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薄壁注塑知識(shí)全解

2016-8-31 16:06:44

一、什么是薄壁注塑
薄壁注塑成型技術(shù)也稱為薄壁塑件注塑成型技術(shù)。關(guān)于其定義有以下三種：
其一：流動(dòng)長(zhǎng)度與厚度之比 L/T，即從熔體進(jìn)入模具到熔體必須充填的型腔最遠(yuǎn)點(diǎn)的流動(dòng)長(zhǎng)度 L 與相應(yīng)平均壁厚 T 之比在100或者150以上的注塑為薄壁注塑；
其二：所成型塑件的厚度小于1 mm，同時(shí)塑件的投影面積在50 c㎡以上的注塑成型方法；
其三：所成型塑件的壁厚小于1 mm（或1.5mm），或者 t/d ( 塑件厚度 t、塑件直徑d、針對(duì)圓盤(pán)型塑件）在 0.05 以下的注塑成型定義為薄壁注塑成型。
由此可看出，薄壁注塑成型定義的臨界值也將發(fā)生變化，它應(yīng)該是一個(gè)相對(duì)的概念。
二、原料的選擇
對(duì)原料的要求：大流動(dòng)長(zhǎng)度、高沖擊強(qiáng)度、高熱變形溫度、高熱穩(wěn)定性、低方向性以及良好的尺寸穩(wěn)定性;還要考慮塑料原料的低溫沖擊剛性、阻燃性、機(jī)械裝配性以及外觀質(zhì)量等。
目前常用的薄壁注塑原料有：聚碳酸酯(PC)、丙烯睛—丁二烯—苯乙烯(ABS)、PC /ABS共混物和 PA6 等。隨著壁厚降低，需要使用具有更好物理性能的塑料來(lái)維持制品強(qiáng)度。
三、常見(jiàn)缺陷分析
雖然塑件薄壁化有很多優(yōu)點(diǎn)，但卻降低了塑件的可成型性，以致于用常規(guī)的注塑成型方法無(wú)法成型這些薄壁塑件。在進(jìn)行薄壁塑件的成型時(shí)，存在如下常見(jiàn)問(wèn)題：
1、短射
短射是指由于模具型腔填充不完全造成塑件不完整的質(zhì)量缺陷，即熔體在完成填充之前就已經(jīng)凝結(jié)。
常規(guī)注塑成型的填充過(guò)程和冷卻過(guò)程是交織在一起的。當(dāng)聚合物熔體流動(dòng)時(shí)，熔體前沿遇到相對(duì)溫度較低的型芯表面或型腔壁，就會(huì)在其表面形成一層冷凝層。熔體在冷凝層內(nèi)繼續(xù)向前流動(dòng)，隨著冷凝層厚度的增加，實(shí)際型腔流道變窄，冷凝層厚度對(duì)聚合物的流動(dòng)有著顯著的影響。因?yàn)槌Ｒ?guī)注塑成型時(shí)塑件的厚度較厚，所以此時(shí)冷凝層對(duì)注塑成型的影響還不是很大。但在薄壁注塑成型中，當(dāng)冷凝層的厚度與塑件厚度之比隨著塑件厚度的變薄逐漸增加時(shí)，這個(gè)影響就很大。特別是二者的尺寸可以相互比較時(shí)更為突出。
當(dāng)塑件的厚度減小時(shí)，冷凝層對(duì)流動(dòng)的影響將會(huì)以指數(shù)形式增加，這也更說(shuō)明了冷凝層在薄壁注塑成型中的影響之大。如果僅從注塑成型考慮，則需要注塑機(jī)有高的注射速率，使塑料熔體填充型腔的速率超過(guò)冷凝層成長(zhǎng)的速率(或者使冷凝層的成長(zhǎng)速率變慢)，這樣才可在流動(dòng)截面封閉前完成填充動(dòng)作，進(jìn)行薄壁塑件的注塑成型。
當(dāng)流動(dòng)長(zhǎng)度為300mm、塑件壁厚為3.0 mm 時(shí)，此時(shí) L/T為100，用常規(guī)注塑成型技術(shù)就很容易達(dá)到;但當(dāng)塑件壁厚下降至1.0mm 以下時(shí)，這個(gè)曾經(jīng)很容易達(dá)到的流長(zhǎng)厚度比(100)就變得非常難達(dá)到。
2、翹曲變形
翹曲變形是不均勻的內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的塑件缺陷。翹曲變形產(chǎn)生的原因是收縮不均勻、取向不均勻和冷卻不均勻。
?改善方法：可以通過(guò)平衡冷卻系統(tǒng)、調(diào)節(jié)冷卻時(shí)間、保壓壓力以及保壓時(shí)間等措施來(lái)改善塑件的翹曲變形缺陷。
3、熔接線
熔接線是型腔內(nèi)兩個(gè)或多個(gè)熔體流動(dòng)前沿熔合時(shí)形成的界線。在熔接線處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，削弱塑件的機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)塑件特別是薄壁塑件的機(jī)械性能尤為不利，受外力后塑件非常容易在熔接線處開(kāi)裂。
?改善方法：在設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)減少澆口數(shù)目或改變澆口位置來(lái)減少或改變?nèi)劢泳€的位置，來(lái)滿足塑件的設(shè)計(jì)要求。
4、缺料
成品的細(xì)小部位、角落處無(wú)法完全成型，因模具加工不到位或是排氣不暢，成型上由于注射劑量或壓力不夠等原因，造成設(shè)計(jì)缺陷（肉厚不足）。
改善方法：可修正缺料處模具，采取或改良排氣措施，加肉厚，澆口改善(加大澆口、增加澆口)，加大注射劑量，增加注射壓力等措施進(jìn)行改善。
5、縮水
常發(fā)生于成形品壁厚或肉厚不均處，因熱熔塑料冷卻或固化收縮不同而致。如肋的背面、有側(cè)壁的邊緣、BOSS柱的背面偷肉，但至少保留2/3的肉厚。
??改善方法：可通過(guò)加粗流道、加大澆口、加排氣、升高料溫、加大注射壓力、延長(zhǎng)保壓時(shí)間等措施進(jìn)行改善。
6、表面影像
常發(fā)生于經(jīng)過(guò)偷肉的BOSS柱、或筋的背面，或是由于型芯、頂針設(shè)計(jì)過(guò)高造成應(yīng)力痕降低。
改善方法：可通過(guò)修正型芯、頂針、母模面噴砂等方式處理，采用降低模面亮度、降低注射速度、減小注射壓力等方式。
7、氣紋
發(fā)生于進(jìn)澆口處，多由于模溫不高，注射速度、壓力過(guò)高，進(jìn)澆口設(shè)置不當(dāng)，進(jìn)澆時(shí)塑料碰到擾流結(jié)構(gòu)。
改善方法：可通過(guò)變更進(jìn)澆口、流道打光、流道冷料區(qū)加大、進(jìn)澆口加大、表面加咬花(通過(guò)調(diào)機(jī)或修模趕結(jié)合線亦可) 、升高模溫、降低注射速度、減小注射壓力等方式解決。
8、結(jié)合線
發(fā)生于兩股料流匯合處，如兩個(gè)進(jìn)澆口的料流交合，繞過(guò)型芯的料流交合，是由于料溫下降、排氣不良所致。
?改善方法：可通過(guò)變更進(jìn)澆口，加冷料井，開(kāi)排氣槽或公模面咬花等方式，也可升高料溫、升高模溫等。
9、毛邊
常發(fā)生公母模的結(jié)合處，由于合模不良所致，或是模面邊角加工不當(dāng)，成型上常由于鎖模力不夠，料溫、壓力過(guò)高等。
?改善方法：可進(jìn)行模具修正，重新合模，增加鎖模力，降低料溫，減小注射壓力，減少保壓時(shí)間，降低保壓壓力等。
10、變形
細(xì)長(zhǎng)件、面積大的薄壁件、或是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的較大成品由于成型時(shí)冷卻應(yīng)力不均或頂出受力不一所致。
改善方法：可進(jìn)行修正頂針，設(shè)置起張緊作用的拉料銷等，必要時(shí)公模加咬花調(diào)節(jié)變形，調(diào)整公母模模溫降低保壓等，小件變形的調(diào)節(jié)主要靠壓力大小及時(shí)間、大件變形的調(diào)節(jié)一般靠模溫。
11、表面不潔
是由于模具表面粗糙。
改善方法：對(duì)于PC料，有時(shí)由于模溫過(guò)高，模面有殘膠、油漬，需及時(shí)進(jìn)行清理模面，打光處理，降低模溫等。
12、拉白
易發(fā)生于成形品薄壁轉(zhuǎn)角處或是薄壁RIB根部，是由于脫模時(shí)受力不良造成，頂針設(shè)置不當(dāng)或是拔模斜度不夠。
改善方法：加大轉(zhuǎn)角處R角，增大脫模角度，增加頂針或是加大其截面積，模面打光，頂針或斜銷打光，降低射速，減小注射壓力，降低保壓及時(shí)間等。
13、拉模
表現(xiàn)為脫模不良或模傷、拉花。主要由于拔模斜度不夠或模面粗糙，成型條件也有影響。
改善方法：增大拔模角度，模面打光，粘母模面時(shí)可以增加或變更拉料銷，牛角進(jìn)料時(shí)注意牛角直徑，公模加咬花，減小注射壓力，降低保壓及時(shí)間等。
14、氣孔
透明成品PC料成形時(shí)容易出現(xiàn)。由于注塑過(guò)程中氣體未排盡，模具設(shè)計(jì)不當(dāng)或是成型條件不當(dāng)都有影響。
改善方法：增加排氣，變更澆口(進(jìn)澆口增大)，PC料流道必須打光，嚴(yán)格烘料條件，增加注射壓力，降低注射速度等。
15、斷差
發(fā)生于公母模塊、滑塊、斜銷等的接合處，表現(xiàn)為結(jié)合面的層次不齊等，由于合模不當(dāng)或是模具本身的問(wèn)題。
?改善方法：修正模具，或者重新合模。
16、尺寸超公差
模具本身的問(wèn)題，或是成型條件不當(dāng)造成成型收縮率不合適。
改善方法：通常改變保壓時(shí)間、注射壓力(第二段)對(duì)尺寸的影響最大。例如：提高射壓、提高保壓補(bǔ)縮作用可明顯加大尺寸，降低模溫亦可，加大進(jìn)澆口或增加進(jìn)澆口可以改善調(diào)節(jié)效果。

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