注塑缺陷原因分析及改善對策

摘 要：在塑料成型方法中，注塑成型是最重要的組成部分。由于注塑成型具有一次成型結構復雜制品的特點，因而受到制造商的青睞。當然，任何一種塑料成型方法都存在問題，注塑成型也不例外。在注塑過程中，缺陷是不可避免的。這些缺陷的存在嚴重的影響著制品的質量。因此，本文針對注塑缺陷原因分析及改善對策進行討論。

關鍵詞：注塑缺陷；分析；改善對策

在現如今的生活中，塑料制品隨處可見。塑料制品應用的普及使得塑料制品商不得不考慮其生產的塑料制品的質量，以確保自身的市場份額。為了向客戶提供高檔、精密、能夠滿足各種功能要求的優質塑料制品，現實生產中的相關技術研究極為重要。

1 注塑缺陷原因分析

1.1 填充不足

充填不足是注塑過程中極易出現的一種現象，其主要表現為模具填充不滿的狀態。造成此種情況的原因非常多，主要有以下幾個方面：

1）材料流動性較差。

2）模具排氣有問題。通常情況下，塑料降解時產生的氣體需及時排除，才能避免型腔末端壓力過高，從而影響塑料充填。

3）模具澆注系統設計不規范[ 1 ]。澆口位置澆口尺寸、流道尺寸都是影響熔體流動的因素，如果不合適，將影響料流的充填。

4）料流前鋒冷卻的料沒有及時流動到特定位置，造成澆口、流道和注料口堵塞。

5）噴嘴與模口R值不相符合。這樣一來，熔體有效量及有效壓力就會受到影響。

6）料量不合適致使熔體有效壓力發生變化，從而影響充填。

7）熔體溫度、模具溫度、注射保壓壓力、注射速度這些工藝參數數值不準確也會造成充填不足的問題。

除了上述提到的這些原因之外，造成充填不足的原因還包括噴嘴溫度過低、注射行程過短以及澆注系統排布不平衡，和制品設計不合理等原因。

1.2 黑條、燒痕

黑條、燒痕也是注塑過程中容易出現的一種現象。主要形成一種黑色條紋狀的缺陷。當料筒內有其他雜質時，就會出現這種狀況。還有就是，樹脂材料在熱分解過程中，也會致使黑條和燒痕形成。當樹脂熱分解燒結到螺桿上之后，清除做的不徹底就很有可能形成黑條和燒痕。在塑料成型的材料中，會添加一些著色劑。由于這些著色劑極易分解，因而所形成的后果就是出現燒痕。

針對樹脂形成燒痕的原因，進行歸納后，主要有以下幾種可能性：

第一，螺桿料筒溫度設定不合理（過高）。

第二，注射速度與標準不符；注射速度非常快，但是進料孔卻非常狹小，超前分解的樹脂在成型階段就會出現燒痕[ 2 ]。

第三，螺桿旋轉速度不合適致使樹脂受熱過多，因而形成燒痕。

1.3 龜裂

龜裂、開裂，即成形品表面生成的細小裂紋和大裂紋。之所以會出現這種現象，原因在于：

1）模具上有咬邊的地方、頂出力欠缺等問題，加上頂桿數目過少，致使形成開裂現象。

2）成型品內部應力方面出現差錯。因其內部應力出現差錯的原因包含以下三方面，一是注射壓力和保壓壓力過高；二是樹脂溫度過低（在模腔內處于勉強流動的狀態，則應力殘留并固化在制件上）。

3）模具溫度過低。另外，在施加高壓向模腔填充過程中，內部應力會形成，但是在短時間內是發現不了問題，但時間久了之后，問題就會逐漸顯露出來。

2 注塑缺陷的改善對策

2.1 填充不足的改善對策

為了解決填充不足的問題，在分析了可能致使充填不足形成的原因之后，應當進行逐一解決。需要選用流動性較好的塑料（低粘度等級材料），在熔體最后充模處開設排氣槽等，具體措施主要包括以下幾點：1）注射時間不能過短，以保證成型周期時間充足，避免造成澆口固化前樹脂逆流而難以充滿型腔的現象。2）注射速度和注射壓力、注射溫度、模具溫度以及樹脂溫度均不能過低。3）澆口尺寸不能過小，且澆口位置設置在制品壁厚的最大位置處。通常，為了避免塑件的壁厚影響充填，壁厚應選擇0.5mm至 8mm之間，才對成型有利。此外，在注塑過程中，還要加入潤滑劑。

2.2 燒傷現象的改善對策

由于黑條、燒痕現象產生的原因大致可歸為機械設備的原因、模具的原因、成型條件的原因三類，因此，為了改善這種狀況，應該從這三方面入手：1）在機械設備方面，不論是料筒溫度不合適，使樹脂的分解受到影響，還是料筒內的噴嘴和螺桿的螺紋、止回閥等部位使得樹脂的滯流狀況形成的燒痕。其處理方法即確保噴嘴、螺桿及料筒無任何雜質或者堵塞的情況。2）模具：加排氣槽反排氣桿等。3）成型條件方面的改善措施，背壓不得超過300Mpa，可避免料筒部分溫度過高，螺桿轉速在40至90r/min范圍內，可避免過熱。

2.3 龜裂現象的改善對策

為了解決龜裂問題，就需要克服殘余應力、外部應力和外部環境所產生的應力變形問題。針對殘余應力引起的龜裂，根據龜裂產生的原因進行處理，譬如應用多點分布澆口、側澆口及柄型澆口來解決產生在直澆口附近的龜裂現象。還需要降低注射壓力，以減小應力。避免注射和保壓時間過長。在應用非結晶性樹脂時（AS樹脂、ABS樹脂、PMMA樹脂等），要謹慎選用。針對外部應力引起的龜裂，需要注意設計和合理性，尤其是尖角處。針對外部環境引起的龜裂，要注意減少化學藥品的應用，避免使用過多的再生料。

3 結語

綜上所述，注塑是現如今乃至今后都必須關注的一項重要方法。在實際生產中，注塑件的品質缺陷不僅僅是本文提到的這幾種，還存在更多的缺陷。這些缺陷的形成與設計、原材料、成型工藝過程、注塑機、模具等因素都有著非常密切的關系。

所以，為了避免注塑過程中出現問題，致使缺陷形成，就應該對缺陷產生的原因進行逐一的排查，在找出原因的基礎上，確定改進方案、措施，才能提高注塑的成功率。

參考文獻：

[1] 鄧鳳霞，劉勇.汽車注塑件典型外觀缺陷分析及消除對策[J].湖北汽車工業學院學報，2015，v.29；No.9001：47-51.

[2] 金志偉，周小林，李繼承，張浩，王驥.伸縮套管殼注塑成型的缺陷分析[J].機械制造，2015，v.53；No.61006：9-13.

作者簡介：魏飛（1982-），本科，助理工程師，研究方向：注塑缺陷原因分析及改善對策。