射出成型不良对策.docx
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射出成型不良对策
克服制品表观质量缺陷的工艺措施
1999..07.01
1聚烯烃系材料(PE,PP)
不良现象采取措施、
注射不满
凹陷
熔合缝
料流纹
光泽不好
气孔
颜色不均
焦烧暗纹
溢边
变形
银纹
剥离
龟裂泛
白
划伤
脱模不好
注
料筒温度
低
低
低
高
高
高
高
低
高
低
低
低
高
喷嘴温度
低
低
低
高
1低
成型周期
短
长
长
长
长
短
长
一次注射压力
低
低
低
低
高
高
高
高
高
高
高
二次注射压力
低
低
低
高
高
高
高
高
注射速度
慢
慢
慢
快
快
快
「快
快
塑
一次保压时间
短
短
长
长
长
长
二次保压时间
短
短
短
长
长
长
长
长
冷却时间
短
长
长
注射量
少
少
多
多
缓冲量
多
少
背压
低
高
低
机
锁模力
不
不
、不良现象采取措
注射不满
熔合缝
料流纹
光泽不好
气孔
颜色不均
焦烧暗纹
溢边
变形
银纹
剥离
龟裂泛
白
划伤
脱模不好
模
具
模具温度
低
不
低
低
低
不
高
高
低
低
低
高
冷却回
路
不
不
不
不
不
制品形状
不
不
不
不
不
不
不
不
不
制品厚度
薄
厚
薄
厚
浇口
小
小
不
小
小
小
小
大
不
流道
细
细
细
细
细
细
细
排气
不
不
不
不
不
不
不
冷料井
不
小
不
顶出杆
不
不
不
不
刚性
不
不
苴
它
杂质
混
混
混
混
混
脱模剂
多
多
多
原料干燥
不
不
不
嵌件
不
不
原料着色
不
不
不
以上为苯乙烯系(PS,AS,ABS表面缺及工艺调整措施
良现象采取措施、
注射不满
凹陷
熔合
缝
料流
纹
光泽不
好
气孔
颜色不
均
焦烧暗
纹
溢边
变形
银纹
剥离
龟裂泛
白
脆弱
划伤
成型收缩
率不咼
具模
模具温度
低
不
低
低
低
不
高
不
低
高
低
高
冷却回路
不
不
不
不
制品形状
不
不
不
不
不
制品厚度
薄
厚
薄
厚
厚
浇口
小
小
不
小
小
小
小
大「
不
小
流道
「细
细
细
细1
细
细
排气
r不
不
不
不
不
不
冷料井
不
小
顶出杆
不
不
刚性
不
不
苴
它
杂质
混
混
混
混
混
脱模剂
多
多
多
原料干燥
不
不
不
嵌件
不
不
不
原料着色
不
不
不
良现象
采取措施、^
注射不满
凹陷
熔合缝
料流纹
光泽不好
气孔
颜色不均
焦烧暗纹
溢边
变形
银纹
剥离
脆弱
划伤
成型收缩率不咼
注塑机
料筒温度
低
低:
低
低
高
高
高
高
:
低
r高
低
高
高
喷嘴温度
低
低
低
低
高
;低
成型周期
短
长
长
长
长
短
一次注射压力
低
低
低
低
低
高
高
高
高
低
二次注射压力
低
低
低
高
高
高
低
注射速度
慢
慢
慢
快
快
快
「快
一次保压时间
短
短
长
长
二次保压时间
短
短
短
冷却时间
短
注射量
少
少
多
缓冲量
多
背压
不
不
不
高
:
高
锁模力
不
不
以上是聚烯烃系(PE.PP)类表面缺陷及工艺调整)
聚烯烃系材料的流动性能好,PP的流动性比PE更好.加工此类制品要注意,由收缩而引起的翘曲和扭转变形.防止翘曲的办法一般采用多点浇口,保证熔体流畅,在树脂中加入适量的加剂,在制品设计时,要充分地注意克服收缩,翘曲和扭转等要素,要重视制品的冷却方法,,应尽量保证冷却速度的旳匀一致,减少翘曲变形.此外,用退火可消除制件收缩不均,降低型芯温度和提高模腔温度可改善缩颈现象,.制品的翘曲程度还与颜料有关,如加入TAI菁系颜料容易使高分子取向,会加剧收缩.
1.丙烯酸酯系材料(PMMA)此类材料粘度较高,流动性较高.充模速率对粘度影响大,但过高的充模速度会产生旋涡,过低的充模速度会使制品的熔合缝明
显并发生流纹.PMM凑制品的收缩率随模腔压力变化显.着对PMM类制品要注意对光折射率的要,降低熔体温度,提高注射压力会增加取向效应,产生较大的折射率,既便是退炎也不能改善.但适当地提高模具温度可改善光的折射率.加工PMM类模具的流道和浇口,应适当地放大些,就这样一方面使熔体流动通畅,同时还起到冷料井的作用.此外,加入回收料不宜太多,一般在20-30%之间,否则会发生银纹等不良现象,回收料和新料都要进行干燥,干燥温度75-90度,干燥4-6小时为宜.
2.聚XIAN胺系(PA类)
尼龙类材料熔点明显,熔融温度范围窄,特别是尼龙66,粘度低浇口对粘度景响小,比热容大,因此采用稍大直径的料筒为宜.加工PA系料宜采用阀式喷嘴,这样容易控制流延.由于模具温度较低,传热快,喷嘴处一定要安装加热器.注塑PA制品使模具温度低些,有利于提高制品强度,但制品的尺寸精度会降低.当采用快速充模时,既要考虑排气氯槽,又要注意溢边,模具上附眷的水氯泡必须清除,否则会影响脱模质量.此外,回收料的掺入量可达20%,但吸湿后的边角必须用热风干燥2夜才能使用,PA类料易吸水膨胀,而干燥后又易收缩,为改善收缩常加入玻璃纤维填料.PA类干燥温度一般置于80-90度温度下干燥下20-50小时为宜,用真空干燥效果较好.为了防止飞边适宜使用较精密的模具和控制精度较高的注塑机.
3.聚甲醛(POM)
POM熔体的温度对流动性能影响小,而提高注射压力和模具温度却对流动性影响较大,因此要设计流动阴力小的流道和浇口,为使喷嘴畅通不要采用伐式喷嘴.POM注塑制口的尺寸误差,除用注塑机的缓冲量,保压时间,模具温度等因素控制
外,还要注意模具浇口的尺寸对制品误差有较大的影响,浇口尺寸小误差有加大趋势.聚甲醛制品在浇口附近容易发生缺陷
但提高浇口处的温度或适当降低注射速度能使表面质量得到改善.聚甲醛制品容易产生气泡,必须设计排气口.此外,在清洗聚甲醛余料筒时,要用聚乙烯清洗,但不要用聚氯乙烯,或混入其它酸性颜料清洗,否则会促进聚甲醛分解,聚甲醛在190度友上不能长时间的停留,因为易扫解.聚甲醛物料的干燥温度一般在80-90度,干燥3-6小时.
4.聚碳酸酯(PC)
聚碳酸酯熔点比较高,因此当注射速度低时,在浇品处易生成波纹.温度控制要严格,尤其在喷嘴和流道中的熔料温度不能降低.模具流道和浇口的阻力要小,模具温度要高些,当模具温度低于80度时,制品的物理机械性能会降低.若脱模困难而用强制顶出时制品容易产生内应力,也会使物理机械性能下降.在聚碳酸酯物料中含有水分时,会严重影响流动性,并性能下降,因此必须干燥:
一般在110-120温度下干燥6-15小时,干燥料斗最好在100度恒温下.此外在成型过程中停机时,料筒宜在150度左右关上加热器,成型结束后用聚苯乙烯或乙烯清洗料筒.
5.聚氯乙烯系材料(PVC)
聚氯乙烯属于热稳定性较差的物料,它的熔融温度矣分解温度很接近,因此必须严格地控制料筒的温度:
PVC一般成型温度为
198-204度,不要超过215度.特别要注意对料筒中段温度的控制,多数利用螺杆式注塑机加工有利,因为可用螺杆剪切作用产生自生热,用外部加热器补偿热耗散,维持热平衡•注塑PVC制品时,要尽量使浇口冻封的缓慢些,但熔体温度要太高
低些为宜,可适当提高注射压力而注射速度不可太高,以避免物料产生流纹或分解.要特别注意物料分解,若发现分解时,应清洗料筒和喷嘴.操作结束时,料筒内的余料要全部挤出后再用PE或PS清洗.操作开始时先对空注射一下再预塑,但不是每次都做.此外,还要注意料筒和模具都容易被氯化氢腐蚀,料筒及模具表面都要镀铬或选用特殊耐腐蚀的材料.
6.线型聚酯(PET.PBT)
注塑线型聚酯材料时,要注意的是温度比压力对物料流动性能影响大,所以适当地提高熔体温度有利于充模,但注意过高的温度会使物料分解出有害气体,并降低制口物理机械性能,物料在料筒中停留时间不能长.加工线型聚酯时,模具温度要适当提高些,因为在模具温度处在较低情况下得到的制品,在以后较高的温度下使用时会发生翘曲变形,模具温度不合适时,制品表面常出现麻面,使脱模发生困难.模具要开设排气槽,特别注塑玻璃纤维增强的制品时更要开设好,因为玻璃纤维的处理剂容易产生气体.此外,线型聚酯类物料注塑要充分干燥,否则会降低物理机械性能,一般干燥温度在九十至一百四拾度,干燥时间为四至15小时,若使用再生料时,比例应控制在20%使用后用PE或PP清洗料筒,特别是将要加工PA,PC,PVC类物料时,更要充分地清洗.
注塑制品设计要点材料选择:
在大多数的塑料制的结构设计中,材料力尝学强度,耐热性能,耐寒性(低温冷脆性),化学稳定性(耐腐蚀性
和环境应力开裂性能),吸湿性(吸湿膨胀和吸湿率),收缩率以及颜色和材料价格等都是非常重要的.在选择聚合物的种类和牌号时,首先考虑应该是力学性能:
弹性模量(温度,时间,载荷),持久强度.
一般注塑制品难以得到象金属制品那样准确的精度,其理由是:
热胀系数大,成型收缩,长时间放置有变化,受温度及环影响,通过模具难以控制确定尺寸,受模具制造误差影响.制品主要尺寸的确定
1.制品壁厚
制品厚度的大小将影响制品的力学性能,收缩程度(尺寸精度),成型周期,材料和能量消耗,最终要决定生产率和生产成本.因此设计原则是满足制品力学性能和良好充模流动前提下,尽可能减小制品厚度.减小零件的平均壁厚是减少其成型周期,提高生产率,补偿较高材料费用消的重要措施.最小壁厚的确定首先应满足力学性能,其次还必须保证聚合物熔体在如此薄的模具型腔内流动,而模具型腔又是低温的,因此制品最小厚度与聚合物熔融粘度,制品大小,流动长度以及注塑工艺条件有关,如果聚合物流动性差,制品小,型腔薄,流道长,则不能充满型腔.在制品的拐角处,圆角R和厚度a
之比称径厚比.径厚比从0.1增至0.6时,则应力集中系数从3降至1.5,也就是说径厚比增加6倍,则应力集中减小50%.0.6为最佳径厚比,考虑具体结构时,径厚比应在0.25-0.6之间取值.
2.脱模斜度和筋
制品在型腔中冷却后和凸模之间要产生很大的内摩擦力,强制顶出会造成制品变形,内应力也会使表面擦伤,影响表观质
量,为此制品应设计一定的拔模斜度,外表面,内表面,孔(深度小于1.5d),加强筋,凸缘等的斜度与锥度均不同.孔的最小尺寸:
孔太小加工困难,太大则收缩大,螺纹孔的最小尺寸和制品厚度关系略.金属嵌件:
因为热塑性聚合物的热膨胀系数约比钢大9-11倍,比铝大4倍,所以金属嵌件会妨碍聚合物熔体的收缩,由此而产生的拉应力引起嵌件处的制品开裂,嵌件周围制品壁厚度应设计大些,应依不同聚合物及其直径大小而异.对于聚苯乙烯,一般不宜设定金属嵌件,聚碳酸酯的嵌件周围物料厚度应大于嵌件直径,聚甲醛则应大于直径一半.
制品设计举例
1.外观的改善1)壁厚均匀是制品设计最基本要求,要消除局部壁厚过大现象.2)把弧立的筋改为数个小筋,如果连成格子,强度会显著增加.3)厚壁结构改用的筋的结构,使在受力方向延长筋更好
2.变形的改善1)边框补强,对于箱体制品,改善变形有明显效果.2)对于箱体制品,在上部加边框补强,可减小上边缘的变形.3)形状要对称设计,因为非对称形状制品容易产生收缩不均,应尽量把制品做成对称形状为好.
30强度的改善:
1)为防止应力集中,应设计有R圆角的过渡,辟免尖角,防止应力集中引起开裂.2)孔距和孔至边距都不
可太小,因为孔靠近边缘或离邻孔太近时容易削弱制品强度,应拉开一定的距离.3)开孔的周边要补强,因孔处容易应
力集中,在开孔周围增加厚度补强.如加高开孔边缘和开口周围的加强.4)拐角处设圆弧,因在涂料或稀料的作用下容
易引起开裂,所以涂漆制品的拐角处应设圆弧
4.成型性的改善:
1)考虑能易脱模,把所开的孔尽可能地做成”U'型孔,或者用模具压出孔,便于脱模.2)防止错位干脆设计成阶梯孔.3)防止尖锐的边缘,不要锐边.4)形状要简单,使模具不复杂.5)采用无熔合缝的浇口,对于杯状制品,底部作浇口较妥.6)要考虑聚全物的取向,为使流动平滑而决定浇口位置.7)按聚合物从厚壁处流向薄壁处的原则来决定浇口和壁厚,阳模脱模斜度过大而有滞留在阴模中的情况时,在阳模上开拉引槽较好.
和模具的改善1).为了减小模具复杂程度,可采用制品的后加工方法,2)使分型面与脱模方向垂直.3)分型面表状简单化.4)制口形状应对称,模具加工起来也容易.5)考虑有利于机加工,应尽量采用圆形,因为车削比铣削加工迅速而又方便.6)制品上的文字图样等如果做成凸起形,则模具加工时就简化为铣槽.7)格子面处于表面位置,纵横高度如果设少许高度差,则模具容易加工,特别对精加工方便.
6.嵌件安装可靠性的设计:
1)嵌件定位应可靠,有螺纹的金属嵌件应将螺纹部分放在制品外部.2)尽量不用金属嵌件,因
为金属嵌件与塑料之间热膨胀不同,使制品产生内应力而造成开裂.3)由于金属本身价格高,成型周期长,因此尽量不要采用有嵌件的设计,例如可用自攻孔或螺母锁紧或用螺母代替嵌件.4)防止嵌件不牢,易从制品拔出.
硕的种类和模具设计时的注意事项—
树脂名
特点
设计时注意事项
聚乙烯(结
型)
HDPE,LDPE
1.收缩大,易发生变形2.冷却时间长,成型率不理想3.成型中即使有咬边发生,也可强制抽出4.成型收缩率对模具温度的依赖性较大,稳定性差5.有滞留树脂,于是产生焦烧
[1.为加快充模速度,应设计横浇口2.米用冷却速度均匀的冷却方法3.最好使用螺杆式注塑机4.成型收缩率流线箭头2.75%,直角方向
2.0%5.设计时应考虑到如何防止制品的弯曲变形
聚丙烯(结晶型)
PP
1.成型性能好2.易发生弯曲变形3.具有滞链特必性4.尺寸稳定性好,成型后24小时内不发生尺寸变化
1.注意铰链制品浇品的设计3.成型收缩率
1.2%--1.7%3.设计时应考虑到如何防止气孔,变形的出现
聚酢胺(结晶型)
PA
1.熔融粘度低,流动性良好,因此易出现溢料2.收缩率的稳定性差3.熔融温度以下时坚硬,所以模具螺杆有损坏的可能4.料把和模腔处出现粘附现象
1.为防止溢料,要求加工尺寸精度要高2.产品
为工业零部件时,模具温度较咼,应注意其结晶化3.防止气孔的出现以及考虑尺寸的稳定性时,应注意顶也机构的设计4.成型收缩率为
1.5—2.5%
聚缩醛(聚缩树脂)
(结晶
型)POM
1.流动性差,易分解2.浇品处易出现流动痕迹3.易产生气孔
和变形4.可在树脂固化结束时取出制品
1.减小流道阻力以及浇口处不产生流动痕迹,应
将浇口设计为横浇口,而且排气孔的设计也很重要2.最好采用螺杆注塑机,成型后修整框架的准备工作也很必要3.注意成型条件,特别是树
脂温度,模具温度的控制4.成型收缩率在2.5%以下
氟树脂(结晶型)
1.熔融粘度高,适合于高压成型2.易发生变色
1.对高粘度流动应将浇口设计为横浇口2.有
必要采用高压注塑机3.选择成型条件防止变
化4.防止表面氧化,有必要时对模具,材料,表面处理方法进行选择
苯乙烯(丙烯苯乙烯,非结晶型)
1.流动性,成型性,成型率均良好2.易发生裂化
1.对顶出系统应选择适当的脱模机构,防止裂化的发生2.为使成品不发生裂化,在设计制品时,其拔模斜度要求大于1度,绝对避免有凹槽
3.成型收缩率达到0.45%
ABS(非结晶型)
1.流动性差2.成品性能稳定3.从外观上来看,浇口处和合流纹(拼缝线)较明显4.升温时精度较咼,成为咼压注射,咼温模具
1.根据流动性差这点将浇口设计成横浇口是错误的(应设计为稍大些的柄形浇口较为合适2.
因合流纹明显,所以应考虑浇口设计的位置3.
为达到高压成型,拔模斜度必须在2度以上4.成型收缩率必须在0.5%以上
丙烯酸类(非结晶型)
PMMA
1.流动性差,易形成充模不完全易产生流动痕,因注射压力不足,产生气孔,则必须采取高压成型2.用于光学方面的制品具有透明度问题,所以应特别注意其它材料的混入及分解
1.米用高压成型机进行高压成型2.拔模斜度
要尽可能地大3.设计流动畅通的流道4.树脂温度,模具温度的管理很重要5.成型收缩率达0.35%
硬聚氯乙烯(非结晶型)
1.热稳定性差2.成型范围和分解范围较接近3.流动性差
4.外观易损坏5.腐蚀模具6.熔融料筒中的滞留树脂发生分解
1.采用螺杆注塑机对树脂温度进行管理2.必
须设计流动阻力小的横浇口3.模具表面进行
表面处理(镀铬)防腐蚀4.成型收缩率为0.71%
聚碳酸酯
(非结晶型)
1.熔融粘度咼,必须咼温,咼压成型2.有残留应力,易发生裂化
3.由于聚碳酸盐较硬,所以模具易损坏4.不出现飞边
1.米用高温高压成型,利用螺杆成型机2.必须对树脂进行充分的预先干燥3.减少流动阻力,
最好设计成横浇口4.最好用于具有一定厚度
的壁厚制品的生产中,避免有金属嵌件5.拔模斜度在
2°以上6.成型收缩率达0.6%
醋酸纤维素醋酸丁酸纤维素
(非结晶型)
1.流动性,成型性好2.外观及触感良好,但尺寸精度很难确定
1.对材料进行预先干燥2.成型收缩率:
醋酸
纤维素0.5%
醋酸丁
酸纤维素0.4%
从模具设计角度克服制品表面缺陷对策
1.制品注射不足:
加大流道2)加大浇口3)加大喷嘴4)浇口位置布置要合理5)增加浇口数6)加大冷料穴7.扩大排气槽
2.溢料,飞边
1)型腔与腔芯要紧闭对准2)提高模板平行度3)增加模板刚性4)模板平面刮平毛刺5)排气孔开的适当
3.凹痕,气孔
1)增大浇口,分流道,主流道,喷嘴2)排气孔适当3)浇口流道使充模速率平衡4)浇口按排厚壁部位5)减少型腔厚度差值
4.接痕
1)拼缝处排气要好2加大主,分流道,浇口及喷嘴直径3)浇口与拼缝要近或增加辅助浇口4)增加型腔壁厚5)型芯要定位防止偏移6)动,定模要定位准确,防偏,7)流道,浇口充模速率要平衡
5.降解脆化
1)型腔不要设计太薄2)加大浇口和分流道3)增加加强筋,圆内角
6.物料变色1)排气合理2)加大浇日,主,分流道及喷嘴尺寸
7.银丝,斑纹
1)增大冷料穴,主,分流道及浇口尺寸2)改善排气3)提高型腔光洁度4)壁厚不能太薄
8.浇口处混浊
1)增大浇口,分流道,冷料穴尺寸2)选择合理浇口形状(扇形浇口)3)改变浇口位置4)改善排气效果
9.翘曲与收缩
1)改变浇口尺寸2)改变浇口位置或增加辅助浇口3)增加顶也面积