塑料成形缺陷及分析

胡東升

摘 要：該文就注塑生產(chǎn)中常見(jiàn)的缺陷進(jìn)行分析和歸納，并給出解決的方法。品質(zhì)優(yōu)良的塑件應(yīng)滿足以下六個(gè)方面的要求，即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，沖擊強(qiáng)度高，耐開(kāi)裂性好和表面光潔，這是最理想的要求，實(shí)際上塑件不能全部達(dá)到上述六個(gè)要求，還要考慮各種因素，確定塑件產(chǎn)品合格尺度。注塑過(guò)程中，由于注塑條件（如壓力、溫度、時(shí)間等）控制不當(dāng)，膠料的變化以及模具損傷等原因引致塑件表面產(chǎn)生不同形式的缺陷，正確鑒別塑件的缺陷是做好品質(zhì)工作的基本要求。

關(guān)鍵詞：毛刺 成形不足 氣泡 凹陷 波紋 噴射紋 霧痕

中圖分類號(hào)：TQ32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（a）-0127-02

塑料常見(jiàn)缺陷如缺料、溢料、飛邊、凹陷、氣孔、熔接痕、皺紋、翹曲與收縮、尺寸不穩(wěn)定等，往往是由成形工藝條件、塑件成形原材料選擇、模具總體設(shè)計(jì)等多種因素造成的。正確了解各種缺陷產(chǎn)生的原因及解決方法，有利于生產(chǎn)出質(zhì)量較高的塑件產(chǎn)品。

1 毛刺原因、解決方法

毛刺是成形作業(yè)中最惡劣的狀態(tài)，它的發(fā)生是由于熔融注塑樹(shù)脂從模具分型面上溢出而形成。當(dāng)一件模具產(chǎn)生了毛刺，它就會(huì)非常牢固地在模具分型面上進(jìn)行粘附，一旦進(jìn)行鎖模，很可能會(huì)損傷模具的分型面，導(dǎo)致模具產(chǎn)生損傷后，周而復(fù)始的作業(yè)會(huì)在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的毛刺，不斷加劇模具損壞，最終導(dǎo)致模具的損壞。

①避免過(guò)高注射壓力。為了減少注射量、降低注射壓力，可以讓成型機(jī)在注射、保壓的切換位置形成動(dòng)作，當(dāng)注射壓力表顯示達(dá)到預(yù)先設(shè)定的峰值時(shí)，樹(shù)脂充填的過(guò)程已完成，將會(huì)切換到保壓壓力。而當(dāng)充填完成后仍存在或增加較高注射壓力，就會(huì)在成形品內(nèi)部發(fā)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致毛刺的最終發(fā)生。②鎖模壓力設(shè)定。鎖模壓力調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)變更鎖模壓力，通常鎖模壓力設(shè)定為95%。③模具破壞、損傷。損傷或夾入異物的模具會(huì)讓分型面不能無(wú)縫貼合，這就引發(fā)大概率毛刺現(xiàn)象。模具保管也十分重要，模具的動(dòng)、定模座板比較容易損傷、銹蝕。④妥善保管模具。成型機(jī)模具的安裝面，在模具裝入成型機(jī)前要進(jìn)行檢查、并擦拭干凈。若發(fā)生銹蝕、敲打痕、凹痕，及時(shí)拆卸固模板、鎖模板，加工修理達(dá)標(biāo)后再行安裝使用。⑤溫度與量的設(shè)定。通常情況下，加熱料筒的溫度過(guò)高、注射量過(guò)多，也會(huì)引起毛刺。值得注意的是，注射量一定要在逐漸增加時(shí)進(jìn)行設(shè)定。

2 成形不足原因、解決方法

熔融樹(shù)脂尚未完全充滿模腔，此時(shí)已冷卻硬化而成形，這種缺陷叫做成形不足。缺陷引起原因及解決方案如下。

①成型機(jī)的注射壓力不足、熔融樹(shù)脂設(shè)定溫度較低。模腔排氣不良導(dǎo)致注射壓力增加，熔融樹(shù)脂設(shè)定溫度的增加而導(dǎo)致的失誤。解決方法：時(shí)刻注意分析、判斷成形時(shí)的狀況，實(shí)施變更減少注射速度等相關(guān)成形條件。②成型機(jī)注射量為最大值，成形壓力、成形溫度按常規(guī)設(shè)定無(wú)異常時(shí)，成形不足可通過(guò)更換實(shí)際注射量更大的成型機(jī)。③確認(rèn)因磨損、逆環(huán)傷損而引起的樹(shù)脂逆流現(xiàn)象。需要加大熔融樹(shù)脂的注射量，若樹(shù)脂依舊在螺桿的頭端而終止，這種情況就是止逆環(huán)傷損，應(yīng)立即進(jìn)行樹(shù)脂逆流的調(diào)查、檢修，及時(shí)更換新的止逆環(huán)。④當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，熔融樹(shù)脂的粘度就會(huì)增大，其流動(dòng)性將會(huì)變差，引發(fā)成形不足。 然而成形樹(shù)脂溫度的設(shè)定溫度仍以略低于成形要求為宜。因?yàn)檫^(guò)高的溫度會(huì)引起成形品收縮率的加大，達(dá)不到要求的成形精度。⑤模具引起成形不足。模具的主、分流道及澆口的通過(guò)面積較小，樹(shù)脂流動(dòng)阻力加大，阻礙了樹(shù)脂的完整充填。⑥注射速度過(guò)慢導(dǎo)致毛刺。無(wú)法提高成形壓力時(shí)，一定概率引發(fā)成形不足。

3 氣泡原因、解決方法

成形品壁厚較大的部位易產(chǎn)生氣泡，形成原因與凹陷較為相似，只是所處位置不同。凹陷通常在成形品表面形成，而氣泡是一個(gè)個(gè)空洞，通常在成形品厚壁中間形成。上述一系列的發(fā)生原因都與模具的冷卻速度有著密切的關(guān)系。使用低溫模具成形時(shí)，成形品表面快速冷卻，成形品的收縮硬化由表及里逐步進(jìn)行，中心最后收縮的部位因得不到熔融樹(shù)脂的補(bǔ)充而形成空洞，應(yīng)采取措施加強(qiáng)對(duì)模具成形時(shí)的溫度管理。

4 凹陷原因、解決方法

在成形品表面缺陷中，凹陷的發(fā)生是最為常見(jiàn)的。它形成的根本原因由成形品熱收縮而導(dǎo)致體積變化引起的，通常在成形品的壁厚部位形成了缺陷。 凹陷區(qū)別于成形不足，它是一種程度較輕、破壞較小的缺陷。它亦產(chǎn)生在一定場(chǎng)合，通常是保壓壓力不充分，而模腔又被熔融樹(shù)脂所充滿。所以在設(shè)定成形條件固定時(shí)，避免凹陷發(fā)生，較好方法就是提高保壓壓力。在這過(guò)程中，還應(yīng)特別注意樹(shù)脂逆流情況的發(fā)生，做好充分的防范工作。凹陷還有一個(gè)主要形成原因是澆口過(guò)小、模具溫度偏低，這樣的設(shè)定會(huì)使?jié)部诓课坏臉?shù)脂提前冷凝硬化，而到了保壓階段，收縮部分就無(wú)法從澆口得到補(bǔ)充的熔融樹(shù)脂，最終導(dǎo)致凹陷的再次發(fā)生。針對(duì)這一類的問(wèn)題，從擴(kuò)大澆口、提高模具溫度2個(gè)方面著手可有效解決。

成形品一般凹陷部位有：①壁厚部位（模具溫度較高時(shí)）。②壁厚與壁薄的交接處。 ③壁厚超出5 mm時(shí)，凹陷概率加大。

5 波紋形成的原因及解決辦法

成形品表面形成的類似木材斷面年輪紋樣的波紋缺陷，在熔融樹(shù)脂一邊流入模腔就一邊開(kāi)始硬化時(shí)發(fā)生。也有可能在注射過(guò)程或是保壓過(guò)程中發(fā)生。①提高注射速度，使模腔內(nèi)成形品均勻冷卻，此效果對(duì)消除波紋缺陷最為理想。②提高模具溫度，并稍提高熔融樹(shù)脂溫度。③提高注射壓力，延長(zhǎng)保壓時(shí)間。④在噴嘴附近殘留有已硬化的樹(shù)脂（冷凝料）并流入模腔時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致波紋發(fā)生。解決辦法是加大模具設(shè)計(jì)中的冷料穴尺寸，使冷凝料不能進(jìn)入模腔。⑤噴嘴直徑、主流道、分流道的直徑過(guò)小時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生波紋缺陷

6 噴射紋形成的原因及解決辦法

噴射紋是指成形品表面產(chǎn)生的細(xì)長(zhǎng)線痕狀缺陷。①噴射紋常因熔融樹(shù)脂中含有冷凝料而多有發(fā)生，這可通過(guò)在模具上設(shè)置冷料穴來(lái)加以解決。②成形樹(shù)脂溫度、模具溫度過(guò)低時(shí)，也可發(fā)生噴射紋。③澆口位置開(kāi)設(shè)不當(dāng)時(shí)，也可引發(fā)噴射紋。

熔融樹(shù)脂在模腔內(nèi)最理想的充填方式是連續(xù)均勻不間斷地充填。如果澆口形狀不好，充填樹(shù)脂流動(dòng)不均勻時(shí)，會(huì)在成形品表面產(chǎn)生拉絲狀缺陷。采用限制性澆口避免熔融樹(shù)脂從澆口直接沖擊模腔可解決此問(wèn)題。④注射速度快時(shí)，最初高速射入的絲狀樹(shù)脂隨即被冷卻，與后續(xù)流入的樹(shù)脂存在溫度差時(shí)，則不能充分融合硬化，此時(shí)，降低注射速度即可解決。

7 表面霧痕形成的原因及解決辦法

①模腔表面不良以及過(guò)多使用脫模劑時(shí)會(huì)使成形品表面產(chǎn)生霧痕缺陷。如是模腔表面不良引起，研磨模腔表面。②由成型機(jī)引發(fā)的霧痕缺陷原因：注射速度過(guò)快，設(shè)定溫度過(guò)高等產(chǎn)生的過(guò)熱使樹(shù)脂分解而產(chǎn)生霧痕缺陷。模具溫度過(guò)低、樹(shù)脂干燥不充分時(shí)也會(huì)產(chǎn)生霧痕缺陷。

8 結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)塑料成型缺陷進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致缺陷的潛在原因，提出合理有效的改善措施。（2）注射成型是一個(gè)動(dòng)態(tài)加工過(guò)程，其過(guò)程非常復(fù)雜，而又多因素耦合、相互作用，成型過(guò)程中每個(gè)因素都有很重要的影響，關(guān)乎著成型品的尺寸和質(zhì)量。

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