淺析塑料注塑成型常見問題與解決措施

林媛媛 張志琴

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在生產(chǎn)活動(dòng)中對(duì)于塑料的需求量越來越高，塑料被廣泛應(yīng)用到汽車制造行業(yè)、建筑裝修行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)。在塑料的生產(chǎn)過程中，注塑成型是其中最為關(guān)鍵的一道生產(chǎn)工藝，直接決定了塑料制品的品質(zhì)，因此要重視注塑成型生產(chǎn)工藝，當(dāng)前我國的塑料制造中還存在一些問題，主要是注塑成型過程中對(duì)于溫度和壓力的控制不是很合理，容易導(dǎo)致塑料制品質(zhì)量問題。基于此，本文簡要介紹了塑料注塑成型常見問題及解決措施。

關(guān)鍵詞：塑料；注塑成型；常見問題；解決措施

引言

在塑料制品的制造過程中，要重視其品質(zhì)，合格的塑料制品可以給人們的生活帶來便利，但是有質(zhì)量瑕疵的塑料制品會(huì)影響生產(chǎn)企業(yè)的效益。因此要采取有效措施控制塑料產(chǎn)品質(zhì)量，其中最為關(guān)鍵的就是要在注塑成型工藝中控制好模具的溫度和壓力，針對(duì)當(dāng)前注塑成型中容易出現(xiàn)的問題，提前采取措施予以解決，保證塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。

一、塑料的注塑成型方法簡介

1、注塑成型方法與特點(diǎn)

我國目前注塑成型的方法，屬熱塑塑料的注塑成型方法應(yīng)用最為廣泛。注塑成型法主要是通過溫度變化使熔融塑料逐漸進(jìn)入到模具內(nèi)，依據(jù)模腔內(nèi)具體形狀逐漸形成相應(yīng)的制品，如果對(duì)于生產(chǎn)的制品沒有其他特殊要求，則注塑成型的制品就不需要進(jìn)行再加工，該制品就是最后的成品。在注塑成型時(shí)，較為細(xì)小的一些部分都可完成加工，如果想制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品，就需在模具中應(yīng)用精密性注塑。常規(guī)的注塑成型法對(duì)于模具的具體要求，要求其同時(shí)滿足四個(gè)要素，即收縮量、尺寸、外形及精度，這些要素共同決定了制品的質(zhì)量，其中收縮量對(duì)于制品的質(zhì)量影響最大，細(xì)微的收縮量變化，會(huì)導(dǎo)致制品實(shí)際尺寸存在著較大的差異性[1]。因而，在精密性注塑時(shí)，需要重點(diǎn)把握收縮量這一關(guān)鍵要素。對(duì)注塑的精密性進(jìn)行判斷時(shí)，應(yīng)當(dāng)從制品形位、表面的粗糙程度及尺寸的公差方面入手。注塑構(gòu)成、模具、設(shè)備、工藝技術(shù)等，都會(huì)與精密性注塑效果有著直接性影響。那么，就需精密性注塑過程中，對(duì)各方面因素予以充分考慮及分析，先將材料的種類確定好，再進(jìn)行注塑機(jī)的合理選擇，并對(duì)濕度及溫度予以嚴(yán)格控制。

2、注塑模具構(gòu)成

塑料注塑成型主要是在壓力作用之下，把熔融塑料緩緩注入至模具內(nèi)，以降低溫度為主要操作手段進(jìn)而形成塑料件。關(guān)于塑料注塑模具構(gòu)成，主要取決于注塑機(jī)模板安裝的具體位置，如果該模板為固定式，則屬于定模，而如果模板是移動(dòng)的，就是動(dòng)模。當(dāng)注塑機(jī)運(yùn)行時(shí)，該動(dòng)模會(huì)逐漸向定模靠近，一直到二者充分重合并形成型腔及澆注性系統(tǒng)[2]。開模時(shí)，定模會(huì)逐漸從動(dòng)模內(nèi)分離，將機(jī)構(gòu)頂出，從模腔內(nèi)逐漸頂出塑件，從而注塑的制品就會(huì)順利完成該脫模的工序。我國目前較為常見的一些聚苯乙烯塑料就是利用機(jī)械化注塑機(jī)制作加工的。

二、塑料注塑成型工藝中常見問題

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(huì)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)觀察塑料制品是否能正常脫模，面對(duì)塑料制品出現(xiàn)大批量的缺陷，他們無法糾正。所以為了提高生產(chǎn)效益，在工作人員發(fā)現(xiàn)制品缺陷后，要及時(shí)采取措施予以糾正，在后期的生產(chǎn)中，要不斷提升生產(chǎn)技術(shù)，避免類似問題的發(fā)生，給企業(yè)帶來更大的虧損。下面介紹幾種注塑制品常見質(zhì)量問題：

1、變形

（1）模具溫度太高，冷卻不足：首先考慮延長冷卻時(shí)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(shí)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。在塑料制品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，盡量使塑料制品各部位冷卻均勻[3]。

（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(dòng)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)致塑料制品翹曲變形。如果在塑料制品發(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)降低塑料溫度和模具溫度，并且結(jié)合使用熱處理方法，使塑料制品脫模后置于較高溫度保溫一段時(shí)間后再緩慢冷卻至室溫，這樣就可以極大地降低塑料制品內(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)致塑料制品脫模時(shí)受力不均而導(dǎo)致變形。而脫模斜度不夠及容易導(dǎo)致塑料制品脫模困難，同樣容易造成塑料制品變形。這種情況往往會(huì)伴隨塑料制品在頂針位置會(huì)出現(xiàn)表面發(fā)白的現(xiàn)象。所以在塑料制品設(shè)計(jì)時(shí)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(dòng)推出設(shè)備），增加脫模斜度及邊緣的光滑度。

2、塑料制品表面有氣泡和銀紋

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(shí)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)，縮短原料塑化時(shí)間；其次螺桿背壓小，保壓壓力偏低或降溫固化時(shí)間短，應(yīng)該適當(dāng)提高螺桿背壓，保壓壓力和延遲冷卻時(shí)間；再次模具溫度偏低，塑化的塑料在沒有完成接觸到模具塑料表面馬上冷卻，就容易出現(xiàn)氣泡和銀紋[4]。

三、控制塑料注塑成型質(zhì)量的有效措施

1、控制注射流量

基于塑料分解的溫度及流動(dòng)的溫度存在著較大的差異性，塑料的來源也有所不同，以至于塑料分解及流動(dòng)的溫度也存在著較大的差異性。注射機(jī)種類對(duì)于塑料的塑化也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，致使料筒的溫度選擇也有所不同。在熔料過程中，如果并未對(duì)噴嘴及料筒溫度予以控制，直通式的噴嘴就會(huì)出現(xiàn)流涎情況。而若想盡可能的防止此類情況出現(xiàn)，就需要把料筒溫度調(diào)整至最高的溫度范圍內(nèi)，相比較于噴嘴溫度稍高一些即可。

2、控制模塑的周期

所謂模塑的周期，主要是指以一次性注射模塑時(shí)所用的時(shí)間。模塑的周期長短對(duì)于設(shè)備實(shí)際的生產(chǎn)效率及使用壽命有著直接性影響，主要包含著設(shè)備的利用效率、自接性影響的勞動(dòng)生產(chǎn)效率、成型的周期等。因而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)在保證質(zhì)量的同時(shí)，最大限度的將成型周期縮短。在該周期內(nèi)，冷卻及注射的時(shí)間最為重要，都與制品質(zhì)量有著較大的影響。注射時(shí)間內(nèi)，生產(chǎn)的充滿時(shí)間在3-5mm/s范圍內(nèi)[5]。若注射時(shí)間內(nèi)保壓的時(shí)間是對(duì)于型腔內(nèi)塑料的壓力時(shí)間。那么，在整個(gè)的注射時(shí)間內(nèi)它占有較大的比重。在澆口處熔料未封凍前，保壓的時(shí)間必然會(huì)對(duì)制品的尺寸產(chǎn)生影響。在一定程度上，保壓時(shí)間有著一定的惠值，其與主流道、模具及料溫都有著一定的關(guān)系，主流道、澆口的尺寸及工藝的條件等都處于正常狀態(tài)下。而冷卻的時(shí)間，主要是決定制品的厚度、模具的溫度及塑料的性能等。通常情況下，冷卻的時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在130mm/s范圍內(nèi)，最短為35mm/s左右，時(shí)間不宜過長。

結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前我國塑料注塑成型工藝中還存在一些不足，生產(chǎn)人員在面臨這些常見的質(zhì)量問題時(shí)，要深入分析，了解造成質(zhì)量缺陷的根本原因，然后結(jié)合注塑成型工藝方法采取合理措施予以拒絕，這樣才能不斷的提高塑料產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)塑料在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)我國塑料行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]黃薇，葛正浩，劉韋華.基于Moldflow的玩具汽車上蓋成型工藝分析[J].塑料.2013（1）：90-92.

[3]林權(quán).基于GA與MPI的顯示器面板注塑成型工藝多目標(biāo)優(yōu)化[J].聊城大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版.2015（1）：94-101.

[4]張友根.功能化注塑機(jī)的科學(xué)發(fā)展研究及自主創(chuàng)新[J].橡塑技術(shù)與裝備.2015（16）：10-33.

[5]王乾.基于Moldflow的多筋類塑料制品注塑成型參數(shù)優(yōu)化[J].輕工機(jī)械.2015（4）：87-89.

（作者單位：天津一汽豐田汽車有限公司）