料温有时降低熔体温度,特别是前段温度,使进入模穴的比容变化减少,容易冷固,有时提高熔体温度,使熔料粘度下降,容易充模.ACE降低模温,以加速塑料熔体表面固化定型.例,用PS料成形电话机透明字粒时,宜用注射压力大,中速偏慢,60~90度的模温成型.由于字粒特厚,约7mm左右,要用较大的压力,以降低熔体比容.对应的锁模力也应足够大,否则易产生飞边.注射速度太快易产生气纹,太慢易产生波纹,模温太高,成型周期处长.冷却时间短易产生缩水,因字粒太厚,在表面没有固化的情况下易收缩凹陷,所以增加冷却时间可减少缩水.例,广顺塑料模具厂用AS料成型,在远浇口处有一壁厚的扣位,浇口用点浇口方式,在扣位处易产生真空泡,可用低料温,慢速,适当模温成型,慢速是为了不使点浇口过早封闭,让它有一定的料流进行补缩,当流道有气泡时,说明主流道先被封闭,应加大主流道或流道.注意它不能用加保压或时间,更不