注塑件常见质量缺陷产生原因.ppt

注塑常见质量缺陷产生原因 2018 01 13 2 一 欠注 一 什么是欠注 欠注又叫短射 充填不足 制件不满 俗称欠注 指料流末端出现部分不完整现象或一模多腔中一部分填充不满 特别是薄壁区或流动路径的末端区域 其表现为熔体在没有充满型腔就冷凝了 熔料进入型受腔后没有充填完全 导致产品缺料 3 一 欠注 二 什么原因造成 产生短注的主要原因是流动阻力过大 造成熔体无法继续流动 影响熔体流动长度因素包括 制件壁厚 模具温度 注塑压力 熔体温度和材料成分 这些因素如果处理不好都会造成短注 迟滞效应 也叫滞流 如果在距离浇口比较近的位置 或者在垂直于流动方向的位置有一个比较薄的结构 通常为加强筋等 那么在注塑过程中 熔体经过该位置时将会遇到比较大的前进阻力 而在其主体的流动方向上由于流动畅通 无法形成流动压力 只有当熔体在主体方向充填完成 或进入保压时才会形成足够的压力对滞流部位进行充填 而此时 由于该位置很薄 且熔体不流动没有热量补充 已经固化 因此造成欠注 我公司材料中PC ABS和ABS PVC合金非常容易出现这种现象 4 一 欠注 左图上面的制件采用PVC ABS 下面的采用了PC ABS 红色箭头为浇口位置 黄色箭头和圆圈为滞流导致欠注部位 绿色箭头为推荐的浇口位置 材料流动性越差 滞流越明显 流动性好的尼龙等材料几乎不存在滞流问题 即使加玻纤的尼龙也很少有滞流现象 5 一 欠注怎么解决 1 欠注缺陷的排除方法 6 一 欠注怎么解决 2 解决滞流欠注问题的措施 1 增加滞流部位厚度 制件厚度差异不要太大 缺点是容易引起缩痕 2 改变浇口位置为充填的末端 使该位置形成压力 3 注塑时首先降低速度和压力 使充填初期就在料流前锋形成较厚的固化层 认为增加熔体压力 这一方法是我们常用的措施 4 采用流动性好的材料 7 二 飞边 一 何为溢料 飞边 溢料又称飞边 溢边 披锋等 大多发生在模具得分合位置上 有时在顶杆和镶块等位置也有 如 模具的分型面 滑块的滑配部位 镶件的缝隙 顶杆的孔隙等处 飞边如不及时解决将会进一步扩大化 从而压印模具形成局部陷塌 最终可能造成永久性的损害 镶件缝隙和顶杠孔隙的溢料还会使制品卡在模具上 影响脱模 8 二 飞边 二 生成原因 1 合模力不足当注射压力大于合模力使模具分型面密合不良时容易产生溢料飞边 对此 应检查增压是否增压过量 同时应检查塑件投影面积与成型压力的乘积是否超出了设备的合模力 成型压力为模具内的平均压力 常规情况下以40mpa计算 生产箱形塑件时 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 及ABS的成型压力值约为30mpa 生产形状较深的塑件时 成型压力值约为36mpa 在生产体积小于10cm3的小型塑件时 成型压力值约为60mpa 如果计算结果为合模力小于塑件投影面积与成型压力的乘积 则表明合模力不足或注塑定位压力太高 应降低注射压力或减小注料口截面积 也可缩短保压及增压时间 减小注射行程 或考虑减少型腔数及改用合模吨位大的注塑机 9 二 飞边 2 料温太高高温熔体的熔体粘度小 流动性能好 熔料能流入模具内很小的缝隙中产生溢料飞边 因此 出现溢料飞边后 应考虑适当降低料筒 喷嘴及模具温度 缩短注射周期 对于聚酰胺等粘度较低的熔料 如果仅靠改变成型条件来解决溢料飞边缺陷是很困难的 应在适当降低料温的同时 尽量精密加工及修研模具 减小模具间隙 3 模具缺陷模具缺陷是产生溢料飞边的主要原因 在出现较多的溢料飞边时必须认真检查模具 应重新验核分型面 使动模与定模对中 并检查分型面是否密着贴合 型腔及模芯部分的滑动件磨损间隙是否超差 分型面上有无粘附物或落入异物 模板间是否平行 有无弯曲变形 模板的开距有无按模具厚度调节到正确位置 导合销表面是否损伤 拉杆有无变形不均 排气槽孔是否太大太深 根据上述逐步检查的结果 对于产生的误差可采用机械加工的方法予以排除 10 二 飞边 4 工艺条件控制不当如果注射速度太快 注射时间过长 注射压力在模腔中分布不均 充模速率不均衡 以及加料量过多 润滑剂使用过量都会导致溢料飞边 操作时应针对具体情况采取相应的措施 值得重视的是 排除溢料飞边故障必须先从排除模具故障着手 如果因溢料飞边而改变成型条件或原料配方 往往对其他方面产生不良影响 容易引发其他成型故障 11 二 飞边如何解决 12 三 变形 影响因素 一 射出成型机二 模具三 塑料四 操作员 一 射出成形机1 料管温度太低料管温度太低时 融胶温度低 勉强以高速成形时 残余剪切应力大 又没有足够的时间将残余应力释放 容易翘曲 提高料温 翘曲减少 料温的设定可以参考材料厂商的建议 料管分后 中 前 喷嘴四区 从后往前的料温设定应逐步提高 每往前一区 增高6C 若有必要 有时 将喷嘴区或前区的料温设定的和中区的一样 CAE 如C MOLD 模拟可以验证不同料温的适切性 13 三 变形 2 喷嘴温度太低塑料在料管内吸收加热带释放的热量以及螺杆转动引起塑料分子相对运动产生的磨擦热 温度逐渐升高 料管中的最后一个加热区为喷嘴 融胶到此应该达到理想的料温 但须适度加热 以保持最挂状态 如果喷嘴温度设定得不够高 因喷嘴和模具接触带走的热太多 料温就会降下来 勉强以高速成形时 残余剪切应力大 又没有足够的时间将残余应力释放 容易翘曲 一般将喷嘴区温度设定得比前区温度高6C CAE 如C MOLD 模拟可以验证不同喷嘴温度的适切性 3 融胶温度太低或 和射出压力太高融胶温度和射出压力是塑胶成形过程中对翘曲影响较大的两个参数 融胶温度太低或 和射压太高会产生高的残余应力 容易翘曲 若要减少翘曲 融胶温度要在可用范围内调到最高 射出压力要在可行范围内调到最低 CAE 如C MOLD 模拟 可以帮助找出融胶温度和射出压力的最佳组合 14 三 变形 4 保压压力或保压时间不当保压压力太高 不仅因补充料流动而冷凝入塑胶的残余剪切应力高 而且塑胶的压应力也高 容易翘曲 保压压力太低 浇口附近发生回流 不仅产生因流动而冷凝入塑胶的残余剪切应力 而且由于制品中央体积收缩率大 低压故 外围体积收缩率小 因内外体积收缩率差异大而产生的残余张 压应力大 容易翘曲 螺杆推到底后 螺杆至少停留2秒 以保持缓充 保压时间太短 螺杆松退时浇口附近发生回流 残余应力大 容易翘曲 保压压力要适中 保压时间要延长到浇口凝固为止 CAE 如C MOLD 的输出中包含了凝固层比剪切应力 体积收缩率 当浇口凝固时 凝固层比变成1 剪切应力变成0 体积收缩率变成常数 这些参数和规则可以帮我们判定浇口何时凝固 以选定最适化保压时间 5 停留时间不当停留时间太短 融胶温度低 即使勉强将模穴填满 保压时还是无法将塑胶压实 冷却时回旋空间太大 容易翘曲 射料对料管料之比 应在1 1 5和1 4之间 15 三 变形 6 循环时间不当当冷却时间太短时 塑胶尚软 若被顶出 在没有约束的状况下收缩 容易翘曲 冷却时间须延长到塑胶定型到足够坚强为止 模穴是最好的Fixture 提供最合身的约束 CAE 如C MOLD 模拟 可以预测塑胶温度降到顶出温度所须要的冷却时间 照此冷却时间进行设定 可以避免因循环时间太短而引起翘曲 7 缓充不够缓充不够时 模穴内的塑胶填压不足 塑胶在相对松退的情况下冷却 回旋空间太大 容易翘曲 螺杆推到底后 至少停留原处2秒 以保持缓充 缓充最少要有3mm长 16 三 变形 二 模具1 公 母模温差大公母模温差大 因冷却产生的残余剪力对壁厚的中心面不对称 弯曲力矩大 容易翘曲 更改冷却设计 减少公 母模温差 可以减少翘曲 CAE 如C MOLD 模拟 可以帮助找出公 母模温最小的冷却设计 2 模温太低模温太低 残余剪切应力大 又没有足够的时间将残余应力释放 容易翘曲 提高模温 可以减少翘曲 模温可从材料厂商的建议值开始设定 每次调整的增量为6C 射胶10次 成形情况稳定后 根据结果 决定是否进一步调整 CAE 如C MOLD 模拟可以验证不同模温的适切性 17 三 变形 3 模穴厚 薄差异太大这和制品设计有关 薄的地方先冷 厚的地方后冷 厚薄差异大时 体积收缩率差异大 残余应力大 当残余应力克服了零件的强度 就会产生翘曲 ShrinkageFixture或许可以治标 但不能治本 因为Fixture无法消除残余应力 当制品移至高温或其他恶劣环境下 残余应力会释放出来 翘曲还是有可能产生 治本之计是作好制品设计 使得制品厚度均一 冷却时体积收缩率差异小 残余应力小 翘曲自然小 CAE 如C MOLD 模拟 可以找出残余应力最小的制品设计 4 浇口的数目或位置不当无论浇口的数目或位置不当 都会使得流长太长 流阻太大 相应的射压也须提高 塑胶分子被拉伸 压挤 机械应力强行加入 残余应力大 容易翘曲 浇口附近压力高 塑胶体积收缩率小 最后充填处压力低 塑胶体积收缩率大 流长太长时 上下游塑胶体积收缩率差异大 残余应力大 容易翘曲 参考材料厂商的建议 采用适当的流长厚度比 浇口位置的决定 要遵循充填均衡的原则 即各融胶波前到达模穴末端和形成熔合线的时间基本一致 充填应先厚后薄 先平后弯 进浇应让融胶遭遇立即的阻挡以避免喷流 这样可以降低残余应力 减少翘曲 以CAE 如C MOLD 在电脑上对不同的浇口设计进行模拟分析 找出浇口的最佳数目和位置是聪明的作法 18 三 变形 5 浇口 Sprue 流道 Runner 或 和浇口 Gate 太小或 和太长浇道 流道或 和浇口太小或 和太长 流阻提高 射压也须相应提高 塑胶分子被位伸 压挤 机械应力强行加入 残余应力大 容易翘曲 以CAE 如C MOLD 在电脑上对不同的融胶传送系统 包括浇道 流道 浇口和模穴 的充填 保压 冷却和收缩弯曲进行模拟分析 找出并选择翘曲最小的设计是有效的作法 6 顶出不均顶出时制品尚热 顶出不直 不均 不一致 制品容易翘曲 检查顶出系统 并作必要的调整 适度润滑所有运动零件 大模具的顶出板必须采用引导櫬套 以免模板中央因自重下垂 19 三 变形 三 塑料1 流动性不佳薄壳成形时 选择容易流动的塑胶是很自然的 但是容易流动的塑胶往往不够坚强 残余应力即使得不很大 也有可能造成翘曲 选择塑胶应以容易流但不会溢料为准 可以参考材料厂商的建议 CAE 如C MOLD 模拟可以验证提议的塑料能否将成形翘曲最小的制品 20 三 变形 四 操作员1 习惯不好顶出的制品 操作员不照规定置放 就有可能产生翘曲 平常应该不断的教育操作员 让大家了解保持良好成形操作习惯的重要性 认清成形循环不一致可能造成的严重后果 操作员的轮班休息应该合理 以免体力不继 精神不集中 而造成失误 采用机器人等进行自动化是保持成形循环一致的一条路 21 四 黑点 什么是黑点 黑点 杂质的缺陷是在正常生产过程中产生废品率的最重要因素 它主要是影响制品外观从而导致报废 杂质和绝大多数黑点都是外来物质 和原料本身无关 而少部分黑点 杂质是由原料本身造成 黑点 杂质特征是颗粒较小 呈黑褐色 一般不反光 颗粒大时杂质呈层状 脆 易碎 破碎后多孔 其分布有两大特性 22 四 黑点 1 有的整体性无规则零散分布 有的是局部无规则零散分布 有时则仅偶尔出现在某一局部区域 2 这类黑点 杂质有时仅出现在制品表层 有时则不论表里深浅都有 不过距表层较近的内部黑点比表层黑点来颜色要浅 更深层的黑点则根本看不到 有意思的是将这两点联系起来会发现 仅出现在某局部区域的杂质必然是表层的黑点 而黑点分布不论表里深浅的必然是整体性无规则零散分布 这是由于内部存在的杂质必然是成型前就存在的 而仅成型时才出现的杂质必然只分布在表面 这样 杂质就分为成型前和成型时形成两大类 一 成型前黑点 杂质成因 1原料加工时 由于种种原因 异物不干净而使原料出现黑点 2造粒不纯造成黑点 3原料混入色母或带斑点的粉碎料块 料屑 4料不纯 低熔点料中混入了高熔点料粒 5包装 运输 贮藏过程中可能出现杂质混入 它明显特征是原料开包后 仔细观察 可以看到在料颗粒表面有异物 杂质 23 四 黑点 6 除了5 11不会直接对料斗料造成污染 其他部分均可能在上料过程式中污染原料 造成制品黑点 杂质 污染源包括 空气中的灰尘 料状悬浮物 异料料屑 异料料粒 粉状色母 染色剂等 为杜绝异物杂质造成黑点 必须加强管理 控制从原料进厂至加料各环节 包括回用过程 换料时 必须仔细清理可能原先料或屑滞留的部位 特别备料箱 料斗 漏斗 下摆夹扣紧处等 正常生产时 要特别注意加料源 备料箱的清洁 停止生产后 应将加料系统对外界环境暴露处 上料管的上料端口密封 以防污染 做到环环相扣 封闭管理 7原料碳化 这种黑点一般体积较大 大的黑点外观直径可达成1 2mm 多数 黑点 较厚 也有一曾或两层的较薄 这种情况就是原料长期积料或局部受高热 分解 焦化 碳化成块 在螺杆或是喷嘴等处流动受剪切破碎后而形成的 原料碳化原因有 1熔体温度太高 料温太高会造成过热分解 形成碳化物 尤其是对一些热敏性材料温度范围窄 必须控制料筒味部温度不能过高 2积料焦化 如果熔融塑料滞留某处时间过长 会出现焦化积料 引起黑点 可能引起料滞留的区域 有射头与螺筒的连接处 螺筒壁 熔胶环 射嘴与浇口的接触部位 热流道拐弯处 主流道的死角等部位 24 四 黑点 3料筒间隙过大 螺筒与螺杆的间隙太大 会使料在料筒中滞留 而滞留的料经过长期过热分解 产生黑点 8助剂降 分解变色 助剂包括防静电剂 紫 红外线吸收剂和一般的染色剂 其性质一般都在比原料活泼 在加工温度剪切力作用下 原料未分解时 它们已经分解 变成暗色 黄褐色以至黑色 成型时形成黑点 杂质 二 生产中因外界的原因产生的黑点 杂质非常普遍 而且出现后十分顽固 1 模具材质不好 分型面或成型面或碰穿面都会掉铁粉 造成黑点 2 顶针粗糙易烧 掉铁粉 造成黑点 3 滑块磨铁沫粉 造成黑点 4 滑块里面漏水生锈或其它污渍 锈和污渍被滑块活动飞出 落在制品上会形成黑点 黑点辨别 如黑点出现在整个制品表面上 且制件深处有黑点 应属于成型前黑点 如黑点只出现在表面 应属成型中黑点 如同时只分布在表面特定区域 则属于成型中黑点无疑 如黑点较大 一般在0 5 1mm 应属于原料碳化黑点 如同时黑点发暗 脆 膨松多孔 可判定为碳化黑点 如黑点密度特别大 检查原料无明显杂质 一般应属刚换料后原先料末清干净的现象 否则应查料的原因 25 四 黑点 三 解决措施 1对成型杂质的 都是因异物混入料中形成了黑点 必须严格控制生产 包装 贮藏 运输 开报 混料至料筒的各个环节的清洁 2对碳化黑点 应严格控制加工温度 实际生产中 表示加工温度和实际加工温度是有差别的 对同一设备而言 不同背压 不同周期时间 不同的一次性射出量 不同的热电偶插放位置 会造成同样加工温度下料碳