塑胶模具及成型缺陷分析

塑胶模具及成型缺陷分析1第一页，共三十四页，编辑于2023年，星期二注塑成型的过程注射阶以速度控制保压阶以压力控制冷却阶熔胶阶脱模阶2第二页，共三十四页，编辑于2023年，星期二成型的周期时间3第三页，共三十四页，编辑于2023年，星期二塑料的充填FillingPhasePressurizationPhaseFilling，计量的充填模穴

Pressurization，建立模穴压力

Compensation，挤入额外的塑料以减少收缩（冷却过程中发生的收缩）CompensationPhase4第四页，共三十四页，编辑于2023年，星期二塑料的喷泉流动描述塑胶分子在模具中的流动形态；与塑胶的流变性能及其长分子链有关；出现的结果为，最先进入模具型腔的塑胶会因凝固而停留在浇口附近的区域会直接影响到表面的分子形态和纤维配向。5第五页，共三十四页，编辑于2023年，星期二剪切流动是熔融流体在外力下的相对滑动。固定移动固定固定(1)剪切流动(ShearFlow)剪切率是熔融流体剪切流动的速率。(2)剪切率(ShearRate)固定慢速移动低剪切速率固定快速移动高剪切速率剪切应力是熔融流体剪切流动的抵抗力，高粘度造成高剪切应力。(3)剪切应力(ShearStress)固定慢速移动低剪切应力固定快速移动高剪切应力塑料的剪切流动6第六页，共三十四页，编辑于2023年，星期二分子配向是由塑胶的剪切流动引起，凝固层存在最高的剪切率，故此区域的分子配向也是最高的。中心区域的剪切率较低，中间区域的分子配向也较低。流动截面/分子配向张力低配向高配向Shearrate-minmax高配向第七页，共三十四页，编辑于2023年，星期二由剪切流动产生的热输入和进入模具的热损失之间应当是平衡的。较快的注射速率较慢的注射速率对比流动截面/热交换ColdMoldHotPlasticMeltHeatLossintotheToolFrozenLayerHeatInputHighShearRatePlasticFlow第八页，共三十四页，编辑于2023年，星期二欠注的原因分析（1）欠注：是指模具型腔不能被完全填充满的一种现象。是我们成型时首先要避免的问题。材料增加熔体的流动性减少再生料的添加减少原材料中的气体分解模具设计浇口的位置设计保证其先填充厚壁，避免出现滞留现象，导致聚合物熔体过早硬化。增加浇口数量，减少流程比。增加流道尺寸，减少流动阻力

排气口的位置设置适当，避免出现排气不良的现象（看欠注部位是否烧焦）增加排气口的数量和尺寸

增加冷料井设计，排出冷料冷却水道的分布要合理，避免造成模具局部温度偏低9第九页，共三十四页，编辑于2023年，星期二欠注的原因分析（2）注塑机检查止逆阀和料筒内壁是否磨损严重，上述磨损会导致注塑压力和注塑量损失严重检查加料口是否有料或是否架桥检查注塑机的能力是否能达到成型要求的能力工艺条件增大注塑压力增大注塑速度，增强剪切热

增大注塑量

增大料筒温度和模具温度

增大注塑机的熔胶长度减小注塑机的缓冲量延长注射时间合理调整注射各段的位置和对于的速度、压力制件设计制件壁厚设计太薄制件存在导致滞流现象的加强筋制件的厚度存在较大差异，引起滞流在局部出现，无法通过模具设计来避免10第十页，共三十四页，编辑于2023年，星期二欠注的原因分析（3）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。11第十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期二滞流现象导致的欠注上面的制件采用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。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。12第十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期二应用中的欠注现象

13第十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期二溢料（飞边）的原因分析溢料：又称飞边、溢边、披锋等，大多发生在模具的分合位置上，有时在顶杆和镶块等位置也有。模具设计合理设计模具，利于模具合模紧闭，不产生缝隙保障模具能够紧固在模板上，确保成型时不损伤模具

检查排气口的尺寸，不超过材料的溢边值清洁模具表面

打磨使模具产生合模不严的表面，使模具封闭较好注塑机设置适当锁模力保证注塑机的两块安装模板相互平行注塑机的锁模力不足所至，选择大锁模力的注塑机模具本身平行度不佳，或装得不平行

成型工艺降低注塑速度降低料筒温度和喷嘴温度

降低注塑压力和保压压力减少缓冲长度，使熔体不要在料筒中过填充降低模具温度材料提高材料的冷却速度塑料黏度太高或太低都可能出现飞边原材料颗粒不均时，导致加料量不稳定，产生飞边吸水强的材料，或对水分敏感的材料，会因干燥不充分大幅降低材料流动性，增加材料黏度，导致飞边产生14第十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期二流痕的原因分析流痕：是指在浇口附近呈波浪状的表面缺陷。若波浪特别明显，就成了震纹，这种波浪就不仅仅是视觉所见的痕迹，而是可以触摸到的台阶状的凹槽。震纹产生原因是熔体粘度过大而以滞流形式充模时，前端的料一接触到型腔表面便很快冷凝收缩起来，而后来的熔料又胀开已收缩的冷料继续前进过程的不断交替使料流在前进中形成了表面震纹。材料提高材料的流动性减少材料中的橡胶成分或增韧剂，或减小其粒径等尺寸模具设计增大流道中冷料井的尺寸，隔离冷料改善模具排气增大流道和浇口的尺寸缩短主流道尺寸或改用热流道系统工艺条件增加注塑速度增加注塑压力和保压压力延长保压时间提高模具温度

提高料筒和喷嘴温度进胶口进胶口震纹流痕跑马15第十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期二跑马纹的成因图解FlowfrontcoolsdownnearthewallCooleddownouterlayerimpedesdirectfrontalflowtothewallFlowfronttouchesmoldwallagain16第十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期二喷流纹的原因分析喷流纹：是从浇口沿着流动方向，弯曲如蛇行一样的痕迹，故也叫蛇形流。其形成原因：是由于树脂由浇口开始的注射速度过高所导致。解决措施：模具设计1.在浇口前面加阻逆针，防止料流喷射2.扩大浇口横截面成型工艺1.调低注射速度都是可选择的措施。2.提高模具温度，也能减缓与型腔表面接触的树脂的冷却速率，这对防止在充填初期形成表面硬化皮，也具有良好的效果。3.调低材料的流动性4.降低熔体温度材料降低材料流动性用moldflow模拟的喷流纹现象。17第十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期二缩痕的原因分析缩痕：也叫缩水、凹痕、塌坑、瘪形等，是指制件在壁厚处出现表面下凹的现象，常在加强筋、沉孔或内部格网处出现。收缩不成，则形成空洞。材料注塑前先根据原料商提供数据干燥原料模具设计增大主流道、分流道和浇口尺寸检查是否有充足的排气位置在筋位采用气体辅助注塑对于小制件以及壁厚较薄的制件，目前出现了一种新的成型工艺－外部气体辅助注塑成型工艺选择适当的注塑机和模具切换材料时，把旧料完全从料筒中清洗干净。

增大背压

改进排气系统

降低熔体温度,提高注塑压力或注塑速度

螺杆注射结束后，前端留有一定缓冲，便于补料制件设计避免制件存在过大的厚度差异，导致收缩量差异太大引起缩痕；必须差异大时，尽量使尺寸过渡平缓筋位的尺寸设计要合理18第十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期二缩痕或空洞的固化过程图解及案例空洞(

Void)凹陷(SinkMark)19第十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期二银纹、气泡和气孔原因分析塑料在充模过程中受到气体的干扰常常在制品表面出现银丝斑纹或微小气泡或制品厚壁内形成气泡时产生，这些气体的来源主要是原料中含有水分或易挥发物质或润滑剂过量，也可能是料温过高塑料受热时间长发生降解而产生降解气。

材料注塑前先根据原料商提供数据干燥原料提高材料的热稳定性粉体太多，造成夹气材料中使用的助剂稳定性差，易分解模具设计增大主流道、分流道和浇口尺寸检查是否有充足的排气位置避免浇注系统出现比较尖锐的拐角，会造成热敏性材料高温分解成型工艺选择适当的注塑机，增大注塑机背压切换材料时，把旧料完全从料筒中清洗干净螺杆松退时避免吸入气体

改进排气系统

降低熔体温度、注塑压力或注塑速度

注塑PVC、POM类材料结束时，要用ABS或者AS等清洗，避免残留造成分解气体产生20第二十页，共三十四页，编辑于2023年，星期二重叠成型（Overmolding）粘接不劳Overmolding的工艺过程是，首先用第一种材料成型内层零件，然后旋转动模，再用第二种材料成型外层零件，使外层零件叠加在内层零件上。如MP3、手机外壳等电子产品。对于电动工具行业的制件是分两套模具，第一套模具用来成型内层制件，第二套模具用来包胶，一般注射TPE之类的软胶。常见的缺陷是：包胶粘接不劳，外观差，以及欠注。粘接不劳常用解决措施：1.最好是注塑结束后立即进行包胶，最好采用双色注塑；2.包胶注塑时，内层材料包胶部位要干净清洁（不要人为进行清洁），无油污，无灰尘；3.包胶不好除去外层软胶后，不可再进行二次包胶；4.提高注射速度和偏高的熔体温度，有利于提高粘接劳度；5.包胶之后立即检测效果不好，不能反映真实情况，放置一段时间检测，效果会更好；6.被包胶部位的表面避免使用脱模剂；7.材料方面出现问题时要从内外层材料两个方面来考虑，不能只考虑外层软胶的材料因素，有时内层材料也很重要。撕裂时，接触面出现图示白痕表示粘接效果较好。21第二十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期二熔接痕的原因分析熔接痕：熔融塑料充填型腔时由于多浇口注射，或遇到嵌件、壁厚不均、孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时以及发生浇口喷射充模时，因不能完全融合而产生线状的痕迹。材料增加塑料熔体的流动性减少粉体比例和液体添加剂的使用模具设计减少浇口数量或改变浇口的位置增设排气槽工艺条件增加注射压力、注射速度和保压压力增加熔体温度降低脱模剂的使用量提高螺杆转速，使塑料黏度下降增加背压压力，使塑料密度提高制件设计减少孔和壁厚不均的设计通过增设加强筋使熔痕被后续料流挤入筋内调整嵌件位置22第二十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期二制品发脆的原因分析发脆：制品发脆很大一部分是由于内应力造成的材料注塑前设置适当的干燥条件，塑胶如果连续干燥几天或干燥温度过高，尽管可以除去挥发分等物质，但同时也易导致材料降解，特别是热敏性塑料减少使用回收料，增加原生料的比例选用合适的材料，选用高强度的塑胶模具设计增大主流道、分流道和浇口尺寸，流道避免出现尖锐的角，过小的主流道、分流道或浇口尺寸容易以及尖锐的拐角导致过多的剪切热从而导致聚合物的分解注塑机选择合适的螺杆，塑化时温度分配更加均匀。如果材料温度不均，在局部容易积聚过多热量，导致材料的降解工艺条件降低料筒和喷嘴的温度降低背压、注塑压力、螺杆转速和注塑速度，减少过多剪切热的产生，避免聚合物分解

如果是熔解痕强度不足导致的发脆，则可以通过增加熔体温度，加大注塑压力的方法，提高熔解痕强度降低开模速度、顶出速度和顶出压力制件设计制件中部流体要流经部位不要出现过薄的壁厚制品带有容易出现应力开裂的尖角、嵌件、缺口或厚度相差很大的部位

23第二十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期二制品变色的原因分析变色：制件上局部存在颜色与材料颜色不一致的现象。材料材料被污染水分及挥发分含量高着色剂及添加剂分解模具设计模具排气不良，塑料被绝热压缩，在高温高压下与氧剧烈反应，烧伤塑料模具浇口太小料中或模内润滑剂、脱模剂太多。必要时应定期清洁料筒，清除比塑料耐热性还差的抗静电性等添加剂喷嘴孔、主流道及分流道尺寸太小浇口位置不合理，导致潜流存在，引气色粉或颜料积聚

工艺条件螺杆转速太高、预塑背压太大机筒、喷嘴温度太高注射压力太高、时间过长、速度太快使制品变色设备方面设备不干净。灰尘或其它粉尘沉积在料斗上使物料污染变色热电偶、温控仪或加热系统失调造成温控失灵机筒中有障碍物，易促进塑料降解；机筒或螺槽内卡有金属异物，不断磨削使塑料变色24第二十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期二黑斑或黑液的原因分析

黑斑：存在于制件的熔接痕位置，或者在制件料流发生重叠的位置，也有夹杂在材料中的很多黑点，如图中箭头所指；黑液：存在于制件的表面，可以擦去，如图中圆圈所示。一般是设备和材料的原因。设备方面机筒中有焦黑的材料机筒有裂痕螺杆或柱塞磨损料斗附近不清洁。原料方面原料不清洁润滑剂不足模具方面型腔内有油从顶出装置中渗入油25第二十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期二烧焦暗纹的原因分析烧焦暗纹：指由于型腔内气体不能及时排走，导致在流动最末断产生烧黑现象。模具设计在容易产生排气不良的地方增设排气系统。加大主流道、分流道和浇口的尺寸型腔局部阻力大，使料流汇合较慢工艺条件降低注塑压力.

降低注塑速度.

降低螺杆转速.

降低料筒温度

检查加热器、热电偶是否处于正常状态设备方面注射热敏性塑料后，机筒未清洗干净喷嘴处有料垫导致注射开始时排气不畅。原料方面颗粒不均，且含有粉末。原料中挥发物含量高。润滑剂、脱模剂用量过多。26第二十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期二光泽不好的原因分析光泽不好：制件的表面发雾，不够光亮。模具设计浇口太小或流道太细型腔表面粗糙度差排气不良或模温过低没有冷料井工艺条件机筒加热不均匀、机筒温度过高或过低喷嘴太小或预塑背压太低注射速度过大或过小塑化不均匀设备方面供料不足换料时机筒未清洗干净原料方面原料未干燥处理含有挥发性物质助剂或脱模剂用量过多，有析出现象27第二十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期二脱模困难的原因分析脱模困难：指制件或水口不容易从模具上脱离，甚至造成制件损伤。

模具设计（1）顶杆数量或者分布不合理或位置不当

（2）脱模斜度不够

（3）排气不良

（4）浇道壁或型腔表面粗糙

（5）喷嘴与模具进料口吻合不服帖或喷嘴直径大于进料口直径

（6）浇注系统设计不合理，浇口设计太大，对于潜伏式浇口不利于拉断，流道存在夹料结构，如右图制件设计（1）在制件内侧设计一些凹凸结构，用于将制件留在动模（2）制件尺寸设计合理工艺条件（1）机筒温度太高或注射量太多

（2）注射压力太高或保压及冷却时间长（3）模温过高或过低设备方面顶出力不够原料方面润滑剂不足、收缩太大28第二十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期二翘曲变形的原因分析翘曲：制件的形状与设计的形状出现比较大的差异，通常为凸出或凹陷。一

模具方面：

（1）浇口位置不当或数量不足，影响分子链或纤维取向造成翘曲。

（2）顶出位置不当或制品受力不均匀。

（3）冷却系统造成冷却温度查异，热的一侧需要比较长的时间冷却和收缩（收缩大），而导致热的一边象弓一样弯曲二

工艺方面：

（1）模具、机筒温度太高。

（2）注射压力太高或注射速度太快。

（3）保压时间太长或冷却时间太短。

三

原料方面：酞氰系颜料会影响聚乙烯的结晶度而导致制品变形。

四

制品设计方面：

（1）壁厚不均，变化突然或壁厚过小。

（2）制品结构造型不当，没有加强结构来约束变形。热的一边冷的一边张应力凝固和收缩热的一边冷的一边29第二十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期二尺寸不稳定的原因分析尺寸不稳定：尺寸达不到设计的要求，而且波动较大。

一

设备方面：

（1）加料系统不正常。

（2）背压不稳或控温不稳。

（3）液压系统出现故障。

二

模具方面：

（1）浇口及流道尺寸不均。

（2）型腔尺寸不准。

三

工艺方面：

（1）模温不均或冷却回路不当而致模温控制不合理。

（2）注射压力低。

（3）注射保压时间不够或有波动。

（4）机筒温度高或注射周期不稳定。

四

原料方面：

（1）换批生产时，树脂性能有变化。

（2）物料颗粒大小无规律。

（3）含湿量较大。

（4）更换助剂对收缩律有影响。30第三十页，共三十四页，编辑于2023年，星期二龟裂汽白的原因分析龟裂汽白：制件上存在细小裂纹，或者雾状白印。一

模具方面：

1.顶出机构不佳。

2.模具的排气不偿。

3.流道设计缺陷造成冷料积存。二

工艺方面：

1.机筒温度低或模具温度低。

2.注射压力高。

3.保压时间长。三

原料方面：

1.润滑剂、脱模剂不当或用量太多。

2.牌号、品级不适用。

3.材料中添加了容易产生气体的成四

制品设计方面：

1.制品设计不合理，导致局部应力集中。