塑胶成型不良的原因与改善对策 - 范文中心

塑胶成型不良的原因与改善对策

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1. 前言 前 言

射出成形已成為製造塑膠成形品的最重要方法。

用射出成形法製造成形品時,通常把熱可塑性塑膠原加熱可塑化,以高溫、高壓注入模具內,在模具內硬化形成成形品形狀後,從模具取出成品。

這時,如果對原料塑膠的瞭解不夠,或成形射出條件不好,或模具設計有問題,則所制成形品往往變成不良品,不良品不但浪費原料和經費,也由於必須再制而嚴重影響生産計劃,與進度,可謂有百害而無一利。因此,成形現場因以零不良率為目標,時時刻刻為達成這目標而努力。

由於造成成形不良的原因很多,首先要悉心去探討這次不良的原因,因為原因分析錯誤的話,任你怎麽辛勞也無法改善。

本書係先把成形不良分類,記述那些成形不良,是由哪些原因引起的,然後記述改進或修正這不良的手段,不過,這些手段中,部分是為應對目前發生的不良而採取的,類似人體生病時暫時抑制症狀的治標方法,部分是類似改善體質的治本方法,當然,以後者最佳。可是,當來不及採取治本方法時,我們常常以治標方法度過難關,等有充分的時間才採取治本方法。甚至,因模具設計不良而産生成形不良時,需重新製造模具的例並不稀奇,倘要排除這種不良原因,就得遵守模具設計的基本原則。成形品的設計上也有同樣的問題。

自從射出成形機改變為螺杆式以後,已歷30年以上的歲月,而迄今其基本形態並沒有改變。但是,成形機的運作方法,亦即控制控制則有大幅改變,如今,無論射出壓力、射出速度、保壓壓力、保壓時間都能夠微細調整,而且再現性也頗佳。此外,在射出行程中改變射出壓力與射出速度,或在保壓時間內改變保壓壓力,都易如反掌,在可塑化過程中改變螺杆轉速也不難。

因此,本書的成形不良修整法,也把具有這種多段射出、多段保壓的成形機納入考量。至於射出成形機,熱可塑性塑膠用成形機是記述備有逆流防止閥的,熱硬化性塑膠用成形機則記述無逆流防止閥的。

其次,射出條件的設定,係以螺杆位置控制射出過程,以時間控制保壓過程的機械。 模具的記述,則以熱可塑性塑膠用冷澆道模具為主,因為熱澆道模具的對策由此類推。 至於柱塞式射出成形機,或二色射出成形機等特殊射出成形機,或使用特殊模具時的成形不良調整法,則不在本書範圍內。

成形不良的分類

成形不良的分類

射出成形時,因成形不良而造成成形品不良的原因熱腸多,例如:

1.成形材料的不當 2。射出成形機超負荷

3.射出成形條件不適當 4。模具設計有問題

要求事項超出射出成形機的性能

最後一項原因,如今由於射出成形技術、射出成形機和模具的進步,已能解決一大部分。 依不良形態分類的情形如下:(此分類所用號碼,係與本文中的項目或表相一致,可做索引之用)

A 表面缺陷:

A1充填不足 A2凹陷 A3變黃

A4黑條紋 A5霧面 A6銀絲紋

A7流痕 A8溶合痕 A9激流

A10異物 A11光澤不均 A12顔色不均

A13污點 A14擦痕 A15粘附性

A16起泡 A17添加劑分離 A18透明度不足

A19表面多孔性 A20白點 A21影響外觀的條痕

B 變形與尺寸不良

B1翹曲、彎撓、扭轉 B2尺寸安定性不夠

C 龜裂

C1龜裂 C2白化

3. 引起成形不良的原因:

前章所述各种不良中, 用语比较特殊的如下, 同时对采取這修整方法有效的理由,也略作解說。雖然這一部分與4章有重復之處。

A 表面缺陷

A1 充填不足(缺膠)

這是成形品的一部分缺少的現象,是成形不良的代表例,簡稱short 。

充填不足的原因,是熔融塑膠流不到成形品的每個角落的結果,而這流不到每一角落的原因卻有多種。

第一項原因是所謂的L/T不足,L/T是,塑膠流動的距離為L ,成形品厚度為T 時的比例。計算此值時,澆道及注道長度也應考慮在內。另一方面,改善塑膠流動性的方法,則有選擇流動性良好的塑膠,提升回執料筒的溫度,以使熔融塑膠盡速流進模具內的每一末端。模具方面則應盡量減少注道破天機、澆道、澆口的阻力,如前已述,充填不足的原因中,以本項流動不佳所造成的最多,但依這原因引起充填不足時,通常成形品都多少有縮水現象,比較容易發現。

第二種現象是,使用多模穴模具時,部分發生充填不冒著。這現象是由於從澆道到澆口的阻力不同,致使熔融塑膠在澆口的壓力産生差距所造成的。因此,多模穴模具至澆口的距離須相等,而成對模穴模具則原則上采用尺寸及重量較接近的,修改方法是加大發生充填不足的模槽的澆口。若是具有多段射出功能的射出成形機,可在通過澆口以前將射出速度減低,而通過澆口後才加快射出速度,便可改善充填不足。

第三項原因是由模具內空氣造成的,這時成形品整體尚完全而只有部分發生充填不足。因這原因引起的不良也不少,在射出成形前的模具內都有空氣。假定原料塑膠在成形中不産生因分解而帶來的氣體,同時假定模具內的空氣完全逃不掉,里面的空气则被塑胶挤到一边,在受壓狀態留於端末部。射出成形時的模具內平均壓力(與射出壓力及保壓壓力不同)為約400rgt/cm2,因此,模具內的模槽,注道及澆道的全容積的400分之1部分,可能無法澆進塑膠而發生充填不足。

於是,為避免這種充填不足,模具的合模線,頂出銷或嵌件周邊須有讓空氣逃出的間隙,同時在射出過程的最後段應放慢射出速度。使得空氣有充分時逃走。此外,在常發生充填不足部位形成逃出用溝,也是有效的確良改善手段。溝深在模槽一端為0.02MM 以下,(熱可可塑性塑膠),而越往前越深。此外,在成形品的全周形成微小的溝,以伸空氣逃出也是有效方法。

可是,某種成形品的形狀根本不能拔氣,這時若先把模具形成真空後實施射出操作退即可,但是需要一種能抽真空的模具及真空泵,以便鞋在箝模後把模具內抽真空。結果模具成本,成形成本,均將高於普通成形,不過對某種特殊情形仍不失為一有效方法。

A 2 縮水

射出成形品的不良中,縮水是出現機率相當高的缺陷。離澆口較遠的部位有厚度厚的部分的話,就會發生這種缺陷。

在射出成形過程,被射出的熔融塑膠,與模具表面接觸則固化,這時,熔融塑膠與固化塑膠密度不同,於是其厚度則比模具空隙稍小,其程度與收縮率成比例。在成形品的厚部與薄部,這縮小程度並不相同,但這並不是引起縮水的唯一原因,由於厚部和薄部的固化的時間不甚相同也是發生縮水的另一原因。前面所述熔融塑膠的密度與固化塑膠的密度有差距之外,還3. 引起成形不良的原因

有熔融塑膠要承受壓縮力,,而在薄部前方的厚部,在薄部固化後不再受壓力,於是其收縮程度將較薄部為大。縮水的原因多半是這樣發生的。

因此,收縮率比較大的結晶性性塑膠較易發生縮水,而含大量玻璃纖維等填料的塑膠的收縮小而縮水也小,以及在流程的末端越容易發生縮水的理由就不了解。

於是防止縮水手段之一是,持續保持壓力至熔融塑膠完全固化為止。這時固化初期的保壓壓力應較大,但是若繼續保持高壓,澆口附近部位將會發生因過量充填引起的龜裂,因此後段的保壓壓力需降低。

從模具方面,把澆澆設於成形品的厚部,以及加大澆口都是防止縮水的方法。由此也可推論,澆道過窄,或模具注嘴部分壓垮將成為縮水的原因。

不産生縮水的成形方法,有低發泡成形和射出壓縮成形。

低發泡射出成形,是把發泡劑粘附於普通成形材料上,用閥注嘴式射出成形機成形的方法。藉發泡劑的壓力使成形材料膨脹,由此防止縮水。但是依這成形法成形的産品,通常表面會産生許多銀條(A6),若要做外裝零件,便須塗裝。為解決這問題,可采用一種叫做多層射出成形法。以含低發泡性材料做外層,實施射出成形。不過這工作須用特製的專用射出成形機。

射出壓縮成形是,組合射出成形與壓縮成形的成形法。這時使用特殊形態的模具,形成在射出過程後能移動整個或部分模槽,這是在模具的模槽內形成射出塑膠後澆口固化後移動整個模槽或部分模槽,以持續對模具內塑膠施加壓力的方法,用這成形法可免發生縮水,但是模具結構極為複雜,而且模具加工精致度也要高,模具製造成本很高。此外,由於需要在冷卻時間中對模槽施加壓力的裝置,須改造射出成形機的控制機構,或使用專門的射出壓縮成形機。成形品成本難免昂貴。

A3 燒焦

發生這現象的原因,主要是A1所述充填不足的第三項模具內有空氣,當空氣受壓縮時會放熱,是我們在空壓機常觀察到的現象,在普通情況下,由於空氣無路可逃,硬要向充填不足部位充填,空氣則因壓縮而放熱,造成塑成燒焦。因此,防止這種不良的對策,與充填不足的第三項相同。假如這部位是在塑膠流程的未端, 可減少最後一段的射出速度, 或在模具上形成讓空氣逃逸的小溝, 假如是熔合痕部位的燒焦, 可把熔融塑膠渡過發生熔合痕部位時的速度降低。當然用真空模具的話,就不會發生這種不良。

A4 黑線條(Black streak)

這是成形品上的從澆口向塑膠流動方向出現黑線條的現象,是塑膠分解變黑色的部分,混進成形時産生的。這種分解,主要是塑膠溫度過高而引起的,但添加的難燃劑的分解也是原因之一。此外,射出成形機的缸套或螺杆上有傷痕,造成塑膠滯留而分解時也會發生。

A5 霧面

是成形品的表面光澤不佳的現象。雖然材料分解也會引起這現象,大部分原因是離型劑用量過多或模具研磨不足所引起的。

A6 銀絲紋(料花) silver streak

成形品表面,順著塑膠流動方向出現銀白色條紋的現象。這是存在於熔融塑膠中的水分或揮發物,在缸套內因受壓縮呈液的,擠出注嘴後出於壓力降低而蒸發成氣體,當塑膠固化時成為細泡的。

因此,完全去除原料中的水分,或防止原料分解則可預防這種不良,ABS 樹脂産生銀條紋的原因,幾乎全部由原料預備乾燥不足引起的。

A7 流痕(flow mark)

是在成形品表面, 以澆口為中心發生格紋狀花紋的現象。造成這現象的主要原因是,被射出的塑膠固化時,有時與模具接觸,有時離開而引起。防止這項不良的方法,是使熔融塑膠在模具內以層流流動,具體方法是放慢射出速度或提高塑膠溫度及模具溫度。不過這些對策難免增加成形周期,在易出現流痕的部分放慢射出速度,往後則把射出速度提高到不發生充填不足的程度,也是有效方法。

A8 熔合痕(Weld mark)

這現象是,成形品有也洞部分,或成形品的厚部中央部有薄部分,或采用2個以上澆口成形時發生。當熔融塑膠在射出成形機蚋流動時,塑膠流尖端部分的溫度難免稍微下降,因此,在塑膠再會合部位將形成互不熔合的痕線,這就是熔合痕。

從它的成因可知,完全免除熔合痕是一件非常困難的事,但可把它淡化。因應方法是,使用流動性良好的塑膠,把出現熔合痕部位的塑膠溫度升高,避免空氣阻擋塑膠流動等。這些方法將在4章詳述,都是依據上述原則訂出的。

另一種造成明顯的熔合痕的原因,是離型劑,用過量的離型劑時,當射出的塑膠流動時,把離型劑推向尖端而滯留於這部位。一旦發生這情況,離型劑則被夾住,妨礙塑膠的熔合,而造成明顯的熔合痕。

A9 激流痕(jetting )

在成形品表面産生以澆口為起點的蚯蚓狀條痕的現象。這是通過澆口的塑膠,以帶狀接觸模具表面固化,與後續的射出塑膠熔合産生的。這是塑膠以帶狀從澆口流出的側澆口模具才發生的不良,此外交叠澆口也會發生。

用針孔形澆口,潛入式澆口或薄膜澆口成形時不會發生這種不良。

A10 異物

是異物摻進的現象,通常清除作業不充分或再生品中有異物時發生,但射出成形機本身有損傷時也會發生。

A11 光澤不均

是成形品表面光澤不均,部分光澤不同的現象。

模具溫度過低,模具研磨不均勻或離型劑用量過多時容易發生這現象。

A12 顔色不均

是成形品的顔色不均的現象。

引起顔色均的原因,是塑膠與著色劑的混合不均勻,或著色劑的安定性不佳在缸套中分解等。有些顔料則無可避免部分變色。另一原因是換色時的清理工作不周到。

著色劑的分散不良,主要是幹色料與塑膠材料的滾磨操作不夠所引起,而著色劑的分解通常是成形條件過苛厲時發生。

因顔料性質引起顔色不均的情形,通常在使用箔狀顔料如鋁箔粉時發生,這種箔狀顔料,在塑膠成層流的部位,係順著流動方向而排列成層狀,但在澆口部、熔合部及塑膠流的未端,並不排列成層狀,排列方向不一定,於是造成與層狀排列部分的顔色不同的現象,這原因引起的顔色不均,無法用成形條件矯正。

A14 擦傷

是成形品表面受模具擦傷,留下擦痕的現象。

製作模具的疏忽或電鍍時,或在坡度小的部位形成細紋而造成與成形品脫模方向相反的反斜度時,發生擦傷是理所當然的,但是頂出銷不夠,或頂出銷偏於成形品的一方時,脫模不順而形成反斜度時也會發生擦傷,有時,只因微小的頂出阻力之差會造成成形品傾斜頂出。

斜度不足的情形,通常在切削模具後的抛光工作不周到,形成細部的反斜度時發生。尤其是細紋是用化學腐蝕法在表面形成微細凹凸的,而噴砂法是把研磨劑粉噴射於模具表面形成微細凹凸的,假如這些細紋在成形品側面,其斜度發必須有40以上,否則會造成反斜度。

假如在成形中突然發生擦傷,其原因主要是模具的一部分在成形過程中相擦而形成反斜度所造成的。這時的擦傷通常很厲害,除非立刻拆卸模具修理,否則將造成不可補救的傷害。

取出成形品時,或掉落成形品時也會造成擦傷。

A15 粘附性

發生這種不良的機會不多, 這原因主要是原材料中有不大會熔合的成分存在而滲出, 或 離型劑和量過多而引起的。模具研磨不夠也會引起這種不良。

A18 透明度不夠

這現象多半由模具研磨不夠所引起。其他原因有,某種塑膠在模具內的冷卻速度慢

時會降低透明度,而某種塑膠在熔融清晰度過高時發生分解而引起透明度降低。

B. 變形與尺寸不良

B1 撓曲、彎撓、扭轉

這種缺陷是較難矯正的缺陷之一。射出成形時發生這種缺陷的原因,是由於熔融塑膠流動向和與流動方向直角方向的成形收縮率不同,以及成形品厚度及模具清晰度也會造成收縮率差距而産生的。

例如,長方形箱狀成形品,難免中央部比較窄的現象。這種情形極難以矯正,雖然右把橫七豎八中央部稍微向外膨出,使得成形品形狀盡量接近長方形。

棒狀製品則應把澆口設於棒一端,這也是模具設計的基本技術之一。

收縮率會因模具溫度變化的事實,可應用於矯正撓曲、彎撓。

箱形成形品的變形,可插進支撐物或用工具強制調整撓曲。

由脫模時發生的變形,通常是由於頂出力過大的結果,因此調整頂出力則可改善 B2 尺寸不穩定

所謂尺寸不穩定有多種情形。其一是由成形材料每批品質的變動或成形條件的變動引起的。極端的例是,射出成形機碰到外面的風便發生尺寸不符的情形。另一種情形是,模具的彎撓變化造成的尺寸變動。

某種塑膠,例如尼龍6,空氣中的濕度一有變動就發生含水量變化,由於它吸收水分則膨脹,因此即使成形後的尺寸正確,在貯藏中或運送中也許會吸水而改變尺寸。而更傷腦筋的是,它的吸水與空氣中濕度達到平衡,需要很久時間。

在低模具溫度成形聚縮醛樹脂(POM )等結晶性塑膠時,通常沒有足夠時間讓其結晶化,其結晶化度較小,結果收縮度小而成形品較大,這成形品,放置一段時間後,由於結晶化的進行,成形品尺寸則變小。

製成尺寸正確的成形品實非易事,尤其前項的撓曲、彎撓等因素參與時,尺寸更難應付。

相較於金屬加工,正確地製造圖形,方形,或平板形或有角度的塑膠成形品,是一件非常困難的工作。

C 龜裂

C1 龜裂、破裂

是頂出成形品時破裂或發生龜裂的現象。成形條件非常壞,或材料分解,或內部變形有極端大時也會發生這種缺陷,但主要原因是模具設計或製件不良而産生凹槽,或頂出機構不佳佳形成斜頂出,,由此造成與凹槽同樣的情況,或頂出銷數目不夠等。

當然,比較脆的塑膠,如一般聚苯乙烯(PS )或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )等比較脆的塑膠易發生這種缺陷,而抗衝擊力高的塑膠,如聚碳酸脂(PC )則很少發生。 因有凹槽或斜頂出而發生的破裂或龜裂,必須修改模具。此外,格子的破裂則通常由於研磨不夠或頂出方法不妥而引起的占大多數。ABS 樹脂或耐衝擊性聚苯乙烯,碰到這種情形時,也許不會破裂,但會發生C2的白化。

C2 白化(Whitening )

是因頂出銷造成白色痕蹟的現象。一般用聚苯乙烯或PMMA 等比較脆的塑膠,碰到這種情形時,將發生破裂或龜裂,但耐衝擊性較大的ABS 樹脂或耐衝擊性聚苯乙烯等二種以上的摻合物或接枝聚合物則出現白化現象。

由於引起白化的原因與上述C1的破裂、龜裂相同,主要是模具的問題,修整時就應就這方面著手。

假如白化程度輕微,用熱氣槍加溫則可消除,不過這方法畢竟是治標的暫時手段,治本方法還是修改模具,使得頂出操作能夠順利。

C3 碎裂(Crazing )

這現象不會在成形後立即發生。碎裂是,成形品表面殘留應變時,隨著時間經過,在

成形品表面發生微小碎裂的現象,常在一般用聚苯乙烯成形品上發生。主要原因是射出壓力及保壓壓力過大,尤其是後者。由於澆口附近容易形成保壓壓力過大,因此,在保壓的最後段降低壓力,對防止碎裂頗有效。

此外,內部應變可用成形後的退火操作來消除。退火溫度應稍低於成形品發生變形的溫度。對於非結晶性塑膠,這溫度是稍低於負載撓曲溫度。對於結晶性塑膠,則稍低於結晶的融事點。

C4 嵌件周邊的龜裂

含金屬嵌件的成形品,往往在金屬嵌件周邊發生龜裂,這是因為射出成形時,塑膠會依其成形收縮率收縮,但金屬嵌件卻不會收縮而引起的。如果金屬嵌件周邊的塑膠厚度比金屬嵌件小得多時,幾乎無法防止這種龜裂,而即使成形後沒有發現,常常在使用一段時間後才發生破裂。

預先把金屬嵌件,或儘量減少熔合痕,或避免在脆弱部位形成溶合線等方法,可減少這種龜裂。此外,用鋁制嵌件取代黃銅或鐵制嵌件的話,由於鋁的剛性較低,當可減少這種龜裂。

用盡各種手段仍無法防止龜裂時,也許要改用後嵌進或後粘附方法嵌入金屬嵌件。 C5 強度不夠

是成形品強度異常減少的現象。引起這現象的原因很多。

第1項原因是,成形品塑膠失去強度而引起的。塑膠是一種分子量極高的物質,分子量高的意思是,同一分子賠償損失原子互相連接形成大分子的狀態。以熱可塑性塑膠來說,這分子互相繚繞,部分則結晶由此給塑膠帶來強度。因此,分子量過小,這塑膠強度就不夠。

導致分子量減少的原因很多。第一是,有水分時因水解現象而降低分子量的現象。不過並不是所有塑膠都會發生水解,只有聚碳酸脂(PC )、聚對苯二甲酸乙烯酯(PETP ),聚芳脂比較常發生。因此,這些塑膠材料在成形時,預備乾燥應做得好。

第二原因是,塑膠因熱分解而降低分子量。有些成形條件也會造成分子量降低,但導致熱分解的主要原因是回收材料用量過多。由於射出成形時需在缸套內加熱塑膠,成形品或澆道、注道料的分子量已較原來原料塑膠的分子量為低。因此,使用過多的回收材料,或重復多次使用再生料,成品的強度就降低。但是這分子量降低程度,則因塑膠種類而差距很大,某種塑膠也許只經加熱一次(成形操作一次)則顯著降低分子量而不能回收使用,而某種塑膠則經過多次成形操作後仍保持分子量不變。因此,回收材料能摻多少(%),並沒有一定公式可循。此外,熱硬化性塑膠經加熱則改變化學結構而硬化,因此無法回收再用,但熱可塑性塑膠之中也有稍微改變化學結構而不易回收的。

這第2項原因是因塑膠的性質本身帶來的,並不是普遍性的。例如尼龍6及尼龍66,吸收空氣中的水分後漸漸達到普通強度,剛成形的成形品則比較脆。

第3項原因是由成形條件不適當造成的。這也有幾種情形。

第一種情形是因為塑膠因熱分解而降低分子量的結果産生的。如上已述,分子量降低時成形品強度也降下。缸套溫度過高,或射出成形機的大小比成形品大很多時,或成形周期太長,成形材料在缸套內的滯留時間太久等時,會産生這種分解。

第二種情形是,塑膠溫度過低,塑膠無法在模具內的熔合部相溶合時産生的。關於這項缺陷請參看A8熔合痕項之記述。離型劑用量過多時也會發生這現象。

第4項原因是由模具所造成的,而主要是上述第3項原因第二種情形的熔合線太大引起的,由這原因引起的液晶聚合物的強度不足,是無補救辦法的。

C6 剝離

是成形品可如雲母般剝離的現象。通常互不相溶合的兩種塑膠存在下成形時發生。例如在ABS 樹脂成形後,清理工作不周到的情形下成形聚丙烯(PP )時,往往發生這現象。 此外,在缸套溫度及模具溫度太低的情形下射出成形聚乙烯(PE )時,也有可能發生這現象。

D . 其他不良

D1 成形粘附於模具

這是成形品粘附於模具而呈被粘合劑粘附狀的現象。通常成形對模具的粘附性很大的塑膠時發生,亦則主要發生於熱硬化性塑膠的現象。經常清理模具等十分冷卻固化則可防止這不良,熱硬化性塑膠用模具,用鍍鉻來降低粘附力,也是有效手段之一。 D2 成形品膠著於模具

這與D1類似,但不是成形品粘附於模具,而是成形品因成形收縮率而收縮抱住模具的情形。造成這情形的原因,可以說是因凹槽或成形品的形狀,成形品抱住模具的力量大於頂出力量的。

假如這原因是因為壓力過大而塑膠被推進模具模槽的話,降低射出壓力,保壓壓力則可回復正常。

但是多半情形是由於模具受射出壓力壓縮的結果發生的,例如薄塑膠杯或家電製品外殼的擴聲器格子,由於模具的鋼材容易因壓力而變形,成形品比較容易膠著於模具。防止方法,可用離型劑,但同時宜考慮斜度,模具的研磨程度,頂出銷數目, 頂出方法之改變等方案.

D3 氣泡 (void)(空洞)

有兩種情形可歸入這缺陷, 其一是出現於成形品的較厚部位中央的, 另一種是全面出現於成形品的細泡.

出現於厚部中央部位的氣泡, 是射出成形時的成形收縮引起的. 在較薄部位的前方有較厚的部位的話就會産生凹塌的情形, 已在A2凹塌項講述過. 這凹塌不在表面, 而在成形品內部發生則成氣泡或空洞。因此另有內凹塌之稱。射出成形時,成形品係從外側開始固化。而當去除保壓後收縮的部份通常以凹塌形態出現,但是去除壓力時外側已固化的話,由於外側太硬無法形成凹塌,在保持表面不為數的情形下收縮,在內部形成真空部分,即氣泡或空洞。從這成因來看,成形後的這部分不可能是空氣,因此把它叫做氣泡似乎有不妥之處。而一方面,這空洞係存在於較厚部分的中心,除非在後處理時在空洞部位穿孔, 或使用直接澆口的成形品,去除澆口料則露出空洞,這種現象在不透明成形品,不一定算是缺陷。

另一種氣泡是,在接近成形品表面的部分出現微細氣泡的現象。這主要因塑膠本身,或帶電防止劑等添加劑分解而産生。

D4 塑膠流進金屬嵌件

這種缺陷,主要是因金屬嵌件的尺寸不准或固定金屬嵌件的方法不適當而引起,為了補救這缺陷而降低塑膠流動性的方法,雖然可減少流進量,但一方面這將造成凹塌或金屬嵌件周邊的龜裂,不算是良好的對策。

D5 金屬嵌件的位置不對

這種缺陷的原因可分三種。

第一是嵌件位置偏離規定位置的情形,不論直接用銷保持金屬嵌件,或將金屬嵌件鎖於芯的方法,鞭誤差都比直接射出成形時大。因為金屬嵌件本身的的製作誤差及插進嵌件的空隙都有關係,因此這是本來就容易發生位置不對的方法極難以用成形條件來修整。降低射出壓力及保壓壓力減輕施加於保持金屬嵌件的力量,是治標的方法之一。

第二是金屬嵌件稍微高出成形品面的情形。射出成形時塑膠會發生成形收縮,但金屬嵌件則保持模具的模槽厚度不變。這就是造成金屬嵌件稍微凸出成形品面的原因。因此要把塑膠面與金屬嵌件面完全形成同一平面,可以說是辦不到的。於是,金屬嵌件不妨稍微凹入的話,可改造模具使承受嵌件部分稍微凸出模具。

第三是把板狀金屬嵌件置於厚部的中心時偏移,甚至凸出成形品面的情形,通常板狀金屬嵌件須由模具的固定部及可動部雙方設銷固定,這固定不妥時會發生種缺陷。

D6 金屬嵌件的損傷

這種缺陷多半由金屬嵌件本身的不良及設計模具時的疏忽引起,偶然在成形時的疏忽,無論哪種原因,金屬嵌件的損傷,往往會發展為模具的損傷,非注意不可。

金屬嵌件本身的不良中, 以嵌件過厚及孔徑過小的情形占多, 這些缺陷都有造成損壞模具之處。至於模具的設計,多半是對保持部的設計不周到考慮而引起,原則上,嵌件應插進模具的固定一側,若設於模具的可動側,在箝模時有嵌件跳出而損壞模具之處。 D7 截面厚度的變動

模具尺寸正確,但成形品厚度卻不准的現象。這現象,一部分是由凹塌引起的,這部

分請參看A2凹塌項。這種厚度變動,多數是由模具撓彎及合模具時的偏倚引起,即如,模具厚度不足,押住側向模芯的力量不夠等原因造成模具強度不足時,或該射出成形機的箝模力過小時,或成形時模具雖已充填完畢而仍繼續施加壓力,或保壓壓力過大時發生這現象。

成形品的左右側面厚度不同的情形,是由押住側向模芯的方法不對,或模芯位置不對,

或模具的導銷或導銷襯套已磨損,安裝模具時中心已偏移等原因引起,對准模具的固定側與可動側時,應採用套筒對准法。

D8 頂出部位凹入

是成形品表面的頂出部位凹入的現象。

因頂出銷過長,凸出模具面,由些造成表面凹入是理所當然,而因模具強度不足發生

撓彎時也會發生這現象,請參看D7,截面厚度變化的說明。

上述以外的原因造成頂出部位凹入的,還有成形品尚未完全固化前頂出,以及頂出銷

面積過小,前者由於成形品硬度尚不夠,承受頂出力量便凹入,後者則是集中於頂出銷尖端的力量大而造成的。對策加大頂出銷或增加頂出銷的數目。

D9 頂出部位凸出

是成形品表面的頂出銷痕凸出的現象。

主要原因是頂出銷過短,其他射出壓力過低或頂出機構損壞時出會發生。

D10 毛邊

是最常見的缺陷之一,是成形品上有多餘的膜的現象。

熱硬化性塑膠的射出成形,要完全防止毛邊發生並非易事,但熱可塑性塑膠則須設法

做無毛邊成形。

在有毛邊的情況下繼續射出成形的話,發生毛邊部位的模具將逐漸凹入,使得毛邊越

來越多,越來越大,因此,一發現毛邊産生,則須立刻修理模具。

産生毛邊的原因有多種。

其一是合模不安,這項原因似不必再說明。

其二是模具發生撓彎時,當側向模芯固定銷等模具強度不足時,模具將撓彎而引起毛

邊産生,由這原因産生毛邊的例不少,因此設計模具時,應保持充分強度。

其三,是射出成形機的箝模力與成形品的大小不成比例,箝模力過小時,通常,箝模 力需要平均模具內壓再乘含注道、澆道在內的成形品投影面積的力以上的力量,當所用箝模力不夠這力量,或射出成形機的的最大箝模力仍在這力量以下時將發生箝模力過小。但是成形條件也會引起箝模力過小。例如,從射出變換為保壓的位置遲延,對模具産生設計時的內壓以上的壓力時,模具便因這壓力而彎撓産生毛邊,因應方法是提前由射出 變換為保壓的位置,或降低射出壓力。

降低射出壓力,再使由射出變換為保壓的位置適當,也可減少其二所述模具撓彎,也是修改這原因的對策。

E 射出成形機引起的不良

E1 成形材料供給量的變動

這是因射出成形機的螺杆轉數變動造成的現象。

這種供給量的變動,多半是由原料不合適引起的,往往也由成形條件不妥産生。 原料不合適的情形,使用再生品時常發生,尤其含多量粉末時為甚。成形料的滑動性良好時也會發生這現象。

在成形條件方面,當料鬥下部的溫度過高,或螺杆背壓過低都會引起供給量變動。 E2 成形材料的可塑化過度

當射出成形機的缸套溫度過高,或射出成形機的螺杆上有損傷時會發生這缺陷。 E3 成形材料的可塑化不足

射出成形機的缸套溫度過低,或螺杆背壓過低,或螺杆轉數過小時發生這缺陷。 E4 可塑化所需時間過久

成形材料的流動性不夠,射出成形機的螺杆轉數過低,或旋轉射出成形機螺杆的力量不足時,都會引起這缺陷。

E5 射出量的變動

這現象是塑膠在溫度不均勻的狀態下射出時發生的。亦則成形料尚未完全可塑化即射出時發生的。

E6 射出量減少

是射出的塑膠量少於設定於射出成形機螺杆的行程的現象。

通常,這現象是在塑膠溫度太高及止回閥破損時,熔融塑膠循螺杆逆流而發生。 止回閥是容易故障的部位,在熱可塑性塑膠的射出成形的保壓階段,若有螺杆自行前進的現象,就應檢查止回閥是否發生故障。

此外,塑膠溫度過低時也會發生這問題。

E7 在可塑化過程中發生噪音

這是射出成形機的螺杆旋轉時發出的聲音。

當螺杆超過其能力強行旋轉時,在螺杆的加壓部及其前方便發出這種聲音。因此對策是改變可塑化條件,使螺杆輕鬆施轉。

E8 射出速度不一

這是射出階段的螺杆前進不順所引起的現象。

當缸套內的塑膠溫度太高但溫度卻不均勻時,以及塑膠溫度太低時,都會發生這現象。 E9 射出時間過久

是缸套內塑膠的流動性不良時發生的現象。

因此,提升缸套內塑膠的溫度,且升高射出壓力及射出速度,使模具溫度升高則可回復正常,此外,模具的澆口太長而阻力高時也會發生。

其他原因是射出成形機與模具注嘴的對准不佳,或模具注嘴壓扁時也會發生。 E10 冷卻時間過久

這種缺陷幾乎全部由模具的冷卻機構不充足引起的。模芯細而長時,塑膠在冷卻中緊密包住模芯,容易升溫。細長模芯雖然有這種缺點,為了縮短成形周期,不得不製成能充分冷卻的模具,不過實際上困難重重。

E12 注道部分殘留於模具內

模具的注道部分的研磨不好,及模具注嘴R 與射出成形機的注嘴R 不配合時,常發生這種現象。

修整注道部分的頂出不良的方法是,在模具上加裝注道定位銷。此外雙方注嘴的R 互不配合時,在射出成形機的注嘴與模具的注嘴之間,形成皿狀的固化塑膠,妨礙注道部分的頂出,模具注嘴壓扁時也會發生這現象。

E13 頂出銷及滑動銷膠著

是打開模具時滑動銷膠住不動,或頂出成形品時頂出銷鉤住的現象。

引起這種現象的原因,主要是塑膠的流動太好,或射出壓力及保壓壓力過高,使得塑膠流進頂出銷或滑動銷的空隙,固化而引起的。 E14 開模困難

是由D1成形品粘附於模具,及E13頂出銷或滑動銷的膠著引起的以外,尚有下列情形。

射出成形機的箝模機構,有直壓式和肘節式兩種。肘節式在開模初期施加的開模力,與箝模力幾乎相等,但直壓式則由於結構上的限制,施加的開模力只有箝模力的1/8程度。因此在採用肘節式箝模機構的射出成形機時開模容易的模具,也許用採用直壓式箝模機構的射出成形機時無法開模。 E15 頂出困難

除D2模具的膠著以外,尚有下列原因。

如前已述,射出成形機的箝模機構有直壓式和肘節式兩種,而後者在開模初期的開模力較強,但是這開模力並不是在開模的全程都保持大開模力,而是開始開模時大,而後隨著行程增加,開模力則逐漸減少,而頂出操作是在行程的半途進行,這時的開模力已非常小,因此直接把開模運動轉變為頂出的話,頂出力將發生不足現象。因此,通常不直接利用開模力做頂出之用,而另設使用油壓壓頭的油壓頂出機構。

4. 怎 樣 修 改 成 形 不 良

4. 怎樣修改成形不良

在3章裏已說明主要引發成形不良的原因,部分也述及修改方法。

本章是把成形不良列表以利一覽,同時從成形材料,射出成形機與成形條件,模具設計及製品設計四方面說明修改方法。最後空白欄可記錄發生的例,以防再犯同樣錯誤。 如2章所述,射出工程及保壓工程,均以在中途能改變壓力及速度的射出成形機為例,說明成形不良的修改法。至於在射出工程及保壓工程無法改變設定條件的射出成形機,則請參考就射出工程及保壓工程一般修改方法進行。

此外,修改方法中記述降低塑膠溫度時,除減低缸筒溫度外,減低螺杆背壓或減低螺杆轉數也可達成降低溫度的目的,而提高的塑膠溫度的方法,除提升缸筒溫度外,也可藉增加螺杆背壓或增加螺杆轉數來達成目的。

成形不良修正法

第一部 熱可塑性塑膠 第二部 熱硬化性塑膠

第一部 熱可塑性塑膠

B 變形與尺寸不良

C 龜裂

續上

D 其他成形不良

續上

E 射出成形特有的不良

續上

第2部 热硬化性塑膠 A 表面缺陷

B 變形與尺寸不良

C 龜裂

D 其他成形不良

續上

E 射出成形特有的不良

續上


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