塑料制品不良原因及判定.docx
《塑料制品不良原因及判定.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《塑料制品不良原因及判定.docx(73页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
![塑料制品不良原因及判定.docx](https://file1.bingdoc.com/fileroot1/2023-7/5/51d6532a-06cf-4692-b308-c7804adcd2df/51d6532a-06cf-4692-b308-c7804adcd2df1.gif)
塑料制品不良原因及判定
.
塑料制品不良原因之判定及处理方法
1.缩水
2.成品黏模(脱模困难)
3.浇道黏模
4.成品内有气孔
5.成品变形
6.银纹、气疮
7.毛边、彼锋
8.成品短射
9.结合线
10.成品表面光泽不良
11.黑纹
12.流纹
13.开模时或顶出时成品破裂
.
.
塑料成形产品,原则上都是依据标准规格要求制造.但无论如何它的变化仍是相当广泛的.有时当生产很顺利进行时会突然产生缩水变形,有裂痕、银纹,或其它缺陷等无法接受的产品.在生产时就要从成品发生的问题,来了解判断问题点所在,这是一种专门性技术及经验的累积.如果我们把成品上的缺失,涵盖在四个主要因素当中,那就是原料,模具、成型机及成形条件(如表一所列四项).有时变更操作条
件,或模具、机器方面稍做调整,以及过滤所使用的原料,就可以解决问题所在.本章就逐一列举成品可能发生的问题,并加以探讨解决之道.
射出成型条件对成型品物性的影响,大致可从四方面来考虑:
1.原料2.成形机3.模具设计4.成型条件
原料
模具設計
刚性模具材料
精品化度模腔形状
耐冲击性
流动性模具温度
强韧性
热安全性
耐热变形性耐定性注口形状
耐药品性成形品物
性
可塑化容量射出压力
锁模力料管
温度(树脂温度)
可塑化方式
成形機
SCREW转速
(
冷却时间
成形條件
模具温度)
射出速度
.
.
4-1缩水
塑料品在表面的凹陷、空洞都称为「缩水」,除了会影响产品外观亦会降低成品质量及强度.缩水的原因与成型技术、模具设计及使用塑料均有关系.
塑料:
不同塑料原料的缩水率,表一参考数据.通常易缩水的原料都属于结晶性
.
.
的,如尼龙、百折胶等等.在射出过程中,结晶性塑料受热成流体状态,分子呈无规则排列;当射入较冷的模腔时,塑料分子便慢慢整齐排列形成结晶,结果体积缩小小于规定尺寸范围,就是所谓的“缩水”.
表二:
各种塑料的缩水率
代号
塑胶原料
缩水率%
GPPS
普通级苯乙烯、硬胶
0.4
HIPS
不碎级苯乙烯、不碎硬胶
0.4
SAN
AS胶
0.2
ABS
聚丙烯胶、丁二烯、苯乙烯
0.6
LDPE
低密度聚乙烯、软胶
1.5~5
HDPE
高密度聚乙烯、软胶`
2~5
PP
聚丙烯、百折胶
1~4.7
PPO
PPO胶
0.6
PA6
尼龙6
1.0
PA66
尼龙66
0.8~1.5
ACETAL
聚缩醛、赛钢、特灵
2
COPOHYMER
CAB
酸性胶、酸醋纤杂
0.5
PET
PET胶
2.25
PBT
PBT胶
1.5~2.0
PC
聚碳酸酯、防弹胶
0.6
PMMA
亚克力
0.5
PVC硬
硬PVC
0.1~0.5
PVC硬
硬PVC
1~5
PU
PU胶、乌拉坦胶
0.1~3
EVA
EVA胶
1.0
PSF
聚偑
0.7
射出技术:
在射出技术控制方面,出现缩水的情况有:
压力不足、射出速度太慢、烧口太小成浇道太长等等.所以在使用射出机时,必须注意成形条件及保压是否足够,以防造成缩水问题.
.
.
模具及产品设计方面:
模具的流道设计及冷却装置、对成品之影响亦很大出于塑料之传
热能力较低,故距离模壁越远越厚、则其凝固及冷却较慢,应有足够的
塑料填满模腔,使射出机的螺杆在射出或保压时,塑料不会倒流而减低
压力,另一方面水面亦不能冷却太快,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,熔融筒的温度
控制得宜,可防止塑件过热;延长周期,可确保制品有充分时间冷却.
缩水问题如获适当解决,可提高成品质量,减低次废产品并提高生产效率.下表即为缩水可能发生之原因及处理方法.
表三
故
障
原
因
处
理
方
法
模具进胶不足
增加入料
熔胶量不足
适量入料,适度调高背压
射出压力太低
增加熔胶计量行程
保持压力不够
提高射压、保压压力
射出时间太短
增长射出时间
射出速度太慢
增加射速
浇口不对称
调整模具入口大小或位置
射料嘴阻塞
拆除清理
料温过高
降低料温
模温不常
调整适当之温度
冷却时间不够
酌延冷却时间
排气不良
在缩水处设排气孔
料管过大
更换较小规格料管
螺杆止逆环磨损
拆除检修
塑品厚薄不均
增加射压
4-2成品黏膜(脱模困难)
在射出成型时,成品会有黏膜发生,首先要考虑射出压力或保压压力是否过高.射出压力太大会造成成品过度饱和,使塑料充压入其他的空隙中,致使成品卡在模穴里脱模困难,在取出时容易有黏膜发生.
而当料管温度过高时,通常会出现两种现场.一是温度过高使塑料受分解而变质,失去它原有之特性;并在脱模过程中出现破碎或撕裂,造成黏膜.二是胶料充填入模穴后不易冷却,需加长周期时间,殊不合
.
.
经济效益.所以需适度依胶料之特性调节其运作温度,至于模具方面的问题,假如进料口不平衡,会使成品脱模时易有黏膜
.
.
现象,这时就要在模具上作改进的措施,下表即为成品黏膜可能发生的原因及处理对策:
表四
故障原因处理方法
填料过饱降低射出剂量、时间及速度
射出压力或料筒温度过高降低射出压力或料筒温度
保压时间太久减少保压时间
射出速度太快降低射出速度
进料不均使部分过饱变更溢口大小或位置
冷却时间不足增加冷却时间
模具温度过高或过低调整模温及两侧相对温度
模具内有脱模倒角(undercut)修模具除去倒角
多穴模进料口不平衡,或单穴模各进料口不限制塑料的流程,尽可能接近主
平衡流道
探筒件脱模排气设计不良提供充分的逸气道
螺杆前进时间太长减少螺杆前进时间
模心错位调整模心,并使用「退拨」角锁紧
之
模子表面过于粗糙打光模穴表面,喷脱模剂
4-3浇道黏模(脱模困难)
表五
故障原因处理方法
浇道过大修改模具
浇道冷却不够延长冷却时间或降低料管温度
浇道脱模角不够修改模具增加角度
浇道凹弧与射嘴之配合不正重新调整与配合
浇道内表面不光或有脱模倒角检修模具
浇道外孔有损坏检修模具
无浇道抓锁加设抓锁
4-4成品内有气孔
在射出成型过程中,有时会出现内有许多小气泡的成品,不但影响制品强度及机械性能,对成品外观价格值亦大打折扣.所以当成品出现气泡时,可检查下列几个因素,并做处理.
通常成品因厚薄不同,或模具有突出肋时,塑料在模具中的冷却速
.
.
度不同,则收缩的程度不同,容易形成气泡,所以对模具设计须特别留
意.
.
.
而在使用的原料方面,假如塑料带有水气,在熔胶时塑料受热后分解,则射胶螺杆公差太小时,空气容易进入模腔内形成气泡,以下即归纳可能发生原因及处理方式.
收缩程度不同容易形成气泡
故
障
原
因
处
理方法
材料中有水气
塑造以前将材料确实烘干,避免在
塑造以前发生过度的温度变化
射料不足(气孔在结合线的位置)
检查温度射出压力、射出时间是否
不够
填料量不足以防止过度之缩水
成品断面,肋或柱过厚
变更成品设计或溢口位置
射出压力太低
提高射出压力
射出时间不足
增加射出时间
浇道溢口太小
加大浇道及人口
射出速度太快
调慢射出速度
原料温度过高以致分解
降低原料温度
冷却时间太长
减少模内冷却时间,使用水浴冷却
水冷却过急(气孔在制品表面)
减短水浴时间或提出水浴温度
背压不够
提高背压
模具温度不平均
调整模具温度
料管温度不当
降低射嘴及前段温度,提高后段温
度
4-5成品变形
塑品出现翘曲的原因很多,例如出模太快、模温过高、模温不均及流道系统不对称等.其中两种最大的可能性为1.塑件厚薄不均或转角不够圆形,因而不能平均冷却收缩,导致翘曲变形.2.有些平板型塑
件,为了表而美观,流道浇口得设在浇口边角上.而射胶时,熔融塑料只能由一端高速射入模腔内,因此被凝固于模腔内的塑料份子,均被拉直往同一方向之排列状态(称为取向,此时塑件之内应力很大;脱模时这些份子又被拉回原来的状态,因而产生变形.
为了使熔融塑料能顺利充填模腔,其设计要尽量避免以下各点:
1.同一塑件中厚薄相差太大.
2.存有过度脱角.
3.缓冲区过短,使厚薄转变相差悬殊.
.
.
从浇口分析,模具的设计要保证塑料能顺利进入模腔,故分流道要避免采用直角转弯形式,转弯点比较适合采用弧形过度区,因此短而粗的分流道最理想,有助
.
.
于减少流体取向现象.但要考虑的问题是过大的浇口会增加流道废料,亦影响塑件的外观.
另外为了避免塑料充填时紧密程度不同,导致脱模困难而引起变
形,分流道的截面形状大小就要依射胶量及产品形状面改变.产品较难成型的部份分流道加子粗后,主流道也应相对加大,使主流道截面积等于引流道截面积总值.
除此之外,还有两个值得注意的问题,其一是塑件顶出装置的形式.如果顶针设备太少,容易造成变形及翘曲现象;但顶针数量过多,
会令部份成品不够美观,此时应考虑采推板方式、其二是模腔冷却流道的设计,应让塑件整体能均匀收缩,提高产品素质.
以下即将成品容易产品变形的因素一一列出,提供成型技术上参考之
表七
故障原因处理方法
成品顶出时尚未冷却降低模具温度,加大冷却水流道
延长冷却时间,降低冷却时间
降低原料温度
成品形状及厚薄不对称脱模后以定形架固定
变更外形设计
填料过多减少射出压力、速度、时间及剂量
几个溢口进料不平均更改溢口
顶出系统不平衡改善顶出系统
模具温度不均调整模具及冷却水路
返溢口部份之原料太松太紧增加或减少射出时间
4-6银纹、气疮
射纹的形成,一般是由于注射起动过快,使模腔前段的空气无法成胶料融体压迫排出,空气混合有胶料内,使得制品表面光管及颜色不均,使是所谓的射纹.射纹不但影响外观,也且令成品之机械强度降低许多.所以为避免发生这种缺陷,必须找出原因并了改善.
射纹的形成,既然是由于融体塑料中含有气体,那么探讨这些气体的主要来源分别为:
塑料本身含有水份或油剂:
由于塑料在制造过程曝露于空气中,吸入水气或油剂,或者在混料时,掺入了些错误的比例成份,使这些挥发性物质在熔胶时,受高
.
.
热而产生气体.
原料受分解:
如果熔胶同时的温度,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.
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完全使熔化面黏在一起,则塑料粒之间的空气使不能完全排除出来.
所以把塑料烘干,并采用适当的熔胶温度和速度,再配合适当的背压,才能得到理想的塑制品.此外,模具设计亦是很重要的一环.通常流道很大而注口很小的工模,气体进入模腔内的机会会减少很多,而排气系统设计适当,则射纹产生的产生的机会亦会降低,如图4-1所示.
图4-1能防止少量气体进入模腔的注口设计
在射出成型技术上,有一种方法来防止射纹之产生,使模具的构造
中有加压设备,但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,当熔融塑料进入这高压模具时,模具的气孔在此时开始排气,使模腔内保持一定压力,增加模内空气压力,确能使模射纹发生的机会,举例说:
普通的射出方法在处理ABS水份含量的空气时,使会出现射纹,而逐渐增加模内的气压,则可处理含水量最高的
ABS,亦不会出现射纹.4-2图即为模内加压及含水量对射纹之产生率比例.
模具加压
射100-
纹80-发60-
0psig
30psig
10psig
40psig
生40-20psig
50psig
率20-
.
.
(%)0-
0.10.20.30.40.50.6(含水量%)
图4-2模内加压对射纹形成的影响
.
.
表八
故
障
原因
处
理
方
法
料管温度太高
降低温度
射出速度太快
减慢射出速度
原料中含有水份
原料彻底烘干
模具温度太低
提高模温
浇口太小
增大浇口大小
料管内有空气
降低料管后段温度、提高压力
原料粒粗细不均
使用粒状均匀之原料
原料中其他添加物混合不均
澈底混合均匀
染料等之分解
用耐温较高之代替品
4-7毛边、彼锋
毛边(俗称彼锋)是一种很常遇到的注塑问题.常塑料在模腔内的压力太大,其所产生的分模力大过锁模力,因而迫开工模,使塑料走出来并在塑件表层形成彼锋.但是引致此现象的成因却可能有很多
种,例如诉塑料方面的问题,或是射出机有损坏,或是调校不适当,以至工模本身也有可能:
一般来说,与温度、压力及操作时序有关,因此要找出其解决方法也不容易.由于塑料的粘度会影响其流动速度及压力损耗,因此粘度太高或是太低,则其流动性高使很容易流人工模合模面之间的微小空隙,增加分模力,直至出现彼锋.尼龙便是一个典型例子,所以在么模塑尼龙时便需要较大的锁模力.在另一方面,如果塑料粘度太高,则其流动阻力便很大,因而产生大的肯压,使模腔内的塑料的平均压力提高,同样会引致毛边.一般来说,塑料温度对粘度的影响最大,而压力及剪切率也对粘度有影响.如果将塑料的温度升高,则其粘度使上降,而将其温度调低,其粘度使增大.
塑料方面的另一种问题,就是其干燥状况及是否混有杂物,有些塑料,例如尼龙及ABS,具有很强的吸水性,水份可以侵透塑料表面直接与塑料份子键合,因而影响塑料的性能,至于聚碳酸酯,虽然没有吸水性,但其性能也对其表面水份敏感,所以在模塑时,很多塑料都必须预先加以焙干,才能正确地控制其性能.如果在塑料内混入杂物,或是混合不同种类的塑料,则当然更难预测塑料的性能变化.
塑料在模腔内的压力,会随着模腔的充填而改变.在模腔未曾填满之前,熔融前端之压力差不多等于零.而在注口之压力则比模腔
.
.
内其他位置的压力都高,但当模腔完全填满时,塑料流动时的压力损耗就不再存在,整个模腔内的压力都变成同一静压,因而要把工模迫开的力量便会大增,引致毛边之产生.为了避免此种情况之出现,在模腔一旦填满,注射压力使必须立即调整至较低的保压压力.除了正确调校射出机之压力控制系统外,另一种辅助方式就是先把注射速度降低.这样一来,熔体前端之塑料便有时间冷却及局部固化,因而避免了毛边的产生.由于注射速度太慢会拖慢生产,最好的注射速度调校方法就是分段调校,以保证在注射过程中的平均速度不会太慢.由于注射速度太快会加大压力损坏,提高模腔内塑料的平均压力,所以注射速度的调整也必须配合所采用的锁模力.不然的话,毛边也可能产生.
如果是射出机的机械结构方面有问题,则其复杂性便较大,要找问题的成因也较困难.例如模板之间的平行度有偏差,或是模板拉杆的受力分不均匀,也会引起工模力不平衡,以致塑件在锁模力较弱的位置出现彼锋.在另一方面,如果螺杆或熔胶筒的磨损较大,则熔体便可能在螺纹外径与熔胶筒之间滑行及逆流,因而出现压力切换位置点的不正确,造成局部的毛边及射胶不足情况.
除了上述各种因素之外,如果工模方面出现了问题,也会产生毛边.例如工模用久了,有些位置有了磨损,使容易有毛边的现象.甚至一些小毛病,如排气孔阻塞,也会引起模腔压力升高,而压力太高便会有毛边.在一些多腔工模,如果流道设计欠缺平衡,则塑料的流动便不对称,为了避免个别模腔射胶不足,另外一些模腔便可能会毛边.
.
.
有关问题
塑料
射出机
工模
塑料
射出机
表九
基本原因
检验项目及解决方法
温度太高
检验干燥器、塑料储藏及运送
受到污染
检查塑料及任何杂质、找出污染来
源
操作不当
根据塑料供货商的资料、查验射出
机的设定操作条件
锁模力太低
检查压力值及作调校
注射压力太高
检查设定值及作调校
保压压力太高
检查设定值及作调校
注射压力转换太迟
检查转换压力位置、重新调校提早
转换
注射速度过快
检查及调校流量控制阀
温度太高
检查电热系统及螺杆转速
温度太低
检查电热系统及螺杆转速
模板不平均
重新调整
模板刚性不够
检查锁模力及调校
螺杆磨损
检查及更换
排气孔阻塞
检查及清理
工模磨损
检查使用次数及锁模力、修理或更
换
浇道及流道尺寸不适当
查验使用尺寸是否适当及位置是
否正确
分模线不配合
检查工模相对位置是否偏移、重新
调校
粘度太低
检查塑料粘度及射出机的操作条
件
注射压力太高
降低压力
注射速度太快
调校流量控制或将温度升高
注射速度太慢
提高速度
锁模力太低
检查锁模力及计算正确数值
工模温度太低
检查电热系统及修理
止回阀磨损
检查及修理或更换
.
.
螺杆及熔胶筒磨损检查射出机之设定操作条件及修
理更换
工模锁模力不均匀检查拉杆受力情况
模板不平行检查及调正
流道不平衡检查设计及修改
工模相对偏移检查塑件壁厚及调正
工模加热不均匀检查电热系统及修理
4-8成品短射,缺料,浇不足
充填不足(shortslot)是熔融的材料未完成流遍成形空间的各角落之现象.
充填不足的原因有成形条件设定不适当,模具的设计,制作不完备,成形品的肉厚太薄等所致,成形条件的对策是增高材料温度(加热缸温度),模具温度增大射出压力,射出速度及提高材料的流动性.模具方面可增大注道或流道尺寸,或者再检讨浇口位置、大小、数目等使熔融材料容易流动.为了使成形空间内的气体顺利疏散,可在适当位置设置排气孔.
表十
故障原因
射出压力不足
料管温度太低
射出速度太慢
漏斗阻塞
浇口位置不当
流道太小
模具温度太低
成形空间内之气体未能顺利排出成形品部肉厚不均或太薄
润滑剂不足
融胶量不够
射出时间太短
射嘴阻塞
浇口及溢口太小
处理方法
提高射出压力
提高料管温度
增快射出速度
拆除清理
调整更改
加大流道
调整模温
恰当位置加适度之排气孔
酌加润滑剂
增多计量行程
增长射出时间
拆除清理
加大浇道或溢口
.
.
螺杆止逆环(过胶圈)磨损拆除检验修理更换
过胶不平均重对模具溢口的位置或适当使用
肯压
模具温度不均重调模具水管
4-9结合线
结合线(weldling)是熔融材料道或道以上合流的部份所形成的细线,结合线发生的原因如下所示:
1.成形品形状(模具制造)所致材料的流动方式.
2.熔融材料的流动性不良.
3.熔融材料合流处卷入空气,挥发物或离形剂等异物.
结合线是流动的材料温度特别低所致,即合流部未能充分熔
合所致.成形品的窗、孔部周边难免会造成材料合流,而产生结合线.但材料的流动性特别良好时,可使结合线几乎看不见,同时异高材料温度,增高模具温度,亦可使结合之程度减至最小.
改变浇口的位置、数目,将发生结合线的位置移往地处,或在熔合部设置排气孔,迅速疏散此部份的空气及挥发物,或在熔合部附近设材料溢流池,将结合线移至溢流池,事后再将其切除等皆是有效的处置对策.
结合线不仅有凝成形品之外观,同时也不利于成形品强度,不含玻璃纤维等填充料的非强度与其他部位相差无几.但玻璃纤维强化塑料(FRTP)的玻璃纤维在熔合不融者,此部份的强度常低很多.
表十一
故
障
原
因
处
理
方
法
射出压力不足
提高射出压力
射出速度太低
增加射出速度
浇口及流道太小
调整模具入口尺寸或改变位置
浇口及流道不适当
调整模具入口尺寸或改变位置
模具温度太低
提高模具温度
有吸湿性
原料充分烘干
材料固化过速
润滑剂不足
流动性不足
原料熔融不佳
提高原料温度
.
.
提高背压
提高螺杆转速
模内空气排除不及增开排气孔,射速太快
或检查原有排气孔是否堵塞
原料不洁或渗有他料检验原料
脱模油太多少用脱模油尽量不用
4-10成品表面光泽不良
成形品表面失去本来的光泽,形成乳白色层模,成为模糊状态等皆可称为表面光泽不良(haze).
成形品表面光泽不良,大都是由于模具表面状态所致,