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塑胶知识

2023-09-10 来源:独旅网
塑胶制品缺陷之解决方案

一、缩水1.通常易缩水的原料都属于结晶性的,如尼龙、百折胶等等。

各种塑料的缩水率:代号GPPSHPPSSANANS LDPEHDPEPP PPOPA6PA66塑胶原料普通级苯乙烯,硬胶不碎级苯乙烯,碎硬胶AS胶聚丙烯胶,丁二烯,苯乙烯低密度聚乙烯,软胶高密度聚乙烯,软胶聚丙烯,百折胶PPO胶尼龙6尼龙66聚缩醛,宝钢,特灵CABPETPBTPCPMMAPVC硬PVC软PUEVAPSF酸性胶,酸醋纤维PET胶PBT胶聚碳酸酯,防弹胶亚克力硬PVC软PVCPU胶,乌拉坦胶EVA胶聚缩 水率0.40.40.20.61.5-5369271-4.70.610.8-1.520.52.251.5-2.00.60.50.1-0.51-50.1-310.72、射出技术

在射出技术控制方面,出现缩水的情况有:压力不足,射出速度太慢,浇口太小或浇道太长等等。所以在使用射出机时,必须注意成型条件及保压是否

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足够,以防造成缩水问题。3、模具及产品设计方面

模具的流道设计及冷却装置,对成品之影响亦很大,由于塑料之传热能力较低,故距离模壁越远越厚,则其凝固及冷却较慢,应有足够的填满模腔,使射出机的螺杆在射出或保压时,塑料不会倒流而减低压力。另一方面水口亦不能冷凝太快,以免半固塑料阻塞流道造成压力下降,引致成品缩水。不同的模流过程有不同的收缩率,熔胶筒的温度控制得宜,可防止塑件过热,延长周期,可确保制品有充份时间冷却。

缩水可能发生之原因及处理方法:故障原因模具进胶不足熔胶量不足射出压力太低保持压力不够射出时间太短射出速度太慢浇口不对称射料嘴阻塞料温过高模温不当冷却时间不够排气不良料管过大螺杆止逆环磨损塑品厚薄不均增加入料适量入料,适度调高背压增加熔胶计量行程提高射压增长射出时间增加射速调整模具入口大小或位置拆除清理降低料温调整适当之温度酌延冷却时间在缩水处设排气孔更换较小规格料管拆除检修增加射压处理方法第 2 页,共 14 页

二、成品粘模(脱模困难) 在射出成型时,成品会有粘模发生。首先要考虑射出压力或保压压力是否过高,射出压力太大会造成成品过度饱和,使塑料充填入其他的空隙中,致使成品卡在模穴里脱模困难,在取出时容易有粘模发生。而当料管温度过高时,通常会出现两种现象:一是温度过高使塑料受热面分解变质,失去它原有之特性;并在脱模过程中出现破碎或断裂,造成粘模。二是胶料充填入模穴后不易冷却,需加长周期时间,殊不合经济效益,所以需适度依胶料之特性调节其运作温度。至于模具方面问题,假如进料口不平衡,会使成品冷却的速不一致。所以成品在脱模时易粘模现象,这时就要在模具上作改进的措施。

成品粘模可能发生的原困及处理对策故障原因填料过饱射出压力或料筒温度过高保压时间太久射出速度太快进料不均使部份过饱冷却时间不足模具温度过高或过低模具内有脱模倒角(undercut)多穴模进料口不平衡,或单穴模各进料口不平衡深筒件脱模排气设计不良螺杆前进时间太长模心错位模具表面过于粗糙处理方法降低射出剂量,时间及速度降低射出压力或料筒温度减少射出时间降低射出速度变更溢口大小或位置增加冷却时间调整模温及两侧相对温度修模具除去倒角限制塑料的流程,尽可能接近上流道提供充份的逸气道 减少螺杆直前进时间调整模心,并使用\"退拔\"角锁紧之抛光模穴表面第 3 页,共 14 页

三、浇道粘模(脱模困难)故障原困浇道过大浇道冷却不够浇道脱模角不够浇道凹弧与射嘴之配合不正浇道内表面不光或有脱模倒角浇道外孔有损坏无浇道抓锁处理方法修改模具延长冷却时间或降低料管温度修改模具增加角度重新调整与配合检 修模具检修模具加设抓锁四、成品内有气孔故障原困材料中有水气射料不足填料量不足以防止过度之缩水成品断面,肋或柱过厚射出压力太低射出时间不足浇道溢口太小射出速度太快原料温度过高以致分解冷却太长水冷却过急背压不够模具温度不平均料管温度不当变更成品设计或溢口位置提高出压力增加射出时间加大浇道及入口调慢射 出速度降低原料温度减少模内冷却时间,使用水浴冷却减短水浴时间或提出水浴温度提高背压调整模具温度降低射嘴及前段温度,提高后段温度处理方法成型以前将材料确实烘干,避免在成型以前发生过度的温度变化检查温度射出压力及射出时间是否不够第 4 页,共 14 页

五、成品变形 塑品出现翘曲的原因很多,例如:出模太快,模温过高,模温不均及流道系统不对称等。其中两种最大的可能性为:

(一)、塑件厚薄不均或转角不够圆滑,因而不能平均冷却收缩,导致翘曲变形。(二)、有些平板型塑件,为了表面美观,流道浇口得设在浇口边角上,一面射胶时,熔融塑料只能由一端高速射入模腔内,因此被凝固于模腔内的塑胶份子,均被拉直往同一方向之排列状态(称为取向)此时塑件之内压力很大,脱模时这些分子,又被拉回原来的状态,因而产生变形。

为了使熔融塑料能顺利充填模腔,具设计要尽量避免以下各点:(1) 同一塑件中厚薄相差太大。(2) 存有过度锐角。

(3) 缓冲区过短,使厚薄转变相差悬殊。

从浇口分析,模具的设计要保证塑料能顺利进入模腔,故分流道要避免采用直角转变形式,转弯点比较适合采用弧形过度区,因此短面粗的分流道最理想,有助于减少流体阻力及流体取向现象。但要考虑的问题是过大的浇口会增加流道废料,亦影响塑件的外观。

另外为了避免塑料充填时紧密程度不同,导致脱模因难而引起变形,分流道的截面形状大小就要依射胶量及产品形状而改变,产品较难成型的部份分流道加粗后,主流道也应相对加大,使主流道截面积等于引流道截面积总和。 除此之外,还有两个值得注意的问题,其一是塑件顶出装置的形式。如果顶针设备太少,容易造成变形及翘曲现象,但顶针数量过多,会令部份成品不够美观,此时应考虑采推板方式,其二是模腔冷却流道的设计,应让塑件整体能均匀收缩,提高产品素质。

成品容易产生变形的因素:故障原因成品顶出时尚未冷却处理方法降低模具温度延长冷却时间降低原料温度成品形状及厚度不对称第 5 页,共 14 页

脱模后以定形架固定变更成形设计填料过多几个溢口进料不平均顶出系统不平衡模具温度不均近溢口部分之原料太松太紧减少射出压力、速度、时间及剂量更改溢口改善顶出系统调整模具温度增加或减少射 出时间六、银纹、气痕 射纹的形成一般是由于注射起动过快,使模腔前段的空气无法被胶料融体压迫排出,空气混合在胶料内,使得制品表面光泽及颜色不均,便是所谓的射纹。射纹不但影响外观,且令成品之机械强度降低许多,所以为避免发生这种缺陷,必须找出原因并予改善。

射纹的形成,既然是由于融体塑料中含有气体,那么控讨这此气体的主要来源分别为:

1、塑料本身含有水份或油剂:

由于塑料在制造过程曝露于空气中,吸入水气或油剂,或者在混料进,掺入了些错误的比例成分,使这些挥发性物质在熔胶时,受高热面产生气体。2、原料受热分解:

如果熔胶筒的温度,背压及熔胶速度调得太高,或成周期太长,则对热较敏感的塑料如PVC,宝钢及PC等,容易因高温受热分解产生气体。3、空气

塑料颗粒与颗粒之间均含有空气,如果交筒在近料斗处的温度调得很高,使塑料粒的表面在未压缩完全使熔化面粘在一起,则塑料粒之间空气便不能完全排除出来。

所以把塑料烘干,并采用适当的熔胶温度及速度,再配合适当的背压,才能得到理想的塑制品。此外,模具设计亦是很重要的一环,通常道很大面注口很小的工模,气体进入模腔内的机会会减少很多,而排气系统设计适当,则射纹产生的机会亦会降低。

在射出成型技术上,有一种方法来防止射纹之产生,使模具的构造中有加压设备,和一个压缩空气入气孔。锁模后,则压缩空气进入模具中,使模内气压增高,当熔融塑料进入这高压模具进,模具的气孔在此时开始排气,使模腔内保持一定压力,增架模内嚓气压力,确能避免射纹发生的机会。举例说:通的射出方法在处理ABS含量0.1%时,便会出现射纹;而逐渐增加模内的气压,则可处理含水量较高的ABS,亦不会出现射纹。故障原因处理方法料管温度太高降低温度射 出速度太快减慢射出速度原料中含有水份原料彻底烘干模具温度太低提高模温第 6 页,共 14 页浇口太小料管内有空气原料粒粗细不均原料中其他添加物混合不均染料等之分解增大浇口大小降低料管后段温度.提高压力使用料状均匀之原料彻底混合均匀用耐温较高之代替品七、毛边、彼锋 毛边(俗称彼峰)是一种很常遇到的注塑问题,当塑料在模腔内的压力太大,其所产生的分模力大过锁模力,因而迫开工模,使塑料走出来并在塑件表层形成彼峰。但是引致此现象的因素可能有很多种。例如:塑料方面的问题,或是射出机有损坏,或是调校不适当,以至工模本身也有可能。一般来说,与温度、压力及操作时序有关,因此要找出其解决方法也不容易。由于塑料的粘度会影响其流动速度及压力损耗,因此粘度太高或是太低都可以引致毛边。如果塑料的粘度太低,则其流动性高,便很容易流入工模含模面之间的微小空隙,增大分模力,直至出现彼锋。尼龙便是一个典型例子。所以在模塑尼龙时便需要较大的锁模力,在另一方面如果塑料的粘度太高,则其流动阻力便很大,因而产生大的背压,使模腔内的塑料的平均压力提高,同样会引致毛边。一般来说,塑料温度对粘度的影响最大,而压力及剪切率也对粘度有影响。如果将塑料的温度升高,则其粘度便下降,而将其温度调低,其粘度便增大。

塑料方面的另一种问题,就是其干燥状况及是否昆有杂物,有些塑料。例如尼龙及ABS,具有很强的吸水性,可以侵透塑料表面直接与塑料分子接合,因而影响塑料的性能。至于聚碳酸酯,虽然没有吸水性,但其性能也对其表面水分敏感,所以在模塑时,很多塑料都必须预先加以焙干,才能正确地控制其性能。如果在塑料内混入杂物,或是混合不同种类的塑料,则当然更难预测塑料的性能变化。

塑料在模腔内的压力,会随着模腔的充填而改变。在模腔未曾填满之前,熔体前端之压力差不多等于零,而在注口之压力则比模腔内其他位臵的压力都高,但当模腔填满时,塑料流动时的压力损耗就不再存在,整个模腔内的压力都变成同一静压,因而要把工模迫开的力量便会大增,引致毛边之产生。为了避免此种情况之出现,在模腔一旦填满,注压力便必须立即调整至较低的保压压力,除了正确调校射出机之压力控制系统外,另一种辅助方式就是先把注射速度降低。这样一来,熔体前端之塑料便有时间冷却及局部固化,因而避免了毛边的产生。由于注射速度太慢会拖慢生产,最好的注射速度调校方法就是分段调校,以保证在注射过程中的平均速度不会太慢。由于注射速度太快会加大压力损耗,提高模腔内塑料的平均压力,所以注射速度的调整也必须配合所采用的锁模力。不然的话,毛边也可能产生。

如果是射出机的机械结构方面有问题,则其复杂性便较大,要找问题的成因也较困难。例如模板之间的平等度有偏差,或是模板拉杆的受力分布不均匀,也会引起工模间的锁模力不平衡,以致塑件在锁模力较弱的位臵出现彼锋。在另一方面,如果螺杆或熔胶筒的磨损较大,则熔体便可能在螺纹外径与熔胶筒之

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间滑行及逆流,因而出现压力切换位臵点的不正确,造成局部的毛边及射胶不足情况。

除了上述各种因素之外,如果工模方面出现了问题,也会产生毛边。例如工模用久了,有些位臵有了磨损,便容易有毛边的现象。甚至一些小毛病,如排孔阻塞,也会引起模腔压力升高,而压力太高便会有毛边。在一些多腔工模,如果流道设计欠缺平衡,则塑料的流动便不对称,为了避免个别模腔射胶不足,另外一些模腔便可能会有毛边。有关问题湿度太高塑料受到污染操作不当锁模力太低注射压力太高保压压力太高注射压力转换太迟注射速度太快温度太高射出机温度太低模板不平均模板刚性不够螺杆磨损排气孔阻塞工模磨损浇道及流道尺寸不适当工模塑料分模线不配合粘 度太高注射压力太高注射 速度太快注射速度太慢锁模力太低工模温度太低止回阀磨损螺杆或熔胶筒 磨损第 8 页,共 14 页基本因素检验项目及解决方法检查干燥器,塑料储藏及运送检查塑料及任何杂质,找出污染来源根据塑料供应商的资料,查验射出机的设定操作条件检查设定值及作调校检查设定值及作调校检查设定值及作调校检查转换压力位置,重新调校提早转换检查及调校流量控制阀检查电热系统及螺杆转速检查电热系统及螺杆转速重新调正检查锁模力及调校检查及更换检查及清理检查使用次数及锁模力,修理或更换检验使用尺寸是否适当及位置是否正确检查工模相对位置是否偏移,重新调校检查塑料粘度及射出机的操作条件降低压力调校流量控制或将温度升高提高速度检查锁模力及计算正确数值检查电热系统及修理检查及修理或更换检查射出机之操作条件及修理更换射出机锁模力不均匀模板不平行流道不平衡工模相对偏移检查拉杆受力情况检查及调正检查设计及修改检查塑件壁厚及调正检查电热系统及修理工模工模加热不均匀八、成品短射 充填不足(short shot)是熔融的材料未完全流遍成形空间的各角落之现象。 充真不足的原因有成形条件设定不适当,模具的设计,制作不完备,成形品的肉厚太薄等所致。成形条件的对策是增高材料温度(加热缸温度)模具温度,增大射出压力,射出速度及提高材料的流动性。模具方面可增大注道或流道尺寸,或者再检讨浇口位臵、大小、数目等使熔融材料容易流动。为了使成形间内的气体顺利疏散,可有适当位臵设臵排气孔。故障原因射出压力不足料管温度太低射出速度太快漏斗阻塞浇口位置不当流道太小模具温度太低成形空间内之气体未能顺利排出成形品部肉厚不均或太薄润滑剂不足熔胶量不够射 出时间太短射嘴阻塞浇道或溢口太小螺杆止逆环(过胶圈)磨损进胶不平均模具温度不匀第 9 页,共 14 页

处理方法 提高射出压力提高料管温度增快射 出速度拆除清理调整更改加大流道调模温恰当位置加适度之排气孔酌加润滑剂增多计量行程增长射出时间拆 除清理加大浇道或溢口拆除检查修理更换重对模具溢口位置或适当使用背压重调模具水管九、结合线 结合线是熔融材料二道或二道以上合流的部份所形成的细线。结合线发生的原因如下所示。

1、成形品形状(模具构造)所致材料的流动方式。2、熔融材料合流处卷入空气,挥发物或离形剂等异物。

结合线是流动的材料前端部合流时,此部份的材料温度特别低所致,即合流部未能充分熔合所致。成形品的窗,孔部周边难免会造成材料合流,而产生结合线。但材料的流动性特别良好时,可使结合线几乎看不见,同时高材料温度,增高模具温度,亦可使结合线之程度减至最小。

改变浇口的位置,数目,将发生结合线的位置移往他处,或在熔合部设置排气孔,迅速疏散此部分的空气及挥发物,或在熔合部附近设材料溢流池,将结合线移至溢流池,事后再将其切除等皆是有效的鼾对策。

结合线不仅有碍成形品之外观,同时也不利于成形品强度,不含玻璃纤维等填充料的非强化塑胶之结合线部强度与其他部位相差无几,但玻璃纤维强化塑胶的玻璃纤维在熔合部不融着,此部份的强度常低很多。故障原因射出压力不足射出速度太低浇口及流道太小浇口位置不适当模具温度太低有吸湿性材料固化过速 润滑剂不足第 10 页,共 14 页处理方法提高射出压力增加射 出速度调整模具入口尺寸或改变位置调整模具入口尺寸或改变位置提高模具温度流动性不足原料熔融 不佳提高原料温度提高背压加快螺杆转速模内空气排除不及原料不洁或渗有他料脱模油太多增开排气孔或检查原有排气孔是否堵塞检查原料少用脱模油尽量不用十、成品表面光泽不良 成形品表面失去材料本来的光泽,形成乳白色层膜,成为模糊状态等皆可称为表面光泽不良。

成形品表面光泽不良,大都是由于模具表面状态所致,模具表面的研靡不良时,成形品表面当然得不到良好的光泽。但模具表面状态良好时,增高材料温度,模具温度,可改良表面光泽。使用过多的离形剂或油脂性,离形剂亦是表面光泽不良的原因。同时,材料吸湿或含有挥发物及异质物混入污染亦是造成成形品表面光泽不良的原因之一。异常原因射 出压力速度太低模具温度太低成形空间表面有水或油脂污染成形空间表面打磨不充份浇口及流道太小喷嘴部份阻塞不同材料混入或异物污染含 有挥发物吸湿性原料之剂 量不足增加射出压力速度,时间及剂量提高模具温度擦拭干净模具打光调整模具入口尺寸拆下清除处理方法十一、黑纹 黑纹成形品有黑色条纹的现象,其发生的主要原因是成形材料的热分解所致,常见于热安定性不良的材料。

有效防止黑条发生的对策是防止加热缸内的材料温度过高,减慢射出速度。加热缸内壁或螺杆,若有伤痕或缺口,则附著于此部份的材料会过热,引起热分解。逆流防止阀亦会因材料滞留面引起热分解,所以粘这高的材料容易分解的材料要特别注意防止黑纹的发生。

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异常原因原料温度过高,材料易分解螺杆转速太快螺杆与料管偏心而产生非正常磨擦热射嘴孔过小或温度过高料管或机器过大加热缸中有烧黑材料混料处理方法降低料管温度降低螺杆转速检修机器重新调整孔径或温度更换料管机器十二、流纹 流痕是熔融材料流动的痕迹,以浇口为中心而呈现的条纹模样。

流痕是最初流入成形空间内的材料冷却过快,而与其后流入的材料间形成界线所致,为了防止流痕,可增高材料温度,改善材料流动性,调整射出速度。 残留于射出成形机喷嘴前端的会合处或流道与分流道的交接处设充分的滞料部,可有效的防止流痕的发生。同时,亦可增大浇口的尺寸来防止。故障原因保压时间太短模具温度太低浇口附近温度太低浇口太小或位置不当原料熔融不佳处理方法增加保压时间提高模具温度提高温度加大浇口或更改位置提高原料温度提高背压加快螺杆转速成品断面厚薄相差太多射出压力太高或太低射 出速度太快或太慢原料不洁或渗有他料变更成品设计调整适当射出压力调整适当射出速度检查原料第 12 页,共 14 页

十三、开模时或顶出时成品破裂 破是成形品表面产生毛发状之裂纹,成形品有尖锐棱角时,此部份常发和不易看出的细裂纹。裂纹是成形品的致命不良现象,主要原因如下所示:1、脱模不易所致。2、过度流填所致。3、模具温度过低所致。4、成形品构造上的缺陷所致。

若欲避免脱模不良所致的时,模具成形空间须设有充分的脱模斜度,检讨顶出销的大小。位臵,形式等,顶出时,成形品各部份的脱模阻力要均匀。 过度充填是射出成形时,施加过大的射出压力或材料计量过多,成形品内部应力过大,脱模时造成裂纹,在此种状态下,模具配件的变形量也增大,更难脱模,助长破裂之发生,此时, 降低射出压力,防止过度充填。

浇口部常易残留过大的内部应力,浇口附近易脆化,特别是直接浇口的部份,易因内部应力而破裂,例如杯状或碗状成形品,易以浇口为中心面发生放射状裂纹。故障原因射出压力过高填料过饱加热缸温度太氏脱模斜度不足顶出方式不当金属埋入件之关系第 13 页,共 14 页

处理方法降低射出压力,时间,速度及胶量提高料管温度检修模具模具温度过低浇口太小或形式不当部份脱模角不够有脱模倒角成品脱膜时不能平衡脱离脱模时模具产生真空现象升高模温检修模具检修模具检修模具开模或顶出慢 速,加进气设备第 14 页,共 14 页

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