注塑外觀問題診斷的理論與實務(wù)解析

注塑外觀問題診斷的理論與實務(wù)解析徐昌煜2016年4月15日上海眾安電器塑料有限公司當(dāng)前第1頁\共有80頁\編于星期日\5點霧斑

Blush湖南省張家界,

2009.7.24.車載支架方板,PC,浙江省樂清市,霧斑,2007.

8.

27.

霧斑的定義:

熔體的霧狀色變。

常在熔體流路瓶頸(如澆口)下游出現(xiàn)。原因是熔體破裂(meltfracture)。圣安娜峽谷(CanyonSteAnne)中之瀑布激

起的水霧,QC,Canada

(加拿大),2012.

10.2.AviewlookingfromtheroadtothetopofMountJenner(1874m),Berchtesgaden,Germany(德國),2014.5.24.當(dāng)前第2頁\共有80頁\編于星期日\5點剪切應(yīng)力ShearStress剪切應(yīng)力當(dāng)前第3頁\共有80頁\編于星期日\5點模具模溫太低2.澆口太小或進(jìn)膠處型腔太薄

熔體流量大，截面積小時，剪切速率(shearrate)大，剪切應(yīng)力往往跟著提高，以致熔體破裂(meltfracture)，產(chǎn)生霧斑現(xiàn)象。

CAE模擬，可以預(yù)測熔體通過上述狹隘區(qū)時的溫度、剪切速率和剪切應(yīng)力。而CAE一般都會提供各種塑料料溫、剪切速率和剪切應(yīng)力的上限。

CAE工程師可以根據(jù)分析結(jié)果作相應(yīng)的調(diào)整，很快可以找出適當(dāng)?shù)臐部诔叽绾瓦M(jìn)膠處型腔壁厚。霧斑Blush當(dāng)前第4頁\共有80頁\編于星期日\5點矩形邊緣澆口(側(cè)澆口)設(shè)計RectangularEdgeGateDesignL=0.5~0.75mmh

=澆口厚度gatethickness(mm)

t=制品壁厚wallthickness(mm)

W=澆口寬度gatewidth(mm)A=型腔表面積surfaceareaofcavity(mm2)n=材料常數(shù)

materialconstant0.5forTPU

0.6forPE,PS0.7forPOM(聚縮醛),PP0.75forABS,SAN,SBC(K-RESIN)0.8forCA(醋酸纖維素),PA,PBT,PC,PMMA0.9forPPO,PVC,

PEEK,+GFh=nt當(dāng)W<2h,W取2hWhenW<2h,useW=2h

wthL當(dāng)前第5頁\共有80頁\編于星期日\5點水尺,PP,廣東省佛山市,

霧斑,2015.5.18-19.當(dāng)前第6頁\共有80頁\編于星期日\5點水尺,PP,廣東省佛山市,霧斑,2015.5.18-19.Φ0.8潛伏式澆口加在0.8t板片上，經(jīng)0.7t制件周圍

薄片進(jìn)膠3t制品中央厚壁。C.Hsu：紅圈所示0.7mm厚瓶頸處是熔體破裂(產(chǎn)生霧斑)、塑料降解(強(qiáng)度變?nèi)?和保壓補(bǔ)縮(3t厚壁)不足(厚、薄壁收縮差異和殘余應(yīng)力更大)的禍源。霧斑3t0.7t0.7t0.731.2SEC.A-AA0.8Anxt=0.7x3=2.1當(dāng)前第7頁\共有80頁\編于星期日\5點MobilePhone模面未經(jīng)電磁加熱WithoutIHTC模面經(jīng)電磁加熱

WithIHTC當(dāng)前第8頁\共有80頁\編于星期日\5點銀紋

SilverStreakAtripontheFlamRailway,Norway,June2,2014飛流直下三千尺，疑是銀河落九天。唐李白熔體中氣泡被前沿拉伸翻卷到模壁或者型腔中困氣被前沿拖拉附著在模壁。其在制品表面形成白色線條狀者，稱之為銀紋。當(dāng)前第9頁\共有80頁\編于星期日\5點水花或料花Splay熔體中氣泡被前沿拉伸翻卷到模壁或者型腔中困氣被前沿拖拉附著在模壁。其在制品表面形成白色團(tuán)塊狀者，稱之為料花或水花。奧入瀨溪流,十和田八幡平國立公園,日本,2015.4.29.當(dāng)前第10頁\共有80頁\編于星期日\5點注射成型充填過程中產(chǎn)生的氣泡如左下圖所示經(jīng)熔體前沿(meltfront)之噴泉流(fountainflow)拉伸并卷至模壁，被冷卻固化的塑料定位在制品表面。其成白色線條狀者，稱之為銀紋，成白色團(tuán)塊狀者，稱之為料花。氣泡可能是：一、塑料降解(degradation)、氣化而產(chǎn)生的瓦斯氣(gas)；二、水氣；三、空氣；四、塑料成分中易揮發(fā)物質(zhì)，如潤滑劑在高溫下?lián)]發(fā)的氣體。銀紋SilverStreak銀紋和料花都是氣痕當(dāng)前第11頁\共有80頁\編于星期日\5點

銀紋和料花生成的另一方式是困氣被熔體前沿順流動方向拖帶而出形成。

困氣可能是：1.

型腔轉(zhuǎn)角或溝槽(如加強(qiáng)筋槽)中的氣體；2.

模面的水遇高溫熔體后蒸發(fā)的水蒸氣；3.

模面的油等遇高溫熔體后揮發(fā)的氣體。困氣困氣銀紋或料花銀紋(SilverStreak)或料花(Splay)當(dāng)前第12頁\共有80頁\編于星期日\5點右圖是一聚丁烯對苯二甲酸酯(PBT)的球形把手(knob)，當(dāng)進(jìn)膠口徑ΦA(chǔ)是1.8mm時，產(chǎn)生了銀紋。

將ΦA(chǔ)加大，銀紋減少。當(dāng)ΦA(chǔ)加大到2.5mm時，銀紋消失。

說明通過澆口的熔體因澆口擴(kuò)大而降低流速、剪切速率(shearrate)、剪切應(yīng)力和摩擦升溫，高分子就不至于降解、氣化而產(chǎn)生銀紋。因降解、氣化而生的瓦斯氣

生成的銀紋和料花的消除當(dāng)前第13頁\共有80頁\編于星期日\5點左圖為一聚丙烯(PP)之化妝品蓋，高速熔體通過圖中左下的絞鏈時，因高剪切應(yīng)力(shearstress)、高摩擦生熱和高溫升，使得高分子降解、氣化，產(chǎn)生大量的瓦斯氣和料花。要減少和消除瓦斯氣，必須降低通過絞鏈的熔體流速。

作法是雙管齊下：1.

平衡多型腔的塑流；2.

降低熔體流經(jīng)絞鏈時的射速(injectionspeed)。因降解、氣化而生的瓦斯氣

生成的銀紋和料花的消除當(dāng)前第14頁\共有80頁\編于星期日\5點右下圖是一聚丙烯(PP)的保險杠，當(dāng)閥式澆口(valvegates)順序開啟時料花產(chǎn)生，而當(dāng)閥式澆口全開時料花消失。說明順序開啟閥式澆口時，先開啟的澆口，因為熔膠流量集中，流速快，剪切速率和剪切應(yīng)力大，高分子降解、氣化而產(chǎn)生瓦斯氣和料花。熔接線)了，自然是不可行的。

最后，料花的消除是靠改用熔融指數(shù)(MeltFlowRate或MFR)較大的的PP達(dá)成的。

熔融指數(shù)大的熔膠黏度小，剪切應(yīng)力和摩擦生熱減少，高分子不易降解、氣化，瓦斯氣和料花不易產(chǎn)生。澆口保持全開，就失去使用順序開啟閥式澆口的原意(如消除因降解、氣化而生的瓦斯氣

生成的銀紋和料花的消除當(dāng)前第15頁\共有80頁\編于星期日\5點因空氣生成的銀紋和料花的消除下圖顯示一添加20%滑石粉的聚丙烯(PP-T20)汽車裝飾板的加強(qiáng)筋(rib)的下游生成了料花。

當(dāng)熔體流進(jìn)加強(qiáng)筋時，將加強(qiáng)筋中的空氣卷出、拉伸，并由固化的塑料定型在制品表面而形成料花。要避免這種料花的產(chǎn)生，除了做好加強(qiáng)筋的排氣(venting)外，加快熔體流過加強(qiáng)筋時的射速和增加熔體的黏度都有減少此類料花的功效。當(dāng)前第16頁\共有80頁\編于星期日\5點下圖是一主流道(sprue)下游滿布料花的塑件。

原因是螺桿松退時，吸進(jìn)了大量的空氣。下一次注射時，熔體將空氣帶到制品表面，形成泛濫成災(zāi)的料花。遇到這類情況，應(yīng)該減少螺桿松退，檢修漏氣之零部件。

只要空氣不進(jìn)入噴嘴及其上游，下一次注射時就不會因空氣而產(chǎn)生料花。因空氣生成的銀紋和料花的消除當(dāng)前第17頁\共有80頁\編于星期日\5點紅圈示處并非縮痕，而是氣痕，當(dāng)熔體從1.2t區(qū)流往3t區(qū)時，壁厚作階梯式的突變，困氣而生氣痕。

Redcircle

showswhereshortshotandgasmark(notsinkmark)is.

3t3t1.2t1.2t3t1.2t白線是1.2t區(qū)和3t區(qū)的界線。Whitelineisthepartitionlinebetween1.2t

regionand3tregion.1hx2w

潛伏式澆口加在1.2t制品上

1hx2wsub-gateaddedonto

1.2t

part端蓋,ABS,

氣痕、欠注Endcap,ABS,

shortshot&

gasmark困氣生氣痕

GasMarkCausedbyTrappedAir當(dāng)前第18頁\共有80頁\編于星期日\5點氣痕困氣熔體自薄壁流進(jìn)厚壁，壁厚差異大而又作階梯式斷然變化時，快速前行的熔體前沿會跨過尖銳的轉(zhuǎn)角而將氣體圍困其中，該氣體因壓縮、升溫而氧化、降解與其接觸的塑料而形成色澤不一的氣痕。困氣生氣痕當(dāng)前第19頁\共有80頁\編于星期日\5點氣體亮印、啞色或模糊印、焦痕等

都是氣痕以不同的色相顯現(xiàn)

熔體合流形成熔接線(weldline)或氣穴(gastrap)時，如果排氣順暢，如左圖所示：會合之熔體前沿之間的氣體可以及時排到型腔之外，不至于阻隔相會前沿的熔合。

前沿會合處色澤與其他地方色澤較為一致，制品質(zhì)感較佳。當(dāng)前第20頁\共有80頁\編于星期日\5點亮印、啞色或模糊印、焦痕等

都是氣痕以不同的色相顯現(xiàn)

當(dāng)排氣不順或困氣沒有出路時，氣體在熔體前沿會合擠壓下升壓升溫并流竄圍困在制品表面和模面之間，如左圖所示。

與升壓升溫的困氣接觸的制品表面，隨著溫度的升高，其色澤經(jīng)歷高光、模糊、焦黑的過程，最后制品表面缺陷則根據(jù)其色相，而以亮印、啞色或模糊印、焦痕等名之。氣體困氣當(dāng)前第21頁\共有80頁\編于星期日\5點亮印、啞色或模糊印、焦痕等

都是氣痕以不同的色相顯現(xiàn)左圖顯示一尼龍六(PA6)護(hù)套因困氣產(chǎn)生的亮印，熔體自兩個澆口進(jìn)膠后，如紅色箭頭所示沿制品外緣路徑快速包抄中央薄壁型腔的空氣，形成氣穴，此處無處排氣，困氣在高壓下升溫，與其接觸的塑料在高溫下呈現(xiàn)亮印。2澆口當(dāng)前第22頁\共有80頁\編于星期日\5點嵌塊鑲拼而成火花放電加工而成亮印、啞色或模糊印、焦痕等

都是氣痕以不同的色相顯現(xiàn)左邊黃圈所示成型加強(qiáng)筋的溝槽是以火花放電加工而成，沒有任何間隙可以讓困氣得以逃出，氣體被熔體前沿推擠壓縮升溫，與困氣接觸的塑料因高溫而呈亮印。

右邊白圈所示之加強(qiáng)筋溝槽是以嵌塊鑲拼而成，加強(qiáng)筋之色澤無異。機(jī)座,

PA6-GF30,浙江省

溫州市,亮印、短射當(dāng)前第23頁\共有80頁\編于星期日\5點從左圖可以看到打卡機(jī)殼上的加強(qiáng)筋上有黑色焦痕，這是因為成型加強(qiáng)筋的溝槽是以火花放電加工而成，沒有任何間隙可以讓困氣得以出逃，氣體在熔體前沿推擠壓縮下，因狄賽爾效應(yīng)(Dieseleffect)燃燒塑料而成焦痕。亮印、啞色或模糊印、焦痕等

都是氣痕以不同的色相顯現(xiàn)當(dāng)前第24頁\共有80頁\編于星期日\5點氣痕的消除EliminationofGasMarks氣痕的消除，一來要正本清源，二來要氣暢其流。Inordertoeliminategasmarks,firstly,gassourcesshallbeeliminatedand,secondly,theventingshallbeoptimized.

正本清源就是不讓氣體有發(fā)生的機(jī)會。

這里特別要提到：瓦斯氣往往是在高速的熔體通過狹小流路(如噴嘴、閥門或/和澆口)的時候因為激烈的摩擦生熱而產(chǎn)生，所以太小的流路和過高的射速應(yīng)該避免。Gaswillgeneratedbyhighspeedpolymerflowinnarrowflowpaths,likesmallnozzle,valveopeningsor/andgates,duetohighfrictionheat,sosmallflowpathsandhighinjectionspeedshallbeavoided.當(dāng)前第25頁\共有80頁\編于星期日\5點下圖紅圈所示狹窄流路的下游有一連串氣泡，而上游則無，說明氣泡是在熔體高速通過狹窄流路時溫升氣化產(chǎn)生的，這些氣泡順流而下，在熔體前沿處被翻卷至模壁而在制品表面形成了銀紋。氣痕的消除成串氣泡無氣泡銀紋狹窄流路在此情況下，將該狹窄流路合理放大，降低剪切應(yīng)力(shearstress)和摩擦生熱，熔體就不會氣化，氣泡和銀紋就不會產(chǎn)生。當(dāng)前第26頁\共有80頁\編于星期日\5點右圖是一聚丁烯對苯二甲酸酯(PBT)的球形把手(knob)，當(dāng)進(jìn)膠口徑ΦA(chǔ)是1.8mm時，產(chǎn)生了銀紋。

將ΦA(chǔ)加大，銀紋減少。當(dāng)ΦA(chǔ)加大到2.5mm時，銀紋消失。

說明通過澆口的熔體因澆口擴(kuò)大而降低流速、剪切速率(shearrate)、剪切應(yīng)力和摩擦升溫，高分子就不至于降解、氣化而產(chǎn)生銀紋。氣痕的消除當(dāng)前第27頁\共有80頁\編于星期日\5點Runnerwithflowregulator,PA66-GF30,JiangSu,China,gasbubble,2014.7.2.節(jié)流閥白色箭指處可見瓦斯氣泡。開啟很小的節(jié)流閥的下游有成串氣泡，而上游則無。Astreamofbubblesonlyfoundinthedownstream(notupstream)ofthesmallopenedflowregulator.氣泡形成的孔

HolesFormedbyGasBubbles當(dāng)前第28頁\共有80頁\編于星期日\5點進(jìn)膠圓柱的直徑只有1mm，射速快時剪切速率大，熔體急速升溫、氣化和碳化。氣化的瓦斯氣和剝落的碳化物隨著流路中央的高速塑流沖向前沿，前沿的噴泉流將其卷到模壁就形成銀紋、料花、黑線、黑斑等。

充填完畢時，尚未追及前沿的瓦斯氣和碳化物就留在流路中央，以碳黑和(上圖藍(lán)色箭頭所示)孔洞的形式留在塑件當(dāng)中。Partwithcavitiesinsideit,locatedatthegate(Φ1mm)downstream(notnecessarilyinthethickersectionofthepart),PA66-GF30,JiangSu,China,gasbubble,2014.7.2.氣泡形成的孔穴

CavitiesFormedbyGasBubbles當(dāng)前第29頁\共有80頁\編于星期日\5點熔體自一受限區(qū)域(例如澆口或是噴嘴)，快速沖進(jìn)一寬厚區(qū)域，塑流不穩(wěn)，而生亂流，稱之為噴流(jetting)。亂流在塑件表面形成的痕跡，就叫作噴流痕(jettingmark)，該痕時而呈彎曲折迭之蛇行狀，故亦有蛇紋之名。噴流痕

JettingMark當(dāng)前第30頁\共有80頁\編于星期日\5點模具塑流通過澆注系統(tǒng)(包括噴嘴、流道、澆口和型腔)中(橫截面小的)瓶頸，快速流進(jìn)(橫截面突然放大的)下游流路時，塑流不穩(wěn)、熔膠破裂，產(chǎn)生噴流。上下游流路的橫截面的關(guān)鍵尺寸(即最小尺寸，如長方形截面的厚度或橢圓形截面的短軸長)的比例不可太小，要大於材料常數(shù)(materialconstant)n。

0.5forTPU

0.6forPE,PS0.7forPOM(聚縮醛),PP0.75forABS,SAN,SBC(K-RESIN)0.8forCA(醋酸纖維素),PA,PBT,PC,PMMA0.9forPPO,PVC,

PEEK,+GF

噴流痕JettingMark當(dāng)前第31頁\共有80頁\編于星期日\5點后保險杠裝飾件,PC/ABS,浙江省寧波市,噴流痕,2013.4.17-18.原始設(shè)計原來更改設(shè)計1建議更改設(shè)計2.12.12.5h/t=0.4h/t=0.6h/t=0.84當(dāng)前第32頁\共有80頁\編于星期日\5點模具2.沖擊型澆口

沖擊型澆口將進(jìn)膠的熔體導(dǎo)向一固定面(如距離近之對面模壁)，以釋除應(yīng)力，可穩(wěn)定塑流，避免噴流。

邊緣澆口或側(cè)澆口(edgegateorsidegate)、搭接式澆口(overlapgate)和潛伏式澆口(submarinegate)可設(shè)計成沖擊型澆口。

然而這些澆口不必然就是沖擊型澆口，如果進(jìn)膠并非立即撞擊一固定面，就不能算是沖擊型澆口。噴流痕

JettingMark當(dāng)前第33頁\共有80頁\編于星期日\5點差的Poor好的Good使用沖擊型澆口以避免噴流AvoidJettingbyUsingImpingementGate當(dāng)前第34頁\共有80頁\編于星期日\5點差的Poor好的Good使用沖擊型澆口以避免噴流AvoidJettingbyUsingImpingementGate當(dāng)前第35頁\共有80頁\編于星期日\5點支撐塊,

HDPE,

上海市,噴流痕、底面平面度不合格,2015.4.12.當(dāng)前第36頁\共有80頁\編于星期日\5點AASEC.A-A支撐塊,

HDPE,

上海

市,噴流痕、底面平面

度不合格,2015.4.12.C.Hsu：將澆口循藍(lán)箭所示方向移數(shù)mm即可形成沖擊型澆口而避免噴流。當(dāng)前第37頁\共有80頁\編于星期日\5點支撐塊,

HDPE,

上海市,噴流痕、底面平面度不合格,2015.4.12.C.Hsu：將澆口循藍(lán)箭所示方向移數(shù)mm即可形成沖擊型澆口而避免噴流。當(dāng)前第38頁\共有80頁\編于星期日\5點注塑機(jī)射速

射速太高時塑流不穩(wěn)，易生噴流。

采用優(yōu)化螺桿速率曲線(optimizedramspeedprofile)，使熔體前沿能夠先以一較慢速度通過澆口，一旦舌形熔體前沿在澆口下游形成，螺桿速度再予以提高，就不容易產(chǎn)生噴流。2.料溫或模溫

料溫或模溫太低時黏度高、剪切應(yīng)力大、熔體破裂，易生噴流。提高料溫或模溫有抑制噴流的效果。噴流痕JettingMark當(dāng)前第39頁\共有80頁\編于星期日\5點注射速度對熔體流動行為的影響實驗結(jié)果表明，相同澆口尺寸下，注射速度對于熔體流動行為的影響十分顯著。注射速度過快時，很容易出現(xiàn)噴流現(xiàn)象。

t=1.4st=2.4st=3.4st=4.4s(a)V=5mm/s材料：LDPE(c)V=50mm/s

t=0.21st=0.29st=0.37st=0.54s(b)V=15mm/s

t=0.5st=0.83st=1.17st=1.5s當(dāng)前第40頁\共有80頁\編于星期日\5點波紋Ripple桂林漓江江面的波紋(美景)注塑制品上的波紋(不良品)DucksonLakeObersee上湖,

Germany,Berchtesgaden,Germany,May22,2014當(dāng)前第41頁\共有80頁\編于星期日\5點

模具

1.澆口(gate)或/和近澆口處太窄澆口或近澆口處太窄，射速快時，剪切速率和剪切應(yīng)力大，塑流不穩(wěn)，容易產(chǎn)生霧斑(blush)、澆口暈(corona)、銀紋(silverstreak)或/和噴流(jetting)等問題。射速慢時，熔體前沿推進(jìn)緩慢，固化層延伸到前沿，阻止前沿的噴泉流(fountainflow)將熔膠連續(xù)性的卷到模壁上，形成垂直流動方向的縮痕，狀如漣漪。波紋Ripple當(dāng)前第42頁\共有80頁\編于星期日\5點汽車安全座椅搭扣,POM,

江蘇省蘇州市,2013.6.20-21.當(dāng)前第43頁\共有80頁\編于星期日\5點1hx4w澆口加在4t制品上。C.Hsu：澆口太薄→射快噴流痕、射慢波紋。澆口應(yīng)加厚到(0.7x4=)2.8mm以上汽車安全座椅搭扣,POM,

江蘇省蘇州市,2013.6.20-21.當(dāng)前第44頁\共有80頁\編于星期日\5點汽車安全座椅搭扣上澆口附近的波紋射速高時，熔體自薄的澆口進(jìn)入型腔的流速高，剪切速率(shearrate)大，剪切應(yīng)力(shearstress)大，流體難以穩(wěn)定，容易產(chǎn)生霧斑(blush)、澆口暈(corona)、銀紋(silverstreak)或噴流痕等。為了避免不穩(wěn)定的塑流，把螺桿速率降低…這么一來，熔體進(jìn)入型腔后，由于前沿推進(jìn)緩慢，大量熔體熱量被較冷的模壁帶走…當(dāng)前第45頁\共有80頁\編于星期日\5點如下圖所示，固化層(frozenlayer)加厚，并且延伸至前沿，前沿的噴泉流(fountainflow)受延伸固化層阻擋，只能繞過固化層的前沿，卷至下游的模壁，有如跳蛙(leapfrog)一般。這樣的固化層外形，就好像把石子投在池子的中央(澆口)，形成一圈一圈同心圓的漣漪。波紋

Ripple當(dāng)前第46頁\共有80頁\編于星期日\5點

射出快時產(chǎn)生霧斑(blush)、澆口暈(corona)、銀紋(silverstreak)、料花(splay)或/和噴流痕(jettingMark)，射出慢時產(chǎn)生波紋(ripple)，往往是澆口處太小所致。

當(dāng)前第47頁\共有80頁\編于星期日\5點縮痕或縮孔SinkMarkorVoid縮痕(sinkmark)的定義：制品表面的局部塌陷(或呈酒窩狀或呈溝壑狀)縮孔(void)的定義：制品內(nèi)部因塑料收縮而讓出的真空孔洞當(dāng)前第48頁\共有80頁\編于星期日\5點縮孔或/和縮痕的形成Voidor/andSinkMarkForming縮孔

(void)縮痕

(sinkmark)當(dāng)前第49頁\共有80頁\編于星期日\5點制品凸出件(projection)太厚

凸出件(包括筋板、角板、卡扣板、螺柱等)壁厚太厚時，凸出件壁和面板相遇處更厚，此處塑膠集中，冷卻時，周圍的壁板先行固化，此一凸出件壁和面板交會處的中央仍然保持液態(tài)，后凝的塑膠在先固化的塑膠上收縮，對其周圍的凝結(jié)層有吸入(sucking-in)的作用。如果任何一處凝結(jié)層較為薄弱(一般就在凸出件相對的模面處)，該處就有可能因為塌陷而形成縮痕。如果凝結(jié)層夠強(qiáng)，上述凸出件壁和面板交會處的中央就會形成縮孔。凸出件壁厚以面板厚度的50~75%為宜，甚至可以更薄。

CAE模擬，可以藉縮痕指數(shù)(sinkindex)的預(yù)測，了解不同凸出件壁厚設(shè)計對縮痕或縮孔的影響。

縮痕或縮孔SinkMarkorVoid當(dāng)前第50頁\共有80頁\編于星期日\5點支架,PBT-GF30,江蘇省南通市,縮痕,

2014.

11.27-28.縮痕當(dāng)前第51頁\共有80頁\編于星期日\5點2.5hx6w截面之加強(qiáng)筋x2與1.5t端板接。支架,PBT-GF30,江蘇省南通市,縮痕,2014.

11.27-28.當(dāng)前第52頁\共有80頁\編于星期日\5點制品2.螺柱(boss)孔淺或側(cè)壁太厚螺柱孔淺或側(cè)壁太厚時，螺柱底部中央或螺柱側(cè)壁和面板交會處太厚，塑料集中，冷卻時，該處最后固化，對其周圍先行固化的塑料有吸入(sucking-in)的作用。如果任何一處凝結(jié)層較為薄弱(一般就在和螺柱相對的模面處)，該處就有可能因為塌陷而形成酒窩狀或環(huán)坑狀的縮痕。如果凝結(jié)層夠強(qiáng)，上述交會處的中央就會形成縮孔。CAE模擬，可以藉縮痕指數(shù)(sinkindex)的預(yù)測，了解不同螺柱底部和側(cè)壁厚度設(shè)計對縮痕或縮孔的影響?？s痕或縮孔SinkMarkorVoid當(dāng)前第53頁\共有80頁\編于星期日\5點環(huán)坑狀縮痕的形成當(dāng)前第54頁\共有80頁\編于星期日\5點`酒窩狀縮痕的形成當(dāng)前第55頁\共有80頁\編于星期日\5點制品3.局部壁厚太厚局部壁厚太厚時，在厚壁處易生縮痕和縮孔。應(yīng)采用掏空(coring-out)等技巧，使得壁厚盡可能的均一?？s痕或縮孔SinkMarkorVoid當(dāng)前第56頁\共有80頁\編于星期日\5點牙刷,PC,RADIUS,USA,縮孔,giftfromCMH,2015.10.16.15.5tΦ7.99.9t15t當(dāng)前第57頁\共有80頁\編于星期日\5點

模具

1.主流道(sprue)、流道(runner)或/和澆口(gate)太小主流道、流道或/和澆口太小，流阻提高，如果射壓不足，型腔無法填實，熔體密度小，發(fā)生縮痕或縮孔的機(jī)率大。以CAE在電腦上對不同的熔體傳送系統(tǒng)(包括主流道、流道和澆口)的充填進(jìn)行模擬分析，找出理想的主流道、流道和澆口的尺寸(包括長度和截面有關(guān)尺寸如直徑等)，是可行之道?？s痕或縮孔SinkMarkorVoid當(dāng)前第58頁\共有80頁\編于星期日\5點Φ11spruegateaddedonΦ18stemΦ18Φ11球閥,PP,廣東省順德市,縮孔,2011.12.15.11/18=0.61<0.7當(dāng)前第59頁\共有80頁\編于星期日\5點18mmInjectioncompression縮孔球閥,PP,廣東省順德市,縮孔,2011.12.15.Φ11spruegateaddedonΦ18

stem當(dāng)前第60頁\共有80頁\編于星期日\5點模具2.澆口(gate)的位置不當(dāng)澆口的位置不當(dāng)，使得流長(flowlength)太長，流阻太大。如果射壓不足，型腔無法填實，熔體密度小，發(fā)生縮痕或縮孔的機(jī)率大。澆口應(yīng)盡可能置于壁厚處，確保補(bǔ)充流(compensationflow)的充份供應(yīng)，減少縮痕或縮孔的可能。以CAE在電腦上對不同的澆口設(shè)計進(jìn)行模擬分析，找出澆口的最佳數(shù)目和位置是聰明的作法?？s痕或縮孔SinkMarkorVoid當(dāng)前第61頁\共有80頁\編于星期日\5點LL/31.20.62.5t2.5tA柱上護(hù)板,PP-EPDM-T20,上海通用汽車(有),2015.9.15.上海通用技術(shù)交流會：1h

扇形澆口：doghouseC.Hsu：1.”縮痕”非縮痕，而是遲滯痕和應(yīng)力痕；2.將該doghouse根部

厚度加大到1.0t，(與其他3

doghouses同)；3.將澆口置L之中點；4.將澆口之厚度h增加到1.8mm(>0.7x2.5=1.75)。CHX：根部打薄到0.6t,仍有”縮痕”。其他3

doghouses根部1.0t,卻無

”縮痕”。GM,Korea也有此情形。2.5t當(dāng)前第62頁\共有80頁\編于星期日\5點

模具

3.補(bǔ)縮之塑流流路的流長對壁厚比(flowlengthtothickness

ratio)太大塑流流路-包括主流道(sprue)、流道(runner)、澆口(gate)和型腔(cavity)-有太小或太薄的瓶頸或太長的流程，流阻太大，保壓無法到位，型腔無法填實，熔膠收縮大，發(fā)生縮痕或縮孔的機(jī)率大。以CAE在計算機(jī)上對不同的熔膠傳送系統(tǒng)的充填進(jìn)行仿真分析，找出合理的主流道、流道、澆口和型腔的尺寸(包括長度和斷面有關(guān)尺寸如直徑等)，是穩(wěn)妥之道?？s痕或縮孔SinkMarkorVoid當(dāng)前第63頁\共有80頁\編于星期日\5點◆

模具：一模八腔，冷流道潛澆口進(jìn)膠。◆

材料：PP◆

問題：模具生產(chǎn)時，偶爾一腔會出現(xiàn)氣泡(C.Hsu：縮孔)，位置固定，客戶要求第二套模具不能有此問題?？蛻粢蟮诙啄＞叩纳a(chǎn)周期由36秒降低到26秒。黃色線框區(qū)域出現(xiàn)氣泡(C.Hsu：縮孔)泡沫泵噴頭氣泡(C.Hsu：縮孔)消除

及生產(chǎn)周期減半案例2015年moldflow大師賽當(dāng)前第64頁\共有80頁\編于星期日\5點改善方案對比說明_澆注系統(tǒng)1.增加熱澆道2.縮短冷流道舊模新模2015年moldflow大師賽Φ0.8~

Φ2.5mm前模潛澆口

當(dāng)前第65頁\共有80頁\編于星期日\5點最大充填壓力最大充填壓力在相同的保壓參數(shù)設(shè)置下，新模壓力降低了15.3MPa，降幅接近三分之一，保壓調(diào)整窗口大幅提升，可改善局部體積收縮。新舊設(shè)計分析結(jié)果對比_保壓切換點的壓力舊模新模成型壓力下降33%當(dāng)前第66頁\共有80頁\編于星期日\5點2015年moldflow大師賽此區(qū)域體積收縮率有效降低。新舊設(shè)計分析結(jié)果對比_頂出時的體積收縮率舊模新模加強(qiáng)保壓此區(qū)域體積收縮率下降31%新模在加強(qiáng)保壓后(最高壓力未超過舊模)，重點區(qū)域頂出時的體積收縮率明顯降低，可以避免出現(xiàn)真空泡(C.Hsu：縮孔)。當(dāng)前第67頁\共有80頁\編于星期日\5點實際改善效果客戶在看過詳細(xì)的Moldflow改善分析報告后，同意了新模方案，直接下單開模。新模8腔試模樣品未見氣泡(C.Hsu：縮孔)出現(xiàn)，完全OK！且成型周期為25秒，達(dá)到了客戶要求。OK！2015年moldflow大師賽當(dāng)前第68頁\共有80頁\編于星期日\5點2015年moldflow大師賽Φ0.8~

Φ2.5mm前模潛澆口

原始澆注系統(tǒng)設(shè)計C.Hsu：原始潛伏式澆口進(jìn)膠點Φ0.8mm偏小，如果適度放大，一來因為澆口的壓力降小，使得型腔內(nèi)壓更高，二來由于澆口封凝得晚。保壓時間較長，可以更有效的補(bǔ)縮。當(dāng)前第69頁\共有80頁\編于星期日\5點此處空氣應(yīng)設(shè)法排出熔接線

Weldline注塑件上熔接線的品質(zhì)控制

QualityControlontheWeldLineof

anInjectionMoldingPlasticPart當(dāng)前第70頁\共有80頁\編于星期日\5點熔接線品質(zhì)的提升

藉由：1.排氣(vent)的優(yōu)化、2.形成熔接線之二熔體前沿之會合角(meetingangle)的擴(kuò)大、3.模溫的提高、4.保壓時間(holdingtime)和壓力的優(yōu)化和

5.適當(dāng)溢流井(overflowwell)的添加，可以將熔接線的品質(zhì)大為提升。當(dāng)前第71頁\共有80頁\編于星期日\5點排氣的優(yōu)化排氣不良時，氣體阻隔二接近前沿的會合，其間的空氣在充填末端升壓、升溫，并氧化、降解與其接觸的熔體而使其變色、燒焦和欠注(shortshot)。

所以，形成熔接線之二前沿會合處要加排氣，排氣槽的深度在不產(chǎn)生飛邊的前提下愈深愈好。當(dāng)前第72頁\共有80頁\編于星期日\5點排氣的優(yōu)化

圖1是PC和ABS合膠之汽車標(biāo)牌(logo)，其上有三條熔接線，正面紅色線段和反面紅色橢圓圈所標(biāo)示的二熔接線較為明顯，正面綠色線段和反面綠色圓圈所標(biāo)示的一熔接線較不明顯。原因在于前者于二熔體前沿會合時，其間空氣無路可走，阻隔前沿的會合和融合，后者在熔體前沿會合時，其間空氣可驅(qū)趕到下游尚未充填的卡扣板的型腔內(nèi)，使得前沿的會合和融合較為順暢。

此例說明排氣順暢對高品質(zhì)熔接線的重要性。圖1一是PC和ABS合膠之汽車標(biāo)牌當(dāng)前第73頁\共有80頁\編于星期日\5點會合角的擴(kuò)大

形成熔接線之二熔體前沿之會合角小時，其間氣體來不及逃逸，阻隔前沿的會合，使得熔接線的外觀和強(qiáng)度都變得比較差。

當(dāng)前沿會合角小于一臨界角度

(若無實驗數(shù)據(jù)，采用135°)時，形成熔接線(we