注塑成型制品常見缺陷及預(yù)防措施

一、注塑成型加工在制造業(yè)中的應(yīng)用

塑料加工工藝一般包括：注塑成型、擠塑成型、壓塑成型、吹塑成型。因?yàn)樽⑺軝C(jī)具有能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品所以被廣泛應(yīng)用于國防、機(jī)電、汽車、交通運(yùn)輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€領(lǐng)域。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機(jī)不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個塑料成型設(shè)備20%-30%，從而成為目前塑料機(jī)械中增長最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機(jī)種之一。從涵蓋的行業(yè)范圍及生產(chǎn)總數(shù)已經(jīng)反映了注塑成型工藝在制造業(yè)中的地位舉足輕重。

我國注塑機(jī)行業(yè)的技術(shù)在近幾年進(jìn)步十分顯著，尤其是注塑機(jī)的技術(shù)水平與國外名牌產(chǎn)品的差距大大縮小，在控制水平、產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量和外觀造型等方面均取得明顯進(jìn)步。我國注塑成型一般以熱固性塑料為主，而熱塑性塑料的注塑加工在近年也取得了很大的進(jìn)步。但國內(nèi)由于精密制品比較少，復(fù)合制品基本沒有，因而很少配置機(jī)械手，反映國內(nèi)整體要求相對比較低，與西方國家差距較大，對制品的質(zhì)量要求還未提高到相應(yīng)水平，也反映了我國的生產(chǎn)還處在勞動密集型經(jīng)濟(jì)。

二、注塑制品的常見缺陷及預(yù)防措施

因?yàn)橹破返馁|(zhì)量直接影響到企業(yè)的效益，而如果制品中存在缺陷，企業(yè)需要派工人進(jìn)行返工，把制品粉碎后重新加工或者是直接報(bào)廢，這會提高企業(yè)的生產(chǎn)成本。而產(chǎn)品的質(zhì)量又直接地影響企業(yè)形象與誠信度，要把一切質(zhì)量問題解決在出廠前。而一般的一線工人只負(fù)責(zé)觀察塑件是否能正常脫模，面對塑件出現(xiàn)大批量的缺陷，他們無法糾正。所以為了提高效益，技術(shù)人員必須在發(fā)現(xiàn)制品缺陷后，及時地進(jìn)行預(yù)防糾正，以及在生產(chǎn)中不斷地優(yōu)化生產(chǎn)工藝、修整模具，以免帶來更大的虧損。下面介紹幾種注塑制品常見缺陷及預(yù)防措施：

1、變形

（1）模具溫度太高，冷卻不足：首先考慮延長冷卻時間，檢查冷卻管道循環(huán)水是否正常運(yùn)作。如果延長冷卻時間無法解決，就應(yīng)考慮模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理。在塑件橫截面積大或在澆注口等溫度較高的位置要設(shè)計(jì)比較集中的冷卻管道，而在容易冷卻的部位應(yīng)進(jìn)行緩慢冷卻，盡量使塑件各部位冷卻均勻。

（2）分子取向不均衡：塑化后的塑料被注射進(jìn)入型腔內(nèi)，在型腔中流動的過程中，分子取向是不可避免的，但如果分子取向存在方向上的差異就容易導(dǎo)致塑件翹曲變形。如果在塑件發(fā)生分子取向不均衡后，再通過外力改變其翹曲變形的現(xiàn)狀，通常是只有短暫效果，基本是不見成效的。應(yīng)降低塑料溫度（第三段-均化段的塑化溫度）和模具溫度，并且結(jié)合使用熱處理方法，使塑件脫模后置于較高溫度保溫一段時間后再緩慢冷卻至室溫（一般采用隨爐冷卻或空冷），這樣就可以極大地降低塑件內(nèi)的取向應(yīng)力。

（3）頂出位置、脫模斜度設(shè)計(jì)不良：如果頂出位置設(shè)計(jì)不合理，容易導(dǎo)致塑件脫模時受力不均而導(dǎo)致變形。而脫模斜度不夠及容易導(dǎo)致塑件脫模困難，同樣容易造成塑件變形。這種情況往往會伴隨塑件在頂針位置會出現(xiàn)表面發(fā)白的現(xiàn)象。所以在塑件設(shè)計(jì)時較難脫模收縮較大的位置，需要增加頂針的數(shù)量及接觸面積（可考慮氣動推出設(shè)備），增加脫模斜度及邊緣的光滑度。

（4）塑件制品厚薄差異大：如果塑件制品厚薄差異大，容易導(dǎo)致塑件的內(nèi)應(yīng)力較大而造成變形。所以在設(shè)計(jì)塑件時，不光要考慮美觀和使用性能，還要考慮工業(yè)設(shè)計(jì)的可行性。

2、制品表面有氣泡和銀紋

（1）原料含有水分超標(biāo)或者加熱存在揮發(fā)物容易導(dǎo)致制品出現(xiàn)氣泡和銀紋。只需對原料進(jìn)行干燥處理或者在加熱中排氣即可解決。

（2）注塑工藝控制問題：首先料筒溫度過高或在料筒內(nèi)停留時間過長，需要降低料筒前段溫度或者改用較小規(guī)格注塑機(jī)，減短原料塑化時間；其次螺桿背壓小，保壓壓力偏低或降溫固化時間短，應(yīng)該適當(dāng)提高螺桿背壓，保壓壓力和延遲冷卻時間；再次模具溫度偏低，塑化的塑料在沒有完成充型接觸到模具塑料表面馬上冷卻，就容易出現(xiàn)氣泡和銀紋，這時需要適當(dāng)提高模具溫度；最后注射壓力或注射速度偏高，應(yīng)適當(dāng)降低注射壓力和注射速度。

3、制品外形結(jié)構(gòu)尺寸不完整

（1）供料不足：首先要考慮設(shè)備的選用是否合理，機(jī)臺的熔膠量必須大于制品的熔膠量，注塑制品重量只能占機(jī)臺總?cè)勰z量的85%。排除設(shè)備問題后，就需要檢查加料口是否有“架橋”現(xiàn)象，可適當(dāng)增加螺桿注射行程，增加供料量。此外還可以通過提高注射壓力，減小注射速度以延長注射時間，目的都是增加進(jìn)膠量。

（2）原料流動性差：改善模具澆注系統(tǒng)的滯流缺陷，合理設(shè)計(jì)澆注口位置，擴(kuò)大澆口、增加澆口數(shù)量、分流道和進(jìn)膠口尺寸以及采用較大的噴嘴，適當(dāng)提高原料溫度、增加模具溫度、減小合模力。

（3）模具設(shè)計(jì)不當(dāng)：注意澆注系統(tǒng)澆口平衡，各型腔內(nèi)塑件的重量要與澆口大小成正比，各型腔能同時充滿，合理安排分流道平衡分布的設(shè)計(jì)方案。同時要考慮模具排氣問題。在缺料位置增加排氣孔和排氣溝槽，在合模面上開設(shè)深為0.02-0.04mm，寬度為5-11mm的排氣槽，在最終填充處增加排氣孔。

4、溢料（在珠三角地區(qū)及港澳臺企業(yè)通常稱其為“披鋒”）

（1）工藝條件控制不當(dāng)：發(fā)生溢料的最常見原因是注塑機(jī)鎖模力太低，在塑料注入的過程中會產(chǎn)生極大的壓力，而合模力不足就容易導(dǎo)致材料在分模線溢出。這個時候可以考慮提高鎖模力解決。在排除了合模力不足的情況下，就應(yīng)該考慮其他工藝條件，例如：注射速度太快、注射時間過長、注射壓力在模腔中分布不均、充模速度不均衡，以及注射量過多，都會導(dǎo)致溢料。這時要適當(dāng)降低第三段注射速度，降低第三段注射壓力和第三段保壓壓力，也可以降低鎖模力。

（2）料溫太高，原料流動性太大：通常料溫越高，塑料的流動性能越好，這就使得塑料更容易充滿型腔，也容易溢料。而且如果材料本身就具有太大的流動性能，會容易溢料，還容易導(dǎo)致在噴嘴處出現(xiàn)“流涎”現(xiàn)象，需要采用鎖閉式噴嘴。適當(dāng)降低料筒、噴嘴及模具溫度，以提高熔體粘度，預(yù)防溢料。

（3）模具缺陷：檢查模具是否密封嚴(yán)密，合模面和導(dǎo)柱孔內(nèi)有無雜物或模板是否有彎曲變形。以上情況容易導(dǎo)致模具未能完全閉合鎖緊而發(fā)生溢料。如果鎖模面無損傷，導(dǎo)桿無變形，就應(yīng)檢查模腔是否排氣不良，檢查排氣孔排氣槽是否太大、太深。

5、制品表面有熔接痕

（1）料筒溫度、模具溫度過低：普通塑料在溫度越高的情況下，材料的粘度會越低、流動性越好，這就促使材料在分流匯合處的融合性能提高?？蛇m當(dāng)提高料筒溫度，延長注射周期，對模具進(jìn)行加溫，提高注射壓力和注射速度。

（2）原料性能與脫模劑的影響：原料本身的流動性欠佳，容易出現(xiàn)熔接縫，盡量選用流動指數(shù)為（MI）值較高的塑料。同時盡量減少脫模劑的使用，脫模劑的性能本身就不利于塑料融合。

（3）塑件結(jié)構(gòu)與模具設(shè)計(jì)不合理：在設(shè)計(jì)塑件時應(yīng)考慮塑件壁厚相差不能太懸殊以及盡量減少嵌件的使用。在模具設(shè)計(jì)時，首先要考慮澆口形式和澆口位置，盡量選用分流少的澆口形式，盡量保持進(jìn)膠速度的平衡；其次需要排除模具排氣不良，檢查氣孔中是否存在異物堵塞，同時降低料溫和模具溫度縮短注射時間，降低注射壓力；最后要保證熔接角度在135°左右。

三、總結(jié)

從企業(yè)的生產(chǎn)成本和企業(yè)信譽(yù)的角度考慮，及時對制品缺陷進(jìn)行糾正是十分有必要的。在大部分中小型企業(yè)中如果材料出現(xiàn)缺陷，基本上只有溢料這種情況可以返工，而出現(xiàn)其他幾種缺陷而且缺陷比較明顯的情況一般只能選擇直接報(bào)廢。這就極大地增加了生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率。所有我們必須要在調(diào)試和修模過程中不斷的優(yōu)化生產(chǎn)加工工藝，力求把效率與制品質(zhì)量達(dá)到最高。在質(zhì)量分析糾正缺陷的過程中，我們一般遵循先嘗試控制注塑工藝，通過調(diào)試注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)，對注塑機(jī)調(diào)為手動，注塑幾個制品觀察是否依然存在缺陷。如果控制注塑工藝還無法糾正缺陷，再考慮進(jìn)行修模。因?yàn)閺募庸こ杀炯皶r間成本來考慮，調(diào)試注塑機(jī)只需要幾分鐘就可以看到效果，但是一旦要進(jìn)行修模，成本大幅上升。針對注塑件可能存在的缺陷，在設(shè)計(jì)階段需要遵循模具設(shè)計(jì)和制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范和原則，在加工中合理安排工藝參數(shù)，不僅可縮短消除制品缺陷的時間，而且可增加產(chǎn)品及格率，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。

（作者單位：廣州市增城區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校）