射出成型之缺陷异常原因分析与对策

【射出成型之缺陷異常原因分析与对策】概述成型品原则上都是依据规格/标准和客户的要求制造的，但在实际注塑秤过程中它的变化仍是相当广泛而复杂的；有时当生产进行得很顺利时，会突然产生缩水、变形、裂痕、银纹或其它不良缺陷等。在注塑时我们需从胶件所产生的缺陷，来准确分析/判断问题点所在，找出解决问题的方法，这是一种专业性的技术及经验的累积。有时只要变更注塑工艺条件、对模具/机器方面稍做调整与改善或更换所使用的原料，就可以解决问题。注塑成型中对成型品物性的主要影响因素可从以下四个方面来考虑：A、原料B、注塑机C、注塑模具D、成型条件注塑过程中出现的异常问题很多，主要是“产品质量缺陷”和“注塑生产中特有的异常现象”两大类。注塑产品常见的质量缺陷有：缺胶、缩水、银纹（料花）、披锋（飞边）、烧焦、气泡（缩孔）、水波纹、喷射纹（蛇纹）、流纹（流痕）、夹水纹、裂纹（龟裂）、顶白、表面无光泽、翘曲变形、黑条、混色、拖花、透明度不足、尺寸偏差、剥离（起皮）、冷料斑、黑点、气纹、色差、盲孔、断柱等……注塑生产中特有的异常现象有：喷嘴流涎（流涕）、漏胶、胶件粘模、水口拉丝、嵌件不良、多胶、断针、堵嘴、顶针位穿孔、模印、压模、塑化噪音、下料不畅、螺杆打滑、开模困难等等。下面分析各种注塑缺陷及异常现象产生的原因并探讨其解决问题的方法。A、注塑常见缺陷原因分析及改善方法目錄1、走胶不齐的原因分析及改善对策且………………………………………………22、缩水（缩痕）的原因分析及改善对策…………………………………………33、银纹（料花、水花）的原因分析对改善对策………………………………………54、披锋（飞边）/烧焦（困气）原因分析及改善对策…………………………………85、缩孔（真空泡）的原因分析及改善对策……………………………………………96、水波纹的原因分析及改善对策…………………………………………………………107、喷射纹（蛇纹）/流纹（流痕）的原因分析及改善对策………………………………118、夹水纹（熔接线）的原因分析及改善对策……………………………………………129、裂纹（龟裂）的原因分析及改善对策…………………………………………………1310、顶白或顶爆的原因分析及改善对策…………………………………………………1411、成品表面无光泽/胶件翘曲变形的原因分析及改善对策……………………………1512、黑条（黑纹）的原因分析及改善对策………………………………………………1713、混色的原因分析及改善对策…………………………………………………………1814、拖花（拉伤）/透明度不足的原因分析及改善对策…………………………………1915、尺寸偏差/剥离（起皮）的原因分析及改善对策……………………………………2016、冷料斑/黑点的原因分析及改善对策…………………………………………………2117、气纹（阴影）的原因分析及改善对策………………………………………………2218、色差的原因分析及改善对策…………………………………………………………2319、强度不足的原因分析及改善对策……………………………………………………2420、气泡/金属嵌件不良的原因分析及改善对策…………………………………………2521、盲孔的原因分析及改善对策…………………………………………………………2622、内应力产生的原因及改善对策………………………………………………………2723、表面浮纤产生的原因对改善对策……………………………………………………2824、白点产生的原因及改善对策…………………………………………………………2925、注塑生产特有的异常现象（11种现象）……………………………………………3026、其它注塑异常现象（10种情况）……………………………………………………36一、走胶不齐（缺胶未射滿）充填不足是溶融的塑料未完全注满模具成型空间的各个角落之现象。充真不足的原因有：a、成型条件设定不适当；b、模具的设计与制做不合理；c、成型品的肉厚太薄等所致。成型条件的对策是提高熔料温度（熔胶筒温度）、提高模具温度、增大注射压力/注射速度及提高溶料的流动性；模具方面可增大主流道或分流道尺寸或者检讨烧口位置、大小、数目等，设法使熔融材料容易流动。为了使用成型空间内的气体顺利疏散，可在适当位置设置排气糟。下表即为缺胶产生的原因分析及改善方法；原因分析改善方法1．熔料温度太低1．提高料筒温度2．注射压力太低2．提高注射压力3．熔胶量不够（注射量不足）3．增加计量行程4．注射时间太短4．增加注射时间5．注射速度太慢5．加快注射速度6．模具温度不均6．重开模具运水道7．模具温度偏低7．提高模具温度8．模具排气不良（困气）8．恰当位置加适度之排气糟9．射嘴堵塞或漏胶（发热圈烧坏）9．拆除/清理射嘴或重新对嘴10．进烧口不平均10．重新布置进浇口11．流道/浇口太小或流道太长11．加太流道/浇口尺寸或缩短流道12．原料内润滑剂不够12．酌加润滑剂13．螺杆止逆环（过胶圈）磨损13．拆下止逆环并检查/改善下料情况14．机器容量不够或料斗内的树脂不下料14．更换较大的机器或检查/改善下料情况15．成品胶厚不合理或太薄15．改善成品的胶厚或加厚薄位16．熔料流动性太差16．改用流动性较好的塑料二、缩水（缩痕）注塑件表面上的凹、空洞称为水，它除了影响胶件的外观外，亦会降低成品的强度；缩水与成型工艺、模具设计及使用塑料种类均有关系。1、塑胶材料方面不同塑胶原料的缩水率请参见附表一，通常容易缩水的原料大都属于结晶型塑料（如：尼龙、百折胶等）。在注塑过程中，结晶型塑料受热成流动状态时，分子呈无规则排列；当射入较冷的模腔时，塑料分子便慢慢地整齐排列形成结晶，导致体积收缩后，其尺寸小于规定的范围，就是所谓的“缩水”。2、注塑工艺技术方面在注塑技术控制方面，出现缩水的情况有：a、保压压力不足；b、注射速度太慢；c、浇口太小；d、流道过细/过长等。因此在设定注塑工艺条件时，必须检讨成型条件是否正确及保压是否足够，以防出现缩水问题。3．模具及产品设计方面缩水产生的根本原因在于产品的壁厚不均所引起的，产品的柱位、筋位的表面易出现缩不。模具的流道设计及冷却效果对成品的影响也很大，由于塑料的传热能力较低，若距离模壁越远或越厚，则其凝固及冷却较慢，应有足够的塑料填满模腔，注塑机的螺杆在注射或保压时，熔料不会因倒流而降低压力；另一方面流道及浇口亦不能冷凝太快，以免半固塑料阻塞流道造成压力下降，引致成品缩水。不同的模流过程有不同的收缩率，延长保压时间，可确保制品有充足的时间冷却和补胶。下表即为缩水产生的原因分析及改善方法：原因分析改善方法1、模具进胶量不足1．增强熔胶注射量A、熔胶量不足A、增加熔胶计量行程B、注射压力不足B、提高注射压力C、保压不够C、提高保压压力或保压时间D、注射时间太短D、延长注射时间E、注射速度太慢或太快（困气）E、加快注射速度或减慢注射速度F、浇口尺寸太小或不平衡F、加大大浇口尺寸或使模具入水平衡G、射嘴阻塞（或发热圈烧坏）G、拆除清理射嘴内异物，更换发热圈H、射嘴漏胶H、重新对嘴/紧固射咀或降低背压2．料温不当（过低或过高）2．调整料温（适当）3．模温偏低或太高3．提高模温或适当降低模温4．冷却时间不够4．酌延冷却时间5．模具排气不良5．在缩水处开高排气槽6．塑件骨位/柱位胶壁过厚6．改善塑件设计，使胶厚尽量均匀7．螺杆止逆环磨损7．拆卸与更换止逆环（过胶圈）8．机器或料管过大8．更换合适的机器或料管9．流道过细或过长9．加粗主/分流道，减短流道长度三、银纹（料花、水花）银花的形成，一般是由于注射起动过快，使模前端的空气无法被熔体挤压排出，空气夹混在胶料内，使得制品表面光泽及颜色不均更是所谓的银纹。银纹不但影响外观，而且使塑件的机械强度降低许多；为避免发生这种缺陷，必须找出原因并予以改善。银纹的形成既然是由于熔体中含有气体，那么探讨这些气体的主要来源分别为：1．塑料本身含有水份或油剂由于塑料在制造过程时曝露于空气中，吸入水气/油剂或者在混料时掺入了错误的比例成分，使这些挥发性物质在熔胶时，受高温而变成气体。2．熔料受热分解★如果熔胶筒温度、背压及熔胶速度调得太高，或成型周期太长，则对热敏感的塑料（如：PVC、赛钢及PC等），容易因高温受热分解产生气体。3．空气塑料颗粒与颗粒之间均含有空气，如果熔胶筒在近料斗处的温度调得很高，使塑料粒的表面在未压缩前便熔化而粘在一起，则塑料粒之间的空气便不能完全排除出来。只有将塑料烘干并采用适当的熔胶温度及速度，再配合适当的背压，才能得到理想的注塑制品。此外，模具设计亦是很重要的一环，通常流道很大而浇口很小的模具，气体进入模腔内的机会减少很多；而排气系统设计适当，则银纹产生的机会亦会降低。能阻止少量气体进入模腔的浇口设计在注塑成型技术上，有一种方法可防止银纹的产生，在模具的构造中设有加压装置和一个压缩空气入气孔，锁模后则压缩空气进入模具中，使模内气压增高。当熔融塑料时入高压模具时，模具的气孔在此时开始排气，使模腔具保持一定压力，增加模具空气压力，就能避免银纹发生的机会。举例说：普通的注射方法在处理ABS水份含量0.1%时,便会出现银纹;而逐渐增加模内的气压,则可处理含水量较高的ABS,亦不会出现银纹。下表即为银纹产生的原因分析及改善方法：原因分析改善方法1、原料含有水份①原料彻底烘干；②提高背压2、料温过高（熔料分解）2、降低熔料温度3、原料中含有其它添加物（如：润滑剂）3、减小其使用量或更换其它添加物4、色粉分解（色粉耐温性较差）4、选用耐温较高的色粉5、注射速度过快（剪切分解或夹入空气）5、降低注射速度6、料筒内夹有空气①减慢熔胶速度；②提高背压7、原料混杂或热稳定性不佳7、更换原料或改用热稳定性好的塑料8、熔料从薄壁流入厚壁时膨胀，挥发物气化与模具表面接触激化成银丝①改良模具结构设计（平滑过度）②调节射胶速度与位置互配关系9、进浇口过大/过小或位置不当9、改善进浇口大小或调整进浇口位置10、模具排气不良10、改善模具排气11、熔料残量过多11、减少熔料残量12、下料口处温度过高12、降低其温度，并检查下料口处冷却水13、背压过低13、适当提高背压四、披锋（飞边）注塑生产过程中胶件周边出现披锋（飞边）是一种常见的注塑问题，若注射压力/保村压力过大、末端注射速度过快、锁模力不足、顶针孔或行位（滑块）磨损、合模面不平整（有间隙）、材料的粘度太低（如：尼龙料），产品周边及顶针/抽芯（行位）周围就会产生披锋，PP、PA料塑件的周边及顶针位最易产生飞边。披锋是注塑成型作业中属于最恶劣的情况，若飞边粘在模具分型面，残留下来直接锁模的话，则会损伤模具分型面，该损伤部位又会导致产生新的飞边，怎么也没办法。所以需特别注意出现披锋，合理调校注塑工艺参数，并做好模具的使用/清洁/润滑/保养工作。下表即为披锋（毛边）产生的原因分析及改善方法：原因分析改善方法1、原料温度或模温太高1、降低原料温度及模具温度2、注射压力太高或注射速度太快2、降低注射压力或注射速度3、填料过饱或保压压力过大3、减少射胶量或降低保压压力4、合模面贴合不良或合模精度差4、检修模具或提高合模精度5、锁模力不够5、加大锁模力6、制品投影面积过大6、更换锁模力较大的机器7、进浇口不平衡，造成局部披锋7、重新平衡进浇口8、模具变形8、模具加装撑头或加大模具硬度9、保压切换（位置或时间）过迟9、延迟从注射到保压的切换位置10、模具材质差、易磨损10、选择更好的钢材并进行热处理11、塑料的粘度太低11、改用粘度较大的塑料12、合模面有异物（或胶屑）12、清理模面异物五、烧焦（困气）注塑过程中若模具排气不良或注射速度过快，模具内的空气来不及排出，会在瞬间高压的压缩下，急剧升温达300℃以上，在产品的柱位、边角位或熔胶流动的末端会产生困气、烧焦、烧黄现象。下表即为烧焦（困气）产生的原因分析及改善方法：原因分析改善方法1、末端注射速度过快1、降低最后一级注射速度2、模具排气不良2、加大或增开排气槽3、注射压力过大3、减小注