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- 25 - 塑膠制品缺陷與設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)第一節(jié) 氣泡(Air Traps)什么是氣泡? 圖例 1 .計(jì)算機(jī)仿真氣泡產(chǎn)生的位置。氣泡是空氣無法從模具中逃出而殘留在成品中而 形成的。 氣體被前鋒冷料包住而不能從模具間隙, 入子孔,排氣孔等地方排出。 氣泡位置通常在最后充填的區(qū)域。形成氣泡的原因通常是由于在最后 充填區(qū)沒有排氣孔或排氣孔不夠大。 另一個(gè)通常原因是產(chǎn)品有急速的肉厚變化(肉厚的地方優(yōu)先充滿)。 氣泡產(chǎn)生的原因未逃逸的氣體會(huì)在產(chǎn)品內(nèi)形成真空或氣泡, 短射了(未充滿) ,未排出的氣體會(huì)在產(chǎn)品內(nèi)形成氣泡,或因?yàn)槿紵诔善繁砻娈a(chǎn)生污點(diǎn)。為了除去氣泡, 我們可以通過減小注射速度, 增加排氣, 或者在恰當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置排氣孔來改進(jìn)充滿模式。在下面的圖示中,氣泡是由于流長對壁厚比例過大。 在這種情況下,能夠通過改變厚度比例或者在氣泡形成區(qū)設(shè)置排氣孔(例如,增加頂針)來增加排氣。 解決對策1.在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)以減少厚度比例。這樣可以將流長的影響減到最小。 2.在模具設(shè)計(jì)方面注意排氣孔的設(shè)置。 在最后充滿區(qū)增加排氣孔。 在零件間特意設(shè)置排氣孔, 例如, 分型面, 入子孔,頂針孔,滑塊。 3.重新設(shè)計(jì)澆道系統(tǒng) 改變澆道系統(tǒng)能夠改變充滿模式, 其方法是讓最后后充填區(qū)位于在恰當(dāng)排氣位置。 4.排氣孔足夠大 ,要確保在注塑時(shí)氣體能及時(shí)逃逸 然而,要注意的是,排氣孔太大就會(huì)產(chǎn)生毛邊。 推薦排氣孔尺寸結(jié)晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非結(jié)晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。 5.調(diào)整成型條件減小注射速度。高注射速度會(huì)導(dǎo)致氣泡的形成。降低注射速度讓空氣有足夠的時(shí)間從排氣孔中逃逸。第二節(jié) 黑斑點(diǎn)/黑條紋(Black Speck/Black Streaks)什么是黑斑和黑條紋?黑斑和黑條紋是成品表面或者某部分出現(xiàn)的黑點(diǎn)或者黑條紋。除了燃燒或者變色更嚴(yán)重的以外,褐色的斑點(diǎn)或者條紋是相同的類型缺陷。 圖1 .黑斑點(diǎn) (左) 和黑條紋(右)。 黑斑和黑條紋是由塑料受污染或者材料加熱過分的 (裂解, 燃燒)產(chǎn)生。 塑料的裂解材料因過分加熱而裂解使成品產(chǎn)生黑條紋。 在加熱過程中,由于料筒和螺桿表面有劃痕或粗糙表面阻止了塑料的流動(dòng),材料加熱時(shí)間過長而燒焦或裂解,引起黑斑和黑條紋。圖 2 .不合適的成型條件導(dǎo)致材料的裂解,成品中產(chǎn)生黑條紋??諝饣虿牧系奈廴? 例如骯臟廢料, 添加劑材料, 不同顏色材料或者低熔化點(diǎn)材料, 通常會(huì)導(dǎo)致黑斑點(diǎn)和黑條紋。 空氣中的塵埃也會(huì)在成品表面上產(chǎn)生黑斑點(diǎn)。 同樣的原因還會(huì)導(dǎo)致其它缺陷,例如:產(chǎn)品脆化、燒焦痕、變色。解決對策1.小心地運(yùn)用材料1).確信材料沒有污染, 例如骯臟的回收物混進(jìn)原料。 2).蓋上漏斗及盛原料箱子的蓋子。 空氣和灰塵會(huì)污染原料, 導(dǎo)致黑斑產(chǎn)生。 2.改變模具設(shè)計(jì)1).清潔頂針和滑塊?;瑝K和頂針上的油脂或潤滑劑會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品上產(chǎn)生黑條紋。 2).改進(jìn)排氣系統(tǒng)。 如果最后充填區(qū)發(fā)現(xiàn)黑斑, 他們是很可能是因?yàn)榕艢庀到y(tǒng)不暢通而產(chǎn)生的。未排出的氣體被壓縮而燃燒導(dǎo)致黑斑。3).清潔流道并保證流道無劃痕,流道中殘留的臟物會(huì)導(dǎo)致這些缺陷。4).成型前清潔模具。3.選擇恰當(dāng)?shù)某尚蜋C(jī)1).為不同的模具選擇恰當(dāng)?shù)某尚蜋C(jī)。 一般射出量應(yīng)該在成型機(jī)注射容量的百分之 20 和 80 之間。 對于熱敏感的材料, 這個(gè)范圍更小。計(jì)算機(jī)仿真成型能夠幫助我們?yōu)檫x擇合適的成型機(jī)。這樣可以避免塑料在料桶中停留過長時(shí)間。2).檢查模具表面是否有擦傷或凹坑而阻止塑料流動(dòng)。它能導(dǎo)引材料變得過熱而燃燒。 3).檢查是否有加熱系統(tǒng)導(dǎo)致局部過熱或溫控系統(tǒng)有故障。4.調(diào)整成型條件降低料桶和噴嘴的溫度,過高的溫度會(huì)導(dǎo)致塑料的裂解。5.清潔成型機(jī)由料筒或者螺桿表面的污染可能產(chǎn)生黑條紋。 當(dāng)用兩種材料成型時(shí), 舊材料可能沒從料桶完全清洗以后,在第二種材料成型時(shí)形成黑斑或黑條紋。6.避免有黑斑和黑條紋的產(chǎn)品再利用這樣產(chǎn)品再利用會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的污染, 除非把他們將用作以黑的產(chǎn)品或者這樣的缺陷是可接受的。第三節(jié) 脆化(Brittleness)什么是的脆化?脆化的產(chǎn)品有破裂或者折斷的趨勢。材料退化而使其分子鏈變短導(dǎo)致脆化產(chǎn)生 (分子量變小) 。 結(jié)果, 產(chǎn)品的物理完整性比一般的小得多。 圖 1 .裂解的產(chǎn)品容易脆化和破裂。 脆化的原因 同樣的原因還會(huì)產(chǎn)生其它缺陷:由材料裂解導(dǎo)致脆化 黑斑點(diǎn)/ 黑條紋不恰當(dāng)?shù)母稍飾l件 燒焦 不恰當(dāng)溫度設(shè)置 變色不恰當(dāng)流道及澆口 不恰當(dāng)成型機(jī) 熔接線 解決對策1調(diào)整材料準(zhǔn)備過程條件(1)在成型前設(shè)置恰當(dāng)干燥條件過度的干燥或過高的干燥溫度會(huì)導(dǎo)致材料的脆化例如幾天的干燥。過分的干燥會(huì)將塑料中的易揮發(fā)的成分揮發(fā)掉或者使它變得更敏感,分子重量減少會(huì)使這個(gè)材料裂解。 材料供給商能夠?yàn)閷iT材料提供最佳條件干燥條件。 (2)減少二次材料。太多的二次料會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品脆化。 (3)不適宜的處理會(huì)將高強(qiáng)度材料變成低強(qiáng)度材料, 低強(qiáng)度材料更易于脆化。 改變型設(shè)計(jì)。2擴(kuò)大流道及澆口(1)局限性的澆口,流道甚至產(chǎn)品設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致額外的剪切熱,使材料加熱過渡而裂解。 (2)選擇一個(gè)恰當(dāng)成型機(jī)為了得到更好的熔膠溫度就要找到恰當(dāng)?shù)某尚蜋C(jī)。材料供給商能夠提供正確的成型機(jī)信息來避免不恰當(dāng)或過高的加熱溫度而導(dǎo)致材料裂解。3調(diào)整成型條件(1)降低料筒溫度和噴嘴的溫度。如果料筒溫度和噴嘴溫度太高, 料筒中的材料過分加熱, 導(dǎo)致材料裂解。 降低背壓, 螺桿轉(zhuǎn)速, 或者注射的速度以及剪切熱等會(huì)導(dǎo)致材料裂解的條件。 (2)如果熔接線很明顯,可以在保證材料不因過熱而裂解的前提下,最大限度的提高成型溫度和注塑壓力。 第四節(jié) 燒焦(Burn Marks)什么是燒焦? 燒焦是在最后填充區(qū)和空氣聚集區(qū)出現(xiàn)的小黑斑。外形 1 .燒焦.燒焦的原因:1.排氣不良如果注射速度或者注射壓力太高, 澆注系統(tǒng)和模穴中的空氣不能在短時(shí)間內(nèi)排出,就會(huì)產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。 當(dāng)流長過長時(shí),排氣不良,會(huì)出現(xiàn)氣泡。然而,當(dāng)壓力和溫度過高時(shí),就會(huì)導(dǎo)致材料裂解,在最后填充區(qū)和難于成型區(qū)產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。 2.材料裂解裂解的材料隨熔膠流動(dòng),最后出現(xiàn)在排氣槽附近或成品表面而產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。 引起材料裂解的原因有:1).熔膠溫度過高2).螺桿轉(zhuǎn)速過高 錯(cuò)誤的溫度設(shè)置,熱感應(yīng)片及溫控系統(tǒng)的故障。如果在成型期間螺桿速度太高, 產(chǎn)生過多的摩擦熱,使材料裂解。 3).流動(dòng)路徑不暢過小的主流道,分流道,澆口,會(huì)給熔膠帶來額外的剪切熱,使材料過分加熱, 產(chǎn)生材料裂解。 同樣的原因還會(huì)導(dǎo)致其它缺陷:黑斑/黑條紋、脆化、變色解決對策1.改變模具設(shè)計(jì)1).設(shè)置充分的排氣系統(tǒng)。 在最后填充區(qū)和難于成型區(qū)的排氣尤其重要。推薦排氣孔尺寸結(jié)晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非結(jié)晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。2).增加澆注系統(tǒng)(包括主流道,分流道,澆口)尺寸。 過小的主流道,分流道,澆口,會(huì)給熔膠帶來額外的剪切熱,使材料過分加熱, 產(chǎn)生材料裂解。 2.調(diào)整成型條件通過避免在成型過程中產(chǎn)生附加熱來減小燒焦的可能性:1).減小注射壓力。 2).減小注射速度。3).減小螺桿旋轉(zhuǎn)速度。4).減小料筒溫度。 5).檢查料筒和噴嘴上加熱片,校準(zhǔn)熱感應(yīng)片。第五節(jié) 表面剝離(Delamination)什么是表面剝離?表面剝離是成品表面成片狀薄層裂痕的現(xiàn)象。 圖1 .成品表面剝離現(xiàn)象。表面剝離的原因引起表面剝離的原因, 包括: 1.不可兼容的材料一起混合使用。 2.成型時(shí)使用的材料種類過多。 3.熔膠溫度過低。 4.材料濕度過大。 5.流道及澆口不順暢。 解決對策1.調(diào)整材料準(zhǔn)備過程條件。在成型過程中避免使用過多的回收料。 2.改良模具設(shè)計(jì)。使流道及澆口順暢。 鋒利角落會(huì)使熔膠分流而導(dǎo)致表面剝離發(fā)生。 3.調(diào)整成型條件。 1).避免使用超出材料供貨商提供的合理成型條件。 超出材料供貨商提供的成型條件會(huì)導(dǎo)致表面剝離的發(fā)生。你必須修正頂出系統(tǒng)來排除解決這些缺陷。 2).特殊材料在成型前必須根據(jù)干燥說明書來干燥。 3).材料濕度過度會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生表面剝離。4).提高料筒溫度和成型的溫度。 如果熔膠溫度太低, 形成材料不能熔合在一起而彼此分層,當(dāng)受到外力作用時(shí)就會(huì)龜裂。第六節(jié) 尺寸變化(Dimensional Variation)什么是尺寸變化?尺度變化(變體)是在成型條件相同的情況下,不同批次或不同產(chǎn)品間存在的尺寸差異。圖1 .尺度變化(變體)是產(chǎn)品不可預(yù)料的變化。 引起尺寸變化的原因:引起尺寸變化的原因:成型機(jī)控制不穩(wěn)定狹窄的成型條件不當(dāng)?shù)某尚蜅l件設(shè)置節(jié)流閥破損,老化材料性質(zhì)不穩(wěn)定解決對策1.改善成型前的材料準(zhǔn)備過程條件1).材料供貨商提供的材料性質(zhì)不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致成批產(chǎn)品的尺寸變化。 2).如果材料太濕,材料要進(jìn)行干燥。 3).限制回收料在原料中的百分比。 不規(guī)則粒子能夠使熔膠分層, 引起不穩(wěn)定的產(chǎn)品分尺度變化(變體)。 2.改變模具設(shè)計(jì)部分1).如果產(chǎn)品在成型后彎曲變形需要調(diào)整澆注系統(tǒng)。2).為不同的材料設(shè)計(jì)不同的澆注系統(tǒng)。 用計(jì)算機(jī)仿真成型來優(yōu)化澆注系統(tǒng)以使熔膠能順暢的進(jìn)入模穴。 3.更換成型機(jī)部件1).如果節(jié)流閥破損或過舊,需要更換節(jié)流閥。2).如果熔膠溫度不穩(wěn)定需要更換加熱片和熱感應(yīng)片。 4.調(diào)整成型條件1).增加注射和保壓壓力,確保在填充過程和保壓過程將材料送入模腔。 2).增加注射和保壓時(shí)間,確保填充過程和保壓過程將材料送入模腔。3).確信成型溫度甚至是檢查冷卻系統(tǒng)。 4).在整個(gè)成型過程調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)穆輻U計(jì)量,注射量,螺桿轉(zhuǎn)速,背壓等。 第七節(jié) 魚眼(Fish Eyes)什么是魚眼?魚眼是未熔融的塑料隨熔膠一起進(jìn)入模具后出現(xiàn)在成品表面而形成的表面缺陷。 圖1。熔膠中混有未熔融的材料產(chǎn)生魚眼。 產(chǎn)生魚眼的原因:1.料筒溫度過低如果料筒溫度過低, 不能完全把材料熔化, 這些未熔融的材料混在熔膠中,最后出現(xiàn)在成品表面產(chǎn)生魚眼。2.回收料加得過多回收料的形狀和尺寸不規(guī)則,不利于排氣,同時(shí)會(huì)引起流動(dòng)不暢。 3.材料污染如果高熔度材料混到原材料里, 高熔度材料就會(huì)以小顆粒的形式存在,在成型時(shí)產(chǎn)生魚眼。 4.低螺絲旋轉(zhuǎn)速度和回的壓力如果螺桿轉(zhuǎn)速和背壓太低,可能沒有足夠的摩擦加熱在注射前將料筒中的材料完全熔化。 解決對策1. 調(diào)整材料準(zhǔn)備過程條件添加回收料的比率取決于產(chǎn)品規(guī)格,如果回收料用允許,回收料可以占10%以上。單獨(dú)地存儲(chǔ)不同材料和并蓋好容器的蓋子,避免把不同材料混進(jìn)來。 2. 適當(dāng)調(diào)整成型條件材料供貨商會(huì)提供不同材料成型的料筒溫度, 背壓力, 螺桿轉(zhuǎn)速等相關(guān)信息。 如果按照材料供貨商推薦的成型條件仍然出現(xiàn)了問題, 嘗試下面的調(diào)整。 1).提高料筒溫度。 2).提高背壓使材料得以充分的混合。3).提高螺桿轉(zhuǎn)速,以得到更多的摩擦熱將材料充分的熔化。第八節(jié) 毛邊(Flash)什么是毛邊?毛邊就是在分型面,入子孔,排氣孔,頂針孔等地方產(chǎn)生的溢料。圖1. 毛邊 毛邊產(chǎn)生的原因1.鎖模力過小如果注射成型機(jī)的鎖模力過小, 不能在成型過程中將模具鎖緊,就會(huì)產(chǎn)生毛邊。2.模具間隙如果分型面不能完全接觸。分型面有缺陷,成型機(jī)選用不當(dāng),分型面上有雜物導(dǎo)致分型面間有間隙。3.成型條件成型條件不當(dāng),例如熔膠溫度過高,注塑壓力過大,都會(huì)產(chǎn)生毛邊。排氣系統(tǒng)不當(dāng),缺乏足夠的排氣或排氣溝開得過深都會(huì)產(chǎn)生毛邊。解決對策1.調(diào)整模具的密封1).模具建立恰當(dāng)?shù)拿芊饽H驶蛉胱哟嬖诓粦?yīng)有的間隙就會(huì)導(dǎo)致毛邊產(chǎn)生。 2).確保模板的強(qiáng)度足夠,防止模板在成型時(shí)變形如果在成型過程中模板的有任何變形, 需要增加支撐柱或增加模板厚度。 3).認(rèn)真檢查排氣槽的尺寸推薦排氣槽尺寸結(jié)晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非結(jié)晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。4).清潔模仁表面模仁表面殘留的雜物使模具不能很好的密封,導(dǎo)致分型面上毛邊的產(chǎn)生。 仔細(xì)研磨靠破面,保證靠破面在注塑壓力下保持高度的密封。5).調(diào)整成型機(jī)成型機(jī)機(jī)臺(tái)不平行會(huì)導(dǎo)致模板或模仁間密封不夠而產(chǎn)生毛邊。 選用更大的成型機(jī)。鎖模力不夠會(huì)在成型時(shí)產(chǎn)生毛邊,需要成型機(jī)能夠提供足夠的鎖模力。2.調(diào)整成型條件1).降低料筒溫度和噴嘴的溫度。成型溫度過高塑料的粘度就會(huì)降低而導(dǎo)致毛邊的產(chǎn)生。但是值得注意的是:熔膠溫度過低就需要更大的鎖模力來防止產(chǎn)生毛邊。 2).降低注塑壓力來降低鎖模力。 3).減少注塑量,防止射得過飽而產(chǎn)生毛邊。 4).延長注射時(shí)間或者降低注射速度。第九節(jié) 流痕(Flow Marks)什么是流痕?流痕是成品表面靠近澆口附近出現(xiàn)的環(huán)形波紋痕跡。圖1 .流痕流痕產(chǎn)生的原因:流痕產(chǎn)生是原因是由于澆口附近熔膠過冷或成型后段保壓不夠。通常產(chǎn)生流痕歸因于: 1. 成型溫度過低。 2. 模溫過低。3. 成型機(jī)射速過低。4. 成型機(jī)射壓過低。5. 流道及澆口過小。通??梢苑治霭l(fā)現(xiàn),由于模溫過冷,前鋒熔膠遇到冷的模壁和入子先冷卻,后面的熔膠推進(jìn)冷的熔膠也會(huì)產(chǎn)生流痕。這在有關(guān)“波紋”里有介紹。解決對策1.調(diào)整模具設(shè)計(jì)1).增加冷料井的尺寸,讓前期冷料進(jìn)入冷料井中而不進(jìn)入模腔。 冷井的長度通常等于流道直徑。2).增大流道及澆口尺寸。 有時(shí)過小的流道和澆口會(huì)使熔膠過早冷卻,在保壓階段熔膠不能繼續(xù)填充而產(chǎn)生流痕。 3).縮短主流道的長度或使用熱澆道。2.調(diào)整成型條件1).增加注射壓力和保壓力。 2).增加料筒和噴嘴的溫度。 3).增加成型溫度。第十節(jié) 遲滯(Hesitation)什么是遲滯?遲滯是由于塑料在薄壁處或厚度有急劇變化的區(qū)域停滯而產(chǎn)生的缺陷。可以通過改變產(chǎn)品的肉厚或改變進(jìn)澆點(diǎn)來消除遲滯現(xiàn)象。圖 1 . 由于塑料無法流動(dòng)導(dǎo)致的遲滯遲滯產(chǎn)生的原因:當(dāng)熔膠進(jìn)入厚度有變化的模腔,它會(huì)先充滿肉厚的區(qū)域,這些地方阻力較小。 因此, 熔膠會(huì)在薄壁處停滯直到別的區(qū)域填滿后才開始重新流動(dòng)(參照插圖1) 。 然而,如果熔膠停滯的時(shí)間過長,就會(huì)在停滯處冷卻硬化,當(dāng)凝固的塑料被推到成品表面就產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象。 解決對策當(dāng)成品出現(xiàn)遲滯現(xiàn)象時(shí),需要重新考慮產(chǎn)品,模具設(shè)計(jì)及調(diào)整適當(dāng)?shù)某尚蜅l件。 1產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面 減小成品的肉厚變化。2模具設(shè)計(jì)方面 進(jìn)澆點(diǎn)遠(yuǎn)離薄壁處或者改變?nèi)夂裢蛔儏^(qū)。這樣遲滯現(xiàn)象就會(huì)延后,時(shí)間也會(huì)縮短。 插圖2左圖是不好的設(shè)計(jì), 發(fā)生遲滯現(xiàn)象; 將進(jìn)澆口移到遠(yuǎn)離薄片處就減小了遲滯。插圖2 .進(jìn)澆位置不當(dāng)而發(fā)生遲滯3.調(diào)整成型條件增加熔體溫度或者注射壓力。第十一節(jié) 噴射(Jetting)什么是噴射?噴射是當(dāng)熔膠以高速從一個(gè)狹小的區(qū)域,如噴嘴,流道,澆口進(jìn)入到一個(gè)沒有模壁阻擋開放的,寬闊的空間而產(chǎn)生的。噴射流以蛇形狀在模具中小規(guī)模的熔接在一起。(參照插圖1)。圖 1 .噴射及正常的充滿模式產(chǎn)生噴射的原因:噴射會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品強(qiáng)度差,表面有污點(diǎn)和其它很多內(nèi)部缺陷。與正常的充填模式相比較,這種充填模式中塑料熔體直接從型腔一端噴到型腔另一端,如插圖所示。解決對策1.改變模具設(shè)計(jì)通常噴射是由于澆口設(shè)置不合理造成的。1).讓澆口對準(zhǔn)模壁,使用如圖2所示的搭接或潛伏式澆口。 外形 2 .用搭接式澆口來避免噴射。2).使熔膠逐漸地?cái)U(kuò)散開開。凸片式和扇形澆口使塑料進(jìn)入型腔時(shí)有平滑的過渡,這樣就可以減少熔體剪切壓力和剪切率。圖 3 . 使用凸片式或扇形澆口來避免噴射。 3).增大澆口尺寸或減小流長。 2調(diào)整成型條件 1).調(diào)整成型全過程的射速在成型過程中使用一個(gè)合理的射速,當(dāng)前鋒熔膠到達(dá)澆口時(shí),降低射速,等熔膠在澆口附近擴(kuò)散形成舌狀后立即提高射速。 下面的插圖4說明這種技術(shù)。 2).調(diào)整料筒溫度來控制熔膠溫度。這的解釋不好理解,可能與膨脹效應(yīng)和熔體性質(zhì)的變化有關(guān) (例如黏性和表面張力)。 例如,多數(shù)塑料,當(dāng)溫度降低,膨脹系數(shù)增加, 而另一些材料, 例如硬質(zhì)PVC, 溫度增加膨脹系數(shù)也增大。圖 4 .調(diào)整成型過程中不同階段的射速來避免噴射。第十二節(jié) 波紋(Ripples)什么是波紋?波紋是產(chǎn)品邊緣或最后充填區(qū)附近出現(xiàn)的像指紋或波浪樣的缺陷。 外形 1 . 波紋波紋產(chǎn)生的原因:根據(jù)通過使用玻璃入子分析發(fā)現(xiàn), 波紋是由于前鋒料踫到模壁而先冷卻,后面的熔膠越過前鋒冷料后踫到模壁然后冷卻,如下圖所示。熔膠前鋒速度及模溫對波紋產(chǎn)生影響最大,其次是澆口形狀和熔膠溫度。 圖 2 . ( 1 ) 正常的充滿沒有波紋。( 2 ) 熔膠前進(jìn)速度過低或模溫過低, 產(chǎn)生波紋。 解決對策增加熔膠前鋒速度或熔膠溫度可以除去波紋。 1.修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)增加產(chǎn)品肉厚。 2.修改模具設(shè)計(jì) 1).設(shè)計(jì)合適的澆注系統(tǒng),包括主流道,分流道,澆口。2).設(shè)置足夠的排氣系統(tǒng), 尤其最后充填區(qū)附近。確保排氣系統(tǒng)在成型過程將氣體全部排出。然而,要注意的是,排氣孔太大就會(huì)產(chǎn)生毛邊。 推薦排氣孔尺寸結(jié)晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非結(jié)晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。3.調(diào)整成型型條件1).增加成型溫度2).增加注射速度 這樣可以得到更多的剪切熱來減小熔體的粘度。3).增加注射壓力小心不要超過機(jī)器的容量。 通常應(yīng)該使注射壓力在機(jī)器最大注射壓力的75%到80%,以防止對機(jī)器的液壓系統(tǒng)的損害。4).增加熔體溫度小心不要超過塑料允許的溫度,以導(dǎo)致材料的裂解。第十三節(jié) 短射(Short Shot)什么是短射?短射是熔融塑料沒有完全充滿模腔。 在某些情況下, 短射是否發(fā)生起決于充填方式。但是, 短射的問題是成品太薄或太狹長,熔膠不能完全充滿模穴。外形 1 .短射短射的原因:1 任何增大阻力導(dǎo)致熔膠不能充分地進(jìn)入模穴的因素都能引起短射。 這些因素包括:不夠大的尺寸和流動(dòng)空間,例如流道,澆口,薄壁。2過低的熔體和成型溫度。3排氣系統(tǒng)不良導(dǎo)致模穴中存在空氣。4過低注射壓力(使熔體阻力過高和流動(dòng)路徑不暢) , 體積, 和射速。5機(jī)器的原因,例如料筒無料, 供料通道阻塞, 或者回流閥門過舊產(chǎn)生注射壓力的損失或進(jìn)料不夠。6由于熔膠過早凝固,不良的充填方式,成型時(shí)間過長。解決對策有幾個(gè)因素影響熔膠流動(dòng)性,當(dāng)短射的原因被查明后,就要采取恰當(dāng)?shù)男袆?dòng)來解決短射。 這里有一些建議: 1改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)最重要的是增加產(chǎn)品的肉厚,這樣有利于熔膠的流動(dòng),能夠減輕短射。2改變模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)合適的澆注系統(tǒng)(主澆道,分流道,澆口)。 如果必要,通過下面的方法修改你的設(shè)計(jì): 1).讓肉厚的地方先充滿,這樣可以防止熔膠過早冷卻。 2).增加澆口的數(shù)量或尺寸來減小流長。 3).增加澆注系統(tǒng)的尺寸來減少阻力。 4).排氣系統(tǒng)不良也會(huì)導(dǎo)致短射。 在恰當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置排氣孔,特別是最后充填區(qū)附近,這樣有利于空氣的移動(dòng)。增加排氣孔的尺寸和數(shù)目。 3調(diào)整成型條件密切注意影響材料注入型腔的因素。 1).增加注射壓力不要超過機(jī)器的容量。 通常應(yīng)該使注射壓力在機(jī)器最大注射壓力的75%到80%,以防止對機(jī)器的液壓系統(tǒng)的損害。 2).增加注射速度 在機(jī)器極限之內(nèi)增加注射速度,這樣可以得到更多的剪切熱來減少熔體黏性。 3).增加注射體積4).增加料桶溫度和成型溫度通過高溫將增進(jìn)材料的流動(dòng)性。小心不要超過塑料允許的溫度,以導(dǎo)致材料的裂解。5).如果經(jīng)常發(fā)生短射, 可能是因?yàn)闄C(jī)器的原因。檢查料筒,供料通道以及回流閥門,回流閥門磨能夠?qū)е伦⑸鋲毫Φ膿p失和注射體積的滲漏。第十四節(jié) 銀條(Silver Streaks)什么是銀痕(銀條)?銀痕是濕氣,空氣,可塑粒子在澆口附近呈飛濺狀的散發(fā)在成品表面的現(xiàn)象。 圖 1 .銀痕產(chǎn)生銀條的原因: 銀條產(chǎn)生可能是因?yàn)?1.濕氣2.空氣塑料材料在存儲(chǔ)期間吸收一定程度的潮氣。 如果材料在成型前沒適當(dāng)?shù)母稍? 在塑料中殘留的潮氣在注射過程中將變成蒸汽在成品的表面上出現(xiàn)。在成型期間,一定數(shù)量的空氣被封閉在模具里。 如果空氣在注射過程中不跑掉, 它可能出現(xiàn)在成品表面。3.降解(燒焦)的塑料銀條產(chǎn)生有的是因?yàn)榻到猓梗┑乃芰习l(fā)散在成品表面。4.材料的污染用兩個(gè)材料成型時(shí)的材料污染, 當(dāng)從一種材料轉(zhuǎn)換為另一種材料, 如果第二種材料成型溫度較高能把遺留在料筒里的剩余粒子燒焦。此外, 污染的材料,回收品,二次利用料等原料的污染。5.料筒溫度不適宜的料筒溫度可能使塑料降解, 并且將其燒焦。6.注射體積如果注射的體積在成型機(jī)注射容量的20 %以下, 尤其對于溫度敏感的材料, 熔膠在料筒中停留時(shí)間太長而發(fā)生降解。 解決對策:1.小心地運(yùn)用材料根據(jù)材料供給商的建議,在成型前適當(dāng)?shù)馗稍锊牧稀?.改變型設(shè)計(jì)1).增大主流道,分流道,澆口尺寸限制性的主流道,分流道,澆口尺寸會(huì)給熔膠帶來額外的剪切熱,使材料過分加熱, 產(chǎn)生材料裂解。 2).充分檢查排氣系統(tǒng)的尺寸推薦排氣孔尺寸結(jié)晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非結(jié)晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。3.調(diào)整成型條件采取一些措施以防止在成型過程中材料的降解。1).選擇恰當(dāng)?shù)某尚蜋C(jī)一般射出量應(yīng)該在成型機(jī)注射容量的百分之 20 和 80 之間。 對于熱敏感的材料, 這個(gè)范圍更小。計(jì)算機(jī)仿真成型能夠幫助我們?yōu)檫x擇合適的成型機(jī)。這樣可以避免塑料在料桶中停留過長時(shí)間。 2).如果要更換不同的材料成型,一定要徹底清洗料筒,除去舊材料。剩余的舊材料會(huì)被燒焦。3).增加背壓它能幫助將熔體材料里混和的空氣減到最少。 4).改進(jìn)排氣系統(tǒng)讓空氣和蒸汽容易逃跑, 這很重要。 5).減小熔體溫度, 注射壓力,注射速度。第十五節(jié) 收縮下陷和真空泡(Sink Marks and Voids)收縮下陷和真空泡收縮下陷是指在肉厚或肋部,凸起部,內(nèi)鑲件區(qū)域形成的表面局部凹陷。 真空泡是成品中間存在的真空空間。 產(chǎn)生收縮下陷和真空泡的原因:收縮下陷和真空泡是由于肉厚部分在冷卻時(shí)沒有得到足夠的補(bǔ)償而產(chǎn)生的。 縮下陷和真空泡經(jīng)常出現(xiàn)在肋部,凸起部的背面。這是由于冷卻不平均或類似的原因?qū)е碌摹?引起收縮下陷和真空泡因素:1.注射速度和注射壓力過低。 2.保壓及冷卻時(shí)間過短。 3.熔膠及成型溫度過高。 4.局部的幾何特性不合理。 在外部材料冷卻和硬化以后, 內(nèi)部材料才開始冷卻。 它的收縮拉扯表面材料而形成收縮下陷。如果表面強(qiáng)度足夠, 如工程樹脂,可能出現(xiàn)真空泡而不是表面收縮下陷。 插圖1說明這個(gè)現(xiàn)象。 圖 1 .由材料收縮而沒有足夠補(bǔ)償產(chǎn)生的收縮下陷和真空泡。 解決對策收縮下陷通常能夠通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)來調(diào)節(jié)和減輕。使用下面的建議以查明和解決問題。 通過在出現(xiàn)收縮下陷的區(qū)域增加一個(gè)特征例如增加一組鋸齒來蔭藏收縮下陷。 插圖 2說明這個(gè)技術(shù)。 圖 2 .用肋,鋸齒,凹陷設(shè)計(jì)來彌補(bǔ)收縮下陷。如上所示通過修改產(chǎn)品肉厚設(shè)計(jì)使其肉厚變化減到最小。重新設(shè)計(jì)肋部, 凸出部, 和加強(qiáng)筋的厚度,使其厚度是主體厚度的50%到80%。1改變模具設(shè)計(jì)1).增加流道及澆口的尺寸以推遲其冷卻的時(shí)間,讓更多材料進(jìn)入模腔。 2).增加排氣孔或者擴(kuò)大排氣孔。使其排氣更加暢通。 3).重新設(shè)計(jì)澆口或在澆口靠近肉厚部分。使薄壁冷卻前先充滿肉厚處。2.調(diào)整成型條件1).增加保壓階段的注射量。保壓階段保持大約3mm(0.12英寸)的注射量。 2).增加注射壓力和保壓時(shí)間。3).延長螺桿推進(jìn)時(shí)間和減少注射比率。4).減小熔體和成型溫度。 5).延長冷卻時(shí)間。 6).檢查回流閥防止漏膠。第十六節(jié) 變色(Discoloration)什么是的變色?變色是成形品表面失去材料本來的光澤。 變色的原因:材料退化或因?yàn)橄旅娴脑蚨廴?材料在料筒停留時(shí)間太久。料筒溫度太高, 使顏色發(fā)生變化。 由回收材料, 不同顏色材料, 或者外來材料污染引起的。 同樣的原因還會(huì)導(dǎo)致其它缺陷,例如:黑斑點(diǎn)/黑條紋、脆化、燒焦解決對策1.小心地使用材料正確地儲(chǔ)存原料和回收料,避免材料的污染。 2.調(diào)整模具設(shè)計(jì)增加充分的排氣系統(tǒng)。為避免變色(或燒焦)需要適當(dāng)?shù)脑黾优艢? 推薦排氣孔尺寸結(jié)晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非結(jié)晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。3.選擇合適的成型機(jī) 一般射出量應(yīng)該在成型機(jī)注射容量的百分之 20 和 80 之間。對于熱敏感的材料, 這個(gè)范圍更小。計(jì)算機(jī)仿真成型能夠幫助我們?yōu)檫x擇合適的成型機(jī)。這樣可以避免塑料在料桶中停留過長時(shí)間。 4.調(diào)整成型條件1).徹底清潔料筒。 最重要的是避免材料在成型前混進(jìn)不同顏色的材料或外來材料。2).清潔成型機(jī),確保沒有任何殘留材料。3).降低料筒和噴嘴的溫度。 如果料筒和噴嘴溫度太高, 料筒中的材料將過分加熱, 導(dǎo)致熱退化和顏色變化。第十七節(jié) 翹曲(bend)產(chǎn)品的翹曲程度是設(shè)計(jì)熱塑性塑料的注塑產(chǎn)品最難預(yù)測的現(xiàn)象之一。產(chǎn)品重要部位的翹曲會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸超過其公差或其功能的喪失。因此最理想的是塑料產(chǎn)品的翹曲程度減到最小。如何使產(chǎn)品的翹曲減到最小關(guān)鍵是要知道翹曲的原因。熱塑性塑料產(chǎn)品當(dāng)它的內(nèi)應(yīng)力足夠大而可以克服材料的硬度時(shí)就會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生翹曲變形。收縮的差異是引起產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力或殘余應(yīng)力的根本原因。導(dǎo)致收縮差異的因素多種多樣。分析產(chǎn)品的翹曲原因必需從以下四個(gè)方面考慮:材料,產(chǎn)品設(shè)計(jì),模具設(shè)計(jì),成型過程。材料 材料的選擇運(yùn)用直接影響產(chǎn)品最終的尺寸穩(wěn)定性。使用大收縮率的材料很難保持產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性??紤]到小的收縮率,當(dāng)產(chǎn)品的公差要求非常嚴(yán)格時(shí)通常選用非結(jié)晶性塑料而不用結(jié)晶性塑料。材料收縮率的是否等向性比材料的收縮率大小更重要。如果材料的收縮率是各向異性的(材料在流動(dòng)方向與流動(dòng)垂直方向的收縮率不同)就會(huì)使產(chǎn)品內(nèi)部存在收縮的差異。材料的收縮差異可能導(dǎo)致產(chǎn)品的翹曲。材料的各向等性的收縮使產(chǎn)品內(nèi)部的收縮差異減到最小,殘余應(yīng)力最小,尺寸穩(wěn)定性最好。 結(jié)晶性塑料具有大的收縮率,并且其橫向和縱向的收縮差異也大。非結(jié)晶性塑料產(chǎn)品的翹曲很小取決于非結(jié)晶性塑料小的收縮率以及收縮率的各向同性。在材料中加入增強(qiáng)纖維可以降低產(chǎn)品的翹曲,甚至減少產(chǎn)品的收縮。當(dāng)模具填充時(shí)纖維的方向與熔膠的流動(dòng)方向一致時(shí),纖維的方向性會(huì)增大材料各方向的收縮差異。結(jié)果導(dǎo)致在熔膠的流動(dòng)方向上的收縮大大減小而與熔膠流動(dòng)方向垂直的方向上的收縮減小很少。數(shù)據(jù)顯示在材料中加入10%到30%的增強(qiáng)玻纖時(shí)上述的情況非常明顯。產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定也非常重要。如果塑料產(chǎn)品的肉厚設(shè)計(jì)的很不均勻, 則產(chǎn)品可能出現(xiàn)很多因收縮差異產(chǎn)生的問題。收縮的差異產(chǎn)生的原因是不同肉厚產(chǎn)品內(nèi)引起的收縮時(shí)間及收縮程度的差異。產(chǎn)品肉厚較厚的地方聚集的熱量多于肉厚較薄的地方,其冷卻就較慢。因此,肉厚較薄的地方就比肉厚較厚的地方先冷卻而導(dǎo)致產(chǎn)品中的收縮差異。收縮的差異產(chǎn)生的原因是不同肉厚產(chǎn)品內(nèi)引起的收縮時(shí)間及收縮程度的差異。產(chǎn)品肉厚較厚的地方收縮的差異和收縮的程度都比產(chǎn)品肉厚較薄的大。這種影響在結(jié)晶塑料中更明顯。產(chǎn)品的肉厚變化直接影響到產(chǎn)品內(nèi)塑料的結(jié)晶程度。產(chǎn)品中肉厚較厚的地方相對肉厚較薄的地方冷卻慢而結(jié)晶程度高。不同肉厚的區(qū)域結(jié)晶程度不同,導(dǎo)致其收縮不同因而發(fā)生翹曲。不均勻的產(chǎn)品肉厚設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的收縮時(shí)間及收縮程度的不同。如上所述,收縮的差異導(dǎo)致應(yīng)力的產(chǎn)生而形成翹曲。產(chǎn)品肉厚越厚,產(chǎn)品的翹曲機(jī)會(huì)就越大,程度也會(huì)越大。這是塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)要保持平均肉厚的首要原因。產(chǎn)品局部的設(shè)計(jì)可能影響產(chǎn)品的翹曲和產(chǎn)品的強(qiáng)度。硬的產(chǎn)品比柔的產(chǎn)品更能抵抗變形。產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力是產(chǎn)品產(chǎn)生翹曲或變形的原因,如果產(chǎn)品的強(qiáng)度足夠克服其內(nèi)應(yīng)力就不會(huì)發(fā)生扭曲。肋和角板是不改變產(chǎn)品厚度而提高產(chǎn)品強(qiáng)度的最有效方法。模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)也是影響產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性的原因,產(chǎn)品進(jìn)澆點(diǎn)位置的選擇可以使產(chǎn)品的翹曲減到最低。理想的澆口位置是保證模具的沖填平衡,即能夠使熔膠同時(shí)到達(dá)最后填充區(qū)。導(dǎo)致充填不平衡的原因有兩個(gè),填充過飽和冷卻不均勻。填充過飽和冷卻不均勻引起收縮不均而導(dǎo)致產(chǎn)品翹曲。填充過飽可能導(dǎo)致沖填不平衡。填充不平衡就是一部分模穴在填充過程中過早的被填充,過早被填充開始冷卻, 后來的熔膠為到達(dá)這些區(qū)域就必需克服更大的阻力推動(dòng)這些冷的熔膠去填充剩下的模穴。結(jié)果, 過早填充而先冷卻的這部分熔膠在后來熔膠的壓力作用下到達(dá)空的模穴,因此這部分就殘留著很大的應(yīng)力。部分區(qū)域先填充會(huì)導(dǎo)致填充過飽。產(chǎn)品中充填密度大的區(qū)域收縮小于充填密度較小的區(qū)域引起產(chǎn)品的收縮差異,而收縮的差異就可能使產(chǎn)品發(fā)生翹曲。澆口的位置及數(shù)量對產(chǎn)品的成型過程是至關(guān)重要。使用多個(gè)澆口可以減小流長,并且可以同時(shí)為整個(gè)模穴提供更多的,均勻的壓力。模穴里壓力的均勻分布才能使產(chǎn)品收縮均勻,這樣就可以使產(chǎn)品的翹曲控制到最小。模具的冷卻系統(tǒng)是嚴(yán)重影想到整個(gè)產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性的模具局部性設(shè)計(jì)。模具冷卻系統(tǒng)的不均勻分布會(huì)導(dǎo)致成型過程中產(chǎn)品冷卻不均勻,溫度低的區(qū)域其熔膠會(huì)較早冷卻收縮,這就致使產(chǎn)品內(nèi)部的收縮程度和收縮時(shí)間的差異。溫度較高區(qū)域冷卻較慢導(dǎo)致其收縮增大,尤其是結(jié)晶性塑料由于冷卻速度的降低其收縮的增大更為明顯。恰當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)使模穴內(nèi)熔膠同時(shí)冷卻達(dá)到合適的成型溫度。盒形零件的翹曲是因?yàn)槔鋮s不均導(dǎo)致產(chǎn)品翹曲的最好例子。在成型過程中,在盒子的內(nèi)角因與熔膠的接觸較多而會(huì)殘留大量的熱量,來自三個(gè)方向的熔膠熱量傳遞到模仁上。溫度的不同致使盒子的內(nèi)角處的冷卻和收縮較其側(cè)壁慢,先冷卻的側(cè)壁因?yàn)檗D(zhuǎn)角的冷卻和收縮而被向內(nèi)拉伸。轉(zhuǎn)角處的收縮程度可能很大,特別是結(jié)晶性塑料。恰當(dāng)?shù)哪>呃鋮s設(shè)計(jì)可以及時(shí)的將盒子內(nèi)角的熱量轉(zhuǎn)移走,使模具保持均一的溫度。成型過程恰當(dāng)?shù)某尚蜅l件, 填充時(shí)間, 也是保證產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性的重要因素。如果填充時(shí)間太短, ( 例如,填充太快)大量的成型壓力殘留在產(chǎn)品里,過快的填充產(chǎn)生高的剪切速率致使熔膠產(chǎn)生剪切應(yīng)力從而在產(chǎn)品中殘留很高的水平剪切應(yīng)力。高的充填壓力導(dǎo)致產(chǎn)品翹曲,這是不同于收縮不同導(dǎo)致產(chǎn)品翹曲的另外的原因。如果填充時(shí)間太長, 可能導(dǎo)致冷卻的不均。如果模具的填充時(shí)間太長會(huì)使整個(gè)填充過程中溫差過大,由于溫度的嚴(yán)重下降使模具中各處熔膠溫度不同,溫度的不同冷卻也不同。最后填充區(qū)比澆口區(qū)先冷卻收縮,這就導(dǎo)致收縮程度和時(shí)間的差異。有效的填充也是使產(chǎn)品保持最小翹曲的重要因素。過度填充或者填充不足都會(huì)引起尺寸穩(wěn)定問題,靠近澆口的位置成型壓力較高, 當(dāng)流長過長時(shí),遠(yuǎn)離澆口的區(qū)域壓力損失很大,這些壓力較低的區(qū)域收縮的程度不一樣會(huì)產(chǎn)生翹曲。填充不足可能產(chǎn)生翹曲或尺寸穩(wěn)定性問題,澆口壓力過小或保壓時(shí)間過短通常導(dǎo)致填充不足,最終的結(jié)果是模具內(nèi)熔膠在沒有壓力情況下冷卻和收縮,沒有額外的塑料被填充進(jìn)模具以彌補(bǔ)材料的收縮,填充不足通常會(huì)增大產(chǎn)品的整體收縮和翹曲傾向。 概括的講, 雖然熱塑性塑料產(chǎn)品的翹曲是非常難以預(yù)測的,下面的方法有助于減小產(chǎn)品的翹曲:l 使用各向同性的塑料原料l 設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)保持其均勻肉厚l 在產(chǎn)品上增加肋(ribbing)和角片(gussets)以增加其強(qiáng)度l 恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)澆口位置以保證填充平衡及流長最短l 優(yōu)化模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以保持整個(gè)成型過程中均一的模溫l 保證適當(dāng)?shù)奶畛渲芷趌 有效的填充:保證澆口不會(huì)過早冷卻,保持足夠的保壓時(shí)間l 增加澆口、縮短流長,以減少不均勻收縮第十八節(jié) 白化和龜裂此乃成形品的表面有細(xì)小的裂紋或是裂口的現(xiàn)象(透明品的裂紋在光線的反射下,呈現(xiàn)耀眼的細(xì)針狀),起因于內(nèi)部殘留之應(yīng)力.通常白化現(xiàn)象除了因表面刮傷所引起外,在剛剛射出成形時(shí),并不會(huì)顯示出來,因?yàn)槌尚纹返氖湛s作用在往后的數(shù)天之間仍然持續(xù)著,所以多數(shù)都是在若干時(shí)間過后才發(fā)生.金屬制埋入物(insert)的膨脹系數(shù)一般是塑料的1/5-1/10左右,因此,由于收縮差所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,乃是白化和破裂的原因,通常把埋入物予以加熱后,這個(gè)傾向就會(huì)減少.白化的原因并不只是內(nèi)部應(yīng)變而已,另外成形品在熱變形溫度以下產(chǎn)生變形,且其強(qiáng)度低于所定的機(jī)械強(qiáng)度等也是形成白化的原因所在.因此使用流動(dòng)性不良的材料時(shí),要特別地注意.(1) 只要是射出成形品,就難以獲得無內(nèi)應(yīng)力的制品,通常射出壓力較低時(shí),內(nèi)部應(yīng)力就較低,所以要盡量地降低射出壓力及保持壓力.(2) 脫模時(shí),厚肉部份設(shè)有頂出銷的話,即使外層已經(jīng)固化,內(nèi)部因?yàn)樯形垂袒瓿傻年P(guān)系,此時(shí)會(huì)在頂也銷投影面積的周圍產(chǎn)生放射狀的內(nèi)應(yīng)力,所以若未完全固化時(shí),切勿脫模,此外,所有的頂出銷若不是同時(shí)作用的話,也會(huì)在被強(qiáng)行脫模的地方產(chǎn)生白化的現(xiàn)象.(3) 深長形的制品,當(dāng)模具開始打開時(shí),內(nèi)部將呈現(xiàn)真空(減壓)狀態(tài),中心部位必然會(huì)被拉張,因而產(chǎn)生應(yīng)變,最好在模心上設(shè)置通氣口,或是把頂出銷的活動(dòng)間隙加大,使空氣容易進(jìn)入.(4) 注料口部份的塑料流速過快的話,將引起所謂的噴射效果(jcting effect).如圖(三)所示,依照射出量和流速的比率,噴嘴尺寸若是太過于細(xì)小的話,其機(jī)械能量將變得過大,而造成塑料在模穴內(nèi)以細(xì)長絲狀充填的現(xiàn)象.早期被射出的塑料由于快速冷料,易形成細(xì)絲狀,而度變高,隨后射入的塑料將會(huì)造成亂流,進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)變.此外,因?yàn)槔鋮s作用過于快速,成形品表面易發(fā)生流痕,遇到此種情況時(shí),最好變更注料口的位置和尺寸大小或者是減低射出速度.將成形品施以退火處理(annlealing)時(shí),大都能減少應(yīng)變.一般是依照ASTM標(biāo)準(zhǔn),將成形品浸在低于熱變形溫度5-8攝氏度的溫水內(nèi)數(shù)小時(shí)后徐冷卻之.此方法對于防止制品表面之白化和埋入成形部位之破裂特別有效. 第十九節(jié) 熔接線/融合線(Weld Lines and Meld Lines)縫合線(Knit Line)也稱作熔接線(Weld Line)、熔接痕、結(jié)合線,是指兩股塑料熔膠流動(dòng)波前(Melt Front)交會(huì)所形成的表面流痕噴流造成的縫合線 通常若澆口尺寸過小,塑料在充填寬度和厚度較大的模穴時(shí),若成型條件控制不良則易發(fā)生噴流(Jetting),如下圖所示。由噴流產(chǎn)生的塑料并不循序自進(jìn)澆口逐漸填模,而是以蛇形流的方式噴射到模穴中,然后塑料自澆口對面?zhèn)戎饾u堆積。塑料蛇形流堆積時(shí)相互壓縮造成所謂的手風(fēng)琴效應(yīng)(Accordion Effect),最后在蛇形流彎角堆棧區(qū)域形成流痕,是為由噴流所造成的縫合線。熱縫合線 塑料在流動(dòng)過程料流遇到障礙物(Obstruction)(如嵌件、型芯等)而分流,分流的料流繞過障礙物后又重新匯合,在匯合區(qū)域所形成的縫合線。由于兩股料流來自相同料流遭障礙物分流而成,性質(zhì)及溫度差異不大,同時(shí)在熔接后料流仍然繼續(xù)流動(dòng),因此稱為熱縫合線(Hot Weld Line;Streaming Weld)或交融線(Meldline)。冷縫合線冷縫合線(Cold Weld Line;Butt Weld)的產(chǎn)生多半由于多點(diǎn)進(jìn)澆(Multiple Gating)而造成,如下圖所示。塑料在流動(dòng)過程中受模具冷卻效應(yīng)溫度逐漸下降,因此發(fā)生冷縫合的時(shí)機(jī)往往接近充填結(jié)束,塑料溫度也較冷,因此稱作冷縫合線。冷縫合線可視作兩股料流頭對頭(Head-to-Head)相互沖擊而形成的縫合線,熔接角度接近0o。,同時(shí)在熔接產(chǎn)生后塑料往往立即停止流動(dòng),因此冷縫合線是熔接強(qiáng)度最差,外觀最明顯的一類縫合線。由肉厚變化造成 塑料在肉厚具變化的模具中充填時(shí),由于流動(dòng)阻力的差異,造成領(lǐng)先-落后流動(dòng)(Lead-Lag Flow)或流動(dòng)軌道效應(yīng)(Race-Track Effect),形成不同的塑料流。流速不同的塑料流在界面交會(huì)處亦會(huì)形成縫合線。圖1所示的縫合線即是由于塑件肉厚差異所引起。此類縫合線的熔接強(qiáng)度也與溫度以及熔接角度有關(guān):熔接溫度越高,強(qiáng)度越強(qiáng);角度越大,強(qiáng)度亦越強(qiáng)。圖1所產(chǎn)生的縫合線強(qiáng)度接近熱縫合線??p合線的對策 在避免縫合線的問題上,最佳結(jié)果是完全避免縫合線的發(fā)生;但對于多點(diǎn)進(jìn)澆塑件縫合線往往無法避免,因此需往下列幾個(gè)方向思考:外觀(Esthetics)考慮:將縫合線移至非外觀面、內(nèi)面、隱藏面或咬花部位等外觀性質(zhì)較不重要的區(qū)域。最終使用性能(End-Use Performance)考慮:將縫合線移至非受力面、肉厚較厚處或具結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)處,以避免應(yīng)力集中引起破壞,補(bǔ)償可能產(chǎn)生的熔接強(qiáng)度下降。對于具有裝配孔的塑件縫合線生成方式的考慮尤其重要。圖1顯示一帶有圓孔的塑件在成形時(shí)由于進(jìn)澆口數(shù)目與位置差異造成所形成的縫合線有所差異,以產(chǎn)品強(qiáng)度而言,熱縫合線數(shù)目較少且強(qiáng)度較強(qiáng),是較佳的設(shè)計(jì)。由于溫度越高,分子鏈間的活動(dòng)力(Mobility)及擴(kuò)散(Diffusion)越明顯,熔接強(qiáng)度越強(qiáng),因此應(yīng)盡量讓熔接發(fā)生于高溫區(qū)域。避免冷熔接為第一優(yōu)先,熱熔接其次。在對策方面可針對下列三點(diǎn)加以考慮:設(shè)計(jì)考慮材料考慮成形條件考慮 設(shè)計(jì)考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)流道及澆口設(shè)計(jì)特殊設(shè)計(jì)肉厚與產(chǎn)品設(shè)計(jì)利用改變?nèi)夂裨O(shè)計(jì)、流動(dòng)引導(dǎo)器(Flow Leader)、流動(dòng)轉(zhuǎn)向器(Flow Deflector)移動(dòng)縫合線位置。通常肉薄區(qū)域因溫度較低,熔接強(qiáng)度較弱,因此要引導(dǎo)流動(dòng),避免在肉薄處產(chǎn)生熔接。引導(dǎo)流動(dòng)使料流的熔接角較大,可以減緩縫合線問題。熔接角度越小,縫合線問題越明顯。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)在嵌件引入導(dǎo)角,避免嵌件角度過于尖銳。以產(chǎn)品表面咬花、噴漆或貼標(biāo)簽等方式掩飾縫合線。在具有格柵結(jié)構(gòu)(Grill Structure)、靠破孔區(qū)域或多重型芯(Multiple Core)塑件,應(yīng)注意由于心形銷(Core Pin)分割料流所形成的縫合線會(huì)造成產(chǎn)品強(qiáng)度銳減。圖2、比較一個(gè)心形銷與多個(gè)心形銷所形成縫合線的熔接強(qiáng)度。后者由于料流被分割重合多次,熔接強(qiáng)度較差,且隨離進(jìn)澆口距離的增加,溫度降低,分合次數(shù)增加,強(qiáng)度有遞減的趨勢。依此熔接強(qiáng)度隨料流分合次數(shù)增加而遞減的觀念,圖3所示的兩組進(jìn)澆方式設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)B較佳,因?yàn)樵O(shè)計(jì)A的熔接線發(fā)生在兩嵌件間,且強(qiáng)度較弱,容易成為應(yīng)力集中點(diǎn)及潛伏破壞區(qū)域。散流道(Weld Overflow Well or Well Slug)的應(yīng)用 圖4說明利用散流道移除縫合線的方法。在原始設(shè)計(jì)中因嵌件產(chǎn)生一條熱縫合線。在散流道的設(shè)計(jì)中,將塑料引導(dǎo)至散流道中再行熔接,同時(shí)增加熔接角度,使熔接強(qiáng)度增加。成形完畢后再將散流道區(qū)域切除。此方法的缺點(diǎn)是浪費(fèi)材料以及增加后處理成本。 排氣設(shè)計(jì) 改善排氣設(shè)計(jì)避免排氣不良造成流動(dòng)受阻。縫合線靠近分模面時(shí)可利用分模面間隙逃氣;否則需設(shè)計(jì)頂銷或排氣銷排氣。降低鎖模力以協(xié)助逃氣。以CAE解決縫合線問題以流動(dòng)波前分布判斷發(fā)生縫合線位置。注意熔接位置是否容許逃氣,是否位于產(chǎn)品外觀面或受力位置。以溫度分布判斷熔接溫度。在高溫區(qū)域產(chǎn)生的縫合線強(qiáng)度較低溫者強(qiáng)。在可能發(fā)生熔接區(qū)域設(shè)置感測節(jié)點(diǎn)以得知熔接發(fā)生過程的溫度及剪切應(yīng)力變化歷程。利用模流分析結(jié)果找出造成縫合線的關(guān)鍵因素(材料、設(shè)計(jì)、成形條件),評估不同設(shè)計(jì)方案對縫合線問題改善的可行性。 肉厚設(shè)計(jì)與縫合線圖8顯示一電話聽筒塑件的原始肉厚設(shè)計(jì)及模流分析結(jié)果。采用塑料為PC。由于原始設(shè)計(jì)厚度分布平均變化自36mm,厚度差異所造成流動(dòng)阻力的差異,使塑料在肉厚-肉薄區(qū)域所形成領(lǐng)先-落后流動(dòng),塑件中央?yún)^(qū)域形成縫合線。設(shè)計(jì)變更方案根據(jù)模流分析結(jié)果對產(chǎn)品肉厚進(jìn)行局部掏除及修改,設(shè)變案的肉厚分布及模流分析結(jié)果見圖9??梢园l(fā)現(xiàn)中央握柄區(qū)域的不平衡流動(dòng)現(xiàn)象已經(jīng)克服,縫合線問題也獲得改善。在變更成品局部厚度以移除逢合線時(shí),亦須考慮制品內(nèi)部組件配合空間與模具結(jié)構(gòu),

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