注塑制品的常见缺陷及消除论文_刘家琛

注塑制品的常见缺陷及消除论文_刘家琛

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摘要:随着我国汽车工业的发展,汽车上使用了大量的注塑成型的塑料零件,如仪表板、保险杠、门护板、后视镜、门把手、柱护板等等,而这些塑料零件恰恰是生产最容易出现问题的零件。为了实现注塑零缺陷的目的,必须从产品结构、模具、工艺、材料(塑料原材料)、设备(注塑机)等方面入手。注塑制品出现质量问题时如何分析、解决;没有出现问题时或者产品设计时如何从产品结构、模具、工艺等方面避免可能出现的缺陷,笔者将一一介绍。

关键词:注塑制品 表面缺陷 质量措施

前言

通过几种注塑制品成型过程中出现的典型缺陷,通过与生产实际相结合,从影响注塑制品表面质量的因素(产生的原因、塑料材料、注塑工艺参数、注塑机、注塑模具)分析,深入浅出地归纳、总结注塑制品表面质量缺陷产生的原因,并列举了消除缺陷的具体改进措施。

1、流纹

流纹是在浇口附近沿熔料流动的方向直至制品末端,以浇口为起始点而呈现出条纹波浪的缺陷。若材料是高黏性(流动性差)材料亦或厚壁的制品生产时易出现此类现象。在聚碳酸酯(PC)材料做成的制品上明显,而在ABS材料的制品上缺陷更大,显现出暗灰色。

1.1形成的原因分析。在射胶过程中,特别是较低射速下,与模具表面接触的熔料迅速凝结,且流动阻力加大,便会在熔料的前部产生扭变。凝结的外部材料不能完全贴合模具腔壁而形成波浪状,即使保压也难以抚平。

1.2 有关工艺参数的改进对策:①加大注胶速度;②增加保压压力并延长保压时间;③改善模温,增大模具温度;④提高料筒温度和螺杆背压。

1.3 关于模具、设计的解决方法:①为吸纳前端冷料而增加流道中冷料井的尺寸;②增大浇口截面积或缩短流道;③改变热流道喷嘴的尺寸或减小主流道尺寸。

2、溅射纹

溅射纹是指制品表面溅射开的印迹,沿着流料方向,向前端辐射发展。

2.1 形成的原因分析:①原料含水分过高;②熔料闲置时间过长;③熔合了不同温度要求的原料;④射胶速度过快;⑤配料中水分挥发。

2.2 有关工艺参数的改进对策:①充分预烘、干燥原料桶;②调整料筒温度,降低注胶速度;③不宜添加过高的再生料比例;④添加的着色剂、润滑剂、稳定剂、脱模剂等本身吸潮,加之混合不均在生产中挥发、分解。

2.3 关于模具、设计的解决方法:①改变螺杆设计不合理,压缩比过低,造成原料降解而混入空气的问题;②查看烘干设备是否正常,以免传感器长期使用而失去原有的灵敏度;③检查排气口的位置及尺寸是否适当;④调整浇口、流道布置不均衡,型腔阻力大的问题;⑤改善冷却系统受热不均,局部过热。

3、气眼

气眼是指空气被困在型腔内而使制件产生气泡的现象。通常位于熔体最后填充的地方,有着不同的尺寸和形状。

3.1 形成的原因分析。制品形成过程中熔融材料交汇时内部的气体无法从排气口、下料口及合模处中及时排出导致的。制品成型温度过高、熔料过热且停留时间过长导致材料降解而产生气体。制品在尺寸和形状设计上的差异,也对缺陷有着不同程度的影响。

3.2 有关工艺参数的改进对策:①降低螺杆转速;②适当调整模温;③提高背压,减少回吸。

3.3 关于模具、设计的解决方法:①在缺陷产生的位置,增设排气口改善模具排气状况;②重新调整浇口位置、尺寸和流道设计;③选择合理的螺杆直径,减少气体的停留时间并留有足够的空间;④减少厚度的不一致,尽量保证壁厚均匀。

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4、发脆

发脆是指制品在某个部位容易出现断裂或破坏。缺陷的原因是由于材料裂解,使分子链变短,分子量降低,进而导致制品的物理性能降低。

4.1 形成的原因分析:①射速太快或射出压力太高;②模温机设置不当;③原料温度不当或过多使用回收料;④螺杆尺寸选择不宜;⑤设置浇注口的位置和流道系统设计不合理。

4.2 有关工艺参数的改进对策:①降低螺杆转速和射胶速度,减少过量剪切热的产生,以免材料裂解;②设置适当的模温参数;③使用高强度的材料,改变原生料和回收料的使用比例;④选择适当的干燥条件;⑤减小射胶体积或增大流道截面积。

4.3 关于模具、设计的解决方法:①选择尺寸适合的螺杆,在塑化阶段不要让螺杆转速太快,从而使温度分散得更平均;②加大竖浇道、流道或浇口尺寸,防止过量的剪切热使得本已过热的材料进一步恶化;③改善溶胶流经狭窄的流道,产生大量的剪切热而无法及时排出的情况,防止材料裂解。

5、溢料

溢料又称飞边、毛边或披锋等。多在模具分合位置上(如分型面、滑配部位、镶嵌缝隙、顶杆(针)孔眼等处)使制品在所述地方产生多余的材料。

5.1 形成的原因分析。制品生产过程中,模具的锁模力低,难以保持成型整个过程模具紧闭,模具结构变形在分型线处有缝隙,在型腔压力较高处便会造成溢料。溶胶速度过高或射胶压力过大导致溶胶流动性过高,不当的排气孔、槽设计,也会导致溢料的产生。

5.2 有关工艺参数的改进对策:①依据制品壁厚程度,调整射胶速度和时间;②调节适当的注胶压力和保压压力;③防止原料混合不均或是熔料填充量过大;④改善料筒、喷嘴或模具温度过高,避免材料黏度降低,流过性增高;⑤模具平行度不好,合模调节不佳,造成合模不均衡;⑥选择型号适当的注塑机,合模力度必须大于制品截面积在注胶时形成的表面涨力。

5.3 关于模具、设计的解决方法:①使模具设计合理,使模具在锁模时能够密闭,防止合模不严;②改善浇口开设位置过偏,注胶时单边压力过大;③防止动模或是中板变形、翘起;④防止模具分型面研配不佳,模框周围凸凹不平;⑤防止滑动型芯或是固定型芯在模腔偏移原有的安装位置。

6、烧焦

烧焦是指在制品表面浇口附近、流道中间和制品末端出现泛黄、淡棕色或是黑灰色的纹痕。

6.1 形成的原因分析。制品生产过程中,熔料滞留时间过长,由于高温、过热而使原料发生降解,并且和被挤入的空气在交接处因连续射胶而产生“柴油机效应”――在料筒中被挤入的空气因高温、高压环境所导致的焦化现象。

6.2 有关工艺参数的改进对策:①调整料筒温度,减少熔料的停留时间;②降低熔料温度,建议测量熔料实际温度,尤其是温度敏感型材料;③做好螺杆的清理、维护,定期检修防止料筒、喷嘴、法兰面磨损、损坏;④防止料筒、喷嘴或模具温度过高,导致材料黏度降低,流过性增高;⑤降低螺杆的速度,防止背压过高。

6.3 关于模具、设计的解决方法:①选择合适的螺杆型号和尺寸,螺杆的加料段适当要长,沟槽要深;②螺杆选择的压缩比要适当;③设计安装通气装置。

结语

在实际生产过程中,注塑制品的质量缺陷有很多种,所有质量缺陷的产生都与成型工艺及设备、模具、设计结构、塑料材料密切相关,防止注塑制品产生质量缺陷须从以上几方面入手,只有找出缺陷产生的根本原因或是多方面原因,才能制定行之有效消除缺陷的具体措施。

参考文献:

[1] 欧相麟,王大中,宁凯军.汽车注塑件典型缺陷分析及其解决措施[J].工程塑料应用,2014(01):51-55.

[2] 赵晓宏 .注塑缺陷原因分析及改善对策[J].机械制造与自动化,2017,38(04):84-87.

[3] 张彦怡,孙宣无.塑料注射成型与模具[M].中国铁道出版社,2013,(08):36-38.

论文作者:刘家琛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/25

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