注塑缺陷原因分析及改善對(duì)策

摘 要：在塑料成型方法中，注塑成型是最重要的組成部分。由于注塑成型具有一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜制品的特點(diǎn)，因而受到制造商的青睞。當(dāng)然，任何一種塑料成型方法都存在問題，注塑成型也不例外。在注塑過程中，缺陷是不可避免的。這些缺陷的存在嚴(yán)重的影響著制品的質(zhì)量。因此，本文針對(duì)注塑缺陷原因分析及改善對(duì)策進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：注塑缺陷；分析；改善對(duì)策

在現(xiàn)如今的生活中，塑料制品隨處可見。塑料制品應(yīng)用的普及使得塑料制品商不得不考慮其生產(chǎn)的塑料制品的質(zhì)量，以確保自身的市場(chǎng)份額。為了向客戶提供高檔、精密、能夠滿足各種功能要求的優(yōu)質(zhì)塑料制品，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的相關(guān)技術(shù)研究極為重要。

1 注塑缺陷原因分析

1.1 填充不足

充填不足是注塑過程中極易出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，其主要表現(xiàn)為模具填充不滿的狀態(tài)。造成此種情況的原因非常多，主要有以下幾個(gè)方面：

1）材料流動(dòng)性較差。

2）模具排氣有問題。通常情況下，塑料降解時(shí)產(chǎn)生的氣體需及時(shí)排除，才能避免型腔末端壓力過高，從而影響塑料充填。

3）模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不規(guī)范[ 1 ]。澆口位置澆口尺寸、流道尺寸都是影響熔體流動(dòng)的因素，如果不合適，將影響料流的充填。

4）料流前鋒冷卻的料沒有及時(shí)流動(dòng)到特定位置，造成澆口、流道和注料口堵塞。

5）噴嘴與模口R值不相符合。這樣一來，熔體有效量及有效壓力就會(huì)受到影響。

6）料量不合適致使熔體有效壓力發(fā)生變化，從而影響充填。

7）熔體溫度、模具溫度、注射保壓壓力、注射速度這些工藝參數(shù)數(shù)值不準(zhǔn)確也會(huì)造成充填不足的問題。

除了上述提到的這些原因之外，造成充填不足的原因還包括噴嘴溫度過低、注射行程過短以及澆注系統(tǒng)排布不平衡，和制品設(shè)計(jì)不合理等原因。

1.2 黑條、燒痕

黑條、燒痕也是注塑過程中容易出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。主要形成一種黑色條紋狀的缺陷。當(dāng)料筒內(nèi)有其他雜質(zhì)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種狀況。還有就是，樹脂材料在熱分解過程中，也會(huì)致使黑條和燒痕形成。當(dāng)樹脂熱分解燒結(jié)到螺桿上之后，清除做的不徹底就很有可能形成黑條和燒痕。在塑料成型的材料中，會(huì)添加一些著色劑。由于這些著色劑極易分解，因而所形成的后果就是出現(xiàn)燒痕。

針對(duì)樹脂形成燒痕的原因，進(jìn)行歸納后，主要有以下幾種可能性：

第一，螺桿料筒溫度設(shè)定不合理（過高）。

第二，注射速度與標(biāo)準(zhǔn)不符；注射速度非?？欤沁M(jìn)料孔卻非常狹小，超前分解的樹脂在成型階段就會(huì)出現(xiàn)燒痕[ 2 ]。

第三，螺桿旋轉(zhuǎn)速度不合適致使樹脂受熱過多，因而形成燒痕。

1.3 龜裂

龜裂、開裂，即成形品表面生成的細(xì)小裂紋和大裂紋。之所以會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，原因在于：

1）模具上有咬邊的地方、頂出力欠缺等問題，加上頂桿數(shù)目過少，致使形成開裂現(xiàn)象。

2）成型品內(nèi)部應(yīng)力方面出現(xiàn)差錯(cuò)。因其內(nèi)部應(yīng)力出現(xiàn)差錯(cuò)的原因包含以下三方面，一是注射壓力和保壓壓力過高；二是樹脂溫度過低（在模腔內(nèi)處于勉強(qiáng)流動(dòng)的狀態(tài)，則應(yīng)力殘留并固化在制件上）。

3）模具溫度過低。另外，在施加高壓向模腔填充過程中，內(nèi)部應(yīng)力會(huì)形成，但是在短時(shí)間內(nèi)是發(fā)現(xiàn)不了問題，但時(shí)間久了之后，問題就會(huì)逐漸顯露出來。

2 注塑缺陷的改善對(duì)策

2.1 填充不足的改善對(duì)策

為了解決填充不足的問題，在分析了可能致使充填不足形成的原因之后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行逐一解決。需要選用流動(dòng)性較好的塑料（低粘度等級(jí)材料），在熔體最后充模處開設(shè)排氣槽等，具體措施主要包括以下幾點(diǎn)：1）注射時(shí)間不能過短，以保證成型周期時(shí)間充足，避免造成澆口固化前樹脂逆流而難以充滿型腔的現(xiàn)象。2）注射速度和注射壓力、注射溫度、模具溫度以及樹脂溫度均不能過低。3）澆口尺寸不能過小，且澆口位置設(shè)置在制品壁厚的最大位置處。通常，為了避免塑件的壁厚影響充填，壁厚應(yīng)選擇0.5mm至 8mm之間，才對(duì)成型有利。此外，在注塑過程中，還要加入潤(rùn)滑劑。

2.2 燒傷現(xiàn)象的改善對(duì)策

由于黑條、燒痕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因大致可歸為機(jī)械設(shè)備的原因、模具的原因、成型條件的原因三類，因此，為了改善這種狀況，應(yīng)該從這三方面入手：1）在機(jī)械設(shè)備方面，不論是料筒溫度不合適，使樹脂的分解受到影響，還是料筒內(nèi)的噴嘴和螺桿的螺紋、止回閥等部位使得樹脂的滯流狀況形成的燒痕。其處理方法即確保噴嘴、螺桿及料筒無任何雜質(zhì)或者堵塞的情況。2）模具：加排氣槽反排氣桿等。3）成型條件方面的改善措施，背壓不得超過300Mpa，可避免料筒部分溫度過高，螺桿轉(zhuǎn)速在40至90r/min范圍內(nèi)，可避免過熱。

2.3 龜裂現(xiàn)象的改善對(duì)策

為了解決龜裂問題，就需要克服殘余應(yīng)力、外部應(yīng)力和外部環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)力變形問題。針對(duì)殘余應(yīng)力引起的龜裂，根據(jù)龜裂產(chǎn)生的原因進(jìn)行處理，譬如應(yīng)用多點(diǎn)分布澆口、側(cè)澆口及柄型澆口來解決產(chǎn)生在直澆口附近的龜裂現(xiàn)象。還需要降低注射壓力，以減小應(yīng)力。避免注射和保壓時(shí)間過長(zhǎng)。在應(yīng)用非結(jié)晶性樹脂時(shí)（AS樹脂、ABS樹脂、PMMA樹脂等），要謹(jǐn)慎選用。針對(duì)外部應(yīng)力引起的龜裂，需要注意設(shè)計(jì)和合理性，尤其是尖角處。針對(duì)外部環(huán)境引起的龜裂，要注意減少化學(xué)藥品的應(yīng)用，避免使用過多的再生料。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，注塑是現(xiàn)如今乃至今后都必須關(guān)注的一項(xiàng)重要方法。在實(shí)際生產(chǎn)中，注塑件的品質(zhì)缺陷不僅僅是本文提到的這幾種，還存在更多的缺陷。這些缺陷的形成與設(shè)計(jì)、原材料、成型工藝過程、注塑機(jī)、模具等因素都有著非常密切的關(guān)系。

所以，為了避免注塑過程中出現(xiàn)問題，致使缺陷形成，就應(yīng)該對(duì)缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行逐一的排查，在找出原因的基礎(chǔ)上，確定改進(jìn)方案、措施，才能提高注塑的成功率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧?guó)P霞，劉勇.汽車注塑件典型外觀缺陷分析及消除對(duì)策[J].湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，v.29；No.9001：47-51.

[2] 金志偉，周小林，李繼承，張浩，王驥.伸縮套管殼注塑成型的缺陷分析[J].機(jī)械制造，2015，v.53；No.61006：9-13.

作者簡(jiǎn)介：魏飛（1982-），本科，助理工程師，研究方向：注塑缺陷原因分析及改善對(duì)策。