注塑模具排氣對產(chǎn)品質(zhì)量影響的淺析

1、注塑模具排氣對產(chǎn)品質(zhì)量影響的淺析方衛(wèi)峰（寧波南車時代傳感技術(shù)有限公司 浙江省寧波市 315000）摘 要：本文基于對近幾年各種塑料件外殼試模中由于模具排氣不暢造成的產(chǎn)品缺陷現(xiàn)象進行總結(jié)，分析塑模過程中氣體來源，產(chǎn)品缺陷出現(xiàn)原因與解決方法，模具排氣設(shè)計。關(guān)鍵詞：注塑模具排氣；成型缺陷；模具排氣設(shè)計Analysis of the exhaut in injection mould on product qualityFangWeifeng, LiHailun，ZhuShengping（Ningbo CSR Times Transducer Technique Co.,Ltd Ningbo Zhej

2、iang 315000）Abstract: This paper summarizes the defects which are caused by poor exhaust in injection mould of all kinds of plastic shell in mode testing. Gas sources in the injection mould process, reasons of product defects and solving methods, design of the exhaust in injection mould are analyzed

3、 in paper.Key words: Exhaust in injection mould; Molding defects; Design of exhaust in Mold一、 引言塑料制品的注射成型過程其實是一個置換過程，就是把模具型腔內(nèi)的空氣置換成相應(yīng)的塑料材料的一個過程。當塑料熔體注入模具型腔時，必須依次排出澆注系統(tǒng)與型腔內(nèi)的空氣以及塑料受熱或凝固過程中所產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果模具設(shè)計中對排氣通道考慮不充分，型腔中因各種原因而產(chǎn)生的氣體不能在注射過程中被排除干凈，那么會造成塑料件產(chǎn)品的成型缺陷，例如氣泡、填充不滿、熔接縫等；另外，通過增加注射壓力是不能完全解決排氣問題的，反

4、而會在注射壓力到達一定程度后被壓縮氣體、塑料材料與模具型腔三者由于相互間的磨擦產(chǎn)生大量熱量，從而引起模腔內(nèi)局部過熱，塑料材料燒焦、碳化、高分子分解等造成產(chǎn)品報廢，模具壽命急劇減少的后果。二、 塑料制品制作過程中氣體的來源1、材料干燥不充份，水份在注射高溫下汽化產(chǎn)生的水蒸氣；2、塑料材料中的某些添加劑揮發(fā)或化學反應(yīng)生成的氣體；3、塑料產(chǎn)品形狀在模具內(nèi)的型腔內(nèi)的空氣與進料系統(tǒng)內(nèi)的空氣；4、塑料樹脂分解產(chǎn)生的氣體；5、塑料材料中夾帶的氣體。三、 排氣不暢造成的產(chǎn)品缺陷類型(一) 熔接縫熔接痕是指在塑料注射過程中，有兩股或兩股以上的流動塑料熔體分別匯集在一處或多處產(chǎn)生的細線。熔融的塑料在注射成型流動過

5、程中碰到孔成型桿、嵌件或由于型腔內(nèi)的不同阻力引起速度差會引起熔料料流分流。塑料熔體產(chǎn)生分流的原因主要由塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與模具的結(jié)構(gòu)引起的。1、塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)引起塑料熔體產(chǎn)生分流的原因主要三種：(1)、塑料在充模過程中碰到產(chǎn)品中有通孔或深孔的地方會使塑料分流；(2)、塑料在充模過程中碰到產(chǎn)品中有嵌件地方會使塑料分流；(3)、壁厚的不同引起的充模過程料流速度差也會產(chǎn)生分流。2、模具結(jié)構(gòu)引起的分流主要有二種：(1)、模具設(shè)置的澆口型式是多澆口式，充入型腔的熔料本身就是多股；(2)、模具表面上的粗糙度相差過大產(chǎn)生料流速度差造成分流。分流后的幾股料相匯時，如果匯合處的空氣沒有及時排出，不論匯合處的料溫高與

6、低，多會在相匯處產(chǎn)生細線，與料溫太低造成相匯處的細線不同，在一定的充模壓力下，隨著料溫的增加由排氣原因造成的細線會變得更明顯，而由料溫太低原因造成的細線會有明顯改善或消失。排氣原因造成的熔接痕可通過改進、增加排氣通道或在相對位置設(shè)計冷料井來改善或解決熔接痕。圖1(a)、(b)圖分別是某零件成型時，熔料因困氣或過孔后分流產(chǎn)生的熔接痕示例。(a) 困氣后熔料分流產(chǎn)生的熔接痕示例(b)過孔后熔料分流產(chǎn)生的熔接痕示例圖1 熔接痕示例(二) 欠注欠注又稱注不滿、充填不足，是指料流末端出現(xiàn)部分不完整現(xiàn)象或一模多腔中一部分型腔中填充不滿，特別是薄壁區(qū)或流動路徑的末端區(qū)域。當模具內(nèi)因排氣不良而殘留的大量氣體受

7、到流料擠壓，產(chǎn)生大于注射壓力的高壓時，就會阻礙熔料充滿型腔造成欠注。對于型腔較深的模具，應(yīng)在欠注的部位增設(shè)排氣溝槽或排氣孔；在合模面上，可開設(shè)深度為0.020.04mm,寬度為510mm的排氣槽，排氣槽應(yīng)設(shè)置在型腔的最終充模處，排氣槽設(shè)置位子可先設(shè)定澆口位置通過相關(guān)軟件進行模似充模大致確定塑料熔體最后充模位置。使用水分及易揮發(fā)物含量超標的原料時也會產(chǎn)生大量的氣體，導(dǎo)致模具排氣不良。此時，應(yīng)對原料進行干燥及清除易揮發(fā)物。圖2為某產(chǎn)品因困氣造成的欠注。 圖2 某產(chǎn)品因困氣造成的欠注(三) 氣泡氣泡又稱氣孔、氣穴，可分為水氣泡和真空氣泡兩種，其中真空氣泡的形成是由于一些厚壁制品在其表面冷卻較快，中心

8、冷卻較慢，從而導(dǎo)致不均勻的體積收縮，進而在壁厚部分形成氣孔。水氣泡的形成是因塑料模具中的氣體與塑料中的水分形成的汽化氣在充模與冷卻過程中無法排出，從而在制品內(nèi)部形成的氣泡。改進設(shè)計塑料件的壁厚，如在厚壁處設(shè)置加強筋等方式；注塑前應(yīng)對材料進行充分干燥。(四) 燒焦 燒焦又稱燒傷、焦痕，是指塑料件表面上的暗黑斑、暗黑條等與正常制品顏色有差異的焦痕。塑料件困氣部位在注塑機的注射壓力到達一定程度后被壓縮氣體、塑料材料與模具型腔三者由于相互間的磨擦產(chǎn)品大量熱量，從而引起模腔內(nèi)局部過熱、塑料材料燒焦、碳化。在燒焦部份增加設(shè)置冷料井、開設(shè)排氣槽、頂桿排氣或用燒結(jié)材料金屬塊排氣可解決因排氣不良造成的燒焦現(xiàn)象。

9、圖3為某產(chǎn)品成型過程中因排氣不良產(chǎn)生燒焦的缺陷。圖3 某產(chǎn)品成型過程中因排氣不良產(chǎn)生燒焦的缺陷(五) 銀絲銀絲又稱銀紋、銀線，是由于塑料中的空氣或水汽揮發(fā)，在制品表面形成的噴射狀的銀白色痕跡。當塑料材料未進行充分干燥，吸收潮氣、水分在熔體內(nèi)蒸發(fā)成水蒸氣，水蒸氣在接近前沿時形成氣泡，并逐漸膨脹到爆裂，在料流卷夾下被拉長成銀色條紋狀，形成塑料件表面條紋。塑料件注射成型前按材料干燥要求進行充分干燥，并防止再次吸濕，注意塑模過程中的模溫度控制，防止塑料分解，可解決因排氣不良產(chǎn)生的銀絲問題。圖4(a)、(b)圖為某產(chǎn)品成型過程中因排氣不良產(chǎn)生銀絲缺陷。 (a) 因模具排氣不良產(chǎn)生銀絲缺陷 (b) 因模具

10、排氣不良產(chǎn)生銀絲缺陷圖4為某產(chǎn)品成型過程中因排氣不良產(chǎn)生銀絲缺陷四、 模具排氣設(shè)計(一) 利用配合間隙排氣中小型模具因排氣量不大，一般可以利用活動型芯、滑塊、頂桿與分型面的配合間隙進行排氣，其間隙通常為0.010.05mm，以不產(chǎn)生溢料為設(shè)計準則。圖5(a)、(b)是某產(chǎn)品成型過程中利用模具的配合間隙排氣的兩種方式。 (a) 利用活動型芯配合間隙排氣 (b) 利用滑塊配合間隙排氣圖5為某產(chǎn)品成型過程中利用模具的配合間隙排氣(二) 分型面上開設(shè)排氣槽排氣在分型面上開設(shè)排氣槽進行排氣，其排氣槽的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，排氣槽的設(shè)計大小與通道數(shù)要考慮相對塑料件的結(jié)構(gòu)特點、其模具結(jié)構(gòu)特點、該種塑料材料的

11、熔體流動特性與流動狀態(tài)。排氣槽的設(shè)置位置要按以下原則選擇：1、排氣槽要設(shè)置在熔體流程的最終端；2、排氣槽要設(shè)置在型腔容易滯留氣體的部位；3、排氣槽要設(shè)置布局在兩股料流的匯合處；4、排氣槽的方向不可對著操作者的方位，以免排氣時灼傷操作者。圖6(a)、(b)圖為兩種進料位置與排氣槽位置設(shè)置方式。 (a) 進料位置與排氣槽位置設(shè)置 (b) 進料位置與排氣槽位置設(shè)置圖6為兩種進料位置與排氣槽位置設(shè)置方式(三) 利用頂桿排氣在型腔容易滯留氣體的部位，且其部位又不在分型面上或該處分型面不造于設(shè)置排氣槽時可利用增設(shè)計頂桿的方式增加排氣通道。圖7所示是頂桿排氣設(shè)計的示例。圖7頂桿排氣設(shè)計示例如圖8中所示，由于

12、模具型腔中有較深不通孔，造成充模過程中該處氣體難于排出，出現(xiàn)困氣現(xiàn)象，造成了欠注，在增設(shè)頂桿后就解決了該處的困氣問題示例。 (a) 未增加頂桿前產(chǎn)生欠注缺陷 (b) 增加頂桿后產(chǎn)品成型完整圖8利用頂桿間隙排氣改進產(chǎn)品欠注實例圖(四) 利用鑲拼塊排氣利用模具型腔鑲拼塊間設(shè)計的間隙排氣通道進行排氣。當模具的型腔較深，澆口設(shè)計在邊緣上時，其型腔底部的空氣無法排出，在這種情況下可以利用模具型腔攘拼件之間的配合設(shè)計特定的間隙進行排氣，如圖9所示。圖9 利用鑲塊間隙排氣示意圖(五) 燒結(jié)金屬塊排氣如果型腔最后充填的部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的頂桿或活動型芯等機構(gòu)。可利用球狀合金燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣。圖10為燒結(jié)金屬塊排氣示例。圖10 燒結(jié)金屬塊排氣流動示意圖(六) 利用負壓排氣在氣體滯留區(qū)設(shè)置排氣通道或金屬澆結(jié)塊排氣時，如果排氣效果還不是很好，在通道未端可設(shè)置真空抽氣泵進行抽氣，在通道外側(cè)形成負壓，增加排氣效果，如圖11所示。圖11利用抽氣泵抽氣形成負壓排氣示意圖(七) 排氣小結(jié)一個塑料制品的排氣系統(tǒng)一般都不是由單一的排氣方式解決，整個制品的排氣系統(tǒng)設(shè)計要根據(jù)塑料制品具體的結(jié)構(gòu)特點與相對模具的結(jié)構(gòu)特點進行