注塑是一種高效的生產(chǎn)方法,特別適合批量制作大量相同零件的場合。不過,這一過程同樣需要很高的技術(shù)專業(yè)性。產(chǎn)品開發(fā)的早期階段,哪怕是看起來微小的失誤,也可能演變成大問題,嚴(yán)重時還可能影響產(chǎn)品的完整性。
如果任由缺陷存在,不僅會降低整個產(chǎn)品開發(fā)過程的速度和成本效益,還可能減少產(chǎn)品的使用壽命。注塑時出現(xiàn)的問題和缺陷可能源于多種原因,例如設(shè)計缺陷、生產(chǎn)過程的誤操作、質(zhì)量控制失敗等。因此,在產(chǎn)品開發(fā)的每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)積極采取風(fēng)險減緩措施,減少潛在注塑缺陷的風(fēng)險至關(guān)重要。
以下列舉了幾種常見的塑料注塑缺陷,以及產(chǎn)品團隊如何去避免它們:
1. 流水紋(Flow Lines)
流水紋是指零件表面出現(xiàn)的異色線條、條紋或圖案。這些紋理由于模具中熔融塑料移動速度不一致,導(dǎo)致樹脂以不同速度凝固。通常情況下,這表明注射速度和/或壓力過低。
當(dāng)熱塑性樹脂流過模具內(nèi)壁厚不同的部位時,也會出現(xiàn)流水紋。因此,保持壁厚一致,或確保倒角和圓角長度適當(dāng)是至關(guān)重要的。在模具腔體的薄壁部分設(shè)置注射口可以進(jìn)一步減少流水紋的產(chǎn)生。
2. 縮水?。⊿ink Marks)
縮水印表現(xiàn)為零件厚實部分的凹陷、凹痕或坑狀。部位較厚的區(qū)域冷卻時間要長,這可能導(dǎo)致里層與外層收縮速率有所不同,產(chǎn)生預(yù)料之外的問題。
雖然這大都表明塑料需要在模具中停留更長時間,以便充分冷卻和硬化,但有時也可通過降低最厚壁壁厚來緩解,以確保冷卻更加均勻徹底。模具腔內(nèi)壓力不足或注射口處溫度過高也可能導(dǎo)致此類缺陷。
在設(shè)計層面,則可以通過確保適當(dāng)?shù)淖⑺芾卟亢穸群捅诤駚碜钚』s水印的風(fēng)險。這些措施也有助于提高零件的總體強度。
3. 分層(Delamination)
分層指的是部件表面分離成薄層。這些層,看起來像可剝離的涂層,由材料中的污染物形成,因為這些雜質(zhì)無法與塑料發(fā)生結(jié)合,導(dǎo)致形成局部缺陷。過度依賴脫模劑也可能引起分層。
為預(yù)防和修復(fù)分層,應(yīng)提高模具溫度,并改進(jìn)模具排出機制,盡量減少對脫模劑的使用,因為脫模劑會增加分層的風(fēng)險。在注塑前適當(dāng)預(yù)熱塑料也可助于預(yù)防。
4. 熔接線(Weld Lines)
這類缺陷標(biāo)識了模具中有孔的幾何部分,兩流熔融樹脂在此相遇并流動。若流動溫度控制不好,兩股樹脂流將無法融合為一體,從而形成明顯的焊接線,降低零件的整體強度和耐久性。
【焊接線的實例】
提升熔融樹脂的溫度、加快注射速度、提高壓力,均可有效預(yù)防固化過程提前開始。選擇粘性較低且熔點較低的樹脂,能降低焊接線的出現(xiàn)概率。此外,優(yōu)化模具設(shè)計,去除不必要的隔板,同樣有助于消除焊接線。
5. 短射(Short Shots)
當(dāng)樹脂未能完全填滿模具腔體時,會出現(xiàn)短射現(xiàn)象,造成不完整且無法使用的零件。
【短射的成因】
短射通常由模具內(nèi)部的流動受限所致。狹窄或堵塞的閘門、被困的氣囊、不足的注射壓力都可能是導(dǎo)因。同時,材料的粘性和模具的溫度也會影響此問題的發(fā)生。提高模具溫度和改進(jìn)模具設(shè)計,增加適當(dāng)?shù)耐L(fēng),有助于空氣的釋放,從而預(yù)防短射。
6. 翹曲(Warping)
在冷卻過程中由于內(nèi)部不均勻收縮而引起部件的意外扭曲或彎曲,稱為翹曲。注塑過程中翹曲的出現(xiàn)大多是由于模具冷卻不均勻或不一致所致,進(jìn)而在材料內(nèi)部形成應(yīng)力。
【避免翹曲】
確保零件得到充足的冷卻時間,并以漸進(jìn)的速度冷卻來預(yù)防內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生,是避免翹曲的關(guān)鍵。在模具設(shè)計中,確保壁厚均一非常重要,它不僅有助于提升零件質(zhì)量,還確保塑料在模具腔體中單向流動,減少翹曲發(fā)生的幾率。值得一提的是,具有半結(jié)晶式結(jié)構(gòu)的材料更容易發(fā)生翹曲。
7. 噴流(Jetting)
噴流是由于固化過程不均所導(dǎo)致的缺陷。初期樹脂射流進(jìn)入模具后,在腔體完全填充之前開始固化,造成了部件表面可見的扭曲流動圖樣,削弱了部件的結(jié)構(gòu)強度。
【如何減少噴流】
要確保填充更加平穩(wěn),通??梢酝ㄟ^減少注射壓力來實現(xiàn)。另外,通過提高模具和樹脂的溫度也有助于防止射流過早固化。將噴嘴放置在可使材料沿模具最短軸線方向流動的位置,是減少噴流的另一個有效方案。
預(yù)防注塑缺陷
注塑雖然是一種生產(chǎn)高度一致性塑料部件的高效方法,但如同許多制造過程一樣,要想生產(chǎn)出高品質(zhì)的最終產(chǎn)品,就需要高度細(xì)致的關(guān)注和主動的風(fēng)險管理。每個參與產(chǎn)品開發(fā)流程的人員,從設(shè)計初期直至最終交付,都要盡到責(zé)任,確保產(chǎn)品符合最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),規(guī)避這些常見的塑料注塑問題。
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