塑胶射出成型.docx

1、塑胶射出成型塑料成型技术数据一、前言在射出成形过程中，从试模到大量生产的这一段期间内，因成形不良，致使成品产生暇疵，而造成不良品或报废品的因素有很多，其中主要原因大致可归纳为以下数点：1.成形作业过程中品管人员或作业人员疏忽。2.成形材料使用不当。3.射出成形机能力不足。4.成形作业条件设定不当。5.模具设计上制作不完备。6.成形品设计上下不完善。形成成形不良之原因，除上述第一项纯属品管人员或作业人员之疏忽，而造成之错失外，其余若详加分析的话则可得知实际上造成成品不良的原因，并不单纯，因为在上述诸项原因中有的不良原因之形成，并非是单独由某一种原因所产生的，而是有许多项状况之消除，常有赖于实际作

2、业者多年的经验与直觉的判断。二、成形品不良状况 1.充填不足 (SHORT SHOT) 2.毛边 (FLASH) 3.缩水 (SINK MARK) 4.流痕 (FLOW MARK) 5.喷痕 (JETT ING) 6.银条 (SILVER STREAKS) 7.表面模糊状 (DULLSURFACE) 8.接合线 (WELD LINE) 9.气泡 (BUBLE)10.黑条与烧焦 (BLACK STREAKS)11.裂痕与破裂 (CRAGING CRACKING)12.变形 (WARPAGE)13.顶白 (白化、挽白)14.颤纹 (CHATTER MARK)15.表面剥离 (层裂)三、形成不良的原

3、因1.充填不足 (SHORT SHOT)又称为缺料、短料、未饱料 ，系指成形时所射出的熔融塑料 【註1】 未能完全充满整个模窝 【註2】 而言，发生充填不足的原因大都是成形条件设定不当，成品壁厚设计太薄，模具设计制作不完备成形机本身容量不足。2.毛边 (FLASH)又称之为溢料、毛头、过饱料 ，系指熔融树脂流入分模面 (P.L 面) 里，或渗入模仁 【註3】 之嵌合处内，致使成品产生不应有的料。形成毛边的原因，除成形机的能力不足外，大致上可以说是模具的问题比较多。【註1】塑膠原料在料管中加溫至最宜成形的溫度時融解成流體的現象，稱之為熔融樹脂。【註2】雄 (公) 模與雌 (母) 模，合模後所留下

4、之間隙亦是將來成形後，所得之成品形狀，此一空間稱之為模窩。【註3】一組模具之組成很少是由一塊鋼材一體加工成形的，大部份是由許多種鋼材及配件嵌合而成的，除了本體以外之配件，稱之為模仁或仁仔或 CORE 配件模塊等。3.缩水 (SINK MARK)也称为收缩下陷、凹陷、酒窝、耐凹 ，是指成品表面产生凹陷的现象。形成缩水的原因是熔融树脂于冷却固化时，其体积因热胀冷缩之原理产生收缩，在成品的肉厚比较厚的地方发生此种现象。比较容易产生收缩的地方大多是在成品有 RIB (肋) 或是 BOSS (毂) 的背部，亦或是肉厚相差悬殊的地方。4.流痕 (FLOW MARK)是指熔融树脂流动后的痕迹，以浇口为中心，

5、而呈现年轮状的条纹。此种现象在粘度高而流动性不良的树脂较容易出现造成流痕的原因是因为最初流入模窝内的熔融树脂冷却过快，而与后续的熔融树脂产生交界而残留下的痕迹。5.喷痕 (JETTING)亦称为喷射流，是指熔融树脂从浇口往模窝内射进时成纽带状固化，在成形品表面呈蛇行弯曲状的模样，喷痕也可视为流痕的一种。产生喷痕的原因是塑料充填的过快，而呈现树脂的流痕，在使用侧面浇口的模具时，若没有设熔渣滞留部 【註2】 或是熔渣滞留部过小时就容易产生喷痕，原因是通过浇口的较冷树脂会直入模窝，碰到模窝的壁面而固化，继而被后续的热树脂推流而残留痕迹。此种现象应追加熔渣滞留部或加大浇口断面积或选择其他的浇口形状来防

6、止。6.银条 (SILVER STREAKS)俗称白花或起昌。系指成形品外观面上，沿树脂流动的方向所产生的条纹，由于反射光的关系而呈现银白色条纹，所以称为银条。形成银条的原因是树脂中含有水份 【註4】 或挥发物或者是模具表面附着有水份、油等挥发物，亦或者射出成形机的螺杆卷入空气等诸原因都会发生银条，因为当溶融树脂进入模窝内时，若空气无法完全被排挤出，则残留的气体就会附着在成品的外表上，或内部里面。附着在外表上的就会形成银条，在成品内的就会形成气泡。7.表面模糊状 (DULL SURFACE)也叫起雾是指成形品表面失去树脂本来的光泽，像罩有一层乳白色层膜，成为模糊状态。形成光泽不良的原因，大都是

7、模具表面状态所引起的，因为模具表面若研磨不良时，则形成品的表面当然得不到充分的光泽。其他如成形过程中，使用过多的离模剂或油脂性离模具剂，也都会有损成形品表面的光泽。8.接合线 (WELD LINE)俗称接水痕、水痕、接料痕、熔接线 ，系指熔融塑料分成二道以上流动于最后再会合时，由于流动树脂的前端部冷却固化致使于会合时，无法完全融合，所形成的细线或条纹。举凡二个进料口一定会有一条接合线，每个顶破孔无论是方孔或圆孔，也一定会有一条接合线 【註4】 只是接合处，线条、深度粗细之差异而已。接合线不仅有碍美观，也易误认为是裂痕，更不利成品之强度，故应设法消除或减轻。9.气泡 (BUBLE)是指成形品的内

8、部包入空气或气体而言。形成气泡的原因为形成品在冷却时，因为体积收缩差 (热胀冷缩)，以至在成品内壁较厚的地方产生的空隙，这一空隙或空洞我们称之为气泡。熔融树脂中的水份或挥发物因含量过高于成形时，变为气泡而部份封入内部亦是造成气泡的原因，一般在染色过的材料比较不易看得到气泡，最容易看到气泡的是在透明的材质上。例如：PS 硬胶 PMMA 或 PA。10.黑条与烧焦 (BLACK STREAKS)黑条是指成形品有黑色条纹的现象形成黑条的主要原因是熔融树脂在料管内，因过热分解而形成的常见于热安定不良的树脂或难燃性树脂。一般所谓的烧焦其黑条以外，尚包括成形品表面因树脂过热所致的变色或制品的突角部份或 B

9、OSS 或 RIB 的前端等有焦黑的现象。形成烧焦的原因是加热筒 (料管) 温度过高或树脂在料管中，滞留时间过长而致使树脂产生分解或是滞留在雌模的空气，因在熔解树脂射入时未能迅速排出被压缩，而升温以致将树脂烧焦。(射出机有自动purge 的工功能;射出中断之后重新射料要purge部份旧料;冷机升温亦同)【註 4】我們可以用自來水的流動試驗得知。例如將自來水打開任其流在平面上時，然後在整片的水流中放置一根手或筷子，可以看出自來水必定會在手指或筷子處後兩邊流，然後再會合因為塑料於射出成形前，須先在料管加溫至半流體狀態，故其流動原理一樣。11.裂痕与破裂 (CRAGING CRACKING)破裂系指

10、成形品表面的痕迹或成品脱模时部份卡在模具中无法取出等等都属于破裂。产生破裂的主要原因有：(1)脱模不良所致。(2)模温过低所致。(3)过度充填所致。(4)制品构造上缺陷所致。脱模时若脱模斜度不足或模具表面粗糙或顶针排列不均匀或模具的装配不良致产生 UNDER CUT 在在都会加大脱模的阻力，若脱模阻力大于材料所能承受的抗加强度则破裂是必然的。射出压力过大或材料计量过多，会使成品内部产生过大的应力及收缩率减少，致使原先预留的收缩率不足，而造成脱模困难、裂纹或破裂就容易产生。模温过低也是造成收缩减小的主要原因之一。在制品中浇口部常易残留过大的内部应力，该部份转易脆化，特别是直接浇口的附近时时都处在

11、过度充填的状态中更容易因内部应力破裂。12.变形 (WARPAGE)又称为翘曲、扭曲，在射出成形中若制品有内部应力产生时则会造成变形。平形方向的变形称为翘曲，对负方向的变形称为扭曲，产生内部应力主要系为制品冷却不均匀，因冷却不均匀，所以致使热收缩不均匀。其次为成形时树脂配向性 【註5】 也会是造成成形品变形的原因。13.白化顶白或挽白都属白化的一种。成形品在离型脱模时遭受顶出销的强力顶出，或在 UNDER CUT 【註6】 处受到强制脱模时则该处会变白，此变白的部份称之为顶白，此外雌模若比雄模粗糙 (当成品顶出侧在雌模侧时) 或是保压压力过大，会造成成品内应力过大，而在成品之边缘产生白色的痕迹

12、，此一种痕迹称之为挽白。白化并非裂纹，然而却是裂纹的预兆在 ABS Hips 硬质 PVC 等塑料制品中，较容易发生白化的现象。【註 5】塑膠以熔融狀態高速通過澆口的狹處時樹脂分子被拉伸，而配列一定的方向，這就是高分子的流動配向或分子配向。【註 6】從模具取出製品之際相對於取出的方向 (亦即成品頂出之方向)，製品的側面若有凸出或凹入的部份，而致使製品無法從模具內取出時，此種在模具取出製品時對模具的開閉方向造成牽制的部份稱之為 UNDER UCT 或是清角。14.颤纹 (CHATTER MARK)是属于流痕的一种只是其所产生的痕迹不是年轮状的形状是波浪形的条纹。形成原因是因为熔融树脂冲撞到较冷的

13、模壁，而反弹在垂直流动的方向所留下的痕迹。15.表面剥离 (层裂)系指成形品表面形成云母状薄层剥离的现象，形成表面剥离的原因，主要是不同材质塑料相混合，或成形条件设定不当所引起的。例如一般级 PS 与 ABS、PE 与 PP、PS 与 PP 相混合来使用时，因为相互间无相熔性，所以成形后会产生表面剥离层裂的状态。还有树脂温度太低时，流动树脂的内部会发生交界层也是造成表面剥离的原因。四、成形品不良状况4-1充填不足 (SHORT SHOT)1.与成形机有关者：(1)射出能力不足。(改换到射出容量足够之机台)(2)喷咀与浇口未对正。(3)材料供给量不足。(4)喷咀堵塞。(5)喷咀口径太小。(6)料

14、斗下料不顺畅。(检查是否料筒内之干燥温度过高或是下料口处附近温度过高，而产生黏块状，堵住下料口)(7)加热料管 (CYLINDER) 温度过低。(8)射出速度过慢。(9)射出压力过低。2.与模具有关者：(1)浇口 (GATE) 分配不平衡。(2)下浇道 (SPRUE)、横浇道 (RUNNER)、进胶点 (GATE) 过小。(3)成品肉厚太薄。(4)模温过低。(5)排气不良。(6)进胶口被杂质堵住。3.与成形材料有关者：(1)材料流动性不良。(2)润滑剂 (添加剂) 不足或处理不当。4-2毛边 (FLASH)1.与成形机有关者：(1)闭模力不足 (亦即合模压力不够)。(2)材料供给量过多。(3)

15、树脂温度过高。(4)射出压力过大。(5)射出压力保持时间过长。2.与模具有关者：(1)模具温度过高。(2)模具表面吻合不良。(3)模具配件 (模块) 加工精度不良。(4)模具装配精度不良。(5)配件变形或磨耗。(6)冷却管路不顺畅。(7)有异物附着在模面上。(8)模具设计不当。3.与成形材料有关者：(1)树脂流动性过佳。(2)树脂黏度过低。4-3缩水 (SINK MARK)1.与成形机有关者：(1)树脂供给量过小。(2)射出成形机容量不足。(3)树脂温度过高。(4)冷却时间不足。(5)射出压力过低。(6)射出速度过慢。(7)射出压力保持时间过短。(8)喷咀 (NOZZLE) 与浇口 (SPRU

16、E) 未对正。(会产生压力降)(9)喷咀口径太小。(会产生压力降)2.与模具有关者：(1)模具温度过高。(2)冷却管路不顺畅。(3)进胶口 (GATE) 位置设置不当。(4)成品肉厚处、厚薄不均。(5)成品肉壁过厚。(6)成品肋 (RIB) 或毂 (BOSS) 处肉壁过厚。(7)下浇道 (SPRUE)、横浇道 (RUNNER)、进胶口 (GATE) 过小。3.与成形材料有关者：(1)树脂流动性过佳。(2)成形收缩率大的结晶性树脂易产生缩水，例如 PE、PP 或耐隆等材质。4-4流痕 (FLOW MARK)1.与成形机有关者：(1)树脂温度过低。(2)喷咀口径太小。(3)材料留有缓冲料量不足。(

17、4)射出速度慢。(5)射出压力过低。(6)射压保压时间过低。2.与模具有关者：(1)熔渣滞留部过小。(2)模具温度过低。(3)进胶口过小 (GATE)。(4)成品平均肉厚差距悬殊。4-5喷痕 (JETT ING)1.与成形机有关者：(1)喷咀口径太小。(2)喷咀温度太低。(3)料管树脂温度过低。(4)射出速度过快。2.与模具有关者：(1)模具温度过低。(2)熔渣滞留部过小或未设熔渣滞留部。(3)浇口 (GATE) 太小。(4)浇口设计、使用类型不当。(5)成品平均肉厚过厚。3.与成形材料有关者：(1)成形材料流动性差。4-6银条 (SILVER STREAKS)1.与成形机有关者：(1)材料管

18、温度过高。(树脂过热分解)(2)原料在料管内滞留时间过长。(3)射出容量可塑化能力不足。(4)射出速度过快。(5)射出压力过高。(6)计量时卷入空气。(背压、压缩比不足)2.与模具有关者：(1)模具温度过低。(2)模具表面研磨不良。(3)模腔设计不良。(补强肋或成品有急剧变化处)(4)下浇道 (SPRUE)、横浇道 (RUNNER)、进料口 (GATE) 过小。(5)熔料滞留部过小或未设熔渣滞留部。(6)进料口 (GATE) 位置不当。(7)模面有水份或油等挥发物。3.与成形材料有关者：(1)材料受潮含有水份或其他挥发物。(2)材料颗粒大小不均。(容易混有空气)(3)离型剂使用过量。4-7表面

19、模糊状 (DULL SURFACE)1.与成形机有关者：(1)喷咀温度过低。(2)喷咀口径过小。(3)料管温度过高。(4)树脂在料管滞留时间过长。(5)料管各区温度不正常。(6)树脂在料管内熔融不均匀，部份过热。(7)树脂温度过低。(8)缓冲料量不足。(9)射出速度太快。(10)射出速度过慢。2.与模具有关者：(1)模具表面研磨不良。(2)模具温度过低。(3)模具温度过高。(4)进料口 (GATE)、横浇道 (RUNNER)、下浇道 (SPRUE) 过小。(5)模具表面附有水份或其他挥发物。(6)排气不良。3.与成形材料有关者：(1)材料含有水份或挥发物。(2)离型剂或润滑剂含有挥发性成份。(

20、3)不同材料相混合。4-8接合线 (WELD LINE)1.与成形机有关者：(1)树脂温度过低。(2)喷咀温度过低。(3)射出压力过低。(4)射出速度过慢。(5)射出时间过短。(6)料管计量速度过慢。(RPM 转速慢)2.与模具有关者：(1)模具温度过低。(2)模具表面含有水份或异物。(3)进胶口 (GATE) 和横浇道 (RUNNER) 过小。(4)进料口至接合线之距离过长。(5)进料口之数量和位置排列不适当。(6)排气不良。(7)可在熔接处设置材料滞留部改善接合线。(8)离型剂使用过多。3.与成形材料有关者：(1)树脂流动性不良。(2)材料中含有水份及挥发物。(3)使用润滑剂不当或过多。4

21、-9气泡 (BUBLE)1.与成形机有关者：(1)射出压力过低。(2)射出压力保持不足。(3)保压时间太短。(4)射出速度过慢。(5)射出速度过快。(6)料管温度过高。(7)背压不足。(8)树脂温度过低。(9)冷却时间过长。2.与模具有关者：(1)模具温度过低。(2)排气不良。(3)进料口位置不适当。(4)模腔设计不良 (成品肉厚过大或急激厚度变化)。(5)进料口 (GATE)、横浇道 (RUNNER)、下浇道 (SPRUE) 太小。3.与成形材料有关者：(1)材料收缩率大。(2)材料颗粒大小不均匀。(3)材料含有水份或挥发物。4-10黑条与烧焦 (BLACK STREAKS)1.与成形机有关

22、者：(1)喷咀安装不良。(2)原料在料管中滞留时间过长。(3)计量速度过快。(4)背压过高。(5)料管温度过高。(6)料筒落料处下料不顺。(7)射出压力过高。(8)射出速度过快。2.与模具有关者：(1)模具表面粗糙。(2)排气不良。(3)进料处 (指 SPRUE 或 GATE) 过于粗糙。(4)模腔附有黄油或油脂。(5)成品设计上有尖锐的突角。3.与成形材料有关者：(1)材料中含有挥发物。(2)不同材质相混合。(3)添加过量润滑剂。4-11裂痕与破裂 (CRAGING CRACKING)1.与成形机有关者：(1)材料计量过多。(2)树脂温度过低。(3)射出压力过高。(4)射出保持压力过大。(5

23、)射出时间过长。(6)顶出速度过快或过慢。2.与模具有关者：(1)进料口过大。(2)模具温度过低。(3)脱模斜度不足。(4)模腔设计不良。(发生内部应力集中)(5)排气不良。(6)成品肉厚不均。(7)模具表面过于粗糙。(8)肋 (RIB) 或毂 (BOSS) 过于粗糙。3.与成形材料有关者：(1)不同材质互相混合。4-12变形 (WARPAGE)1.与成形机有关者：(1)射出压力过大。(2)射出保压压力过高。(3)射出速度过快。(4)料管温度过低。(5)射出保压时间过长。(6)冷却时间不足。2.与模具有关者：(1)模具冷却不均匀或不充分。(2)模具温度过低。(3)进料口 (GATE) 过大。(

24、4)进料口设置位置不当。(5)模具温度过高。(6)模具冷却不均匀。(7)离型时脱模不良。(8)成品顶出力量不均。(9)成品肉厚或形状变化急剧。3.与成形材料有关者：(1)材质使用不当。4-13顶白 (白化、挽白)1.与成形机有关者：(1)料管温度过低。(2)计量转速过慢。(3)背压过高。(4)射上保压过大。(5)射出保压时间过长。(6)射出速度过慢。(7)顶出速度过快或过慢。2.与模具有关者：(1)模具表面粗糙。(2)肋 (RIB) 或毂 (BOSS) 加工粗糙。(3)脱模斜度不足。(4)模具温度过低。(5)清角处理不当。(6)顶针排列受力不平均。3.与成形材料有关者：(1)材质使用不当。4-

25、14颤纹 (CHATTER MARK)1.与成形机有关者：(1)料管温度过低。(2)计量速度过慢。(3)射出速度过快。(4)射出速度过慢。(5)喷咀口径过小。(6)喷咀温度过低。2.与模具有关者：(1)模具温度过低。(2)成品肉厚不均。(3)进料口 (GATE) 或下浇道 (SPRUE) 过小。(4)成品设计上有突角。(5)塑料流动比 (L/D) 过长。3.与成形材料有关者：(1)材料颗粒大小不均。4-15表面剥离 (层裂)1.与成形机有关者：(1)换材质时料桶未清理干净。(2)换材质时料管未清理干净。(3)料管温度过低。(4)离型剂使用不当。(5)射出速度过慢。2.与模具有关者：(1)模具温

26、度过低。(2)模具表面残留脂油。3.与成形材料有关者：(1)不同材质胶料相混合。五、结论对于所设定之成形条件，究竟应设在那里才算正确。才可获得我们所想要的成形品呢？因为一个成形品之形成除了射出成形机为必备之工具外，另外尚需有模具和塑料原料。所以成形机之成形条件亦必需配合模具状况和材料之特性去做调整，倘若对于成形所用之原料其成形加工性不了解的话，则不容易得到理想之成形品，或者是模具本身之制作上有暇疵的话，则仅靠成形条件之协助，亦是不易获得良好之成品的。在一般成形机所运作的成形条件控制范围，其项目大致上不外乎时间、温度、速度、压力等四项。1.时间包括：一次压时间、二次压时间甚至于三次压时间，不过一

27、般所谈论的系指一次压及二次压时间。二次压时间又称之为保压时间，其他还有冷却时间等项。2.温度包括：成形机料管温度和模具的温度。3.速度是指：熔融塑料从料管充填于模中所需的时间。4.压力包括：一次压力和二次压力。综合前几节所述我们可得知：1.料管温度 (加热筒温度)：这是决定树脂的温度，塑料温度愈高塑料就愈稀愈容易传导压力和填充到模窝内。但温度上升收缩差也会相对的增大。2.模温 (模具温度)：塑模的温度应该和胶料的温度有很大很显著的差别，并且应使塑料的冷却和硬化作用发生得很快，但是这种温度差也不能差距很大，以免制品发生内应力加大。通常塑料与模具的温度差约在 100 140 为宜。模温的控制与肉厚

28、有关，模温若愈高则成形收缩会变大。3.成形时间：成形时间是决定生产效率及制品质量的一项主要因素，成形时间与制品的厚度和重量以及塑料的性质、模具构造、冷却状况等都有关，射出时间愈长，则收缩愈小，内应力愈大。4.射出量 (料管计量数值)：用料量若增加，则收缩就减小。但料量若过多时，则有毛边、内应力。若料量过少，则易产生收缩下限，充填不足。5.射出速度：射出速度与压力有关，若速度设定在一定条件压力加大时，速度自然会增快，射速会影响充填的时间，对成形收缩也会有影响。6.冷却时间：冷却时间愈长则收缩愈大，冷却时间之设定与成品厚度、塑料温度、模具温度有很密切的关系。在本篇幅里所讨论的诸项对策方案，虽经多次实验而得的结果，但其确实的数据仍需抑赖实际操作者配合成形机台之性能予以试验，始可得到我们所理想中之最佳质量。