塑料制品基本知识讲义

塑料厂调机员教材一.树脂成型温度与干燥温度将吸水性的树脂直接成型时,会发生银条痕等为不良品的原因,为消除此不良现象, 此种树脂先行预备干燥去除含有水分,使用料斗干燥机或干燥炉等实施预预备干燥.树脂名称料管温度()预备干燥模型温度()温度()时间(H)热可塑性树脂P.S(聚苯乙烯)180260758011.5以上4080AS树脂180240758524以上4080ABS树脂1802608010024以上4080PMMA(压克力)1802407010026以上50100PA尼龙623528080100210以上60100尼龙6625030080100210以上60120PE(聚乙烯)180280不要2050PP(聚丙烯)180280不要2050氯化乙烯硬质165200801201以上软质15020050801以上PC(聚碳酸酯)25032012041070120POM(聚乙缩酯)175210809024以上60100PPO NORY12403158512024以上80120热硬性树脂PF(酚酯)80110不要175220MF(密胺)80100不要135155UF(尿素)80100不要135155聚酯,预混(premix)80110不要150200二.塑料的简单辨别方法塑料的种类繁多,制造同一零件时也有时使用不同树脂,辩别不同树脂可以化学分析来处理,但费时费事无法便捷,普通用手拿起或靠目视,从使专门行家也不容易确实辨别,下表列举各种塑料的简单辨别方法,供为参考,有机会不妨一试.塑料厂的简单辨别方法方法种类燃烧难易清焰后是否继续燃烧火焰颜色塑料状态有无臭味成型品特征压克力树 脂易燃燃烧黄 色两端青色软化丙烯聚合物不如玻璃冰冷可弄弯PS树脂易燃燃烧橙黄色黑 烟软化苯乙烯聚合物臭 味敲击时有金属声音,多为透明品尼龙树脂徐徐燃烧不燃烧顶端黄色熔融掉下独特臭味有弹性PVC树脂难 燃不燃烧黄色下端绿 色软化氯的臭味硬质为橡胶状,其它可为各种硬度PP树脂易燃燃烧黄色迅速完全燃 烧独特臭味乳白色PE树脂易燃燃烧顶端黄色下端青色熔融掉下石油臭味柔软,乳白色,有色者多为中间色电木树脂易燃燃烧黄色澎起裂缝酚醛臭味颜色多为黑褐色尿素树脂徐徐燃烧不燃烧黄色两端青绿色澎起裂缝白化尿素福尔马林臭 味颜色多为鲜艳美丽美耐米树脂难燃不燃烧淡黄色澎起裂缝白化尿素福尔马林臭 味表面甚为坚硬,光泽比尿素树脂好不饱和聚酯树易燃燃烧黄色黑烟稍微澎起白化苯乙烯聚合物 臭味多利用玻璃织维补强短缺射出(对策)不良试样例成型机成型条件模型材料未填充部(SHOP SHOT)l 增加机械的射出容量l 增加材料供给量l 增加射出压力l 提高树脂温度,增加流动性l 加快射出速度l 减低喷嘴部阻抗,减少压力,加大射嘴l 改良浇口平衡l 改善排气不足l 扩大浇口、流道、主流道断面积l 提高模型温度l 消除冷碴(Cold Slag)l 增加制品厚度l 改用本身流动性硬佳的树脂溢出树脂从模型的结合面(Parting)流出,附者在制品一部分的现象,特别在古旧模型容易发生.l 树脂的流动性大l 模型繁束力不足l 树脂的供给量过大l 模型不良,分型面面压不足不 良 试 样 例成 型 机 成 型 条 件模 型 材 料溢出(FLASH)l 降低射出压力l 减低射出速度l 降低树脂温度l 缩短射出压力保持时间l 增加模型紧束力l 减少材料供给量l 对准模型型心l 允分保留分型面接触面l 缩小模腔的投影面积l 提高成型时的树脂黏度凹痕在成型品表面产生的洼坑,称为凹痕(Indentation)因为冷却时的体积收缩,在成型品加厚部容易产生凹痕因成型品加厚部的中心徐缓冷却,体积收缩提早发生,树脂往外侧方向被拉拽全体积的收缩提高集中于中心部,结果产生空隙,此现象在不容易冷却处表面发生时变成洼坑,此称为凹痕,收缩关系于材料温度及被压缩性,一般压力降低,收缩率增大.凹痕l 树脂的流动性不足,供给量不足,保压时间不足,树脂温度过高.l 树脂的流动阻力大l 模型的冷却不均匀l 制品有加厚部l 树脂的收缩率大不良试样例成型机成型条件模型材料 凹痕 (SINX MARK) (SHRINX MARK)l 提高射出压力l 延长射出压力保持时间提高保压时间,或保压压力l 加快射出速度l 增加材料供给量l 降低树脂温度l 原料在料管内密度(背压.转速)l 降低模型温度或使为均匀l 扩大浇口l 加大流道、主流道、减少压力l 设法消除模腔的加厚部分l 减少树脂的收缩率气泡在成型品内侧加厚部产生的空隙,称为气泡(Vold),成型品表面快速冷却固化时,加厚处中心部分的冷却最慢,树干被早已冷却引起收缩的表面拉去,因而中心部分无树脂l 变成气泡(空隙)l 因压缩不足所致l 凹痕及气泡均为材料不足时出现的缺陷,材料流进模腔内,以保压状态开始浇口密封,此时在模腔残留内压,浇口密封完成后,因冷却促进材料收缩,熔融部分的内压降低,在全体固化时,如内压不为负,则不发生凹痕或气泡,由于表面硬度与负内压的平衡,发生凹痕或气泡,对策重点,为保持内压不为负,提高射出压力延长保压时间(倒流防止)在浇口对时提高内压轴(扩大浇口,改变浇口位置,提高保持压力)降低成型温度.l 因空气或瓦斯混入(排气不良)l 因水分(烘干) 制品表面的气泡为干燥不充分引起的泡状气泡.l 制品不设加厚部分气泡 不 良 试 样 例 成 型 机 成 型 条 件模 型 材 料 气泡 (VOID)l 提高射出压力l 稍为提高射出保持压力l 适当调节射出速度,使不卷进空气l 延长保压时间l 改善排气l 更改模腔设计(加厚部或厚度的急激变化)l 改浇口位置l 扩大浇口、流道、主流道断面积l 缩小材料的收缩率银条痕闪花有时会顺沿材料的流动方向发生银白色条纹,其出现方式多样,且其原因也繁多,在成型品表面发生极薄且织细的空气层或瓦斯层,光学上非常显眼.l 材料中的水分,挥发分.l 模型不良(设计、排气、浇口、流道形状)l 模型面或离型剂有水分时l 使用含有气泡的颗粒时,使用再生材料(微粉)时不 良 试 样 例成 型 机 成 型 条 件模 型 材 料 喷流线 (SILVER STEAK)l 消除可塑化不良l 不使树脂过热分解l 减低射出速度l 降低射出压力,减低射出速度l 防止螺栓卷进空气(提高背压,压缩比)温度不能太高,在料管内时间短一些l 提高模型温度l 改善排气l 更改浇口位置l 改变模腔设计l 树脂加以干燥l 扩大冷碴储蓄处l 注意颗粒内气泡,再生材料熔线在树脂流动分歧后再合流处发生的细线痕,如以低温度合流,更容易明显出现l 树脂分流l 树脂的流动性不足l 空气,挥发分不良试样例成型机成型条件模型材料 结合线 (F0OOR WELD LINES)l 提高树脂温度l 提高射出压力l 加快射出速度l 不冷却喷嘴l 缩短浇口至熔接触部的流程l 提高模型温度l 适当调整浇口位置及数量l 树脂加以十分干燥l 改善树脂流通l 改善排气流标溶融树脂在模腔内流动时,在成型表面发生环状或波浪状流动花纹的现象l 树脂黏度大l 射出速度慢l 喷嘴过小l 成型品的厚度变化大l 模型温度低不良试样例成型机成型条件模型材料 流痕(FLOW MARK)l 提高树脂温度,提升流动性l 加快射出速度l 加大喷嘴l 提高射出保持压力l 提高模型温度l 适当冷却模型l 改善树脂流动性l 缩小成型品的厚度变化裂纹破裂在成型品表面发生细小裂缝或裂纹的现象,内部应力残留在成型品内,日后应力过树脂的弹力界限以上时,裂纹更进一步成为破裂,又勉强离模(型)会使为破裂.l 过分填充l 离型不良表面不亮成型品表面有无光泽的发白部分或不同光泽的部分l 树脂的熔融温度不均匀l 树脂的过热分解l 润滑剂或挥发分过多l 与模型贴紧不足l 模型表面不光滑不良试样例成型机成型条件模型材料不亮,光泽不良(CLOUDYAPPEARANCE)(LUSTERLESS)l 使树脂熔融均匀l 不使喷嘴冷却l 不使射出速度太快或太慢l 不使树脂过热分解l 不使模型温度过高或过低l 扩大浇口、流道、主流道l 不使水或油附着模型面l 预先把树脂加以干燥l 防止树脂的润滑剂中水分发生黑条痕.过烧树脂或可燃性挥发分、润滑剂、其它添加剂等发生燃烧,在成型品留下黑色条痕的现象.l 黑条痕 因过热分解l 过烧 因断热压缩不良试样例成型机,成型条件模型材料 过烧l (BLACK STREAK)(BURN MARK)l 不使树脂在桶内滞留以致部分加热l 正确安装喷嘴l 减低射出速度l 缩短材料的滞留时间l 降低料管温度、射出压力l 消除在模型内的油脂附着l 防止在浇口部的过热分解l 改良排气l 减少滑剂裂纹破裂不良试样例成型机,成型条件模型材料裂纹 (CRAZING)(CRAKING)l 降低射出压力l 降低树脂温度但保持适当流动性l 减低射出保持压力l 缩短保压时间l 减低挤出速度l 延长射出时间l 缩小浇口l 提高模型温度l 磨光主流道、流道l 消除底槽(Under-Cut)l 改良离型l 恰当设计模腔l 适当退火(Annealing)翘起因程型收缩所致残留应力歪曲,田因成型条件所致残留歪曲,离型时发生的应力歪曲等发生原因l 制品形状l 过剩填充(树脂温度,模型温度,射出压力,射出速度大时)l 押出速度,压力大时l 冷却不足时l 成型品的部分冷却不均匀时,厚度差为收缩量的差l 模型不良,一般浇口设在单薄部时会发生翘曲1. 肋条的翘曲比本体单薄且较高的肋条,因较早冷却,翘曲为凸出,比本体重厚,且较低的肋条,则翘曲为凹入2. 模型的阳阴两型间有温度差时其成型为平板时,模型温度较高者为凹,如为箱形一般以外面为凹,应提高固定侧的模型温度,通常模型温度宜为阳阴等温,但如发生翘曲时,稍为提高凹入侧的模型温度.不良试样例成型机,成型条件模型材料翘曲 (WARRAGE)l 降低射出压力l 降低射出保持压力l 缩短保持时间l 稍为提高树脂温度l 提升射出速度l 不缩短冷却时间l 改良离型l 放慢突出速度l 消除冷却的不均匀,不充分l 降低模型温度l 适当退火l 浇口设在加厚部离型不良成型品不容易脱离的现象l 过剩填充l 模型不良l 喷嘴与模型的接触面不良不良试样例成型机,成型条件模型材料 裂纹(PART STICKING)l 降低射出压力l 降低射出保持压力l 缩短保持时间l 减少材料供给量l 降低树脂温度抑制流动性l 保持十分的冷却时间l 降低模型温度l 改善喷嘴接触(Touch)l 喷嘴孔比主流道孔小l 加大主流道、锥形部,改善加工l 适当突出l 模型内切削深度R加大,并加大锥形(Taper)改善加工射流材料以流道状喷出的现象,因射流产生的花纹,有时称流痕.l 树脂温度太低l 射出速度太快或太迟l 喷嘴太冷l 浇口太小,位置不好不良试样例成型机,成型条件模型材料 喷嘴(JETING)l 防止喷嘴过分冷却l 提高树脂温度l 适当调整射出速度l 改变浇口位置l 扩大浇口l 不增加制品厚度l 提高模型温度脆性 脆性(BRITTLENESS)因材料过热、物性劣化,熔线强烈出现而发生又因成型品厚度单薄容易以份子的流动方向破裂剥削 剥离(CLEAVAGE)成型品表面为层状,可剥离云母状的状态者因异种树脂混入,树脂温度极低,表面与内部流动相差甚大时会发生三.有效的颜色更换,树脂更换方法按照下列程序施行,改变颜色或树脂,可以少量且有效完成.料管内部清扫关闭料斗部开闭器,以最高背压的状态,使螺杆回转,排出旧树脂,使料管内净空.漏斗内部清扫漏斗内部利用空气或破布(Waste)扫除干净.螺杆头部清扫以背压MAX状态投进新树脂,使螺杆高速回转至排出树脂中的旧树脂完全消除失后,将料管头,螺杆头清洁.螺杆部清洁以背压2035kg cm,计量行程2.5D(L螺旋外径)程度使螺杆高速回转施行计量高速射出(Purge)计量以使喷嘴顶位模具的状态施行,计量完了使喷嘴后退,加以清扫.此动作反复510次,把螺旋扫除干净.喷嘴部清扫以背压0.计量行程0.5D程度施行高速螺杆回转的计量,并以高速清扫.此动作反复510次,把喷嘴部扫除干燥.注)本程序对于同一成型温度的颜色更改,树脂更改时使用. 在树干更改时,如为不同成型温度的树脂,须特别注意. 例如将180附近成型的树脂改变为300附近成型的树脂时为防止分解,以PE等的中间剂置换后再施行.四.塑料制品不良原因之判定及处理方法1. 缩水2. 成品黏模(脱模困难)3. 浇道黏模4. 成品内有气孔5. 成品变形6. 银纹、气疮7. 毛边、彼锋8. 成品短射9. 结合线10. 成品表面光泽不良11. 黑纹12. 流纹13. 开模时或顶出时成品破裂塑料成形产品,原则上都是依据标准规格要求制造.但无论如何它的变化仍是相当广泛的.有时当生产很顺利进行时会突然产生缩水变形,有裂痕、银纹,或其它缺陷等无法接受的产品.在生产时就要从成品发生的问题,来了解判断问题点所在,这是一种专门性技术及经验的累积.如果我们把成品上的缺失,涵盖在四个主要因素当中,那就是原料,模具、成型机及成形条件(如表一所列四项).有时变更操作条件,或模具、机器方面稍做调整,以及过滤所使用的原料,就可以解决问题所在.本章就逐一列举成品可能发生的问题,并加以探讨解决之道.射出成型条件对成型品物性的影响, 大致可从四方面来考虑:1.原料 2.成形机 3.模具设计 4.成型条件原料%模具設計成形機成形條件刚性 模具材料 精品化度 模腔形状耐冲击性 流动性 模具温度强韧性 热安全性 耐热变形性 耐定性 注口形状 耐药品性 成形品物性 可塑化容量 射出压力 锁模力 料管温度(树脂温度) 可塑化方式 冷却时间 SCREW转速 (模具温度) 射出速度 4-1缩水塑料品在表面的凹陷、空洞都称为缩水,除了会影响产品外观亦会降低成品质量及强度.缩水的原因与成型技术、模具设计及使用塑料均有关系.塑料:不同塑料原料的缩水率,表一参考数据.通常易缩水的原料都属于结晶性的,如尼龙、百折胶等等.在射出过程中,结晶性塑料受热成流体状态,分子呈无规则排列;当射入较冷的模腔时,塑料分子便慢慢整齐排列形成结晶,结果体积缩小小于规定尺寸范围,就是所谓的“缩水”.表二:各种塑料的缩水率代 号塑 胶 原 料缩 水 率 %GPPS普通级苯乙烯、硬胶0.4HIPS不碎级苯乙烯、不碎硬胶0.4SANAS胶0.2ABS聚丙烯胶、丁二烯、苯乙烯0.6LDPE低密度聚乙烯、软胶1.55HDPE高密度聚乙烯、软胶25PP聚丙烯、百折胶14.7PPOPPO胶0.6PA6尼龙61.0PA66尼龙660.81.5ACETALCOPOHYMER聚缩醛、赛钢、特灵2CAB酸性胶、酸醋纤杂0.5PETPET胶2.25PBTPBT胶1.52.0PC聚碳酸酯、防弹胶0.6PMMA亚克力0.5PVC硬硬PVC0.10.5PVC硬硬PVC15PUPU胶、乌拉坦胶0.13EVAEVA胶1.0PSF聚偑0.7射出技术:在射出技术控制方面,出现缩水的情况有:压力不足、射出速度太慢、烧口太小成浇道太长等等.所以在使用射出机时,必须注意成形条件及保压是否足够,以防造成缩水问题.模具及产品设计方面:模具的流道设计及冷却装置、对成品之影响亦很大出于塑料之传热能力较低,故距离模壁越远越厚、则其凝固及冷却较慢,应有足够的塑料填满模腔,使射出机的螺杆在射出或保压时,塑料不会倒流而减低压力,另一方面水面亦不能冷却太快,以免半固塑料阻塞流道造成压力下降,引致成品缩水.不同的模流过程有不同的收缩率,熔融筒的温度控制得宜,可防止塑件过热;延长周期,可确保制品有充分时间冷却.缩水问题如获适当解决,可提高成品质量,减低次废产品并提高生产效率.下表即为缩水可能发生之原因及处理方法.表三故 障 原 因处 理 方 法模具进胶不足增加入料熔胶量不足适量入料,适度调高背压射出压力太低增加熔胶计量行程保持压力不够提高射压、保压压力射出时间太短增长射出时间射出速度太慢增加射速浇口不对称调整模具入口大小或位置射料嘴阻塞拆除清理料温过高降低料温模温不常调整适当之温度冷却时间不够酌延冷却时间排气不良在缩水处设排气孔料管过大更换较小规格料管螺杆止逆环磨损拆除检修塑品厚薄不均增加射压4-2成品黏膜(脱模困难)在射出成型时,成品会有黏膜发生,首先要考虑射出压力或保压压力是否过高.射出压力太大会造成成品过度饱和,使塑料充压入其它的空隙中,致使成品卡在模穴里脱模困难,在取出时容易有黏膜发生.而当料管温度过高时,通常会出现两种现场.一是温度过高使塑料受分解而变质,失去它原有之特性;并在脱模过程中出现破碎或撕裂,造成黏膜.二是胶料充填入模穴后不易冷却,需加长周期时间,殊不合经济效益.所以需适度依胶料之特性调节其运作温度, 至于模具方面的问题,假如进料口不平衡,会使成品脱模时易有黏膜现象,这时就要在模具上作改进的措施,下表即为成品黏膜可能发生的原因及处理对策:表四故 障 原 因处 理 方 法填料过饱降低射出剂量、时间及速度射出压力或料筒温度过高降低射出压力或料筒温度保压时间太久减少保压时间射出速度太快降低射出速度进料不均使部分过饱变更溢口大小或位置冷却时间不足增加冷却时间模具温度过高或过低调整模温及两侧相对温度模具内有脱模倒角(undercut)修模具除去倒角多穴模进料口不平衡,或单穴模各进料口不平衡限制塑料的流程,尽可能接近主流道探筒件脱模排气设计不良提供充分的逸气道螺杆前进时间太长减少螺杆前进时间模心错位调整模心,并使用退拨角锁紧之模子表面过于粗糙打光模穴表面,喷脱模剂4-3浇道黏模(脱模困难)表五故 障 原 因处 理 方 法浇道过大修改模具浇道冷却不够延长冷却时间或降低料管温度浇道脱模角不够修改模具增加角度浇道凹弧与射嘴之配合不正重新调整与配合浇道内表面不光或有脱模倒角检修模具浇道外孔有损坏检修模具无浇道抓锁加设抓锁4-4成品内有气孔在射出成型过程中,有时会出现内有许多小气泡的成品,不但影响制品强度及机械性能,对成品外观价格值亦大打折扣.所以当成品出现气泡时,可检查下列几个因素,并做处理. 通常成品因厚薄不同,或模具有突出肋时,塑料在模具中的冷却速度不同,则收缩的程度不同,容易形成气泡,所以对模具设计须特别留意.而在使用的原料方面,假如塑料带有水气,在熔胶时塑料受热后分解,则射胶螺杆公差太小时,空气容易进入模腔内形成气泡,以下即归纳可能发生原因及处理方式.收缩程度不同容易形成气泡故 障 原 因处 理 方 法材料中有水气塑造以前将材料确实烘干,避免在塑造以前发生过度的温度变化射料不足(气孔在结合线的位置)检查温度射出压力、射出时间是否不够填料量不足以防止过度之缩水成品断面,肋或柱过厚变更成品设计或溢口位置射出压力太低提高射出压力射出时间不足增加射出时间浇道溢口太小加大浇道及人口射出速度太快调慢射出速度原料温度过高以致分解降低原料温度冷却时间太长减少模内冷却时间,使用水浴冷却水冷却过急(气孔在制品表面)减短水浴时间或提出水浴温度背压不够提高背压模具温度不平均调整模具温度料管温度不当降低射嘴及前段温度,提高后段温度4-5成品变形塑品出现翘曲的原因很多,例如出模太快、模温过高、模温不均及流道系统不对称等.其中两种最大的可能性为1.塑件厚薄不均或转角不够圆形,因而不能平均冷却收缩,导致翘曲变形.2.有些平板型塑件,为了表而美观,流道浇口得设在浇口边角上.而射胶时,熔融塑料只能由一端高速射入模腔内,因此被凝固于模腔内的塑料份子,均被拉直往同一方向之排列状态(称为取向,此时塑件之内应力很大;脱模时这些份子又被拉回原来的状态,因而产生变形.为了使熔融塑料能顺利充填模腔,其设计要尽量避免以下各点:1. 同一塑件中厚薄相差太大.2. 存有过度脱角.3. 缓冲区过短,使厚薄转变相差悬殊.从浇口分析,模具的设计要保证塑料能顺利进入模腔,故分流道要避免采用直角转弯形式,转弯点比较适合采用弧形过度区,因此短而粗的分流道最理想,有助于减少流体取向现象.但要考虑的问题是过大的浇口会增加流道废料,亦影响塑件的外观.另外为了避免塑料充填时紧密程度不同,导致脱模困难而引起变形,分流道的截面形状大小就要依射胶量及产品形状面改变.产品较难成型的部份分流道加子粗后,主流道也应相对加大,使主流道截面积等于引流道截面积总值.除此之外,还有两个值得注意的问题,其一是塑件顶出装置的形式.如果顶针设备太少,容易造成变形及翘曲现象;但顶针数量过多,会令部份成品不够美观,此时应考虑采推板方式、其二是模腔冷却流道的设计,应让塑件整体能均匀收缩,提高产品素质.以下即将成品容易产品变形的因素一一列出,提供成型技术上参考之表七故 障 原 因处 理 方 法成品顶出时尚未冷却降低模具温度,加大冷却水流道延长冷却时间,降低冷却时间降低原料温度成品形状及厚薄不对称脱模后以定形架固定变更外形设计填料过多减少射出压力、速度、时间及剂量几个溢口进料不平均更改溢口顶出系统不平衡改善顶出系统模具温度不均调整模具及冷却水路返溢口部份之原料太松太紧增加或减少射出时间4-6银纹、气疮射纹的形成,一般是由于注射起动过快,使模腔前段的空气无法成胶料融体压迫排出,空气混合有胶料内,使得制品表面光管及颜色不均,使是所谓的射纹.射纹不但影响外观,也且令成品之机械强度降低许多.所以为避免发生这种缺陷,必须找出原因并了改善.射纹的形成,既然是由于融体塑料中含有气体,那么探讨这些气体的主要来源分别为:塑料本身含有水份或油剂:由于塑料在制造过程曝露于空气中,吸入水气或油剂,或者在混料时,掺入了些错误的比例成份,使这些挥发性物质在熔胶时,受高热而产生气体. 原料受分解:如果熔胶同时的温度,背压及熔胶速度调得太高,或成型周期太长,则对热敏感的塑料如PVC、赛钢及PC等,容易因高温受热分解产生气体.空气:塑料颗粒与颗粒之间均含有空气,如果熔胶筒在近料斗处的温度调得很高,使塑料粒的表面在未压缩完全使熔化面黏在一起,则塑料粒之间的空气使不能完全排除出来.所以把塑料烘干,并采用适当的熔胶温度和速度,再配合适当的背压,才能得到理想的塑制品.此外,模具设计亦是很重要的一环.通常流道很大而注口很小的工模,气体进入模腔内的机会会减少很多,而排气系统设计适当,则射纹产生的产生的机会亦会降低,如图4-1所示. 图4-1 能防止少量气体进入模腔的注口设计在射出成型技术上,有一种方法来防止射纹之产生,使模具的构造中有加压设备,但一个压缩空气入气孔.锁模后,则压缩空气进入模具中,使模内气压增高,当熔融塑料进入这高压模具时,模具的气孔在此时开始排气,使模腔内保持一定压力,增加模内空气压力,确能使模射纹发生的机会,举例说:普通的射出方法在处理ABS水份含量的空气时,使会出现射纹,而逐渐增加模内的气压,则可处理含水量最高的ABS,亦不会出现射纹.4-2图即为模内加压及含水量对射纹之产生率比例.模具加压0psig 10psig 20psig 30psig 40psig 50psig 射100- 纹 80- 发 60-生 40-率 20-(%) 0-0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6(含水量%)图4-2模内加压对射纹形成的影响表八故 障 原 因处 理 方 法料管温度太高降低温度射出速度太快减慢射出速度原料中含有水份原料彻底烘干模具温度太低提高模温浇口太小增大浇口大小料管内有空气降低料管后段温度、提高压力原料粒粗细不均使用粒状均匀之原料原料中其它添加物混合不均澈底混合均匀染料等之分解用耐温较高之代替品4-7毛边、彼锋毛边(俗称彼锋)是一种很常遇到的注塑问题.常塑料在模腔内的压力太大,其所产生的分模力大过锁模力,因而迫开工模,使塑料走出来并在塑件表层形成彼锋.但是引致此现象的成因却可能有很多种,例如诉塑料方面的问题,或是射出机有损坏,或是调校不适当,以至工模本身也有可能:一般来说,与温度、压力及操作时序有关,因此要找出其解决方法也不容易.由于塑料的粘度会影响其流动速度及压力损耗,因此粘度太高或是太低,则其流动性高使很容易流人工模合模面之间的微小空隙,增加分模力,直至出现彼锋.尼龙便是一个典型例子,所以在么模塑尼龙时便需要较大的锁模力.在另一方面,如果塑料粘度太高,则其流动阻力便很大,因而产生大的肯压,使模腔内的塑料的平均压力提高,同样会引致毛边.一般来说,塑料温度对粘度的影响最大,而压力及剪切率也对粘度有影响.如果将塑料的温度升高,则其粘度使上降,而将其温度调低,其粘度使增大.塑料方面的另一种问题,就是其干燥状况及是否混有杂物,有些塑料,例如尼龙及ABS,具有很强的吸水性,水份可以侵透塑料表面直接与塑料份子键合,因而影响塑料的性能,至于聚碳酸酯,虽然没有吸水性,但其性能也对其表面水份敏感,所以在模塑时,很多塑料都必须预先加以焙干,才能正确地控制其性能.如果在塑料内混入杂物,或是混合不同种类的塑料,则当然更难预测塑料的性能变化.塑料在模腔内的压力,会随着模腔的充填而改变.在模腔未曾填满之前,熔融前端之压力差不多等于零.而在注口之压力则比模腔内其它位置的压力都高,但当模腔完全填满时,塑料流动时的压力损耗就不再存在,整个模腔内的压力都变成同一静压,因而要把工模迫开的力量便会大增,引致毛边之产生.为了避免此种情况之出现,在模腔一旦填满,注射压力使必须立即调整至较低的保压压力.除了正确调校射出机之压力控制系统外,另一种辅助方式就是先把注射速度降低.这样一来,熔体前端之塑料便有时间冷却及局部固化,因而避免了毛边的产生.由于注射速度太慢会拖慢生产,最好的注射速度调校方法就是分段调校,以保证在注射过程中的平均速度不会太慢.由于注射速度太快会加大压力损坏,提高模腔内塑料的平均压力,所以注射速度的调整也必须配合所采用的锁模力.不然的话,毛边也可能产生.如果是射出机的机械结构方面有问题,则其复杂性便较大,要找问题的成因也较困难.例如模板之间的平行度有偏差,或是模板拉杆的受力分不均匀,也会引起工模力不平衡,以致塑件在锁模力较弱的位置出现彼锋.在另一方面,如果螺杆或熔胶筒的磨损较大,则熔体便可能在螺纹外径与熔胶筒之间滑行及逆流,因而出现压力切换位置点的不正确,造成局部的毛边及射胶不足情况.除了上述各种因素之外,如果工模方面出现了问题,也会产生毛边.例如工模用久了,有些位置有了磨损,使容易有毛边的现象.甚至一些小毛病,如排气孔阻塞,也会引起模腔压力升高,而压力太高便会有毛边.在一些多腔工模,如果流道设计欠缺平衡,则塑料的流动便不对称,为了避免个别模腔射胶不足,另外一些模腔便可能会毛边. 表九有关问题基 本 原 因检 验 项 目 及 解 决 方 法塑 料射出机工 模温度太高检验干燥器、塑料储藏及运送受到污染检查塑料及任何杂质、找出污染来源操作不当根据塑料供货商的资料、查验射出机的设定操作条件锁模力太低检查压力值及作调校注射压力太高检查设定值及作调校保压压力太高检查设定值及作调校注射压力转换太迟检查转换压力位置、重新调校提早转换注射速度过快检查及调校流量控制阀温度太高检查电热系统及螺杆转速温度太低检查电热系统及螺杆转速模板不平均重新调整模板刚性不够检查锁模力及调校螺杆磨损检查及更换排气孔阻塞检查及清理工模磨损检查使用次数及锁模力、修理或更换塑 料射出机工 模浇道及流道尺寸不适当查验使用尺寸是否适当及位置是否正确分模线不配合检查工模相对位置是否偏移、重新调校粘度太低检查塑料粘度及射出机的操作条件注射压力太高降低压力注射速度太快调校流量控制或将温度升高注射速度太慢提高速度锁模力太低检查锁模力及计算正确数值工模温度太低检查电热系统及修理止回阀磨损检查及修理或更换螺杆及熔胶筒磨损检查射出机之设定操作条件及修理更换锁模力不均匀检查拉杆受力情况模板不平行检查及调正流道不平衡检查设计及修改工模相对偏移检查塑件壁厚及调正工模加热不均匀检查电热系统及修理4-8成品短射,缺料,浇不足充填不足(short slot)是熔融的材料未完成流遍成形空间的各角落之现象.充填不足的原因有成形条件设定不适当,模具的设计,制作不完备,成形品的肉厚太薄等所致,成形条件的对策是增高材料温度(加热缸温度),模具温度增大射出压力,射出速度及提高材料的流动性.模具方面可增大注道或流道尺寸,或者再检讨浇口位置、大小、数目等使熔融材料容易流动.为了使成形空间内的气体顺利疏散,可在适当位置设置排气孔.表十故 障 原 因处 理 方 法射出压力不足提高射出压力料管温度太低提高料管温度射出速度太慢增快射出速度漏斗阻塞拆除清理浇口位置不当调整更改流道太小加大流道模具温度太低调整模温成形空间内之气体未能顺利排出恰当位置加适度之排气孔成形品部肉厚不均或太薄润滑剂不足酌加润滑剂融胶量不够增多计量行程射出时间太短增长射出时间射嘴阻塞拆除清理浇口及溢口太小加大浇道或溢口螺杆止逆环(过胶圈)磨损拆除检验修理更换过胶不平均重对模具溢口的位置或适当使用肯压模具温度不均重调模具水管4-9结合线结合线(weld ling)是熔融材料 道或 道以上合流的部份所形成的细线,结合线发生的原因如下所示:1. 成形品形状(模具制造)所致材料的流动方式.2. 熔融材料的流动性不良.3. 熔融材料合流处卷入空气,挥发物或离形剂等异物.结合线是流动的材料温度特别低所致,即合流部未能充分熔合所致.成形品的窗、孔部周边难免会造成材料合流,而产生结合线.但材料的流动性特别良好时,可使结合线几乎看不见,同时异高材料温度,增高模具温度,亦可使结合之程度减至最小.改变浇口的位置、数目,将发生结合线的位置移往地处,或在熔合部设置排气孔,迅速疏散此部份的空气及挥发物,或在熔合部附近设材料溢流池,将结合线移至溢流池,事后再将其切除等皆是有效的处置对策.结合线不仅有凝成形品之外观,同时也不利于成形品强度,不含玻璃纤维等填充料的非强度与其它部位相差无几.但玻璃纤维强化塑料(FRTP)的玻璃纤维在熔合不融者,此部份的强度常低很多.表十一故 障 原 因处 理 方 法射出压力不足提高射出压力射出速度太低增加射出速度浇口及流道太小调整模具入口尺寸或改变位置浇口及流道不适当调整模具入口尺寸或改变位置模具温度太低提高模具温度有吸湿性原料充分烘干材料固化过速润滑剂不足流动性不足原料熔融不佳提高原料温度提高背压提高螺杆转速模内空气排除不及增开排气孔,射速太快或检查原有排气孔是否堵塞原料不洁或渗有他料检验原料脱模油太多少用脱模油尽量不用4-10成品表面光泽不良成形品表面失去本来的光泽,形成乳白色层模,成为模糊状态等皆可称为表面光泽不良(haze).成形品表面光泽不良,大都是由于模具表面状态所致,模具表面的研磨不良时,成形品表面当然得不到良好的光泽.但模具表面状态良好时,增高材料温度,模具温度,可改良表面光泽.使用过多的离形剂或油脂性离形剂亦是表面光泽不良的原因.同时,材料吸湿或含有挥发物及异质物混入污染亦是造成形品表面光泽不良的原因之.表十一异 常 原 因处 理 方 法射出压力速度太低模具温度太低提高模具温度成形空间表面有水或油脂污染擦拭干净成形空间表面打磨不充份模具打光浇口及流道太小调整模具入口尺寸喷嘴部份阻塞拆下清除不同材料混入或异物污染含有挥发物吸湿性原料之剂量不足增加射出压力速度、时间及剂量4-11黑纹黑纹(black streak)成形品有黑色条纹的现象,其发生的主要原因是成形材料的热分解所致,常见于热安定性不良的材料.有效防止黑条发生的对策是防止加热缸内的材料温度过高,减慢射出速度.加热缸内壁或螺杆,若有伤痕或缺口,则附着于此部份的材料会过热,引起热分解.逆流防止阀亦会因材料滞留而引起热分解,所以黏度高的材料或容易分解的材料要特别注意防止黑纹的发生.表十三异 常 原 因处 理 方 法原料温度过高,材料容易分解降低料管温度螺杆转速太快降低螺杆转速螺杆与料管偏心而产生非正常浇口套与喷嘴中心不同轴磨擦热检修机器射嘴孔过小或温度过高重新调整孔径或温度料管或机器过大更换料管或机器加热缸中有烧黑材料拆卸清理或换料情况混料4-12流纹流痕(flow mark)是熔融材料流动的痕迹,以浇口为中心而呈现的条纹模样.流痕是最初流入成形空间内的材料冷却过快,而与其后流入的材料间形成界线所致.为了防止流痕,可增高材料温度,改善材料流动性,调整射出速度.残留于射出成形机喷嘴前端的冷材料,若直接进入成形空间内,则会造成流痕,因此在注道与流道的会合处或流道与分流道的交接处设充分的滞材部,可有效的防止流痕的发生.同时,亦可增大浇口的尺寸来防止.表十四故 障 原 因处 理 方 法保压时间太短增加保压时间模具温度太低提高模具温度浇口附近温度太低提高温度浇口太小或位置不常加大浇口或更改位置原料熔融不佳,料温太低提高原料温度提高背压加快螺杆转速成品断面厚薄相差太多变更成品设计射出压力太高或太低调整适当射出压力射出速度太快或太慢调整适当射出温度原料不洁或渗有他料检查原料4-13开模时或顶出时成品破裂破裂(cracking)是成形品表面产生毛发状之裂纹,成形品会有棱角时,此部份常发生不易看出的细裂纹.裂纹是成形品的致命不良现象主要原因如下所示.1. 脱模不易所致2. 过度充填所致3. 模具温度过低所致4. 成形品构造上的缺陷所致若欲避免脱模不良所致的裂纹时,模具成形空间须设有充分的脱模斜度,检讨顶出销的大小、位置、形式等.顶出时,成形品各部分的脱模阻力要均匀.过度充填是射出成形时,施加过大的射出压力或材料计量过多,成形品的内部应力过大,脱模时造成裂纹,在此种状态下,模具配件的变形量也增大,更难脱模,助长破裂之发生,此时,直降低射出压力,防止过度充填.浇口部常易残留过大的内部应力,浇口附近易脆化,特别是直接浇口的部份,易因内部应力而破裂,例如杯状或碗状成形品,易以浇口为中心而发生放射状裂纹. 表十五故 障 原 因处 理 方 法射出压力过高填料过饱降低射出压力、时间、速度及胶量加热缸温度太低提高料管温度脱模斜度不足顶出方式不当检修模具金属埋入件之关系模具温度过低升高模具浇口太小或形式不当部份脱模角不够检修模具有脱模倒角检修模具成品脱模时不能平衡脱离检修模具脱模时模具产生真空现象开模或顶出慢速,加进气设备4-13不同材料成形条件材料料管温度()射出压力(kg/cm2)模温()干热条件PS1802507002100357060 2hrSAN1902807002300408080 2hr(1%以下)ABS18026050021005080802hr(0.3%以下)PMMA一般180240耐热220260750240040707075 4hr8095 4hr0.10.2%以下HDPE16031070014002570LDPE15031060014002570PP200280700140025706070PVC150190硬10002800软6002100257034hr80100PA-6230260(Tm215)7502000257036hr(0.3%以下)80100PA66260300(Tm255)10002100257036hr(0.2%以下)8090 4hr材料料管温度()射出压力(kg/cm2)模温()干热条件POM170225(200滞留分解)700210085120110120PC260300(380劣化)7002100851200. 020.03以下105115PPO25031585014007011524hr120130 4hrPBT230270300100040120130 5hrPET240280500100070以下(非结晶)120 4hr以上PPS29036050013001201504-14各种塑料干燥参考表塑料材料干燥机干燥时间(小时)干燥温度(