注塑制品几种常见缺陷处理方法
飞边、溢边、溢料的处理方法
披锋又称飞边、溢边、溢料等,大多发生在模具的分合位置上,如:模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙、顶杆的孔隙等处。溢料不及时解决将会进一步扩大化,从而压印模具形成局部陷塌,造成永久性损害。镶件缝隙和顶杆孔隙的披锋还会使制品卡在模上,影响脱模。
披锋实质上是塑胶料进入模具配合部位的间隙经冷却后遗留在产品上的多余物。要解决披锋的问题很简单,那就是要控制不要让熔体进入到模具配合间隙中去。
塑胶熔体进入到模具配合间隙中去,一般有两种情况:一种情况是模具配合间隙本来就大,胶体很容易进入其中;另一种情况是模具配合间隙本来是不大的,但因熔融的胶体受压强行突入进去的。
表面上看来,披锋似乎只要加强模具的制造精度及强度就可以完全解决。提高模具的制造精度,减小模具的配合间隙,防止熔融胶体进入,完全必要。但模具的强度,在很多的情况下,并不能无限地加强,加强到任何压力下,胶体都不能突入其中。
披锋的产生既有模具方面的原因,也有工艺方面的原因。检查工艺方面的原因,首要检查锁模力是否足够,只有确保锁模力足够的情况下,披锋仍然产生时,才检查模具方面的原因。
检查锁模力是否足够的方法:
1)逐步增加注塑压力,随着注塑压力的增加,披锋也相应增大,并且披锋主要是在模具的分型面上产生的,说明锁模力不够。
2)逐渐增加注塑机的锁模力,当锁模力达到某一值后,分型面上的披锋消失,或再增加注塑压力时,分型面上的披锋也不再增加。则认为这一锁模力值是足够的。
检查是否为模具制造精度造成披锋的方法:
以较低的料温、较低的充胶速度,以较低的注塑压力,将产品刚好充满(产品有轻微缩水)。此时,可以认为熔体突入模具配合间隙的能力很弱,此时若披锋产生,则可以判断是模具制造精度的问题,需要修模解决。可以考虑放弃用工艺方法来解决披锋的产生。
需要注意的是,上面的“三低”条件不可少,高的料温,较快的充胶速度,较高的注塑压力,会导致模腔局部压力增大,增强熔体突入模具配合间隙的能力,胀开模具而产生披锋,虽然此时产品并不满胶。
分析披锋产生的原因,是建立在锁模力足够的前提下,当锁模力不足时,是难以分析出披锋产生的原因的。下面的分析,都是建立在锁模力足够的情况下,请读者注意。
根据披锋出现的几种情况,披锋产生的可能:
第一种情况:
如上所述,在低温、低速、低压的情况下,产品不满胶时,披锋已经产生。可能产生的主要原因是:模具制造精度不够,配合间隙过大;
第二种情况:
产品刚好满胶时,局部有缩水现象,无披锋产生;当加大注塑压力,改善产品局部缩水时,披锋产生。可能的原因有:
1)料温过高。料温过高,熔体的粘度低,流动性好,熔体突入模具配合间隙的能力愈强,就会导致披锋的产生。
2)注塑速度过快,注塑压力过大(导致填充过饱和)。过快的速度,过大的注塑压力,特别是过大的注塑压力,会增强熔体突入模具配合间隙的能力,导致披锋产生。
3)塑料的流动性太高。塑料的流动性越好,熔体的粘度越低,熔体钻入模具配合间隙的能力越强,就容易产生披锋。当模具制作已经完成,模具的排气槽的深度,模具的配合间隙已经定型后,换另外一种流动性好的塑料来生产,就会产生披锋。
4)模具的强度不足。当模具的设计强度不足时,当模腔承受塑料熔体的压力后,就会变形胀开,胶体就会突入到模具的间隙中去,产生披锋。
5)产品设计不合理。产品局部胶位过厚,注塑时收缩过多,就会导致局部缩水。为了调节产品局部缩水的问题,常常要用较高的注塑压力、较长的注塑时间来充填与保压,结果又导致模具强度不足变形,产生披锋。
6)模具温度过高。高的模具温度,不仅能使塑料保持良好的流动性,压力损失小,也降低了模具的强度,同样会导致披锋的产生。
第三种情况:
是注塑生产中最常遇到的问题,通常采用所有的工艺手段都无法解决,对注塑技术人员的困扰最大。对于这种情况,最主要的手段是通过修模解决。解决方法有:
1)产品局部减胶。对产品缩水的局部进行减胶,胶位减薄后,产品缩水问题能得到改善,注塑压力就会降低,模具变形就小,披锋就能得到抑制。这是最有效、最常用的办法。
2)增加进胶点。增加进浇点,可以降低注塑流程,降低注塑压力,模具型腔受到的压力就会减小,就能有效地解决披锋的产生。增加进浇点,特别是在产品缩水位置增加进浇点,对降低模腔注塑压力能起到立竿见影的效果。也是比较常用的手段之一。
3)对模具局部进行加强。有时模板的变形,可以在动模板与顶针板间增加撑头的办法来加强。
烧焦处理方法
因素1:熔体破裂
当熔体在高速,高压条件下注入容积较大的型腔时,极易产生熔体破裂现象,此时,熔体表面出现横向断裂,断裂面积为粗糙地夹杂在塑件表层形成糊斑。特别是少量熔料直接注入容易过大的型腔时,熔体破裂更为严重,所呈现的糊斑也就越大。
熔体破裂的本质是由于高聚物熔料的弹性行为产生的,当熔料在料筒中流动时,靠近料筒附近的熔料受到筒壁的磨擦,应力较大,熔料的流动速度较小,熔料一旦从喷嘴注出,管壁作用的应力消失,而料筒中部的熔料流速极高,筒壁处的熔料被中心处的熔料携带而加速,由于熔料的流动是相对连续的,内外熔料的流动速度将重新排列,趋于平均速度。
在此过程中,熔料将发生急剧的应力变化将产生应变,因注射速度极快,所受到的应力特别大,远远大于熔料的应变能力,导致熔体破裂。
如果熔料在流道中遇有突然的形状变化,如直径收缩,扩大以及出现死角等,熔料在死角处停留和循环,它与正常熔料的受力不同,剪切形变较大,当其混入正常流料中注出时,由于两者的形变恢复不一致,不能弥合,若悬殊很大,则发生断裂破裂,其表现形式也是熔体破裂。
由上可知,要克服困熔体破裂,避免产生糊斑:
注意消除流道中的死角,使流道尽量流线化;
适当提高料温,减少熔料松驰时间,使其形变容易恢复和弥合;
在原料中添加低分子物,因为熔料分子量越低,分布越宽,越有利于减轻弹性效应;
适当控制注射速度和螺杆转速;
是合理设置浇口位置及选择正确的浇口形式,这点相当重要,实践表明,采用扩大型点浇口,潜伏浇口(隧道浇口)较为理想。浇口的位置最好选择在熔料先注入过渡腔后再进入较大的容腔,不要使流料直接进入较大的容腔。
因素2:成型条件控制不当
这也是导致塑件表面产生烧焦及糊斑的重要原因,特别是注射速度的大小对其影响很大,当流料慢速注入型腔时,熔料的流动状态为层流;当注射速度上升到一定值时,流动状态逐渐变为紊流。
一般情况下,层流形成的塑件表面较为光亮平整,紊流条件下形成的塑件不仅表面容易出现糊斑,而且塑件内部容易产生气孔。因此,注射速度不能太高,应将流料控制在层流状态下充模。
如果熔料的温度太高,容易引起熔料分解焦化,导致塑件表面产生糊斑。一般注塑机的螺杆转数应小于90r/min,背压小于2mPA,这样可以避免料筒产生过量的摩擦热。
如果成型过程中由于螺杆退回时的旋转时间太长而产生过量的磨擦热,可通过适当增加螺杆转速,延长成型周期,降低螺杆背压,提高料筒供料段温度及采用润滑性差的原料等方法予以克服。
注射过程中,熔料沿螺槽回流太多及止逆环处有树脂滞留,都会导致熔料降聚分解。对此,应选用粘度较高的树脂,适当降低注射压力,换用长径比较大的注塑机。注塑机常用的止逆环都比较容易引起滞留,使其分解变色,当分解变色的熔解料注入型腔后,即形成茶色或黑色焦点。对此,应定期清理以喷嘴为中心的螺杆系统。
因素三:模具故障
如果模具排气孔被脱模剂及原料析出的固化物阻塞,模具排气设置不够或位置不正确,以及充模速度太快,模具内来不及排出的空气绝热压缩产生高温气体都会使树脂分解焦化。对此,应清除阻塞物,降低合模力,改善模具的排气不良。
模具浇口形式和位置的确定也相当重要,在设计时应充分考虑熔料的流动状态和模具的排气性能。
此外,脱模剂的用量不能太多,型腔表面要保持较高的光洁度。
因素四:原料不符合要求
如果原料中水分及易挥发物含量太高,熔融指数太大,润滑剂使用过量都会引起烧焦及糊斑故障。
对此,应使用料斗干燥器或其它预干燥方法处理原料,换用熔体指数较小的树脂以及减少润滑剂的用量。