模具设计:还在纠结注塑产品有缺陷?产品缺陷分析解决方案大全下

上期我们讲到产品凹痕处理,这期我们接着讲产品的其他成型缺陷解决方案(如果没有看过前一篇讲的成型处理可以翻阅主页的 章即可查看,想学模具设计的小伙伴也可以看主页视频学习交流)

一.黑点或灰黑斑纹

什么是“黑点”,灰黑斑纹

黑点是指成型品中出现黑色的点或条纹的现象。由于某些原因,其成分估计是焦化树脂或碳化树脂, 或脏物。

黑点,灰黑斑纹的生成原因

树脂分解

1.材料滞留

2.停留时间过长 ( 料筒选择过大)

3.温度过高

另外要注意法兰和料筒,喷嘴和法兰之间的配合面,是否有阶梯,不平整,或损坏而使树脂滞留成为可能

清洗不足

因清洗不充分而使以前使用的树脂残留在成型机内的情况也是黑点的生成原因。如上一项所述,由于存在止逆环和螺纹槽等容易滞留树脂的部位或螺杆磨损部位

异物混入(污染)

可能混入其他易分解材料,检查材料输送过程及回收料状况

过多的气体

如果计量过程开始太早,螺杆喂料区里颗粒裹入的空气没有溢出喂料口,空气就会被挤入熔料内。然而,喂料区内的压力太低不能将空气移到后面。料筒内熔料中被挤入的空气就会使制品内产生灰黑斑纹。

黑点,灰黑斑纹的对策

首先请充分清洗直至黑点不再出现

常用的清洗方法:

1.高粘度PE,PP

2.化学清洗剂:

3.拆螺杆,用铜刷刷

对于光学产品或要求较高的可采用一种材料一个料筒的方法

尝试降低树脂温度

建议用树脂温度计等测量实际温度。尤其是止逆环等容易产生滞留的部分最容易导致黑点,因此要特别注意其附近的温度。

缩短滞留时间

使用适合模具大小的成型机

有无污染

其他树脂或金属偶尔混入也可能会导致黑点。

1.重新彻底清洗

2.检查回料是否干净

3.检查附机和料筒(材料输送过程) 是否清理干净

排除多余气体

二.滑痕

什么是滑痕(外观)

“滑痕”是指一度固化的表层屈服于随后的压力而发生移动的一种现象。一度固化的表面在保压或注射压的作用下发生横向滑动,被再次挤压到模具上,于是成型品表面出现其花纹。

模具的设计

滑痕基本上是由于产品形状不当而产生的。虽然也有成型条件的原因,但影响并不大。容易产生滑痕的形状分为三种:

1.没有圆角过渡的转角 2.略微跳起的顶针 3.锐边

当这些部位的树脂固化层滑动时,其痕迹非常显眼,因此容易出现滑痕

此外,更改浇口位置和点数后,树脂流向和树脂压力会随之发生变化,因此滑痕的发生情况也会发生变化。

含有润滑剂

在某种滑动等级下,含有大量的油以确保滑动性,但往往使熔体层与层之间粘合力不足, 从而容易产生滑痕。

注射速度的影响

注射速度偏低时固化会加速进行,因此压力也会相应地增大,在此力的作用下有时也会出现滑痕。相反,即使注射速度过快,在此力的作用下,固化层也会变得更容易移动。

模具温度的影响

模具温度偏低时,模腔内的树脂压力会升高,在此力的作用下有时会产生滑痕。相反,模具温度过高时固化层会变软,有时也会更容易移动。

ps:注意浇口是否平衡

滑痕的对策

调整注射速度

在现有的基础上,上下调整注射速度,建议采用多级注射,以消除滑痕。如果这样能解决问题则罢,解决不了的话则应调整模具温度。

调整模具温度

在现有的基础上上下调整模具温度以消除滑痕。如果这样解决不了问题,则需要调整模具形状。

更改模具形状

更改出现问题的部分的形状。1.圆角过渡 2.正确调整顶针等的高度 3.减小锐边

更改材料等级

当无法解决问题,且不可改变模具形状时,改用其他等级的材料也不失为一种对策

银纹

什么是银纹(外观)

银纹是指成型品表面出现白斑或银色条纹的一种现象。

银纹的生成原因

树脂分解物产生气体

树脂属于化学物质,因此会随着温度的增加而逐渐分解。树脂温度越高或停留时间太长,分解就越多,银纹也就越容易出现。

卷入空气

1.如果螺杆转速过快,背压偏低,则卷入正在塑化的树脂中的空气量就会增多。其结果是成型品表面出现条纹状气泡,并容易形成银纹。

2.浇道银纹: 主流道锥度太大, 超过10度.一般为4-6度

水份 (水迹纹的开口方向沿着料流方向。在制品未完全充满的地方,流体前端很粗糙)

1.材料的干燥不足

2.模具型腔漏水

排气口偏小

在气体没有完全排净的状态下,气泡就会残留在成型品表面,从而容易出现银纹。

不同材料的混入

如果因清洗不足等原因,导致上次生产的料或清洗料筒的料的混入,而且该树脂的温度的偏低,有时便会产生气体并诱发银纹。另外添加有助染剂白油,润滑剂硅油,增塑剂丁二酯,以及稳定剂,抗静电剂的材料易产生表面剥离和银纹。

银纹的对策

检查计量状态

首先应检查计量状态。如果螺杆转速过快或者背压不足,则容易出现银纹。请逐渐调整并观察有无变化。如果有,则请调整到最佳值。

检查树脂温度:树脂分解

每种树脂都有其推荐使用温度(产品袋和产品目录中已经标明)。检查实际温度是否在该范围内。如果超出范围,则必须将其调整到范围以内。同时检查螺杆大小选用是否合理

强化干燥 ; 同时确认模具是否漏水

确认干燥温度和干燥时间

有无污染物

1. 重新清洗。因为滞留下来的树脂一直在分解。

2. 检查回料是否干净

3. 检查附机和料管是否清理干净

检查排气口

偶尔会因排气不畅而产生银纹,因此应检查排气口的大小是否足够。

检查主流道锥度

色差

什么是色差(外观)

颜色不均是制品表面的颜色不一样,可在料头附近和远处,偶尔也会在锐边的料流区出现。

生成原因

1.颜料混料不均 2.材料降解

与工艺参数有关的原因与改良措施:

1、材料未均匀混合 降低螺杆速度,增加料筒温度,增加螺杆背压

2、熔料温度太低 增加料筒温度,增加螺杆背压

3、螺杆背压太低 增加螺杆背压

4、螺杆速度太高 减少螺杆速度

与设计有关的原因与改良措施见下表:

1、螺杆行程过长 用直径较大或长径比较大的料筒

2、熔料在料筒内停留时间短 用直径较大或长径比较大的料筒

3、螺杆L:D太低 使用长径比较大的料筒

4、螺杆压缩比低 采用高压缩比螺杆

5、没有剪切段和混合段 提供剪切段和(或)混合段

熔接痕

什么是熔接痕(外观)

熔合出现在树脂合流之处。如下图所示,在有开孔的部分必然会现成熔合。

产生熔接痕的原因

树脂温度偏低

两股树脂流相遇时便会出现熔合。此时,两者的温度越低,熔合就越明显。由于熔合处的两股树脂流并不会相互混合(因为在喷流中一边半固化一边前进),因此如果温度偏低,表层就会变厚,纹路很明显,而且强度也会降低。

这是因为两者的粘合力变弱所致。相反,如果两股树脂流的温度较高,粘合力便会增强,外观也就变得不很明显。

树脂温度降低的条件是:

1.模具温度偏低

2.机筒(特别是喷嘴)的设定温度偏低

3.注射速度偏慢

4.材料的流动性偏低

压力偏低

在熔合处,两种熔化了的树脂受到挤压,此处的粘合状况取决于施加在该处的压力。保压越低,熔合就越明显,强度也就越低。随着固化的进行,压力传递会变得更加困难。

此外,如果浇口流道尺寸变小,浇口位置变差的话,则熔合的外观和强度都会恶化。

排气口的排气较弱

熔合是树脂的合流点,同时也可能是流动末端。此时,如果不在该位置很好地设置一个排气口来排出气体,则会使熔合的外观和强度恶化。

注意:

不含增强材料的塑料的熔合线质量明显高于含增强材料塑料的熔合线质量。

2. 熔合线区域的质量与填料和增强材料的类型和含量有很大关系,加工助剂、阻燃剂等添加剂都对熔合线质量有不利的影响。

3. 含有纤维增强材料,熔合线区域的纤维的排列方向与流动方向垂直。这将明显降低部件在这一点的机械性能

不良熔合纹的对策

提高熔合部分的树脂温度

尝试逐渐提高模具温度和机筒温度。这样做有望达到最大效果。保压效果也会同时提高。从树脂温度没有下降的时候就来形成熔合部分的意义上来说,提高注射速度并快速形成熔合部分也是很有效的。

尝试提高有效保压

虽然可以单纯地提高保压设定,但建议同时使用如下更易施加保压的条件:1.提高树脂温度  2.提高模具温度  3.提高注射速度或多级注射  4.扩大浇口 5.调整厚度 6.使用流动性好的的材料 7.检查止回阀和螺杆磨损状况

检查排气口

即使熔合是流动末端,也需要检查排气口。同时,降低锁模力至最低值.检查排气口的厚度和大小是否确保了排气通畅、是否受到模垢的污染等。如果排气不充分,则会造成气体烧焦,并引发其他故障。

检查浇口,流道

如果浇口,流道的尺寸不够,那么即使提高温度和保压,有时也不会见效。在此情况下,如果增大浇口,流道尺寸,树脂流动就会更加通畅,同时也更容易施加保压,熔合也会因此而得到改善。此外,更改浇口位置并增加点数也是很有效的方法。通过改变浇口位置便可对发生熔合纹的位置进行控制

增加冷料井

注意: 受模具结构的影响,完全消除熔接痕是不可能的,所以调试时不要约束在去除熔接痕方面,而是将熔接痕所产生的不良现象控制中最小限度,这一点更为重要。

变形

变形原因:收缩不均

1.温度不均 2.压力不均 3.分子定向

变形的对策

浇口设计

下图统一树脂的流动方向

加大浇口尺寸(以使压力损失减小;分子定向减少)

如果质量方面没有问题,由于缩短成型周期和修整浇口等因素,有时将浇口尺寸设定得较小。然而,过小的浇口尺寸对于变形不利。

浇口的数目或位置不当,都会使流长太长,流动阻力太大,相应的射压也须提高,塑料分子被拉伸,挤压,机械应力强行压入,残余应力大,容易翘曲.

浇口附近压力高,熔体体积收缩小; 最后填充处压力低,体积收缩大; 流长太长时,上下游熔体体积收缩差异大,残余应力大,容易翘曲.

浇口位置的决定,要遵循填充均衡的原则,即各熔体波前到达型腔末端和形成熔接痕的时间基本一致.填充先厚后薄,先平后弯.

模具温度调节

使冷却均衡

凸模及壁厚处加强冷却

模具材质

难以设置冷却孔的部位或温度可能升高的场合,使用表4-2-2中热传导率好的材质可收到良好的冷却效果。但由于成本或强度等因素,需要慎重选定。

成型条件因素

注射、保压时间:原则上设定为浇口封闭时间。

1. 如果注射、保压时间比浇口封闭时间短,对模腔充分传递并保持压力的保压工程就会不足,有时会产生变形。

2. 保压压力太高,会使保压进入的熔体残余剪切应力和压应力大,从而容易产生翘曲. 保压压力太低,浇口附近发生回流, 会使熔体回流使产生残余剪切应力, 由于制品中央体积收缩大( 因压力低 ) , 四周收缩小,内外体积收缩差异,从而产生残余张压应力,容易产生翘曲。

所以总结的思路就是高模温, 低射速, 低压力

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