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塑膠注塑不良的分析以及處理措施
點擊次數(shù)：1668 發(fā)布時間：2012-3-1
注塑成型時發(fā)生不良現(xiàn)象的原因歸納起來主要有以下原因
*模具的缺陷
*塑料樹脂的缺陷
*不適合的成型條件
*產(chǎn)品設(shè)計上的問題
*對成型機(jī)性能的過大評價
*周圍環(huán)境的變化
*塑料樹脂的缺陷
*不適合的成型條件
*產(chǎn)品設(shè)計上的問題
*對成型機(jī)性能的過大評價
*周圍環(huán)境的變化
注塑成型的不良現(xiàn)象及可能的原因
1. 破裂白化
廣義的破裂包括破裂及細(xì)微破裂的Crazing。按產(chǎn)生的原因可以分為機(jī)械性破裂與化學(xué)應(yīng)力破裂。
[1]機(jī)械性破裂（Mechanical Crack）
作用于塑料上的物理性作用力比塑料固有物性及結(jié)構(gòu)上的支持力大的時候，因承*而產(chǎn)生破裂。為了防止破裂的產(chǎn)生，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，須引起注意。設(shè)計時，選好所使用的材料與型號后，應(yīng)考慮到作用于物體上的外力，設(shè)計出既可反映穩(wěn)定率又可以分散作用力的結(jié)構(gòu)。提高結(jié)構(gòu)上的支持力時，可加大產(chǎn)品的厚度或加固Rib，也可設(shè)計成Round結(jié)構(gòu)以分散作用力。
[2]化學(xué)應(yīng)力破裂（ESC Crack）
化學(xué)應(yīng)力破裂（ESC：Environmental Stress Crack）是指因化學(xué)藥品的作用，塑料膨脹，從而加重了內(nèi)部應(yīng)力，致使總應(yīng)力值高出塑料的破壞強(qiáng)度而產(chǎn)生的破裂。
化學(xué)應(yīng)力破裂在成型品的裝配過程中，使用潤滑劑﹑洗劑等時，其所含有的一部分物質(zhì)可誘發(fā)產(chǎn)品破裂。根據(jù)產(chǎn)品的脆弱結(jié)構(gòu)﹑殘留應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)，是否產(chǎn)生破裂存在一定的差異，受溫度﹑壓力等的影響。因化學(xué)藥品造成的破裂，其破裂面很干凈，有時會產(chǎn)生光澤，可輕易得到確認(rèn)。
為了防止因化學(xué)應(yīng)力引起的破裂，工藝上應(yīng)禁止使用可誘發(fā)破裂的化學(xué)藥品。在用戶的使用條件下，會形成問題的配件應(yīng)通過改變材料等方法作到防患于未燃。引發(fā)化學(xué)應(yīng)力破裂的化學(xué)藥品如下：冰乙酸﹑增塑劑（DOP等）﹑酒精類﹑石蠟系列的油脂﹑酯﹑過多的硅系列脫模劑﹑汽油石油等油類﹑豆油等食用油﹑溶劑類等。
2. 熔接線
成型品表面形成細(xì)線的現(xiàn)象。
熔接線發(fā)生在注塑成型時熔融樹脂合流的地方。熔融樹脂填充凝固后，樹脂互相遇合的接口顯示在表面上，致使強(qiáng)度及外觀降低。出現(xiàn)在具有兩個以上Gate的產(chǎn)品中或Hole﹑厚度存在差異的成型品上，作為成型條件是不可避免的現(xiàn)象。設(shè)計模具時，在改變Gate位置及厚度的同時，將有可能產(chǎn)生熔接線的部分移動到強(qiáng)度及外觀質(zhì)量不是重要的位置。
熔接線發(fā)生在注塑成型時熔融樹脂合流的地方。熔融樹脂填充凝固后，樹脂互相遇合的接口顯示在表面上，致使強(qiáng)度及外觀降低。出現(xiàn)在具有兩個以上Gate的產(chǎn)品中或Hole﹑厚度存在差異的成型品上，作為成型條件是不可避免的現(xiàn)象。設(shè)計模具時，在改變Gate位置及厚度的同時，將有可能產(chǎn)生熔接線的部分移動到強(qiáng)度及外觀質(zhì)量不是重要的位置。
[1] 產(chǎn)生的主要原因
熔接線位置不良及流動性不足。（對策：增加樹脂及模具溫度，增加注塑壓力及速度）
模具內(nèi)存在空氣或揮發(fā)物時。（對策：用酒精﹑香蕉水等清掃，設(shè)置Gas Vent）
因脫模劑﹑著色劑等。Gate位置不良時。（對策：調(diào)整模具等）
熔接線位置不良及流動性不足。（對策：增加樹脂及模具溫度，增加注塑壓力及速度）
模具內(nèi)存在空氣或揮發(fā)物時。（對策：用酒精﹑香蕉水等清掃，設(shè)置Gas Vent）
因脫模劑﹑著色劑等。Gate位置不良時。（對策：調(diào)整模具等）
[2] 針對不良現(xiàn)象的詳細(xì)對策
（a）通過調(diào)節(jié)成型條件，降低熔接線的鮮明度，或改變位置或填充時使樹脂的凝固達(dá)到zui小化。
-樹脂溫度及模具溫度上升
-注塑速度及注塑壓力上升
-保壓及保壓時間上升
（b）設(shè)計模具時，將熔接線的位置移動到外觀及強(qiáng)度不是很重要的地方。
-擴(kuò)大Weld部分的Gas Vent
-改變Gate位置及使Gate個數(shù)達(dá)到zui適宜化
-增加產(chǎn)品厚度
（c）原材料的充分干燥（抑制氣體的產(chǎn)生）
（a）通過調(diào)節(jié)成型條件，降低熔接線的鮮明度，或改變位置或填充時使樹脂的凝固達(dá)到zui小化。
-樹脂溫度及模具溫度上升
-注塑速度及注塑壓力上升
-保壓及保壓時間上升
（b）設(shè)計模具時，將熔接線的位置移動到外觀及強(qiáng)度不是很重要的地方。
-擴(kuò)大Weld部分的Gas Vent
-改變Gate位置及使Gate個數(shù)達(dá)到zui適宜化
-增加產(chǎn)品厚度
（c）原材料的充分干燥（抑制氣體的產(chǎn)生）
3. 銀線
銀線（閃光）是指由于樹脂的流動方向或不規(guī)則流動，在產(chǎn)品表面形成的銀白色的線而言。
[1] 產(chǎn)生的主要原因
（a）因原料含有水份及揮發(fā)物
由于原料干燥不足以及其它原因，超過適當(dāng)?shù)乃莺繒r，因為水份而加速了熱分解及氣體的產(chǎn)生。夏季雨天時，因酷熱的溫度和較大的濕度，在移動原料或經(jīng)長期保管時，吸收了較多的水份，因此不能以一般干燥條件來干燥，應(yīng)使用除濕干燥機(jī)將原料進(jìn)行較長時間的干燥。
（b）由于樹脂的熱分解
通常，樹脂應(yīng)在適宜的使用范圍內(nèi)設(shè)定成型溫度。若在較高的成型溫度下作業(yè)時，會由于熱分解而導(dǎo)致產(chǎn)生銀線及引起物性低下。選擇適合成型品的注塑成型機(jī)。（產(chǎn)品重量一般為料筒容量的40~80%）加熱器及熱電偶接觸不良時，實際設(shè)定溫度正?；?/span>Barrel的一部分受到局部加熱，也會出現(xiàn)銀線。
[1] 產(chǎn)生的主要原因
（a）因原料含有水份及揮發(fā)物
由于原料干燥不足以及其它原因，超過適當(dāng)?shù)乃莺繒r，因為水份而加速了熱分解及氣體的產(chǎn)生。夏季雨天時，因酷熱的溫度和較大的濕度，在移動原料或經(jīng)長期保管時，吸收了較多的水份，因此不能以一般干燥條件來干燥，應(yīng)使用除濕干燥機(jī)將原料進(jìn)行較長時間的干燥。
（b）由于樹脂的熱分解
通常，樹脂應(yīng)在適宜的使用范圍內(nèi)設(shè)定成型溫度。若在較高的成型溫度下作業(yè)時，會由于熱分解而導(dǎo)致產(chǎn)生銀線及引起物性低下。選擇適合成型品的注塑成型機(jī)。（產(chǎn)品重量一般為料筒容量的40~80%）加熱器及熱電偶接觸不良時，實際設(shè)定溫度正?；?/span>Barrel的一部分受到局部加熱，也會出現(xiàn)銀線。
[2] 預(yù)防的對策
（a）成型條件
注塑過程：填充到模具內(nèi)時，所產(chǎn)生的氣體應(yīng)排出到模具外。
計量過程：螺桿轉(zhuǎn)速過高的話，料筒溫度上升，以致加速樹脂的分解及氣體的產(chǎn)生，因此應(yīng)保持適當(dāng)?shù)穆輻U速度。而且以適宜的背壓zui大限度地抑制已達(dá)到可塑化的樹脂之間的空隙與氣體的流入。
（b）模具
模具形狀：設(shè)計模具時應(yīng)考慮到填充時會導(dǎo)致流動阻礙的產(chǎn)品的深度差及厚度差。模具內(nèi)應(yīng)設(shè)置有效的Gas Vent。長期大量生產(chǎn)時，樹脂產(chǎn)生的氣體殘量累積在模具的Vent部分，這也是造成Gas Vent 堵塞﹑致使銀線等不良現(xiàn)象產(chǎn)生的直接原因。
（a）成型條件
注塑過程：填充到模具內(nèi)時，所產(chǎn)生的氣體應(yīng)排出到模具外。
計量過程：螺桿轉(zhuǎn)速過高的話，料筒溫度上升，以致加速樹脂的分解及氣體的產(chǎn)生，因此應(yīng)保持適當(dāng)?shù)穆輻U速度。而且以適宜的背壓zui大限度地抑制已達(dá)到可塑化的樹脂之間的空隙與氣體的流入。
（b）模具
模具形狀：設(shè)計模具時應(yīng)考慮到填充時會導(dǎo)致流動阻礙的產(chǎn)品的深度差及厚度差。模具內(nèi)應(yīng)設(shè)置有效的Gas Vent。長期大量生產(chǎn)時，樹脂產(chǎn)生的氣體殘量累積在模具的Vent部分，這也是造成Gas Vent 堵塞﹑致使銀線等不良現(xiàn)象產(chǎn)生的直接原因。
4. 黑斑
產(chǎn)品表面形成的小黑點﹑藍(lán)點。因注塑機(jī)環(huán)境﹑作業(yè)環(huán)境﹑樹脂的清潔狀態(tài)而引起的。
5. 成型收縮
對成型品的尺寸產(chǎn)生影響的因素多種多樣，其主要變量有模具﹑產(chǎn)品形狀﹑成型條件及后工程﹑樹脂的種類等。
（a）隨模具的設(shè)計及成型品的形狀而產(chǎn)生的差異。
隨Gate的位置﹑形狀﹑面積，尺寸會有所不同。通常Gate附近所承受的注塑壓較高，因此收縮較小。當(dāng)Gate及Runner面積較大﹑Runner的長度較短時收縮較小。隨模具溫度及偏差，各部位的尺寸會有所不同。
模具隨加工的尺寸公差而變形，因此收縮尺寸也會有不同。按取出產(chǎn)品的方法而產(chǎn)生變形，因此尺寸也會改變。
隨Gate的位置﹑形狀﹑面積，尺寸會有所不同。通常Gate附近所承受的注塑壓較高，因此收縮較小。當(dāng)Gate及Runner面積較大﹑Runner的長度較短時收縮較小。隨模具溫度及偏差，各部位的尺寸會有所不同。
模具隨加工的尺寸公差而變形，因此收縮尺寸也會有不同。按取出產(chǎn)品的方法而產(chǎn)生變形，因此尺寸也會改變。
（b）按產(chǎn)品的形狀引起的收縮差異。
按產(chǎn)品厚度不同成型收縮也不同，通常較厚的部分收縮較大。
按產(chǎn)品厚度不同成型收縮也不同，通常較厚的部分收縮較大。
（c）成型品尺寸隨成型條件的變化。
按成型溫度與模具溫度，成型收縮不同。同一Cavity壓力下，通常溫度越高收縮越大。保壓與注塑壓力越大收縮越小。同一Cavity壓力下，填充﹑保壓時間越增加，收縮越小。與成型品不相適應(yīng)的成型機(jī)大小（鎖膜壓﹑容量）也會對成型品的尺寸產(chǎn)生影響。螺桿的防止回流Ring發(fā)生磨損時，適宜的注塑壓不能傳到成型品上，而且因計量不均勻，可發(fā)生較大的成型收縮。收縮率隨樹脂不同出現(xiàn)的差異：玻璃纖維等填充劑得到補(bǔ)充的話，收縮率會變??；隨樹脂吸收水份的程度，尺寸也會有所不同。
6. 黑線
產(chǎn)品表面形成黑色線條的現(xiàn)象。
產(chǎn)生的主要原因
產(chǎn)生的主要原因
揮發(fā)物潤滑劑或脫膜劑
樹脂的熱化
黑色顏料
注塑機(jī)清潔不良
模具表面受到污染（油﹑油脂等異物）
排氣不良
成型機(jī)的老化及損傷
過多使用再利用原料
樹脂的熱化
黑色顏料
注塑機(jī)清潔不良
模具表面受到污染（油﹑油脂等異物）
排氣不良
成型機(jī)的老化及損傷
過多使用再利用原料
7. FlowMark
樹脂的流動痕跡在產(chǎn)品表面表現(xiàn)出來的現(xiàn)象。
產(chǎn)生的主要原因
產(chǎn)生的主要原因
絕大部分是由于樹脂填充到模具內(nèi)時樹脂溫度降低。
混入其它樹脂。
樹脂的分解。
模具的排氣不良。
混入其它樹脂。
樹脂的分解。
模具的排氣不良。
8. 未填滿
樹脂沒有填滿Cavity的全部，冷卻凝固后成型品的一部分出現(xiàn)不足的現(xiàn)象。
產(chǎn)生的主要原因
產(chǎn)生的主要原因
樹脂在料筒內(nèi)熔融不充分
壓力較低或模具溫度過低
樹脂的粘度不佳
壓力較低或模具溫度過低
樹脂的粘度不佳
9. 表面突起
產(chǎn)品表面產(chǎn)生的細(xì)微的小洞或突起現(xiàn)象。
產(chǎn)生的主要原因
產(chǎn)生的主要原因
原料內(nèi)混入異物
顏料未分散
模具加工狀態(tài)
使用再利用原料
顏料未分散
模具加工狀態(tài)
使用再利用原料
10. 異色，褪色
產(chǎn)品的顏色與標(biāo)準(zhǔn)顏色不同的現(xiàn)象。樹脂顏色不同為異色；
注塑后顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象為變色。
產(chǎn)生的主要原因
注塑后顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象為變色。
產(chǎn)生的主要原因
著色錯誤
樹脂污染
過多使用粉碎品
注塑機(jī)污染
樹脂的熱化等
樹脂污染
過多使用粉碎品
注塑機(jī)污染
樹脂的熱化等
11. 透明度低下
GPPS，SAN等透明產(chǎn)品出現(xiàn)的透明性低下的現(xiàn)象。
產(chǎn)生的主要原因
產(chǎn)生的主要原因
脫模劑使用過多
混入其它樹脂
混入其它型號
模具的加工狀態(tài)﹑模具溫度等加工條件不合適。
混入其它樹脂
混入其它型號
模具的加工狀態(tài)﹑模具溫度等加工條件不合適。
12. 飛邊
樹脂流入模具的PARTING面或SIDE CORE的縫隙中，使得成型品上附著多余的樹脂的現(xiàn)象被稱為飛邊。
產(chǎn)生的主要原因
產(chǎn)生的主要原因
注塑機(jī)加工不良
注塑機(jī)容量不足
加工條件不良
鎖模力不足
模具貼得不緊
模具的變形
樹脂流動太好
Gas Vent過大
注塑壓力較大
模具面上存在異物
注塑機(jī)容量不足
加工條件不良
鎖模力不足
模具貼得不緊
模具的變形
樹脂流動太好
Gas Vent過大
注塑壓力較大
模具面上存在異物
13. 表面起膜
樹脂的添加劑流經(jīng)產(chǎn)品表面時，形成的白色﹑灰色的蔓延現(xiàn)象被稱為表面起膜。
產(chǎn)生的主要原因
產(chǎn)生的主要原因
樹脂內(nèi)部的添加劑是主要原因
造成過度應(yīng)力的注塑條件等也是引發(fā)原因
造成過度應(yīng)力的注塑條件等也是引發(fā)原因
壓出成型部分
壓出成型是出現(xiàn)不良現(xiàn)象的原因
*不穩(wěn)定的壓出（Extrusion Instabilities）
*樹脂的分解（Degradation）
*壓出機(jī)的問題
*原料上的問題
*不穩(wěn)定的壓出（Extrusion Instabilities）
*樹脂的分解（Degradation）
*壓出機(jī)的問題
*原料上的問題
1. 樹脂的分解
壓出工藝中因樹脂的分解而經(jīng)常出現(xiàn)的問題包括變色﹑物性低下﹑產(chǎn)生氣體等等。究其原因可分為熱分解﹑化學(xué)性分解﹑機(jī)械性分解﹑依Radiation的分解及生物學(xué)性的分解等。大多數(shù)分解因復(fù)合性原因引起，當(dāng)兩種以上的原因共存時，可加速分解。
[1] 樹脂分解的種類
[1] 樹脂分解的種類
熱分解:
樹脂處于高溫時會產(chǎn)生分解，樹脂本身的熱穩(wěn)定性決定其分解程度。通常，發(fā)生單純熱分解的情況很少，絕大多數(shù)發(fā)生的是熱化學(xué)性分解。
機(jī)械性分解:
因作用于樹脂的機(jī)械性應(yīng)力引起的樹脂分子斷裂，不論是固態(tài)還是熔融狀態(tài)都有可能發(fā)生。壓出工藝中主要發(fā)生在熔融狀態(tài)。機(jī)械應(yīng)力作用于樹脂分子的話，起應(yīng)力將集中在較長的高分子鏈的中心，因此在分子鏈的中間折斷的概率較高。因機(jī)械應(yīng)力引起的樹脂分解，其結(jié)果使樹脂的個體分子量減少到1/2﹑1/4﹑1/8。幾乎所有機(jī)械性分解都伴隨有熱分解，據(jù)情況不同，有時也伴有化學(xué)性分解。壓出機(jī)內(nèi)部，位于螺桿與Barrel中間的Clearance形成的應(yīng)力zui大，局部溫度也上升的較大，樹脂的分解也會進(jìn)行得很好。
化學(xué)性分解:
當(dāng)與樹脂產(chǎn)生反應(yīng)而引起分解的物質(zhì)存在時才會發(fā)生化學(xué)性分解。此物質(zhì)包括酸類﹑堿類﹑溶劑﹑具有反應(yīng)性的氣體等等。即使存在這些物質(zhì)，化學(xué)性分解也主要發(fā)生在高溫條件下，且溫度越高反應(yīng)速度越快。zui典型的例子有水解和氧化反應(yīng)，為防止水解zui重要的是除去樹脂所含有的水份，因此壓出成型前須進(jìn)行干燥；為了防止樹脂的氧化，關(guān)鍵是要適當(dāng)選擇﹑使用抗氧化劑。
壓出工藝中的樹脂分解:
大多數(shù)情況以熱分解、機(jī)械分解、化學(xué)分解相綜合的形態(tài)發(fā)生。滯留時間越長、滯留時間分布越廣、樹脂溫度越高，樹脂的分解速度越快。比起其它部位來，Clearance處的溫度上升得非常高，因此在此部位發(fā)生分解的概率zui大。
壓出工藝中減少樹脂分解的方案
-縮短滯留時間及保持較小范圍的滯留時間分布
-保持盡可能低的樹脂溫度及防止局部溫度上升
-清除誘發(fā)分解的物質(zhì)
-保持盡可能低的樹脂溫度及防止局部溫度上升
-清除誘發(fā)分解的物質(zhì)
壓出機(jī)內(nèi)，吐出量越大樹脂的平均滯留時間越小，因此以zui適宜的螺桿設(shè)計得到zui大的吐出量的話，對抑制樹脂分解會有一定的幫助。減小壓出機(jī)內(nèi)的流動阻力﹑消除停滯點的設(shè)計也是防止樹脂分解的一項措施。發(fā)生熱氧化分解時，為了阻止樹脂與氧氣的接觸，將壓出工藝置于氮氣中，從而可抑制樹脂分解。
2. 壓出機(jī)的問題
壓出機(jī)本身的機(jī)械性質(zhì)的變化關(guān)系到壓出特性的變化，可引起幾種壓出不良的產(chǎn)生。這種機(jī)械性變化或故障發(fā)生zui多的地方是驅(qū)使裝置和加熱﹑冷卻裝置﹑螺桿或因Barrel磨損的Trouble等。
（a）驅(qū)使裝置出現(xiàn)故障:
（a）驅(qū)使裝置出現(xiàn)故障:
由DC發(fā)動機(jī)﹑減速裝置﹑軸承組合而構(gòu)成的驅(qū)使裝置的故障包括螺桿轉(zhuǎn)速的變化或不能形成充分的Torque的現(xiàn)象。減速裝置或軸承組合的故障通常伴隨噪音，可輕易覺察出來。發(fā)動機(jī)的故障中zui頻繁的是由于
Brush的磨損而形成的問題。
Brush的磨損而形成的問題。
（b）加熱及冷卻裝置出現(xiàn)故障:
使熔融樹脂的溫度發(fā)生變化，產(chǎn)生不良現(xiàn)象的可能性加大。熔融樹脂的溫度變化是由于加熱﹑冷卻裝置進(jìn)行非正常運(yùn)轉(zhuǎn)或熔融樹脂的移送功能進(jìn)行非正常運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)生的。
（c）磨損:
壓出機(jī)因磨損而產(chǎn)生的Dimension的zui大的變化發(fā)生在螺桿Flight。此處的磨損使得螺桿Flight與Barrel間的Clearance弄得較大，大幅度降低了壓出機(jī)的可塑化能力，從而誘發(fā)熔融樹脂溫度的
不均勻及樹脂壓力的變化。
不均勻及樹脂壓力的變化。
隨Clearance的增大而發(fā)生的另一個問題是，使得熔融樹脂與壓出機(jī)Barrel間的熱交換能力降低從而促進(jìn)了熔融樹脂溫度的不均一化。
3. 原料上的問題
樹脂的各種流變學(xué)性及機(jī)械性質(zhì)的變化會引發(fā)壓出不良現(xiàn)象。例如，在額定電力值左右運(yùn)行中的壓出機(jī)內(nèi)注入粘度較高的樹脂的話，會因發(fā)動機(jī)的超負(fù)荷引起機(jī)械故障；因樹脂溫度的上升，也會發(fā)生過度的分解。而且也是引起壓出負(fù)荷上升﹑吐出量減少的原因。
一旦被推測為由于原料的變化引起的不良的話，應(yīng)檢查原料的物性資料，確認(rèn)物性是否發(fā)生變化。確認(rèn)是否為原料問題的zui容易的方法之一是將以前正常使用過的原料的一部分重新放入后，觀察是否形成問題。