成型不良的原因及对策.docx

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成型不良的原因及对策

成型不良的原因及对策

·一、  充填不足：

充填不足也可叫做短射，这是熔融树脂进入模腔之内，有某一部分无法到达模腔内某一角落，而产生填料不足的现象，所得到的成形品，则缺少这一部分。

充填不足的原因和对策，因其条件的不同而不同:

1.成型机规格数值引起的短缺

射出能力的规格数值，是以每一次射出的重量为基准而用射出容量或射出重量（以PS换算采用）来表示。

成形品在常温的比重，和成形材料在熔融的材料温度（200～230）之下，有很大差异，有些材料甚至有70％的差异。

因此熔融材料因比重差异所引起的重量降低，就显得相当具有影响性了。

在加以螺杆因回转使树脂原料向前推进的同时，有些微材料会沿着螺杆而逆流；一般射出成型机所能成型的成形品重量（或容量）应为额定值的80％以下。

2.多数模腔中一部分填充不良

这种不良最主要起因是由于浇口不平衡，通常在接近主浇道的模穴中浇口较大的多位良品，但是其它离主浇道较远或浇口较小者常为不良品。

对策：

可以采用浇口平衡的方法，也就是在远离主浇道附近的模腔，将其浇口的形状做成粗大且短，而靠近主浇道者则做成较小且长，如此可以使树脂温度及压力降在远近两方面都达到平衡效果，促使每一个模腔获得相同的结果。

3.树脂流动性不足

如果树脂本身的流动性不足，则熔融树脂在尚未流至模具末端和合模部之前已经开始产生固化现象，必然产生填充不足的现象。

增加树脂的流动性，如果提高气缸温度或者螺杆的背压，或提高树脂的加热温度都可以达到这个目的。

除此之外，若提高模具的温度，加速射出速度时也有显著的效果，再不然，还可以选用流动性良好的树脂原料。

4.流动阻力过大

由于成型品的形状影响，在成形品的某一部分或因主浇道、浇道、浇口处因模具制作上而导致流动阻力较大时，也将产生填充不足的情形。

成形品形状的影响，大部分都发生在肉厚较薄及直角转弯的部分产生流动阻力，对策上应尽可能增加肉厚，追加补助浇道，并且在转弯处追加R角。

而模具主浇道、浇道及浇口所产生的流动阻力，则可以因增大其尺寸而减轻其流动阻力，尤其改为圆形或梯形剖面形状的浇道。

此外浇口背之树胶存量不足时，也可能影响流动阻力，应该增大为佳。

5.模腔内通气不良

因为这个原因所引起的充填不足，是很常见的例子，但经常被误认为是其他原因，无法好好的采取对策。

先来考虑一下，在射出成形时，模具内的空气的情形。

熔融树脂进入模腔内时，模腔内的空气将被压缩，而且被挤压到角落。

这些空气很可能从模具分模面的间隙或模腔或侧型芯的空隙溢出模具之外，但是由于肉厚不均而产生但空气已被外围成型部分围住，或模具有深的空腔部分时，则这个被压缩的空气无法溢出模腔之外，而导致填充不良。

这种充填不良的情形，特别容易发生在被厚肉壁包围的薄肉壁部分或是长而深的凸缘末端，有时在分模面上亦有可能发生。

如果单纯以充填不良的现象来看，常常以为是流动性不良引起的结果，但是如果因此而将射出速度提高而予以成形时，则将因空气的绝热压缩而使树脂产生高温，产生烧焦或黑线条纹之现象；此时，应马上降回射出速度，而认真考虑空气逸出的方法。

根本的对策是改变模具的构造，想办法制作空气逸出的管路，在分模面上可以利用模具接触面上作出空气逸出道，长而深的凸缘部分，不要采用直接加工模腔的方法，而使用拼镶结构的方式以增加空气逸出的管道。

如果成形品具有薄肉壁的部分时，则除了采用类似的拼镶结构方式之外，应同时在浇口位置亦增高空气逸出部分可大大地加以改善。

6.树脂供给不足

这种情形，大概是由以下两种原因所引起。

其一，由漏斗至成形机时，由于树脂粒堵在成形机的进转口处，有些许树脂材料无法落入成形机之内，将产生树脂供给不足的情形。

另一种可能是，漏斗下部过热或树脂粒因具备润滑性而押送螺杆无法完全将树脂粒往前推送的结果。

对策上，除了选用正确的成形条件之外，应选用过度润滑性的树脂粒，以降低押送不足的现象。

· 二、 模具伤痕及拖痕：

模具伤痕因表面受损伤而导致成形品表面显现模具的伤痕，此时，除了赶快修模之外，别无他法。

但是，当成形后，在顶出成形品时，由于型腔或型芯因具备逆拔模角度时，则在顶出成形品后，在成形品表面将产生拖拉之痕迹；简单的对策，可以采取提高加热温度及模具温度，并且降低射出压力，以减少成形品之成形收缩量；这种方法只可能减少拖痕的程度而无法完全去除之，最主要还是要能够确实加以修改模具的拔模角度。

也就是因为模具拔模角度的不足，在模具分离时，成形品的一部分被固定模具侧卡住，被勉强斜斜地被顶出之时，便产生拖拉磨擦的现象，而导致拖痕，这种不良除了拔模角度不足，亦可能是拔模角度不均，或是由于顶出销前端面倾斜所致，这些原因所导致的拖痕，基本上的对策，只有将模具予以修改。

特别是经过电镀后的模具，因角隅部分容易增厚之故，将产生拔模角度不足的现象。

另外还有如果在模具面上施以纹面加工时，因凹凸的互相咬合亦产生拔模角度不足。

因此，上述这些原因的基本对策，只好加大型腔及型芯间的拔模角度了。

如果是顶出作用点不适当的理由时，则因倾斜顶出而导致的拖痕对策，除了校准顶出销的精度之外，还可以追加顶出销的数目，并且选择正确的顶出销设置的位置。

· 三、 成形品毛刺（飞边）过多：

1.模具接合面不够密接

成形品毛刺过多的现象，是在模具接合面上或是嵌入模仁时，因接合面不够密接，而导致成形时，产生膜片生成的结果。

一旦发生毛刺时，则因杠杆作用又使毛刺更容易由该处增长而冒出，然后再由于增加成形投影面之故又因此助长毛刺生成部分模具面上的凹陷磨损，综合结果有恶性助长毛刺的生成的现象。

因此如果在发生毛刺现象之时，应该赶快将模具予以修理，以免快速恶化。

2.锁模力不足

成形品的投影面积所计算得到的最低限锁模力，若超出成形时所设定的真正锁模力之时，则由于射出压力太大，将模具可动部分向外顶出，则在合模面上产生非常小的间隙，成形时，即在此接合面上产生毛刺；毛刺产生之后更增加投影面积，相对的又提高顶开的总合推力，更增长锁模力不足之恶果。

特别是当中央部位具有孔穴的成形品，利用侧面浇口（sidegate）来加以成形时，浇道部亦将增加射出压力的负担，容易更增长毛刺的发生。

解决方法除了提高锁模力之外，亦可以降低射出压力。

该锁模力及投影面的关系，亦适用于侧型芯的情形。

还有，在射出成形机中，使用肘节式机构时出无法得到额定的锁模力，亦可能产生不均衡的锁模力。

此外模具安装支承板两平面间的平行度若有所偏差时，亦将影响锁模力的大小。

3.模具密合不良、变形而产生

模具在合模面上的密合不良，当然也是发生毛刺的原因之一。

尤其是镶嵌件的接触配合不良。

即使配合性良好，模具镶嵌件若留有异物，亦将产生毛刺不良，这种情形，当然是要清扫模具的镶嵌博物即可。

如果模板本身厚度不足，在射出压力的负担下，将产生变形，特别是在模具中央部分，如果具备孔穴时，则在孔穴的周围便容易产生毛现象。

这种毛刺的发生，通常可以利用降低射出压力，及提高树脂温度的方法来减轻毛刺发生的程度，但是如果再无法解决时，则必然是模具设计上的严重不良，只利用变更成形条件的方法是无法予以解决的。

4.树脂流动性太好

当然，只是树脂流动性太好时，理论上不可能是产生毛刺的原因。

但时实际上，如因流动性太好时，则任何些微的间隙都会因树脂流入之故而产生毛刺。

对策是方法是降低树脂温度及射出压力，或者是降低模具温度、降低射出速度都同样具备相同的效果。

·  四、收缩

收缩（俗称缩水）是成形品表面上凹陷不良情况，是成形品中发生频度最高的不良现象。

收缩凹陷是树脂成形收缩而产生。

是非常难以消除的不良现象。

当进行射出成形时，将融熔的热树脂注入低温的模具之内，因此成形时其固化的动作是由表面向内渐渐凝固的，但是由于树脂的热传导性非常差，模具的热传导较佳之侧先行凝固，然后在其对面热传导较差的部分再行凝固，因此在热传导性较差之面上发生收缩凹陷的现象。

因此在成形品及模具设计的阶段，应该在设计时先行考虑防止收缩凹陷的方法才是。

考虑时应连同考虑内部的收缩现象，一并予以处理。

1.收缩不足

与成形的肉厚或容积比较起来，如果主浇道、浇道、浇口太过于细小之时，则注入型腔内的树脂很难保持十足的射出压力，而无法到达保压的目的，造成增大成形品收缩率的结果，缩水凹陷亦随之增加。

特别是在采用针点浇口、侧面浇口、潜入浇口等限制形浇口的情况下，即使十分给予保压的时间，由于浇口本身容易固化之故，模具（模腔）内其实并无法保持这个射出压力，于是收缩凹陷的情形当然更加严重了。

此外，树脂材料本身的成形收缩率之值较大，而且融点温度非常明显的结晶性树脂也比非结晶性树脂更容易产生收缩凹陷。

通常成形收缩率较低的非结晶性树脂中的含玻璃纤维的强化树脂（FRTP），都具备较少收缩凹陷的特性。

对策上，采取直接的方法，一方面提高射出压力并降低加热温度，另一方面维持十足的保压，如果再无法克服或减轻收缩凹陷的情形时，则只好加大主浇道、浇道、浇口的口径了。

如果收缩凹陷是发生在模流的末端部分时，则必须增加射出速度，同时为了减少在末端的压力损失过大，应加厚收缩凹陷的部分，则此种情形所引起的收缩凹陷情况大部分都能加以控制。

在多针点浇口的情形下，移动浇口位置至容易出现收缩凹陷部分，特别显得有效。

2.计量调整不适当

使用螺杆式射出成形机时，每一次射出的树脂容量，是由累积停留在加热汽缸前端的树脂量所决定的。

因此在射出完了，转为保压并且螺杆前进到最末端为止的这个时间，实际上只是单纯保压期，保压时并不再度对于在型腔内的树脂施加额外的造成压缩的压力。

因此在计量时，应考虑在射出完了时，螺杆仍然会前进若干mm的距离，而必须调整同样的螺杆后退量，用以决定计量的基准位置。

如果不考虑上述的缓衡量时，则射出完了的同时，已压缩到了极点，（此时同时计量），则保压期间所造成树脂的收缩，直接影响到成形品的收缩现象，产生极大的凹陷不良。

对射出成形机而言，由于缓衡量操作运转，势必使螺杆在起动时，产生极大的负载，对成形机的伤害亦应特别加以注意。

如果在保压期间，发现螺杆的前进有异常现象时，应注意检查，看看是否为逆止（单向）阀故障或是成形机本身即未具备逆止阀。

如是前者，应快予以修复。

3.收缩出现在总要表面时

对成型品的外观来说，收缩部分如果产生在成品表面时可能即造成不良，但是如果在里面时，则可能转为良品。

如此的话，可以利用在模具温度稍低之处将不易缩水、而在模具温度较高处则容易产生收缩现象的特性予以调整出现收缩的里外层面。

也就是在不希望产生收缩的表面近处，施以较佳的冷却，而其方面则可以不予冷却或给以较差的冷却，也可以在不要产生收缩的表面采用铍铜等导热性较佳的材料。

4.冷却不均

当成型品的肉厚不均时，则在厚肉部分处之冷却速度将比薄肉部分较慢而将产生收缩凹陷的现象。

由于肉厚不均所产生的收缩凹陷，理论上并不容易加以消除，因此最好在成型品设计时就尽量将成品的肉厚均一化。

如果不得不采用厚肉的部分时，则最好在厚肉部分的上找寻得以加工凹陷的地方，用以减轻成型后凹陷的程度。

如果需要设计加强筋（boss）的时侯，则其厚度应该设定在肉厚0.5～0.7的程度以内，如果是圆形boss时，则应该在其中心部位设计防止收缩用的空穴，如果必须加强圆boss的强度时，则不要加大boss本身的直径，而近该使用在其周围添加肋来增加强度的方法。

·五、  翘曲、扭曲、变形：

1.成型收缩不均

射出成形时，在塑流的方向上以及与其直交的方向上成型收缩率并不相同，在塑流方向上，其成型收缩率较大，结晶树脂的两方向收缩率的差异达到40／1000，此外成型收缩率也与肉厚的不同而不同。

这种成型收缩率的差异必然是造成成型品变形的潜在原因。

因此在成型收缩完成之后，因射出压力已经解除，成型品很快的出现翘曲，扭曲等变形现象，严重时既造成不良的结果。

2.顶出变形

此外，如果成型品在模穴内未能充分予以冷却固定而立刻取出时，也将受顶出销冲击而导致成型品的变形。

校正变形的对策除了必须适当的调整成型条件之外，辅助校正的方法有冷却或使用矫正用夹具的方法，但是这种方法通常只针对固化不完全的成型品，在取出后立刻进行校正，并且要持续10分钟以上才有效。

在生产效率上，并不值得采用。

3.冷却不足

当成型品在冷却不足的情况下即从模腔内予以取出时，则如上述固化冷却不完全的情况一样，因顶出销的冲力而使成型品产生变形。

对策的方法，当然要将成型品在未取出之前，予以十足的冷却固化，在某些情况之下，往往有某一部分难以完全冷却，因此即使以标准的成型条件予以冷却，也很难防止这种情形发生。

遇到类似情况，要在难以冷却的模具部分另外装设冷却设备额外处理才行。

4.因脱模阻力引起顶出销顶出变形

除了在固化不足容易因顶出销顶出产生变形外，当模具因脱模性不良而产生顶出变形的现象也很常见。

顶出力使聚乙烯（PE）产生破裂，或使ASS产生变形，或顶出点产生白化现象。

对策方法是降低射出压力，并提高加热料筒的温度，以便提高脱模性。

如果还没改善的话，应该修正拔模斜度以利于脱模。

最后的方法是针对脱模不良的部分另外增加顶出销或加大定出销的直径，也会有显著效果。

5.成型时产生变形

因塑流方向而产生成型收缩率差异的现象，特别在结晶树脂最为显著，其结果是翘曲、扭曲的变形。

校正的方法可以将成型条件改正到成型收缩率差较小的成型条件，如提高树脂的温度，降低射出的压力；如果仍然无法有效改善时，应采用辅助冷却或夹具校正的方法，或将浇口的位置转移到最容易产生扭曲变形的位置附近；此外，还可以在弯曲部分的里侧，追加加强肋防止变形的发生。

·  六、割裂、裂痕、白化

割裂、裂痕、白化等成型不良，表现为成型后成型品本身产生一部割裂或者裂痕，或顶出销在顶出点的位置残留白点。

其中，裂痕的产生通常并不是在成型后马上发生，而是当成型品在放置后与溶剂的挥发气体接触所产生。

归究其产生原因，其实与翘曲扭曲等成形不良是相同的，多因为脱模时过于勉强所致，也就是在拔模时不顺畅产生变形，而转换成割裂或裂痕现象。

1.脱模不良

当模具的拔模斜度不足或斜度相反，甚至于模穴的表面加工的粗糙度及其恶劣时，当成型品被顶出时，即可能产生割裂及白化现象。

对策的方法，如果是属于成型收缩不足的原因，则应提高加热料筒及模具的温度，并且降低射出压力，以便提高成型收缩率，即克服改善脱模困难；如果仍然无法解决时，则应将型腔和型芯的拔模斜度予以增加并重新加工打磨，同时在顶出造成白化点的附近，考虑增加顶出销，以降低拔模时不适当的阻力。

如果成型品类似压克力树脂，虽然一般的模具都施加铬电镀，但是电镀层特别容易在模具的角落部分产生较厚的膜厚。

因此往往在为电镀试模时，并无脱模的困难，但电镀之后会发生脱模困难。

因此对于要电镀的模具，特别要注意这一点。

2.成型变形

在射出成形操作时，常常为了怕产生收缩的现象，而加大射出压力，导致过分填充的现象，此时很容易产生及大量的内应力，导致割裂或裂痕现象。

对策：

除了降低射出压力，消除过分填充外，在成型之后施以退火处理，不失为防止割裂的有效办法。

对于嵌件件成型品，在嵌件件附近的树脂部分，也特别会因为应力集中而产生破裂，应加以注意。

·  七、融合线：

融合线是指在成型时,树脂流动分支合流部分所产生的结合细线.因此只要成型时有分枝,合流时必然产生融合线.也就是在具有孔穴的成型品或采用多针点式浇口的情形时,一定会发生融合线。

由于融合线必然发生在塑流末端，因此树脂温度已经降低，压力也显著下降，分流的树脂很难完全的融合在一起。

因此成型品的强度在融合线部分必然比其他部分低，尤其是类似玻璃纤维强化树脂的成型品，更因为纤维难以融合，原本是为了强化，却反而因融合线而降低了成型品的强度。

此外，融合线多容易发生在成型品之中的重要部分，对外观及强度双重影响。

1.融合线明显

当树脂流动性不足时，则融合线出现的更显眼，而且强度也显著降低。

因此为了强度，至少应该降低融合线的明显程度。

如上述，由于融合线是由于分流合流时产生，因此只要想办法让塑流保持较高的温度及压力，减轻融合线的程度。

因此提高加热料筒与模具的温度以及射出压力，并且提升射出速度时可以显著的改善该现象。

其他修正模具用以改善的方法有几个要点，如渐渐增加接近融合线部分的肉厚，加大主浇道的滞料部（slug-well）（冷料井）以吸收较多有喷嘴射出时先头较冷的塑料部分，或增加浇口直径，最后的方法是选用流动性较佳的树脂材料。

2.融合线的位置不良

融合线有时会出现在外观上重要的部分，或刚好落在要求高强度的位置上。

因此为了防止这种结果，在设计成形制品及模具时，要详尽的加以考虑融合线位置可能造成的后果。

通常可以根据浇口位置及浇口直径的大小以及浇口的数量来预测融合线的位置。

肉厚变化也会有影响，所以试模后仍然出现融合线位置不佳时，可以调整浇口的位置、浇口的大小，增减肉厚等方法予以修正。

3.模具内滞流空气

射出成形时，在模穴内的空气，被熔融树脂的塑流压挤到融合线的部位。

此空气理应快速的由缝隙逃逸出去，但是如果无法溢出，则必然在成型品上残留极为明显的融合线。

更厉害时会产生以前所述短射现象（short-shor）。

这种现象的对策是，首先要降低射出速度，以增加空气逸出的时间。

在无法克服时，应该增加使用拼镶结构的方式，或在分模面上增加排气槽利于空气逸出。

4.脱模剂引起

如果在模穴表面上附着这过多的脱模剂，由于脱模剂无法与熔融的树脂溶解在一起，因此脱模剂就象上述的残留空气一样，被挤压到融合部位，致使融合线更加明显。

按此说法，似乎脱模剂越少越好，但往往因此会发生融合线更明显的情形。

脱模剂太多时，除了融合线明显之外，同时也使强度相应降低。

5.着色剂引起

如因在树脂原料添加铝箔色或珍珠色的着色剂时，则所得的成型品通常比一般未加着色料的成型品更显出融合线的痕迹。

其主要原因是着色剂本身的原料成薄片状，因此它的排列与塑流方向平行，虽然能够全面的获得较具光滑而且明亮的表面，但是由于在融合线部位呈现不规则的排列方向，而使光滑程度降低，使融合线特别显眼。

如果是由于添加着色剂而引起融合线，是很难消除的。

· 八、 嵌件不良：

当嵌件埋入模具时，再予以成型时，会产生一些不良现象。

比如嵌件扭曲，周围破裂或裂纹，树脂包覆于嵌件表面以外等等。

这些缺点之中除了破裂及裂纹之外，都可以通过正确设计模具以及嵌件的尺寸来修正。

而如果是由于嵌件而产生破裂或裂纹，则起因于树脂及金属间热膨胀系数的差别，因此将嵌件件预先加热，或在成型品成型之后快速退火，即可很有效地防止破裂发生。

·  九、脱模不良：

脱模不良可能是下列原因之一引起：

1）模具制作上有些错误而产生毛刺；2）成型品在脱模时，附着于模具定模一侧上；3）在成型条件不正确时。

发生脱模不良现象时，虽然可以使用脱模剂加以改善，但是脱模剂使用过量会产生其他问题，所以脱模剂的使用要有一个限度。

起因于模具拔模斜度逆向、毛刺、拔模斜度不足等现象，都可以经由修正模具来改善。

如果模具本身并未有任何缺陷，而是因为成型的条件设定引起的拔模不良，则可能是由于射出压力过大所引起的，因为射出压力太大时，不容易预测成型收缩量。

因此要降低射出压力，同时减少保压的压力及时间。

成型品附着于模具定模一侧而导致脱模不良时，原因之一很可能是在模具设计时因为成型品形状所限，实在无法使其附着于动模一侧时，可以在动模一侧追加凹接或Z形销状倒钩以达到附着于动模一侧的目的。

除此之外，当喷嘴R部及模具R部的中心不一致，或喷嘴R比模具R还大，或者喷嘴研磨不良时也会产生脱模不良的情形，这时，应当修正喷嘴的R。