塑胶制品缺陷z与设计注意事项

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1、 - 25 - 塑胶制品缺陷与设计注意事项第一节 气泡（Air Traps）什么是气泡? 图例 1 .计算机仿真气泡产生的位置。气泡是空气无法从模具中逃出而残留在成品中而 形成的。 气体被前锋冷料包住而不能从模具间隙， 入子孔，排气孔等地方排出。 气泡位置通常在最后充填的区域。形成气泡的原因通常是由于在最后 充填区没有排气孔或排气孔不够大。 另一个通常原因是产品有急速的肉厚变化(肉厚的地方优先充满)。 气泡产生的原因未逃逸的气体会在产品内形成真空或气泡, 短射了(未充满) ,未排出的气体会在产品内形成气泡，或因为燃烧而在成品表面产生污点。为了除去气泡, 我们可以通过减小注射速度, 增加排气,

2、或者在恰当的位置设置排气孔来改进充满模式。在下面的图示中,气泡是由于流长对壁厚比例过大。 在这种情况下,能够通过改变厚度比例或者在气泡形成区设置排气孔(例如,增加顶针)来增加排气。 解决对策1.在产品设计方面改变产品设计以减少厚度比例。这样可以将流长的影响减到最小。 2.在模具设计方面注意排气孔的设置。 在最后充满区增加排气孔。 在零件间特意设置排气孔, 例如, 分型面, 入子孔,顶针孔,滑块。 3.重新设计浇道系统 改变浇道系统能够改变充满模式, 其方法是让最后后充填区位于在恰当排气位置。 4.排气孔足够大 ,要确保在注塑时气体能及时逃逸 然而，要注意的是，排气孔太大就会产生毛边。 推荐排气

3、孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。 5.调整成型条件减小注射速度。高注射速度会导致气泡的形成。降低注射速度让空气有足够的时间从排气孔中逃逸。第二节 黑斑点/黑条纹(Black Speck/Black Streaks)什么是黑斑和黑条纹?黑斑和黑条纹是成品表面或者某部分出现的黑点或者黑条纹。除了燃烧或者变色更严重的以外，褐色的斑点或者条纹是相同的类型缺陷。 图1 .黑斑点 （左） 和黑条纹（右）。 黑斑和黑条纹是由塑料受污染或者材料加热过分的 (裂解, 燃烧)产生。 塑料的裂解材料因过分加热而裂解使成品产生黑

4、条纹。 在加热过程中，由于料筒和螺杆表面有划痕或粗糙表面阻止了塑料的流动，材料加热时间过长而烧焦或裂解，引起黑斑和黑条纹。图 2 .不合适的成型条件导致材料的裂解,成品中产生黑条纹。空气或材料的污染, 例如肮脏废料, 添加剂材料, 不同颜色材料或者低熔化点材料, 通常会导致黑斑点和黑条纹。 空气中的尘埃也会在成品表面上产生黑斑点。 同样的原因还会导致其它缺陷，例如：产品脆化、烧焦痕、变色。解决对策1.小心地运用材料1).确信材料没有污染, 例如肮脏的回收物混进原料。 2).盖上漏斗及盛原料箱子的盖子。 空气和灰尘会污染原料, 导致黑斑产生。 2.改变模具设计1).清洁顶针和滑块。滑块和顶针上的

5、油脂或润滑剂会导致产品上产生黑条纹。 2).改进排气系统。 如果最后充填区发现黑斑, 他们是很可能是因为排气系统不畅通而产生的。未排出的气体被压缩而燃烧导致黑斑。3).清洁流道并保证流道无划痕，流道中残留的脏物会导致这些缺陷。4).成型前清洁模具。3.选择恰当的成型机1).为不同的模具选择恰当的成型机。 一般射出量应该在成型机注射容量的百分之 20 和 80 之间。 对于热敏感的材料, 这个范围更小。计算机仿真成型能够帮助我们为选择合适的成型机。这样可以避免塑料在料桶中停留过长时间。2).检查模具表面是否有擦伤或凹坑而阻止塑料流动。它能导引材料变得过热而燃烧。 3).检查是否有加热系统导致局部

6、过热或温控系统有故障。4.调整成型条件降低料桶和喷嘴的温度，过高的温度会导致塑料的裂解。5.清洁成型机由料筒或者螺杆表面的污染可能产生黑条纹。 当用两种材料成型时, 旧材料可能没从料桶完全清洗以后，在第二种材料成型时形成黑斑或黑条纹。6.避免有黑斑和黑条纹的产品再利用这样产品再利用会导致进一步的污染, 除非把他们将用作以黑的产品或者这样的缺陷是可接受的。第三节 脆化（Brittleness）什么是的脆化?脆化的产品有破裂或者折断的趋势。材料退化而使其分子链变短导致脆化产生 (分子量变小) 。 结果, 产品的物理完整性比一般的小得多。 图 1 .裂解的产品容易脆化和破裂。 脆化的原因 同样的原因

7、还会产生其它缺陷：由材料裂解导致脆化 黑斑点/ 黑条纹不恰当的干燥条件 烧焦 不恰当温度设置 变色不恰当流道及浇口 不恰当成型机 熔接线 解决对策1调整材料准备过程条件（1）在成型前设置恰当干燥条件过度的干燥或过高的干燥温度会导致材料的脆化例如几天的干燥。过分的干燥会将塑料中的易挥发的成分挥发掉或者使它变得更敏感,分子重量减少会使这个材料裂解。 材料供给商能够为专门材料提供最佳条件干燥条件。 （2）减少二次材料。太多的二次料会导致产品脆化。 （3）不适宜的处理会将高强度材料变成低强度材料, 低强度材料更易于脆化。 改变型设计。2扩大流道及浇口（1）局限性的浇口，流道甚至产品设计会导致额外的剪切

8、热，使材料加热过渡而裂解。 （2）选择一个恰当成型机为了得到更好的熔胶温度就要找到恰当的成型机。材料供给商能够提供正确的成型机信息来避免不恰当或过高的加热温度而导致材料裂解。3调整成型条件（1）降低料筒温度和喷嘴的温度。如果料筒温度和喷嘴温度太高, 料筒中的材料过分加热, 导致材料裂解。 降低背压, 螺杆转速, 或者注射的速度以及剪切热等会导致材料裂解的条件。 （2）如果熔接线很明显，可以在保证材料不因过热而裂解的前提下，最大限度的提高成型温度和注塑压力。 第四节 烧焦（Burn Marks)什么是烧焦？ 烧焦是在最后填充区和空气聚集区出现的小黑斑。外形 1 .烧焦.烧焦的原因：1.排气不良如

9、果注射速度或者注射压力太高, 浇注系统和模穴中的空气不能在短时间内排出，就会产生烧焦现象。 当流长过长时，排气不良，会出现气泡。然而，当压力和温度过高时，就会导致材料裂解，在最后填充区和难于成型区产生烧焦现象。 2.材料裂解裂解的材料随熔胶流动，最后出现在排气槽附近或成品表面而产生烧焦现象。 引起材料裂解的原因有:1).熔胶温度过高2).螺杆转速过高 错误的温度设置，热感应片及温控系统的故障。如果在成型期间螺杆速度太高, 产生过多的摩擦热,使材料裂解。 3).流动路径不畅过小的主流道，分流道，浇口,会给熔胶带来额外的剪切热，使材料过分加热, 产生材料裂解。 同样的原因还会导致其它缺陷：黑斑/黑

10、条纹、脆化、变色解决对策1.改变模具设计1).设置充分的排气系统。 在最后填充区和难于成型区的排气尤其重要。推荐排气孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。2).增加浇注系统（包括主流道，分流道，浇口）尺寸。 过小的主流道，分流道，浇口,会给熔胶带来额外的剪切热，使材料过分加热, 产生材料裂解。 2.调整成型条件通过避免在成型过程中产生附加热来减小烧焦的可能性:1).减小注射压力。 2).减小注射速度。3).减小螺杆旋转速度。4).减小料筒温度。 5).检查料筒和喷嘴上加热片，校准热感应片。第五节 表面剥离（De

11、lamination）什么是表面剥离?表面剥离是成品表面成片状薄层裂痕的现象。 图1 .成品表面剥离现象。表面剥离的原因引起表面剥离的原因, 包括: 1.不可兼容的材料一起混合使用。 2.成型时使用的材料种类过多。 3.熔胶温度过低。 4.材料湿度过大。 5.流道及浇口不顺畅。 解决对策1.调整材料准备过程条件。在成型过程中避免使用过多的回收料。 2.改良模具设计。使流道及浇口顺畅。 锋利角落会使熔胶分流而导致表面剥离发生。 3.调整成型条件。 1).避免使用超出材料供货商提供的合理成型条件。 超出材料供货商提供的成型条件会导致表面剥离的发生。你必须修正顶出系统来排除解决这些缺陷。 2).特殊

12、材料在成型前必须根据干燥说明书来干燥。 3).材料湿度过度会导致产品发生表面剥离。4).提高料筒温度和成型的温度。 如果熔胶温度太低, 形成材料不能熔合在一起而彼此分层,当受到外力作用时就会龟裂。第六节 尺寸变化（Dimensional Variation）什么是尺寸变化?尺度变化(变体)是在成型条件相同的情况下，不同批次或不同产品间存在的尺寸差异。图1 .尺度变化(变体)是产品不可预料的变化。 引起尺寸变化的原因:引起尺寸变化的原因：成型机控制不稳定狭窄的成型条件不当的成型条件设置节流阀破损，老化材料性质不稳定解决对策1.改善成型前的材料准备过程条件1).材料供货商提供的材料性质不稳定会导致

13、成批产品的尺寸变化。 2).如果材料太湿，材料要进行干燥。 3).限制回收料在原料中的百分比。 不规则粒子能够使熔胶分层, 引起不稳定的产品分尺度变化(变体)。 2.改变模具设计部分1).如果产品在成型后弯曲变形需要调整浇注系统。2).为不同的材料设计不同的浇注系统。 用计算机仿真成型来优化浇注系统以使熔胶能顺畅的进入模穴。 3.更换成型机部件1).如果节流阀破损或过旧，需要更换节流阀。2).如果熔胶温度不稳定需要更换加热片和热感应片。 4.调整成型条件1).增加注射和保压压力，确保在填充过程和保压过程将材料送入模腔。 2).增加注射和保压时间,确保填充过程和保压过程将材料送入模腔。3).确信

14、成型温度甚至是检查冷却系统。 4).在整个成型过程调节适当的螺杆计量，注射量，螺杆转速，背压等。 第七节 鱼眼（Fish Eyes）什么是鱼眼?鱼眼是未熔融的塑料随熔胶一起进入模具后出现在成品表面而形成的表面缺陷。 图1。熔胶中混有未熔融的材料产生鱼眼。 产生鱼眼的原因:1.料筒温度过低如果料筒温度过低, 不能完全把材料熔化, 这些未熔融的材料混在熔胶中，最后出现在成品表面产生鱼眼。2.回收料加得过多回收料的形状和尺寸不规则，不利于排气，同时会引起流动不畅。 3.材料污染如果高熔度材料混到原材料里, 高熔度材料就会以小颗粒的形式存在，在成型时产生鱼眼。 4.低螺丝旋转速度和回的压力如果螺杆转速

15、和背压太低,可能没有足够的摩擦加热在注射前将料筒中的材料完全熔化。 解决对策1. 调整材料准备过程条件添加回收料的比率取决于产品规格，如果回收料用允许，回收料可以占10%以上。单独地存储不同材料和并盖好容器的盖子，避免把不同材料混进来。 2. 适当调整成型条件材料供货商会提供不同材料成型的料筒温度, 背压力, 螺杆转速等相关信息。 如果按照材料供货商推荐的成型条件仍然出现了问题, 尝试下面的调整。 1).提高料筒温度。 2).提高背压使材料得以充分的混合。3).提高螺杆转速，以得到更多的摩擦热将材料充分的熔化。第八节 毛边（Flash）什么是毛边?毛边就是在分型面,入子孔,排气孔,顶针孔等地方

16、产生的溢料。图1. 毛边 毛边产生的原因1.锁模力过小如果注射成型机的锁模力过小, 不能在成型过程中将模具锁紧,就会产生毛边。2.模具间隙如果分型面不能完全接触。分型面有缺陷，成型机选用不当，分型面上有杂物导致分型面间有间隙。3.成型条件成型条件不当，例如熔胶温度过高，注塑压力过大，都会产生毛边。排气系统不当，缺乏足够的排气或排气沟开得过深都会产生毛边。解决对策1.调整模具的密封1).模具建立恰当的密封模仁或入子存在不应有的间隙就会导致毛边产生。 2).确保模板的强度足够，防止模板在成型时变形如果在成型过程中模板的有任何变形, 需要增加支撑柱或增加模板厚度。 3).认真检查排气槽的尺寸推荐排气

17、槽尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。4).清洁模仁表面模仁表面残留的杂物使模具不能很好的密封，导致分型面上毛边的产生。 仔细研磨靠破面，保证靠破面在注塑压力下保持高度的密封。5).调整成型机成型机机台不平行会导致模板或模仁间密封不够而产生毛边。 选用更大的成型机。锁模力不够会在成型时产生毛边，需要成型机能够提供足够的锁模力。2.调整成型条件1).降低料筒温度和喷嘴的温度。成型温度过高塑料的粘度就会降低而导致毛边的产生。但是值得注意的是:熔胶温度过低就需要更大的锁模力来防止产生毛边。 2).降低注塑压力来降低锁

18、模力。 3).减少注塑量，防止射得过饱而产生毛边。 4).延长注射时间或者降低注射速度。第九节 流痕（Flow Marks）什么是流痕？流痕是成品表面靠近浇口附近出现的环形波纹痕迹。图1 .流痕流痕产生的原因：流痕产生是原因是由于浇口附近熔胶过冷或成型后段保压不够。通常产生流痕归因于: 1. 成型温度过低。 2. 模温过低。3. 成型机射速过低。4. 成型机射压过低。5. 流道及浇口过小。通常可以分析发现，由于模温过冷，前锋熔胶遇到冷的模壁和入子先冷却，后面的熔胶推进冷的熔胶也会产生流痕。这在有关“波纹”里有介绍。解决对策1.调整模具设计1).增加冷料井的尺寸，让前期冷料进入冷料井中而不进入模

19、腔。 冷井的长度通常等于流道直径。2).增大流道及浇口尺寸。 有时过小的流道和浇口会使熔胶过早冷却，在保压阶段熔胶不能继续填充而产生流痕。 3).缩短主流道的长度或使用热浇道。2.调整成型条件1).增加注射压力和保压力。 2).增加料筒和喷嘴的温度。 3).增加成型温度。第十节 迟滞（Hesitation）什么是迟滞?迟滞是由于塑料在薄壁处或厚度有急剧变化的区域停滞而产生的缺陷。可以通过改变产品的肉厚或改变进浇点来消除迟滞现象。图 1 . 由于塑料无法流动导致的迟滞迟滞产生的原因：当熔胶进入厚度有变化的模腔，它会先充满肉厚的区域，这些地方阻力较小。 因此, 熔胶会在薄壁处停滞直到别的区域填满后

20、才开始重新流动(参照插图1) 。 然而,如果熔胶停滞的时间过长，就会在停滞处冷却硬化，当凝固的塑料被推到成品表面就产生迟滞现象。 解决对策当成品出现迟滞现象时，需要重新考虑产品，模具设计及调整适当的成型条件。 1产品设计方面 减小成品的肉厚变化。2模具设计方面 进浇点远离薄壁处或者改变肉厚突变区。这样迟滞现象就会延后，时间也会缩短。 插图2左图是不好的设计, 发生迟滞现象; 将进浇口移到远离薄片处就减小了迟滞。插图2 .进浇位置不当而发生迟滞3.调整成型条件增加熔体温度或者注射压力。第十一节 喷射（Jetting）什么是喷射?喷射是当熔胶以高速从一个狭小的区域，如喷嘴，流道，浇口进入到一个没有

21、模壁阻挡开放的，宽阔的空间而产生的。喷射流以蛇形状在模具中小规模的熔接在一起。(参照插图1)。图 1 .喷射及正常的充满模式产生喷射的原因:喷射会导致产品强度差，表面有污点和其它很多内部缺陷。与正常的充填模式相比较，这种充填模式中塑料熔体直接从型腔一端喷到型腔另一端，如插图所示。解决对策1.改变模具设计通常喷射是由于浇口设置不合理造成的。1).让浇口对准模壁，使用如图2所示的搭接或潜伏式浇口。 外形 2 .用搭接式浇口来避免喷射。2).使熔胶逐渐地扩散开开。凸片式和扇形浇口使塑料进入型腔时有平滑的过渡，这样就可以减少熔体剪切压力和剪切率。图 3 . 使用凸片式或扇形浇口来避免喷射。 3).增大

22、浇口尺寸或减小流长。 2调整成型条件 1).调整成型全过程的射速在成型过程中使用一个合理的射速,当前锋熔胶到达浇口时，降低射速，等熔胶在浇口附近扩散形成舌状后立即提高射速。 下面的插图4说明这种技术。 2).调整料筒温度来控制熔胶温度。这的解释不好理解,可能与膨胀效应和熔体性质的变化有关 (例如黏性和表面张力)。 例如,多数塑料,当温度降低，膨胀系数增加, 而另一些材料, 例如硬质PVC, 温度增加膨胀系数也增大。图 4 .调整成型过程中不同阶段的射速来避免喷射。第十二节 波纹（Ripples）什么是波纹?波纹是产品边缘或最后充填区附近出现的像指纹或波浪样的缺陷。 外形 1 . 波纹波纹产生的

23、原因：根据通过使用玻璃入子分析发现, 波纹是由于前锋料踫到模壁而先冷却，后面的熔胶越过前锋冷料后踫到模壁然后冷却，如下图所示。熔胶前锋速度及模温对波纹产生影响最大，其次是浇口形状和熔胶温度。 图 2 . ( 1 ) 正常的充满没有波纹。( 2 ) 熔胶前进速度过低或模温过低, 产生波纹。 解决对策增加熔胶前锋速度或熔胶温度可以除去波纹。 1.修改产品设计增加产品肉厚。 2.修改模具设计 1).设计合适的浇注系统，包括主流道，分流道，浇口。2).设置足够的排气系统, 尤其最后充填区附近。确保排气系统在成型过程将气体全部排出。然而，要注意的是，排气孔太大就会产生毛边。 推荐排气孔尺寸结晶性塑料是

24、0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。3.调整成型型条件1).增加成型温度2).增加注射速度 这样可以得到更多的剪切热来减小熔体的粘度。3).增加注射压力小心不要超过机器的容量。 通常应该使注射压力在机器最大注射压力的75%到80%，以防止对机器的液压系统的损害。4).增加熔体温度小心不要超过塑料允许的温度，以导致材料的裂解。第十三节 短射（Short Shot）什么是短射？短射是熔融塑料没有完全充满模腔。 在某些情况下, 短射是否发生起决于充填方式。但是, 短射的问题是成品太薄或太狭长，熔胶不能完全充满模穴。外形 1 .短射短射

25、的原因：1 任何增大阻力导致熔胶不能充分地进入模穴的因素都能引起短射。 这些因素包括:不够大的尺寸和流动空间，例如流道，浇口，薄壁。2过低的熔体和成型温度。3排气系统不良导致模穴中存在空气。4过低注射压力(使熔体阻力过高和流动路径不畅) , 体积, 和射速。5机器的原因，例如料筒无料, 供料通道阻塞, 或者回流阀门过旧产生注射压力的损失或进料不够。6由于熔胶过早凝固，不良的充填方式，成型时间过长。解决对策有几个因素影响熔胶流动性，当短射的原因被查明后，就要采取恰当的行动来解决短射。 这里有一些建议： 1改变产品设计最重要的是增加产品的肉厚，这样有利于熔胶的流动，能够减轻短射。2改变模具设计设计

26、一个合适的浇注系统（主浇道，分流道，浇口）。 如果必要,通过下面的方法修改你的设计： 1).让肉厚的地方先充满，这样可以防止熔胶过早冷却。 2).增加浇口的数量或尺寸来减小流长。 3).增加浇注系统的尺寸来减少阻力。 4).排气系统不良也会导致短射。 在恰当的位置设置排气孔，特别是最后充填区附近，这样有利于空气的移动。增加排气孔的尺寸和数目。 3调整成型条件密切注意影响材料注入型腔的因素。 1).增加注射压力不要超过机器的容量。 通常应该使注射压力在机器最大注射压力的75%到80%，以防止对机器的液压系统的损害。 2).增加注射速度 在机器极限之内增加注射速度,这样可以得到更多的剪切热来减少熔

27、体黏性。 3).增加注射体积4).增加料桶温度和成型温度通过高温将增进材料的流动性。小心不要超过塑料允许的温度，以导致材料的裂解。5).如果经常发生短射, 可能是因为机器的原因。检查料筒，供料通道以及回流阀门，回流阀门磨能够导致注射压力的损失和注射体积的渗漏。第十四节 银条（Silver Streaks）什么是银痕（银条）？银痕是湿气，空气，可塑粒子在浇口附近呈飞溅状的散发在成品表面的现象。 图 1 .银痕产生银条的原因: 银条产生可能是因为:1.湿气2.空气塑料材料在存储期间吸收一定程度的潮气。 如果材料在成型前没适当的干燥, 在塑料中残留的潮气在注射过程中将变成蒸汽在成品的表面上出现。在成

28、型期间,一定数量的空气被封闭在模具里。 如果空气在注射过程中不跑掉, 它可能出现在成品表面。3.降解（烧焦）的塑料银条产生有的是因为降解（烧焦）的塑料发散在成品表面。4.材料的污染用两个材料成型时的材料污染, 当从一种材料转换为另一种材料, 如果第二种材料成型温度较高能把遗留在料筒里的剩余粒子烧焦。此外, 污染的材料，回收品，二次利用料等原料的污染。5.料筒温度不适宜的料筒温度可能使塑料降解, 并且将其烧焦。6.注射体积如果注射的体积在成型机注射容量的20 %以下, 尤其对于温度敏感的材料, 熔胶在料筒中停留时间太长而发生降解。 解决对策：1.小心地运用材料根据材料供给商的建议，在成型前适当地

29、干燥材料。2.改变型设计1).增大主流道，分流道，浇口尺寸限制性的主流道，分流道，浇口尺寸会给熔胶带来额外的剪切热，使材料过分加热, 产生材料裂解。 2).充分检查排气系统的尺寸推荐排气孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。3.调整成型条件采取一些措施以防止在成型过程中材料的降解。1).选择恰当的成型机一般射出量应该在成型机注射容量的百分之 20 和 80 之间。 对于热敏感的材料, 这个范围更小。计算机仿真成型能够帮助我们为选择合适的成型机。这样可以避免塑料在料桶中停留过长时间。 2).如果要更换不同的材料成

30、型，一定要彻底清洗料筒，除去旧材料。剩余的旧材料会被烧焦。3).增加背压它能帮助将熔体材料里混和的空气减到最少。 4).改进排气系统让空气和蒸汽容易逃跑, 这很重要。 5).减小熔体温度, 注射压力,注射速度。第十五节 收缩下陷和真空泡（Sink Marks and Voids）收缩下陷和真空泡收缩下陷是指在肉厚或肋部，凸起部，内镶件区域形成的表面局部凹陷。 真空泡是成品中间存在的真空空间。 产生收缩下陷和真空泡的原因：收缩下陷和真空泡是由于肉厚部分在冷却时没有得到足够的补偿而产生的。 缩下陷和真空泡经常出现在肋部，凸起部的背面。这是由于冷却不平均或类似的原因导致的。 引起收缩下陷和真空泡因素

31、:1.注射速度和注射压力过低。 2.保压及冷却时间过短。 3.熔胶及成型温度过高。 4.局部的几何特性不合理。 在外部材料冷却和硬化以后, 内部材料才开始冷却。 它的收缩拉扯表面材料而形成收缩下陷。如果表面强度足够, 如工程树脂,可能出现真空泡而不是表面收缩下陷。 插图1说明这个现象。 图 1 .由材料收缩而没有足够补偿产生的收缩下陷和真空泡。 解决对策收缩下陷通常能够通过产品设计和模具设计来调节和减轻。使用下面的建议以查明和解决问题。 通过在出现收缩下陷的区域增加一个特征例如增加一组锯齿来荫藏收缩下陷。 插图 2说明这个技术。 图 2 .用肋，锯齿，凹陷设计来弥补收缩下陷。如上所示通过修改产

32、品肉厚设计使其肉厚变化减到最小。重新设计肋部, 凸出部, 和加强筋的厚度，使其厚度是主体厚度的50%到80%。1改变模具设计1).增加流道及浇口的尺寸以推迟其冷却的时间，让更多材料进入模腔。 2).增加排气孔或者扩大排气孔。使其排气更加畅通。 3).重新设计浇口或在浇口靠近肉厚部分。使薄壁冷却前先充满肉厚处。2.调整成型条件1).增加保压阶段的注射量。保压阶段保持大约3mm（0.12英寸）的注射量。 2).增加注射压力和保压时间。3).延长螺杆推进时间和减少注射比率。4).减小熔体和成型温度。 5).延长冷却时间。 6).检查回流阀防止漏胶。第十六节 变色（Discoloration）什么是的

33、变色?变色是成形品表面失去材料本来的光泽。 变色的原因：材料退化或因为下面的原因而污染:材料在料筒停留时间太久。料筒温度太高, 使颜色发生变化。 由回收材料, 不同颜色材料, 或者外来材料污染引起的。 同样的原因还会导致其它缺陷，例如:黑斑点/黑条纹、脆化、烧焦解决对策1.小心地使用材料正确地储存原料和回收料，避免材料的污染。 2.调整模具设计增加充分的排气系统。为避免变色（或烧焦）需要适当的增加排气, 推荐排气孔尺寸结晶性塑料是 0.025 毫米 ( 0.001 英吋), 非结晶性塑料是0.038 毫米 ( 0.0015 英吋)。3.选择合适的成型机 一般射出量应该在成型机注射容量的百分之

34、20 和 80 之间。对于热敏感的材料, 这个范围更小。计算机仿真成型能够帮助我们为选择合适的成型机。这样可以避免塑料在料桶中停留过长时间。 4.调整成型条件1).彻底清洁料筒。 最重要的是避免材料在成型前混进不同颜色的材料或外来材料。2).清洁成型机，确保没有任何残留材料。3).降低料筒和喷嘴的温度。 如果料筒和喷嘴温度太高, 料筒中的材料将过分加热, 导致热退化和颜色变化。第十七节 翹曲(bend)产品的翘曲程度是设计热塑性塑料的注塑产品最难预测的现象之一。产品重要部位的翘曲会导致产品尺寸超过其公差或其功能的丧失。因此最理想的是塑料产品的翘曲程度减到最小。如何使产品的翘曲减到最小关键是要知

35、道翘曲的原因。热塑性塑料产品当它的内应力足够大而可以克服材料的硬度时就会使产品产生翘曲变形。收缩的差异是引起产品的内应力或残余应力的根本原因。导致收缩差异的因素多种多样。分析产品的翘曲原因必需从以下四个方面考虑：材料，产品设计，模具设计，成型过程。材料 材料的选择运用直接影响产品最终的尺寸稳定性。使用大收缩率的材料很难保持产品的尺寸稳定性。考虑到小的收缩率，当产品的公差要求非常严格时通常选用非结晶性塑料而不用结晶性塑料。材料收缩率的是否等向性比材料的收缩率大小更重要。如果材料的收缩率是各向异性的（材料在流动方向与流动垂直方向的收缩率不同）就会使产品内部存在收缩的差异。材料的收缩差异可能导致产品

36、的翘曲。材料的各向等性的收缩使产品内部的收缩差异减到最小，残余应力最小，尺寸稳定性最好。 结晶性塑料具有大的收缩率，并且其横向和纵向的收缩差异也大。非结晶性塑料产品的翘曲很小取决于非结晶性塑料小的收缩率以及收缩率的各向同性。在材料中加入增强纤维可以降低产品的翘曲，甚至减少产品的收缩。当模具填充时纤维的方向与熔胶的流动方向一致时，纤维的方向性会增大材料各方向的收缩差异。结果导致在熔胶的流动方向上的收缩大大减小而与熔胶流动方向垂直的方向上的收缩减小很少。数据显示在材料中加入10%到30%的增强玻纤时上述的情况非常明显。产品设计产品设计对产品的尺寸稳定也非常重要。如果塑料产品的肉厚设计的很不均匀,

37、则产品可能出现很多因收缩差异产生的问题。收缩的差异产生的原因是不同肉厚产品内引起的收缩时间及收缩程度的差异。产品肉厚较厚的地方聚集的热量多于肉厚较薄的地方，其冷却就较慢。因此，肉厚较薄的地方就比肉厚较厚的地方先冷却而导致产品中的收缩差异。收缩的差异产生的原因是不同肉厚产品内引起的收缩时间及收缩程度的差异。产品肉厚较厚的地方收缩的差异和收缩的程度都比产品肉厚较薄的大。这种影响在结晶塑料中更明显。产品的肉厚变化直接影响到产品内塑料的结晶程度。产品中肉厚较厚的地方相对肉厚较薄的地方冷却慢而结晶程度高。不同肉厚的区域结晶程度不同,导致其收缩不同因而发生翘曲。不均匀的产品肉厚设计会导致产品的收缩时间及收

38、缩程度的不同。如上所述,收缩的差异导致应力的产生而形成翘曲。产品肉厚越厚,产品的翘曲机会就越大,程度也会越大。这是塑料产品设计要保持平均肉厚的首要原因。产品局部的设计可能影响产品的翘曲和产品的强度。硬的产品比柔的产品更能抵抗变形。产品的内应力是产品产生翘曲或变形的原因,如果产品的强度足够克服其内应力就不会发生扭曲。肋和角板是不改变产品厚度而提高产品强度的最有效方法。模具设计模具设计也是影响产品尺寸稳定性的原因,产品进浇点位置的选择可以使产品的翘曲减到最低。理想的浇口位置是保证模具的冲填平衡,即能够使熔胶同时到达最后填充区。导致充填不平衡的原因有两个,填充过饱和冷却不均匀。填充过饱和冷却不均匀引

39、起收缩不均而导致产品翘曲。填充过饱可能导致冲填不平衡。填充不平衡就是一部分模穴在填充过程中过早的被填充,过早被填充开始冷却, 后来的熔胶为到达这些区域就必需克服更大的阻力推动这些冷的熔胶去填充剩下的模穴。结果, 过早填充而先冷却的这部分熔胶在后来熔胶的压力作用下到达空的模穴,因此这部分就残留着很大的应力。部分区域先填充会导致填充过饱。产品中充填密度大的区域收缩小于充填密度较小的区域引起产品的收缩差异,而收缩的差异就可能使产品发生翘曲。浇口的位置及数量对产品的成型过程是至关重要。使用多个浇口可以减小流长,并且可以同时为整个模穴提供更多的,均匀的压力。模穴里压力的均匀分布才能使产品收缩均匀,这样就

40、可以使产品的翘曲控制到最小。模具的冷却系统是严重影想到整个产品的尺寸稳定性的模具局部性设计。模具冷却系统的不均匀分布会导致成型过程中产品冷却不均匀,温度低的区域其熔胶会较早冷却收缩,这就致使产品内部的收缩程度和收缩时间的差异。温度较高区域冷却较慢导致其收缩增大,尤其是结晶性塑料由于冷却速度的降低其收缩的增大更为明显。恰当的冷却系统设计应使模穴内熔胶同时冷却达到合适的成型温度。盒形零件的翘曲是因为冷却不均导致产品翘曲的最好例子。在成型过程中,在盒子的内角因与熔胶的接触较多而会残留大量的热量,来自三个方向的熔胶热量传递到模仁上。温度的不同致使盒子的内角处的冷却和收缩较其侧壁慢,先冷却的侧壁因为转角

41、的冷却和收缩而被向内拉伸。转角处的收缩程度可能很大,特别是结晶性塑料。恰当的模具冷却设计可以及时的将盒子内角的热量转移走,使模具保持均一的温度。成型过程恰当的成型条件, 填充时间, 也是保证产品尺寸稳定性的重要因素。如果填充时间太短, ( 例如,填充太快)大量的成型压力残留在产品里,过快的填充产生高的剪切速率致使熔胶产生剪切应力从而在产品中残留很高的水平剪切应力。高的充填压力导致产品翘曲,这是不同于收缩不同导致产品翘曲的另外的原因。如果填充时间太长, 可能导致冷却的不均。如果模具的填充时间太长会使整个填充过程中温差过大,由于温度的严重下降使模具中各处熔胶温度不同,温度的不同冷却也不同。最后填充

42、区比浇口区先冷却收缩,这就导致收缩程度和时间的差异。有效的填充也是使产品保持最小翘曲的重要因素。过度填充或者填充不足都会引起尺寸稳定问题,靠近浇口的位置成型压力较高, 当流长过长时,远离浇口的区域压力损失很大,这些压力较低的区域收缩的程度不一样会产生翘曲。填充不足可能产生翘曲或尺寸稳定性问题,浇口压力过小或保压时间过短通常导致填充不足,最终的结果是模具内熔胶在没有压力情况下冷却和收缩,没有额外的塑料被填充进模具以弥补材料的收缩,填充不足通常会增大产品的整体收缩和翘曲倾向。 概括的讲, 虽然热塑性塑料产品的翘曲是非常难以预测的,下面的方法有助于减小产品的翘曲:l 使用各向同性的塑料原料l 设计产

43、品时保持其均匀肉厚l 在产品上增加肋(ribbing)和角片(gussets)以增加其强度l 恰当的设计浇口位置以保证填充平衡及流长最短l 优化模具冷却系统设计以保持整个成型过程中均一的模温l 保证适当的填充周期l 有效的填充:保证浇口不会过早冷却,保持足够的保压时间l 增加浇口、缩短流长,以减少不均匀收缩第十八节 白化和龟裂此乃成形品的表面有细小的裂纹或是裂口的现象(透明品的裂纹在光线的反射下,呈现耀眼的细针状),起因于内部残留之应力.通常白化现象除了因表面刮伤所引起外,在刚刚射出成形时,并不会显示出来,因为成形品的收缩作用在往后的数天之间仍然持续着,所以多数都是在若干时间过后才发生.金属制

44、埋入物(insert)的膨胀系数一般是塑料的1/5-1/10左右,因此,由于收缩差所产生的内应力,乃是白化和破裂的原因,通常把埋入物予以加热后,这个倾向就会减少.白化的原因并不只是内部应变而已,另外成形品在热变形温度以下产生变形,且其强度低于所定的机械强度等也是形成白化的原因所在.因此使用流动性不良的材料时,要特别地注意.(1) 只要是射出成形品,就难以获得无内应力的制品,通常射出压力较低时,内部应力就较低,所以要尽量地降低射出压力及保持压力.(2) 脱模时,厚肉部份设有顶出销的话,即使外层已经固化,内部因为尚未固化完成的关系,此时会在顶也销投影面积的周围产生放射状的内应力,所以若未完全固化时

45、,切勿脱模,此外,所有的顶出销若不是同时作用的话,也会在被强行脱模的地方产生白化的现象.(3) 深长形的制品,当模具开始打开时,内部将呈现真空(减压)状态,中心部位必然会被拉张,因而产生应变,最好在模心上设置通气口,或是把顶出销的活动间隙加大,使空气容易进入.(4) 注料口部份的塑料流速过快的话,将引起所谓的喷射效果(jcting effect).如图(三)所示,依照射出量和流速的比率,喷嘴尺寸若是太过于细小的话,其机械能量将变得过大,而造成塑料在模穴内以细长丝状充填的现象.早期被射出的塑料由于快速冷料,易形成细丝状,而度变高,随后射入的塑料将会造成乱流,进而产生应变.此外,因为冷却作用过于快

46、速,成形品表面易发生流痕,遇到此种情况时,最好变更注料口的位置和尺寸大小或者是减低射出速度.将成形品施以退火处理(annlealing)时,大都能减少应变.一般是依照ASTM标准,将成形品浸在低于热变形温度5-8摄氏度的温水内数小时后徐冷却之.此方法对于防止制品表面之白化和埋入成形部位之破裂特别有效. 第十九节 熔接线/融合线（Weld Lines and Meld Lines）缝合线(Knit Line)也称作熔接线(Weld Line)、熔接痕、结合线，是指两股塑料熔胶流动波前(Melt Front)交会所形成的表面流痕喷流造成的缝合线 通常若浇口尺寸过小，塑料在充填宽度和厚度较大的模穴时

47、，若成型条件控制不良则易发生喷流(Jetting)，如下图所示。由喷流产生的塑料并不循序自进浇口逐渐填模，而是以蛇形流的方式喷射到模穴中，然后塑料自浇口对面侧逐渐堆积。塑料蛇形流堆积时相互压缩造成所谓的手风琴效应(Accordion Effect)，最后在蛇形流弯角堆栈区域形成流痕，是为由喷流所造成的缝合线。热缝合线 塑料在流动过程料流遇到障碍物(Obstruction)(如嵌件、型芯等)而分流，分流的料流绕过障碍物后又重新汇合，在汇合区域所形成的缝合线。由于两股料流来自相同料流遭障碍物分流而成，性质及温度差异不大，同时在熔接后料流仍然继续流动，因此称为热缝合线(Hot Weld Line;S

48、treaming Weld)或交融线(Meldline)。冷缝合线冷缝合线(Cold Weld Line;Butt Weld)的产生多半由于多点进浇(Multiple Gating)而造成，如下图所示。塑料在流动过程中受模具冷却效应温度逐渐下降，因此发生冷缝合的时机往往接近充填结束，塑料温度也较冷，因此称作冷缝合线。冷缝合线可视作两股料流头对头(Head-to-Head)相互冲击而形成的缝合线，熔接角度接近0o。，同时在熔接产生后塑料往往立即停止流动，因此冷缝合线是熔接强度最差，外观最明显的一类缝合线。由肉厚变化造成 塑料在肉厚具变化的模具中充填时，由于流动阻力的差异，造成领先-落后流动(Le

49、ad-Lag Flow)或流动轨道效应(Race-Track Effect)，形成不同的塑料流。流速不同的塑料流在界面交会处亦会形成缝合线。图1所示的缝合线即是由于塑件肉厚差异所引起。此类缝合线的熔接强度也与温度以及熔接角度有关:熔接温度越高，强度越强;角度越大，强度亦越强。图1所产生的缝合线强度接近热缝合线。缝合线的对策 在避免缝合线的问题上，最佳结果是完全避免缝合线的发生;但对于多点进浇塑件缝合线往往无法避免，因此需往下列几个方向思考：外观(Esthetics)考虑:将缝合线移至非外观面、内面、隐藏面或咬花部位等外观性质较不重要的区域。最终使用性能(End-Use Performance)

50、考虑:将缝合线移至非受力面、肉厚较厚处或具结构补强处，以避免应力集中引起破坏，补偿可能产生的熔接强度下降。对于具有装配孔的塑件缝合线生成方式的考虑尤其重要。图1显示一带有圆孔的塑件在成形时由于进浇口数目与位置差异造成所形成的缝合线有所差异，以产品强度而言，热缝合线数目较少且强度较强，是较佳的设计。由于温度越高，分子链间的活动力(Mobility)及扩散(Diffusion)越明显，熔接强度越强，因此应尽量让熔接发生于高温区域。避免冷熔接为第一优先，热熔接其次。在对策方面可针对下列三点加以考虑：设计考虑材料考虑成形条件考虑 设计考虑产品设计流道及浇口设计特殊设计肉厚与产品设计利用改变肉厚设计、流

51、动引导器(Flow Leader)、流动转向器(Flow Deflector)移动缝合线位置。通常肉薄区域因温度较低，熔接强度较弱，因此要引导流动，避免在肉薄处产生熔接。引导流动使料流的熔接角较大，可以减缓缝合线问题。熔接角度越小，缝合线问题越明显。产品设计时在嵌件引入导角，避免嵌件角度过于尖锐。以产品表面咬花、喷漆或贴标签等方式掩饰缝合线。在具有格栅结构(Grill Structure)、靠破孔区域或多重型芯(Multiple Core)塑件，应注意由于心形销(Core Pin)分割料流所形成的缝合线会造成产品强度锐减。图2、比较一个心形销与多个心形销所形成缝合线的熔接强度。后者由于料流被分

52、割重合多次，熔接强度较差，且随离进浇口距离的增加，温度降低，分合次数增加，强度有递减的趋势。依此熔接强度随料流分合次数增加而递减的观念，图3所示的两组进浇方式设计以设计B较佳，因为设计A的熔接线发生在两嵌件间，且强度较弱，容易成为应力集中点及潜伏破坏区域。散流道(Weld Overflow Well or Well Slug)的应用 图4说明利用散流道移除缝合线的方法。在原始设计中因嵌件产生一条热缝合线。在散流道的设计中，将塑料引导至散流道中再行熔接，同时增加熔接角度，使熔接强度增加。成形完毕后再将散流道区域切除。此方法的缺点是浪费材料以及增加后处理成本。 排气设计 改善排气设计避免排气不良造

53、成流动受阻。缝合线靠近分模面时可利用分模面间隙逃气;否则需设计顶销或排气销排气。降低锁模力以协助逃气。以CAE解决缝合线问题以流动波前分布判断发生缝合线位置。注意熔接位置是否容许逃气，是否位于产品外观面或受力位置。以温度分布判断熔接温度。在高温区域产生的缝合线强度较低温者强。在可能发生熔接区域设置感测节点以得知熔接发生过程的温度及剪切应力变化历程。利用模流分析结果找出造成缝合线的关键因素(材料、设计、成形条件)，评估不同设计方案对缝合线问题改善的可行性。 肉厚设计与缝合线图8显示一电话听筒塑件的原始肉厚设计及模流分析结果。采用塑料为PC。由于原始设计厚度分布平均变化自36mm，厚度差异所造成流

54、动阻力的差异，使塑料在肉厚-肉薄区域所形成领先-落后流动，塑件中央区域形成缝合线。设计变更方案根据模流分析结果对产品肉厚进行局部掏除及修改，设变案的肉厚分布及模流分析结果见图9。可以发现中央握柄区域的不平衡流动现象已经克服，缝合线问题也获得改善。在变更成品局部厚度以移除逢合线时，亦须考虑制品内部组件配合空间与模具结构，再进行修模。 材料考虑 流动性较佳、容易维持料温的塑料熔接强度较强。熔接线对于掺拌补强材料(Reinforcements)如玻纤(GF)、碳纤(CF)以及填料(Filler)较为敏感，减量使用可使熔接强度增加。尤其对于长纤及高填充率者，由于纤维在熔接区域配向不良(几乎互相平行)，

55、缝合线特别明显，强度也最弱。因此对于多点进浇或缝合线数目较多的塑件，避免采用高填充剂含量及补强纤维含量，最好控制在10%-25%左右，以避免缝合线强度问题。 回收料(Recycled Material)、润滑剂(Lubricant)、脱模剂(Mold Releases)及某些阻燃剂(Flame Retardant)容易包入空气及污染熔接面，造成熔接强度降低。 对于未补强的非晶性塑料，提高料温是增加缝合强度较为有效的方法;模温一般设在塑料的玻璃转移温度以下，因此对熔接强度效果较有限。对于结晶或半结晶性塑料，料温、模温、射速、脱模后的回火(Annealing)对于缝合强度均有所影响。成形条件考虑:

56、 温度效应 提高料温使熔接温度增加以提升熔接强度。通常温度是影响熔接强度以及外观最明显的成形因素。这是由于高温增加塑料分子链的活动力(Mobility)，使熔接区域的分子扩散(Molecular Diffusion)、缝合(Knitting)及纠缠(Entanglement)现象提升，破坏在熔接面的分子链平行配向情形，增加分子链间相互穿插渗透的程度，因此使熔接强度随之增加。图1说明料温、模温对于熔接强度的影响。在塑料成形温度范围内，提高料温使熔接强度增加，但若料温过高会造成塑料劣化(Degradation)，反使熔接强度下降。提高模温以避免塑料冷却过快，使塑料因缓冷而有较长时间可以填满熔接痕处

57、的缝隙，促使分子链相互纠缠，破坏分子链配向，提高熔接强度。由图1可以看出提高模温较有利于熔接强度增加，但效果未如料温明显。冷却液节流也有相同效果。 成形条件考虑: 速度效应缩短充填时间或提高射速以避免塑料过度冷却，并利用黏滞加热升高料温。充填速度太快会使塑料波前分子链配向及排气不及问题加剧，反使熔接强度降低，如图2所示成形条件考虑: 压力效应 充填压力不足会产生较明显及较弱的缝合线，因此提高射压/保压、螺杆前进时间、保压时间，以增加缝合线接口有效压力(Effective Pressure)，也会使熔接强度获得改善。过高的充填压力会阻碍塑料分子链的配向松弛及纠缠现象，同时会使融接处的微观V形缺口

58、尖锐化，造成应力集中，反使熔接强度降低，如图3所示。由于温度越高，分子链间的活动力(Mobility)及扩散(Diffusion)越明显，熔接强度越强，因此应尽量让熔接发生于高温区域。 避免冷熔接为第一优先，热熔接其次。 成形条件考虑: 特殊设计 采用延伸射嘴(Extended Nozzle)或热浇道(Hot Runner)可以更有效控制料温，提高熔接强度。真空排气(Vacuum Venting):抽真空以协助排气并增加熔接强度。采用抽真空通常也有缩短成形时间的额外好处。对于结晶性或半结晶性塑料可利用回火(Annealing)提高缝合强度。采用特殊设计，如SCORIM射出机(Shear Con

59、troller Orientation Injection Molding Machine)、抽拉式射出机(Push-Pull Molding Machine)，以及往复式心形销(Reciprocating Pin)等设计。基本观念就是在缝合线形成但未完全固化前，以机械方式强迫塑料在缝合线区域往复流动，以破坏缝合线界面分子链排向，增加分子链相互交错纠缠，以提升熔接强度。CAE网格与分析技巧 要正确仿真出由产品设计所造成的缝合线问题，需注意肉厚要正确给定。对于尺寸极小的顶销或心形销，若尺寸与使用元素相当，在建图时可予以忽略，因其对流动影响较小，同时所产生的缝合线也较不明显。但若顶销或心形销两支以上成排或成列出现，即有可能形成缝合线而使强度变差，在分析时应加以考虑。靠破孔位置的小孔影响流动甚巨，分析时不可忽略。可利用Moldex中结果显示中的范围功能，设定充填结束前(如95%或98%)的波前分布，以方便判读缝合线位置。亦可将充填过程利用影音功能制成动画文件，以方便找出可能产生熔接的位置。