注塑成型产品缺陷的改善方法课案.docx
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注塑成型产品缺陷的改善方法课案
注塑产品多种缺陷的改善方法
1、龟裂
龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷，产生的主要原因是由于应力变形所致。
主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。
（－）残余应力引起的龟裂
残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。
作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手：
（1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。
（2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。
（3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。
但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。
（4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。
（5）非结晶性树脂，如AS树脂、ABS树脂、PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力，应予以注意。
脱模推出时，由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙，使推出力过大，产生应力，有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。
只要仔细观察龟裂产生的位置，即可确定原因。
在注射成型的同时嵌入金属件时，最容易产生应力，而且容易在经过一段时间后才产生龟裂，危害极大。
这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力，而且随着时间的推移，应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。
为预防由此产生的龟裂，作为经验，壁厚7"与嵌入金属件的外径通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件，而镶嵌件对尼龙的影响最小。
由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小，比较适合嵌入件。
另外，成型前对金属嵌件进行预热，也具有较好的效果。
（二）外部应力引起的龟裂
这里的外部应力，主要是因设计不合理而造成应力集中，特别是在尖角处更需注意。
（三）外部环境引起的龟裂化学药品、吸潮引起的水降解，以及再生料的过多使用都会使物性劣化，产生龟裂。
二、充填不足
充填不足的主要原因有以下几个方面：
i.树脂容量不足。
ii.型腔内加压不足。
iii.树脂流动性不足。
iv.排气效果不好。
作为改善措施，主要可以从以下几个方面入手：
1）加长注射时间，防止由于成型周期过短，造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。
2）提高注射速度。
3）提高模具温度。
4）提高树脂温度。
5）提高注射压力。
6）扩大浇口尺寸。
一般浇口的高度应等于制品壁厚的1／2～l／3。
7）浇口设置在制品壁厚最大处。
8）设置排气槽（平均深度0．03mm、宽度3～smm）或排气杆。
对于较小工件更为重要。
9）在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的（约smm）缓冲距离。
10）选用低粘度等级的材料。
11）加入润滑剂。
三、皱文及麻面
产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同，只是程度不同。
因此，解决方法也与上述方法基本相同。
特别是对流动性较差的树脂（如聚甲醛、PMMA树脂、聚碳酸酯及PP树脂等）更需要注意适当增大浇口和适当的注射时间。
四、缩坑
缩坑的原因也与充填不足相同，原则上可通过过剩充填加以解决，但却会有产生应力的危险，应在设计上注意壁厚均匀，应尽可能地减少加强肋、凸柱等地方的壁厚。
五、溢边
对于溢边的处理重点应主要放在模具的改善方面。
而在成型条件上，则可在降低流动性方面着手。
具体地可采用以下几种方法：
1）降低注射压力。
2）降低树脂温度。
4）选用高粘度等级的材料。
5）降低模具温度。
6）研磨溢边发生的模具面。
7）采用较硬的模具钢材。
8）提高锁模力。
9）调整准确模具的结合面等部位。
10）增加模具支撑柱，以增加刚性。
ll）根据不同材料确定不同排气槽的尺寸。
六、熔接痕
熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。
一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。
严重时，对制品强度产生影响（特别是在纤维增强树脂时，尤为严重）。
可参考以下几项予以改善：
l）调整成型条件，提高流动性。
如，提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速度等。
2）增设排气槽，在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。
3）尽量减少脱模剂的使用。
4）设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处，成型后再予以切断去除。
5）若仅影响外观，则可改变烧四位置，以改变熔接痕的位置。
或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰。
七、烧伤
根据由机械、模具或成型条件等不同的原因引起的烧伤，采取的解决办法也不同。
1）机械原因，例如，由于异常条件造成料筒过热，使树脂高温分解、烧伤后注射到制品中，或者由于料简内的喷嘴和螺杆的螺纹、止回阀等部位造成树脂的滞流，分解变色后带入制品，在制品中带有黑褐色的烧伤痕。
这时，应清理喷嘴、螺杆及料筒。
2）模具的原因，主要是因为排气不良所致。
这种烧伤一般发生在固定的地方，容易与第一种情况区别。
这时应注意采取加排气槽反排气杆等措施。
3）在成型条件方面，背压在300MPa以上时，会使料筒部分过热，造成烧伤。
螺杆转速过高时，也会产生过热，一般在40～90r／min范围内为好。
在没设排气槽或排气槽较小时，注射速度过高会引起过热气体烧伤。
八、银线
银线主要是由于材料的吸湿性引起的。
因此，一般应在比树脂热变形温度低10～15C的条件下烘干。
对要求较高的PMMA树腊系列，需要在75t）左右的条件下烘干4～6h。
特别是在使用自动烘干料斗时，需要根据成型周期（成型量）及干燥时间选用合理的容量，还应在注射开始前数小时先行开机烘料。
另外，料简内材料滞流时间过长也会产生银线。
不同种类的材料混合时，例如聚苯乙烯。
和ABS树脂、AS树脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不宜混合。
九、喷流纹
喷流纹是从浇口沿着流动方向，弯曲如蛇行一样的痕迹。
它是由于树脂由浇口开始的注射速度过高所导致。
因此，扩大烧四横截面或调低注射速度都是可选择的措施。
另外，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。
十、翘曲、变形
注射制品的翘曲、变形是很棘手的问题。
主要应从模具设计方面着手解决，而成型条件的调整效果则是很有限的。
翘曲、变形的原因及解决方法可参照以下各项：
1）由成型条件引起残余应力造成变形时，可通过降低注射压力、提高模具并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。
2）脱模不良引起应力变形时，可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决。
3）由于冷却方法不合适，使冷却不均匀或冷却时间不足时，可调整冷却方法及延长冷却时间等。
例如，可尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路。
4）对于成型收缩所引起的变形，就必须修正模具的设计了。
其中，最重要的是应注意使制品壁厚一致。
有时，在不得已的情况下，只好通过测量制品的变形，按相反的方向修整模具，加以校正。
收缩率较大的树脂，～般是结晶性树脂（如聚甲醛、尼龙、聚丙烯、聚乙烯及PET树脂等）比非结晶性树脂（如PMMA树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂及AS树脂等）的变形大。
另外，由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性，变形也大。
十一、气泡
根据气泡的产生原因，解决的对策有以下几个方面：
1）在制品壁厚较大时，其外表面冷却速度比中心部的快，因此，随着冷却的进行，中心部的树脂边收缩边向表面扩张，使中心部产生充填不足。
这种情况被称为真空气泡。
解决方法主要有：
a）根据壁厚，确定合理的浇口，浇道尺寸。
一般浇口高度应为制品壁厚的50％～60％。
b）至浇口封合为止，留有一定的补充注射料。
C）注射时间应较浇口封合时间略长。
d）降低注射速度，提高注射压力。
e）采用熔融粘度等级高的材料。
2）由于挥发性气体的产生而造成的气泡，解决的方法主要有：
a）充分进行预干燥。
b）降低树脂温度，避免产生分解气体。
3）流动性差造成的气泡，可通过提高树脂及模具的温度、提高注射速度予以解决。
十二、白化
白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。
脱模效果不佳是其主要原因。
可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响。
注塑工艺调校秘笈ZT
注塑速度的比例控制已经被注塑机制造商广泛采用。
虽然电脑控制注塑速度分段控制系统早已存在，但由于相关的资料有限，这种机器设置的优势很少得到发挥。
本文将系统的说明应用多段速度注塑的优点，并概括地介绍其在消除短射、困气、缩水等制品缺陷上的用途。
射胶速度与制品质量的密切关系使它成为注塑成型的关键参数。
通过确定填充速度分段的开始、中间、终了,并实现一个设置点到另一个设置点的光滑过渡，可以保证稳定的熔体表面速度以制造出期望的分子取问及最小的内应力。
我们建议采用以下这种速度分段原则：
1）流体表面的速度应该是常数。
2）应采用快速射胶防止射胶过程中熔体冻结。
3）射胶速度设置应考虑到在临界区域（如流道）快速充填的同时在入水口位减慢速度。
4）射胶速度应该保证模腔填满后立即停止以防止出现过填充、飞边及残余应力。
设定速度分段的依据必须考虑到模具的几何形状、其它流动限制和不稳定因素。
速度的设定必须对注塑工艺和材料知识有较清楚的认识，否则，制品品质将难以控制。
因为熔体流速难以直接测量,可以通过测量螺杆前进速度，或型腔压力间接推算出（确定止逆阀没有泄漏）。
材料特性是非常重要的，因为聚合物可能由于应力不同而降解，增加模塑温度可能导致剧烈氧化和化学结构的降解，但同时由剪切引起的降解变小因为高温降低了材料的粘度，减少了剪切应力。
无疑，多段射胶速度对成型诸如PC、POM、UPVC等对热敏感的材料及它们的调配料很有帮助。
模具的几何形状也是决定因素：
薄壁处需要最大的注射速度；厚壁零件需要慢—快—慢型速度曲线以避免出现缺陷；为了保证零件质量符合标准，注塑速度设置应保证熔体前锋流速不变。
熔体流动速度是非常重要的，因为它会影响零件中的分子排列方向及表面状态；当熔体前方到达交叉区域结构时，应该减速；对于辐射状扩散的复杂模具，应保证熔体通过量均衡地增加；长流道必须快速填充以减少熔体前锋的冷却，但注射高粘度的材料,如PC是例外情况，因为太快的速度会将冷料通过入水口带入型腔。
调整注塑速度可以帮助消除由于在入水口位出现的流动放慢而引起的缺陷。
当熔体经过射嘴和流道到达入水口时，熔体前锋的表面可能已经冷却凝固，或者由于流道突然变窄而造成熔体的停滞，直到建立起足够的压力推动熔体穿过入水口，这就会使通过入水口的压力出现峰形。
高压将损伤材料并造成诸如流痕和入水口烧焦等表面缺陷,这种情况可以通过刚好在入水口前减速的方法克服上述缺陷。
这种减速可以防止入水口位的过度剪切，然后再将射速提高到原来的数值。
因为精确控制射速在入水口位减慢是非常困难的，所以在流道末段减速是一个较好的方案。
我们可以通过控制末段射胶速度来避免或减少诸如飞边、烧焦、困气等缺陷。
填充末段减速可以防止型腔过度填充，避免出现飞边及减少残余应力。
由于模具流径末端排气不良或填充问题引起的困气，也可以通过降低排气速度，特别是射胶末段的排气速度加以解决。
短射是由于入水口处的速度过慢或熔体凝固造成的局部流动受阻等原因产生的。
在刚刚通过入水口或局部流动阻碍时加快射胶速度可以解决这个问题。
流痕、入水口烧焦、分子破裂、脱层、剥落等发生在热敏性材料上的缺陷是由于通过入水口时的过度剪切造成的。
光滑的制件取决于注塑速度，玻璃纤维填充材料尤其敏感，特别是尼龙。
暗斑（波浪纹）是由于粘度变化造成的流动不稳定引起的。
扭曲的流动能导致波浪纹或不均匀的雾状，究竟产生何种缺陷取决于流动不稳定的程度。
当熔体通过入水口时高速注射会导致高剪切，热敏性塑料将出现烧焦，这种烧焦的材料会穿过型腔，到达流动前锋，呈现在零件表面。
为了防止射纹，射胶速度设置必须保证快速填充流道区域然后慢速通过入水口。
找出这个速度转换点是问题的本质。
如果太早，填充时间会过度增加，如果太迟，过大的流动惯性将导致射纹的出现。
熔体粘度越低，料筒温度越高则这种射纹出现的趋势越明显。
由于小入水口需要高速高压注射，所以也是导致流动缺陷的重要因素。
缩水可以通过更有效的压力传递，更小的压力降得以改善。
低模温和螺杆推进速度过慢极大地缩短了流动长度，必须通过高射速来补偿。
高速流动会减少热量损失，并且由于高剪切热产生磨擦热，会造成熔体温度的升高，减慢零件外层的增厚速度。
型腔交叉位必须有足够厚度以避免太大的压力降，否则就会出现缩水。
总之，大多数注塑缺陷可以通过调整注塑速度得到解决，所以调整注塑工艺的技巧就是合理的设置射胶速度及其分段。
塑料制品退火处理
塑料制品退火处理的目的是消除内应力。
比如在制品薄厚的交接部位，厚的部位降温慢、薄的部位降温快些，则连接处发生不均匀收缩，结果这里有应力集中现象。
在有金属镶件的四周，这种现象更明显。
如不进行退火处理，过段时间，在应力集中部位会产生裂纹，甚至开裂或者变形。
退火方法：
一般是把制品浸在热油或热水中，也可在热风循环中，按塑料品种的不同，调节退火温度，一般用低于制品热变形温度10－20度，过高温度中制品要变形，但不能温度过低，过低温度退火，不能达到退火效果。
几种常用塑料的退火条件见下表：
塑料
处理介质
温度（度）
制品厚度（mm）
处理时间（分钟）
尼龙
油
130
12
15
ABS
80--1000
16-20
PC
空气
125-130
1
30-40
PE
水
100
>6
60
PP
空气
150
<6
15-30
PS
空气或水
60-70
<6
30-60
PSU
空气或水
160
<6
60-180
塑料制品的调湿处理
塑料制品的调湿处理，主要是对聚酰氨类（尼龙）原料制品。
因为这种原料制品，存放一段时间后，会因吸收空气中的水分变形膨胀，尺寸发生变化。
所以，尼龙原料制品成型后，应先浸在100-120度水中或醋酸钾水溶液中，制品与空气隔绝，根据制品的壁厚及形状，决定浸泡处理时间，然后缓慢降至室温，取出制品。
注塑成型各种缺陷全攻略表格
异常现象
产生原因
解决办法
缺胶
1：
料筒及喷嘴温度偏低
1：
提高料筒及射嘴温主度
2：
模温过低
2：
提高温度
3：
计量过小
3：
加大计量
4：
注射压力，速度过小
4：
提高注射压力，速度
5：
注射时间过短
5：
加长注塑时间
6：
模具排气不良
6：
模具加排气
7.杂物堵塞射嘴或浇口
7：
清理射嘴或浇口
8.浇口过小
8.正确设计浇注系统
披锋
1.注射压力太大或速度太快
1.降低注射压力、速度
2.锁模力过小或单向受力
2.调节锁模力
3.保压切换位置太小
3.提前保压
4.料温太高
4.降低料温
5.模具间落入杂物
5.擦净模具
夹线
1料温过低.
1.提高料温
2.模温低
2.提高模温
3.注射压力低
3.提高注射压务
4.注射速度慢
4.加快注射速度
5.计量过小
5.加大计量
6.模具排气不良
6.模具排气
黑点及条纹
1料温过高，造成分解.
1.降低料温
2.料筒或喷嘴接合不严
2.修理接合处，除去死角
3.模具排气不良
3.模具排气
4.染色不均匀
4.重新染色
5.物料中混有深色物
5.将物料中深色物剔除
银线（气花）
1.料温过高，料分解物进入模腔
1.迅速降低料温
2.原料含水分高，成形时气化
2.原料预热或干燥
3.原料中混有其他胶粒
3.清除或换料
4.物料含有易挥发物
4.原料进行预热干燥
5.冷胶进入造成
5.清除胶屑、提高射嘴温度、增加倒索
6.倒索太大，空气进入造成
6.减小倒索
7.注射速度太快
7.降低注射速度
变形
1.冷却时间短
1.加长冷却时间
2.顶出受力不均
2.改变顶出位置
3.前、后模模温未控制好
3.调整模温
4.制品内应力太大
4.消除内应力
5.运水不良，冷却不均
5.改变模具水路
6.制品薄厚不均
6.正确设计制品和模具
续表：
异常现象
产生原因
解决办法
波纹
1.料温过低，粘度大
1.提高料温
2.模温过低
2.提高模温
3.注射压力太小
3.加大注射压力
4.注射速度太慢
4.提高注射速度
5.浇口太小
5.适当加大浇口
脱皮、分层
1.原料不纯
1.净化处理原料
2.同种塑料不同级别或不同牌号相混
2.使用同级或同牌号料
3.配入润滑剂过量
3.减少润滑剂用量
4.塑化不均匀
4.增大背压、回料速度
5.混入异物
5.清除异物
6.浇口太小，摩擦力大
6.加大浇口
7.用保压时间过短
7.延长保压时间
裂纹
1.模具太冷
1.调整模具温度
2.冷却时间太长
2.降低冷却时间
3.塑料和金属嵌件收缩率不一样
3.金属嵌件预热
4.顶出装置倾斜或不平衡，顶出截面积小或分布不当
4.调整顶出装置或合理安排顶针数量及其位置
5.模面粗糙
5.省模
6.脱模斜度不够，脱模难
6.正确设计脱模斜度
强度下降
1.料温太高，塑料分解
1.降低料温，控制物料在料筒内滞留时间
2.塑料和嵌件处内应力过大
2:
成型前对金属嵌件进行预热
3.塑料回用次数多
3.控制水口料比例
4.塑料含水份
4.原料预热干燥
脱模困难
1.模具顶出装置结构不良
1.改进顶出装置
2.脱模斜度不够、模面不光滑
2.正确设计模具、省模
3.模腔温度不合适
3.适当控制模温
4.模腔有接缝或存料
4.清理模具
5.周期太短或太长
5.适当控制注射周期
6.模芯无进气孔
6.修改模具
透明明制件缺陷处理：
1、银纹（裂纹、烁斑）
（1）消除污染（包括水份）。
（2）降低料温。
（3）.增大注射压力。
（4）.增大或减小背压，减小回料速度。
（5）.改善流道及型腔排气状况。
（6）.清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。
（7）.缩短成形周期。
（8）.用退火法消除银纹：
对聚苯乙烯在78℃时保持15分钟，或在50℃时保持1小时。
对聚碳 酸脂在160℃或以上保持3-10分钟。
2、气泡（真空泡）
（1）.提高注射能量：
压力、速度、时间、计量，使充模饱满。
（2）.调整料温（升高料温使流动顺畅，降低料温使收缩减小）。
（3）.升高模温。
（4）.缩短冷却时间，必要时将制品放进热水中缓慢冷却。
（5）.改进模具排气状况。
（6）.将浇口设置在制件壁厚部位，改善射嘴、流道和浇口的流动状况。
3、低光洁度,表面光泽差
（1）.升高料温、注射压力、注射速度。
（2）.升高模温。
（3）.延长冷却时间。
（4）.改善浇口的设置。
4、震纹（波纹）
（1）.升高料温，特别是射嘴温度。
（2）.增大注射压力、速度。
（3）.升高模温。
（4）.改善流道、浇口尺寸，抛光射嘴孔及流道。
（5）.改善模具排气状况，设置足够大的冷料井。
5、脱皮，分层
（1）.清除包括水汽在内的污染。
（2）.升高料温。
（3）.增大注射压力、背压。
（4）.升高模温。
6、白烟、黑斑
（1）.降低料温。
（2）.筛除料粉，因其热敏性大，很容易发生氧化降解。
（3）.清除料筒及原料中的不同塑料污染。
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