成型主要不良分析及对策.docx
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成型主要不良分析及对策
成型主要不良分析及对策
目的:
主要针对目前成型品产生不良有原因加以分析判断，在成型机，模具及原料方面提供参考因素从而有效的控制不良的产生，降低生产成本。
内容：
1起疮：
（银色条纹）
成品表面，以CATE为中心，有很多银白色的条痕，基本上是顺着原料的流动方向产生。
这种现象是许多不良条件累积后发生的，有时要抓住真正的原因很困难。
1．1原料中如果有水分或其他挥发成分，未充分烘干，则表面上就会产生很多银条。
1．2原料中偶然混入其它原料时，也会形成起疮，其形状呈云母状或针点状，容易与其它原因造成的起疮分别。
1．3原料或料管不清洁时，也容易发生这种情况。
1．4射出时间长，初期射入到模穴内的原料温度低，固化的结果，使挥发成分不会排除，尤其对温度敏感的原料，发常会出现这种状况。
1．5如果模温低，则原料固化快也容易发生（1。
4）之状况，使挥发成分不会排出除。
1．6模具排气不良时，原料进入时气体不易排除，会产生起疮，像这种状况，成品顶部往往会烧黑。
1．7模具上如果附着水分，则充填原料带来的热将其蒸发，与熔融的原料融合，形成起疮，呈蛋白色雾状。
1．8胶道冷料窝有冷料或者小，射出时，冷却的原料带入模穴内，一部分会迅速固化形成薄层，刚开始生产时模温低也会开成起疮。
1．9原料在充填过程中，因模穴面接触部分急冷形成薄层，又被后面的原料融化分解，形成白色或污痕状，多见於薄壳产品。
1．10充填时，原料成乱流状能，使原料流径路线延长，并受模穴内结构的影响产生磨擦加之充填速度比原料冷却速度快，GATE位置处于筋骨处或者小容易产生起疮，成品肉厚急剧化的地方也容易产生起疮。
1．11GATE以及流道小或变形，充填速度快，瞬间产生磨擦使温度急升造成原料分解。
1．12原料中含有再生料，未充分烘干，射出时分解，则产生起疮。
1．13原料在料管中停留时间久，造成部分过热分解。
1．14背压不足，卷入空气（压缩比不足）。
起疮：
表一
成
型
机
可塑化能力不足。
树脂过热分解（料管温度）
料管内原料停留久，造成部分过热。
射出压力过高。
螺杆卷入空气（背压不足）。
模
具
模具内排气不良。
模具温度低。
胶道冷料窝存储小。
GATE过小或变形。
模具表面有水分。
模穴的形状不良（横截面或壁厚变化较多较急）。
原
料
原料中由水分及挥发成分。
原料烘干不足。
混入其它原料。
2会胶线
会胶线是原料在合流处产生细小的线，由于没完全融合而产生，成品正、反面都在同一部位上出现细线，如果模具的一方温度高，则与其接触的会胶线比另一方浅。
1提高原料温度,增加射出速度则会胶线减小.
2提高模具温度,使原料在模具内的流动性增加,则原料会合时温度较高,使其会胶线减小.
3CATE的位置决定会胶线的位置,基本上会胶线的位置都进胶方向一致.
4模具中间有油或其它不易挥发成分,则它们集中在结合处融合不充分而成会胶线,
5受模具结构的影响,完全消除会胶线是不可能的,所以调机时不要约束在去除会胶线方面,而是将会胶线所产生的不良现象控制中最小限度,这一点更为重要.
会胶线:
表二
成
型
机
原料温度低,流动性不足
射出压力低
射出速度慢
灌嘴冷料或太长
灌嘴处变形造成阻力大（压力损失）
模
具
模具温度低
模具内排气不良
GATE位置不良
GATE流道过小
从GATE到会胶线产生位置的距离过长（L/T的关系）
模具温度不平衡
原
料
原料流动性不良
原料固化速度快
原料烘干不足
3气泡
成品壁厚处的内部所产生的空隙,不透明的产品不能从外面看到,必须将其刨开后才能见到.
壁厚处的中心是冷却最慢的地方,因此迅速冷却,快速收缩的表面会将原料拉引起来产生空隙,形成气泡.
1射出压力尽可能高，减少原料收缩。
2成型品上肉厚变化急剧时，各部分冷却速度不同，容易发后气泡。
3由于停滞空气的原因而产生气泡。
4GATE过小，成品肉厚变化快。
5在GATE固化前，必须保持充分的压力。
气泡：
表三
成
型
机
原料温度高，气体产生机会多
射出压力低
射出速度过快或过慢
保压低
保压时间短
保压转换位置太快
原料温度低，流动性低
背压不足
冷却时间长
模
具
模具温度低
模具排气不良
GATE，流道胶口过小
原料
烘干不足
原料收缩比率大
4翘曲：
射出时，模具内树脂受到高压而产生内部应力，脱模后，成品两旁出现变形弯曲，薄壳成型的产品容易产生变形。
1成型品还没有充分冷却时，进行顶出，通过顶针对表面施加压力，所以会造成翘曲或变形。
2成型品各部冷却速度不均匀时，冷却慢收缩量加大，薄壁部分的原料冷却迅速，粘度提高，引起翘曲。
3模具冷却水路位置分配不均匀，须变更温度或使用多部模温机调节。
4模具水路配置较多的模具，最好用模温机分段控制，已过到理想温度。
翘曲：
表四
成
型
机
原料温度低，流动性差
保压高
保压时间长
射出压力高
射出速度慢
冷却时间短
模
具
模具温度低
模具上有温差
模具冷却不均匀，不充分
脱模不良
原料
原料的流动性不够
5流痕：
原料在模穴内流动时，在成品表面上出现以GATE为中心的年轮状细小的邹纹现象。
1增加原料温度以及模具温度，使原料容易流动。
2充填速度慢，则在充填过程中温度下降，而发生这种现象。
3如果灌嘴过长，则在灌嘴处温度下降，因此，冷却的原料最先射出，发生压力下降，而造成流痕。
4冷却窝小，射出初期，温度低的原料被先充填造成流痕。
流痕：
表五
成
型
机
原料温度低，流动性不够
射出速度快或慢
灌嘴孔径过小或灌嘴过长
射出压力低
保压不足
保压时间短
模
具
模具温度低
模具冷却不适当
GATE小或流道小
冷料窝存储小
原料
原料的流动性不良
6欠肉
成品未充填完整，有一部分缺少的状能，作为其原因认为有以下几点：
1成品面积大，机台射出容量各可塑化能力不足，此时要选择能力大的机台。
2模具排气效果不佳，模穴内的空气如果没有在射出时排除，则会由于残留空气的原因而使充填不完整，有时产生烧焦现象。
3模穴内，原料流动距离长，或者有薄壁的部分，则在原料充填结束前冷却固化。
4模具温度低，也容易造成欠肉，但是提高模温则冷却时间延长，造成成型周期时间也延长，所以，必须考虑从与生产效率相关角度来决定适当的模温。
5熔融的原料温度低或射出速度慢，原料在未充满模穴之前就固化而造成短射的现象。
6灌嘴孔径小或灌嘴长，要提高灌嘴温度，减小其流动的阻力，灌嘴的选择尽可能短，若选择灌嘴孔径小或灌嘴长的，则不仅使其流动的磨擦阻力加大，而且由于阻力的作用而使速度减慢，结果原料提前固化。
7成品模穴数量较多，流量不平衡，要设整GATE的大小来控制，GATE小模穴阻力大往往会欠肉，如有热胶道系统，也可单独调整某欠肉模穴温度来控制。
8射出压力低，造成充填不足。
欠肉：
表六
成
型
机
射出能力（容量，可塑化能力）不足
原料料量不足（计量不足）
射出压力低
原料温度低，流动性不足
射出速度慢
灌嘴变形（温度孔径）压损失
保压压力转换位置过快
射出时间设定过短
逆止阀破裂
螺杆直径大，射出压力低
灌嘴处溢料
模
具
GATE或流道平衡不良（因此不同时充填）
模具排气不良
GATE变形或流道小（压力损失）
模具温度低（原料温度过早的下降到熔点以下）
模穴壁厚过薄（与L/T的关系）
GATE位置不适当
模具冷却不适当
原料
原料流动性不足
7毛边
成品出现多余的塑胶现象，多在于模具的合模处，顶针处，滑块处等活动处。
1滑块与定位块如果磨损，则容易出现毛边。
2模具表面附著异物时，也会出现毛边。
3锁模力不足，射出时模具被打开，出现毛边。
4原料温度以及模具温度过高，则粘度下降，所以在模具仅有间隙上也容易产生毛边。
5料量供给过多，原料多余射出产生毛边。
毛边表七
成
型
机
计量多（过分充填）
射出压力高
射出速度快
原料温度高
锁模力低
射出时间长
保压压力高
保压压力转换位置慢
计量不准确,有误差（背压、螺杆转速）
机台固、定板可动板平行不良
模
具
合模面接触不良
模具接触面上附有异物
模穴内有碰伤
模具温度高
模具刚性不良（强度不足）
滑动部位间隙配合不良
模具结构设计
原
料
原料的流动性太好
8．缩水
由于体积收缩，壁厚处的表面原料被拉入，因化时，在成品表面出现凹陷痕迹。
缩水是成品表面所发生的不良现象中最多的，大多发生于壁厚处，一般如果压力下降则收缩机率就会较大。
1．模具设计时，就要考虑去除不必要的厚度，一般必须尽可能使成型品壁厚均匀；
2．如果成型温度过高，则壁厚处，筋骨处或凸起处反面容易出现缩水，这是因为容易冷却的地方先固化，难以冷却的部分的原料会朝那移动，尽量将缩水控制在不影响成品品质的地方。
3．一般降低成型温度，模具温度来减少原料的收缩，但势必增加压力。
缩水表八
成
型
机
射出时间短（GATE未固化时，保压就会结束）
保压低
计量不足
保压位置转换太快
射出压力低
射出速度慢
冷却时间短
原料温度高
逆止阀破损
灌嘴孔径变形（压力损失）或溢料
模具
模具温度高
模具冷却不均匀（模具部分高）
GATE小
模具结构设计
顶针不适当
原料
原料收缩率大
9．不易脱模（顶凸）
模具打开时成品附在动模脱模，顶出时，顶破或顶凸成品。
如果模具不良，会粘于静模。
1．模具排气不良或无排气槽（排气槽位置不对或深度不够）造成脱模不顺利；
2．射出压力过高，则变形大，收缩不均匀，对以脱模；
3．调节模具温度，对防止脱模不顺有效，使成型产品冷却收缩后，以便于脱模，但是，如果收缩过度，则在动模上不易脱模，所以，必须保持最佳模温。
一般，动模模温比静模模温高出5℃—10℃左右，视实际状况而定。
4．灌嘴与胶口的中心如果对不准，孔偏移或灌嘴孔径大于胶道孔径，均会造成脱模不顺。
脱模不顺表九
成型机
原料温度高
射出压力高
射出时间长
保压时间长
冷却时间短
保压高
模具
模具脱模角不够
模具温度高
模具排气不良
模具冷却不均匀
灌嘴孔径大于胶口孔径
灌嘴偏移
原料
原料流动性不足
原料收缩率小
在强调环境适应性材料的开发过程中，不需硫化和混炼工艺的热塑性弹性体，具有省能、省资源、高生产效率等特点，其年增长率高达6%。
在这一背景下，加工制造厂使用新型热塑性弹性体材料的用途在逐渐扩大，但随之而出现的问题（成型品表面粗糙、变形等）也有所增加。
一、与材料有关的问题及其对策
热塑性弹性体来自材料的主要的问题
问题
现象
原因
对策
白化
成型品表面的白化
（a）添加剂过量（b）聚合物与稳定剂不适宜或不相容
（a）降低用量，最佳化（b）用相容性良好的稳定剂或用高相对分子质量稳定剂
发粘
制品表面发粘
（a）因热分解而产生低分子（b）增塑剂，稳定剂的迁移
（a）降低成型温度，低剪切化（b）不要放置在高温下，减少用量，更换种类
老化
机械强度下降，外观质量变差
（a）热（b）紫外线
（a）添加热稳定剂（b）添加耐候性稳定剂或有屏蔽效果的填料
1.1白化
白化是指稳定剂等配合剂迁移至成型品的表面，其表面像喷上粉一样呈现出一种白色现象。
其原因主要是由于稳定剂过量配合或与聚合物不相容而引起的。
因此，应选择与聚合物相容性良好的稳定剂或将稳定剂的用量控制在最佳的范围。
其次，更换成相对分子质量高的稳定剂也是十分有效的。
另外，也有通过迁移至成型品表面发挥其功能的稳定剂。
例如，抗静电剂、润滑剂等。
对这种稳定剂来讲，选择即使迁移也难以出现白化的稳定剂是非常必要的。
热塑性弹性体在一般的环境下使用时很少会出现白化的问题，但在高温、潮湿、户外长期使用的场合，为提高耐久性在配合上追加耐热稳定剂（防老剂）、耐侯稳定剂是十分必要的。
特别是高温下，因其极易引起迁移，所以稳定剂的选择也是相当重要的。
1.2发粘
与树脂相比，软质热塑性弹性体表面更容易产生发粘的现象。
其原因主要是因老化而生成低相对分子质量聚合物和增塑剂、稳定剂迁移至表面而引起的。
但无论属哪种情况，采用红外光谱法（IR）等分析手段，通过分析发粘成分便能够比较容易地确定出与此相关的物质。
发粘主要是成型温度过高，聚合物因热分解而形成低相对分子质量物质的缘故。
尽管成型机的设定温度本身未达到热分解温度，但在成型工艺中的剪切生热有时也会使其暂时达到高温。
作为其对策，降低成型温度、低剪切化，用氮气净化成型机液压缸体内部都是十分有效的。
另外，在成型机暂停时，胶料长时间以熔融状态置留在成型机的模腔内，有时也会因热老化而发粘。
另外，在高温下使用的制品很容易出现发粘的现象。
因此，稳定剂、软化剂种类的选择和用量的确定是非常重要的。
1.3老化
与无机材料和金属材料相比，高分子材料的耐热、耐紫外线性较差（比较容易老化）。
多数制品因老化而使其机械特性明显降低，外观质量变差。
通过配合耐热、耐候性等稳定剂，在一定程度上可以抑制老化现象的产生。
二、与挤出成型有关的问题及其对策
问题
现象
原因
对策
粗糙
表面粗糙
（a）塑化、混炼不良
（b）流动性较差
（c）材料受潮
（a）采用混炼效果好的挤出机，提高设定温度，采用细的滤网
（b）提高设定温度
（c）成型前充分地干燥
结垢
在口型边缘滞留沉积物
（a）材料受潮
（b）材料本身的特性
（a）成型前充分地干燥
（b）使用润滑剂，用特氟隆涂敷口型，对材料进行改性
挤出量不稳定
挤出量不稳定
（a）挤出机内的熔融点不稳定
（b）挤出机的温度波动大
（c）螺杆与粒料打滑
（a）变更挤出条件和螺杆形状
（b）提高温度控制精度
（c）预热粒料，提高填料斗下机筒温度
变形
制品变形
（a）冷却不均匀
（b）收缩率不同的双层挤出
（a）均一冷却
（b）调整收缩率
条纹
在同一部位出现条纹
（a）口型损伤、结垢
（b）出现异种材料
（c）未消除熔接部位
（a）清洗口型
（b）清洗机筒内部、螺杆、机头部位
（c）加大从会合（熔接）部位到口型的长度，提高口型端部压力和树脂温度
特别是近年来，在环境等问题的背景下，加快了烯烃类热塑性弹性体材料替代软质聚氯乙烯树脂的步伐。
但采用软质聚氯乙烯用挤出机进行烯烃类热塑性弹性体的挤出成型时、不能够顺利成型的实例还是比较多。
对含结晶性树脂的烯烃类热塑性弹性体的塑化来讲，采用长径比L/D在22以上、螺杆压缩比在3以上的挤出机是非常必要的。
但由于软质聚氯乙烯用挤出机一般的L/D是在20以下，压缩比是在2.5以下，所以不能使烯烃类热塑性弹性体充分地达到塑化，这样在成型品的挤出过程中就经常会出现表面粗糙、未熔融树脂呈异物状的不良现象。
因此，选择适合于材料的成型机也是十分必要的。
2.1成型品表面粗糙
成型品表面不光滑、呈粗糙的状态，多数是因塑化不良而引起的。
作为对策，当然选择适宜的成型机就不用说了，但设定温度、螺杆转速滤网的种类等成型条件的最佳化也是非常重要的。
另外，采用高温、细网（滤网）的方法也可提高塑化效率。
在热塑性弹性体中，有的品级本身就含有多量的吸潮性成分或填料、因此在成型前对其进行干燥是非常必要的。
当未干燥进行成型时，就会出现发泡、表面粗糙这样的问题。
2.2结垢
结垢是挤出成型时蓄积在口型边缘的沉积物，其成分有的是来自挤出成型的材料，也有的是来自特殊的添加剂。
作为对策，通过降低润滑剂用量可有效地改善材料的特性，因为过量添加润滑剂时，润滑剂本身就是产生结垢的因素之一。
采用特氟隆涂敷口型的方法，也可减少结垢的产生。
另外，还应避免使用受潮的材料。
2.3挤出量不稳定
挤出量产生波动是不稳定的现象。
在螺杆供料部位或压缩部位的熔融点波动是不稳定的主要原因，其挤出波动的大小和周期是不规则的。
这些现象可以认为是由于螺杆形状和挤出条件对材料不适合引起的，所以调整挤出条件和更换形状不同的螺杆是十分必要的。
在挤出机温度波动大的情况下，材料在挤出机中的流动性不稳定也是产生这一问题的原因之一。
另外，在供料部位螺杆与粒料打滑也会导致挤出不稳定的现象产生。
在采用斗氏干燥器预热粒料的同时，通过提高料斗下机筒的温度可使其得到改善。
2.4变形
热塑性弹性体的挤出成型，通常是从口型挤出，通过水槽进行冷却。
这时若成型品不能够均一地冷却，就极易产生变形。
特别是对形状复杂、尺寸精度要求高的成型品，采用冷却校准或检测装置是非常必要的。
另外，在多层挤出过程中、因组合材料的收缩率不同也极易产生变形。
2.5条纹
挤出成型品有时在同一部位会出现条纹的伤痕或痕迹。
此时需要检查或确认在口型上是否有损伤的痕迹和沾附的污垢、结垢等。
其次，在更换材料时清扫或消除不干净也是产生这一问题的原因之一。
此外，在口型会合部位材料熔融不良也容易引起条纹现象的产生。
三、与注射成型有关的问题及其对策
问题
现象
原因
对策
气孔
成型品中凹下去的孔眼
（a）填充量、保压不足
（b）冷却速度慢
（c）在制品厚的部位
（a）增加填充量，提高保压
（b）降低模具和成型温度
（c）在厚的部位附近设流胶口
毛边
树脂从模腔溢出
（a）填充量，保压过大
（b）模具精度低
（c）合模力不足
（a）降低填充量、保压
（b）修理分型面
（c）使用更大的成型机
流动痕迹
（a）窄间隔记录状条纹（b）宽间隔同位相条纹（c）宽间隔异相位条纹
（a）端部的流动速度比表皮层增 长速度慢
（b）低温树脂间断地堵塞注胶口
（c）端部流动散乱
（a）提高注射速度、模具温度和成型温度
（b）加大流胶口，提高成型温度和注射速 度
（c）提高模具、成型温度，降低注射速度
脱模性差
产品不易脱模
（a）冷却不充分
（b）材料的粘着性
（c）模具结构设计不合理
（a）延长冷却时间，降低模具温度
（b）更换材料，使用脱模剂
（c）改进模具设计
银色条纹
从流胶口出现放射状条纹
（a）水分、挥发成分气化
（b）材料的热分解气体
（a）成型前应充分干燥
（b）降低成型温度
缺胶
未充满模腔末端
（a）填充量、压力、流动性不足
（b）排气不充分
（c）注胶口不均衡
（a）采用最佳条件成型
（b）改善排气方法
（c）改进模具设计
色泽不均一
颜料等色彩
颜料分散不好
提高螺杆背压或反压
烧焦
端部成为像烧焦那样的状态
排气不充分
改善排气方法、降低注射速度
3.1气孔
在成型品中出现凹孔现象，主要是成型品在模具内的冷却过程中因收缩而引起的。
除要求材料必须充满模腔外，快速冷却也是十分必要的。
具体地来讲，就是提高保压（二次压力），降低树脂和模具的设定温度。
另外，对成型品的形状也有很大的依赖性。
由于在厚的部位极易出现气孔，所以对这样的制品来说，应采用在其周围设有注胶口或流胶道那样的模型设计。
3.2毛边
这是树脂从模腔溢出造成的。
对橡胶的注射成型来讲，出现毛边是正常的，但对树脂或热塑性弹性体是不正常的。
其理由是：
（1）与橡胶胶料相比，熔融的树脂或热塑性弹性体的流动性较高，注射压力也比较低；
（2）与模具接触、冷却，在瞬间即可固化、终止流动。
因此，树脂或热塑性弹性体通常是不易出现毛边的现象。
作为对策，首先必须降低填充量、降低保压和缩短保压时间。
另外，对尺寸精度差、分型面有间隙的模具来讲，其修理是非常必要的。
在成型品投影面积大，合模力相对低于注射压力的场合，有时也会出现毛边，因此必须使用更大的成型机。
3.3流动痕迹
在成型品表面出现光泽不同的条纹现象。
一般来讲，在树脂的注射成型中有：
（1）间隔窄的记录条纹状；
（2）在成型品表面上下出现同位相的比较宽的间隔条纹状；
（3）在成型品表面上下出现异位相的比较窄的间隔条纹状三种类型。
解决这一问题可以通过这些方法来解决，如提高注射速度、模具温度、加大注胶口、提高树脂温度和注射速率、提高成型温度、模具温度或降低注射速度等。
通过提高注射速度和模具温度都是有效的。
3.4脱模性差
脱模性差指成型品从模具中难以取出或在取出过程中完全变形。
具有粘着性的材料极易引起这一问题，但采用在材料中添加脱模剂或成型前在模具上涂敷脱模剂的方法可以得到改善。
成型品冷却不足（固化不足）也容易出现这样的问题，因此对成型品进行充分地冷却是非常必要的。
另外，模具设计不合理也会成为难以脱模的原因，特别是在注胶口、进胶道等易于粘模的部位，加大注胶口的拔出角度、加宽进胶道都是非常有效的。
3.5银色条纹
以注胶口为中心出现放射状条纹的现象，是材料中的水分或挥发成分气化引起的。
其中，在塑化过程中卷入或模具内存留的空气也会导致这一现象的产生。
因此，对吸潮性材料在成型前进行充分地干燥及降低易产生分解性气体材料的成型温度都是非常必要的。
3.6缺胶
未充满模腔端部的现象称之为缺胶。
这主要是因填胶量不足等成型条件不适而引起的，但成型时排气不充分或流胶道不均衡（多腔模具）也会导致这一现象的产生。
3.7烧焦
是指未填充至端部及未充满模腔的部分出现像烧焦那样的老化现象。
这主要是因排气不充分，空气或产生的气体引起隔热压缩，瞬间使温度显著上升而导致的结果（即：
成型品表面出现热老化）。
改善排气方式是较好的解决办法，程度轻的情况下，降低注射速度也可以解决。
3.8色泽不均一
在采用热塑性弹性体颗粒和干混料为颜料的母体混合物进行着色时，很容易出现成型品色泽不均一的现象。
作为对策，提高螺杆反压，强化填料时混炼都是有效的。
四、迅速解决问题的方法
在实际生产中出现的问题，往往是由一个极其单纯的问题（成型温度不适宜）过渡到复杂程度的。
特别是对复合因素引起的问题，要想尽快得到解决首先必须正确收集与此相关的情报。
像表4所示的那样，尽管是表面粗糙这一现象，但为查明其特定的原因，必须了解与此有关的情况
影响MFI值因素
一：
目的：
为使成品MFI值合格，提供参考条件。
二：
内容：
影响成品MFI值的不合格因素大概可分为以下几点：
1．原料
1．1选取整袋相同批号同种原料，从四角中及中央五个不同位置取出原料，分别测试其MFI数值，然后再测试五个位置原料混匀的MFI值，可判别出原料之差异，可考虑原料混凝土匀后吸入料桶内；
1．2烘干机是否有故障，其烘干温度是否在原料烘干物性范围之内，烘干时间是否足够；
1．3要保持原料桶内满桶，使热风均匀的充满整个空间，每颗料粒充分烘干，这样可充分发挥烘干机烘干效果；
1．4原料是否完全烘干，原料水份测试值要小于0.02%，水份测试操作方法要正确；
1．5检查原料使用是否正确，是否混到其它种原料，可从外观，颜色及燃烧等方法区别；
1．6原料在小料斗内停留
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