注塑成型产品出现裂痕或银色条纹时该怎么办?

Published on:
5 月 9, 2024
最后一次修改:
4 月 13, 2026
模具制造和精密制造专家
专门从事注塑成型、数控加工、高级原型制作和材料科学集成。
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间隙标记是一种 通病 在注塑成型生产中,几乎每天都会出现各种 注塑机.导致这种缺陷的因素很多,也很复杂。有些情况很容易解决,而有些情况则可能抗拒调整,造成严重浪费,并有可能延误产品交付。

今天,我将从实用的角度来介绍有关飞边标记的一切,为同行和注塑成型爱好者提供有效解决成型车间实际问题的见解。

由于产品设计会影响飞边痕迹的出现,我强烈建议产品设计公司、结构设计师和机械工程师深入了解这一问题。这不仅有助于设计出具有成本效益和高效率的新产品,而且还有助于设置 验收标准注塑供应商 (详见注塑成型验收标准)。

如果您对其他注塑缺陷感兴趣,请点击以下链接了解更多信息。

了解不同的注塑缺陷
闪光灯短镜头水槽标记翘曲/变形烧伤标记
银色条纹黑斑/黑色斑点流量标识气泡焊接线
色差/颜色不均顶针标记

什么是 "飞溅标记"?

银痕又称银色条纹,在浇口附近的模制件表面呈现花朵状喷射图案,或在光线斜射到模制件上时呈现明亮闪耀的 V 形线条。

模制件上的典型凸痕
模制件上的典型飞溅痕迹

在我们的注塑生产中,飞边/银纹是基本的成型缺陷,通常可以通过工艺调整快速解决。与需要冷却和凝固时间来评估产品质量的尺寸和翘曲问题不同,产生飞边的原因有时难以捉摸,严重影响生产效率。

是什么导致了裂痕?

  • 闸门尺寸较小。
  • 模具排气不畅,导致残留气体产生裂痕。
  • 大门和转轮设计中的尖角。
  • 死角中的残留塑料 热流道.
  • 热流道温度传感器位置不当或出现故障。
  • 热流道堵塞。
  • 模具漏水
  • 热流道温度过高,控制不精确。
  • 带帽喷嘴头。

机器设置因素:

  • 熔化塑料的背压设置不当,过低造成湿气飞溅痕迹,过高造成热降解飞溅痕迹。
  • "(《世界人权宣言》) 注射速度 太快了。
  • 初始喷射速度或位置设置不正确。
  • 熔化速度快
  • 注塑周期结束时不减速。
  • 喷嘴部分堵塞。
  • "(《世界人权宣言》) 模温 太低。
  • 堵塞 分界线 通气孔造成空气滞留的痕迹,需要每 4 小时清理一次。
  • 桶内温度过高。
  • 喷嘴温度太低。
  • 烘干温度设置不当或烘干时间不足,造成湿气飞溅痕迹。
  • 浇口设计不平滑,导致残留的材料飞溅痕迹。
  • 浇口和流道尺寸太小。
  • 闸门类型(销钉、方形、圆形、扇形)或尺寸不正确。
  • 分型面上的通风口位置设计不当,或通风口深度或数量不足。
  • 壁厚差异显著。
  • 闸门位置不当。
  • 在模具设计中,流道后面缺乏通风口。
  • 模流分析中的通风通道不足。
  • 喷嘴与模具浇口匹配不佳。
  • 料斗中的加热元件或风扇出现故障。
  • 料筒内异常加热。
  • 背压阀故障。
  • 材料的干燥温度和时间不正确。
  • 材料中的污染物。
  • 材料颗粒大小不均。
  • 混合来自不同供应商的不同批次改性材料。
  • 闸门脏污或灰尘过多。

飞溅标记的类型

鉴于上述原因,我将飞溅标记分为以下几类:

1.水解裂痕(水分裂痕)

当塑料在成型前因材料中的水分而在料筒中发生水解,或者当充分干燥的材料在料斗中没有有效隔热而吸收水分时,就会出现这种情况。过高的含水量在机筒内受到高温作用时,会将水变成蒸汽,使树脂降解,并在熔融树脂中形成二氧化碳气体。这种气体在注塑过程中冲入模腔,形成水解银纹,大大降低了成型零件的强度和脆性。这种现象相当常见,也很容易识别,通常沿注塑方向均匀分布,严重时会在表面密布。

水解裂痕的根本解决方法是彻底干燥材料,确保成型过程中使用的颗粒含水量控制在 0.03% 以下。因此,必须严格管理干燥工艺条件,并在成型前用气枪检测颗粒的含水量。

水解飞溅痕迹
水解飞溅痕迹

材料的含水量

既然材料的含水量会引发如此多的严重问题,那么注塑成型中的含水量是否有统一的警戒线呢?很遗憾,没有!每种材料的含水量差异很大,其 "脱水 "程度也各不相同。下表收集了常见塑料及其含水量:

塑料水分含量注塑成型的允许含水量
PE0.1%~0.2%0.05%
聚丙烯0.1%~0.3%0.07%
高密度聚乙烯0.1%~0.2%0.05%
低密度聚乙烯0.1%~0.2%0.05%
LLDPE0.1%~0.2%0.05%
聚氯乙烯0.1~0.4%0.07%
GPPS0.1~0.3%0.07%
HIPS0.1~0.3%0.07%
AS, SAN0.20.3%0.07%
ABS0.40%0.07%
PMMA0.40%0.07%
PET0.3%~0.4%0.02%
PBT0.1%~0.25%0.02%
PA61.30%0.019
PA661.50%0.01%
个人电脑0.30%0.02%
POM0.12%~0.25%0.02%
PPO(诺丽尔)0.14%0.02%
PPO(SE-100)0.37%0.02%
PPS0.10%0.05%
PS0.1~0.3%0.07%
PC/PBT0.50%0.05%
PC/ABS0.50%0.06%

脱水

一般来说,为了快速脱水,大多数塑料材料需要在注塑成型前进行烘烤。由于塑料粒子的初始含水量相对较低,因此干燥过程属于微量水分干燥,一般使用热空气作为干燥介质。

根据生产需要,有两种烘烤方法。一种是针对小批量材料的非连续烘烤,可在烘烤炉内完成。更常见的连续烘烤法使用两种设备:热风干燥机和除湿干燥机。每个行业的成本各不相同。

热风干燥机

适用于小批量物料,一个烘箱可同时烘烤多种类型的原料颗粒。它的控温精度高,设备投资少,操作简便。一般适用于小家电和电子消费品的注塑成型需求。

热风干燥机

适合大批量使用原料,操作简单,投资成本相对较低,在低湿度环境下干燥效果好。但在雨季,缺陷率往往会急剧上升。因此,南方地区的制造商需要特别注意。

除湿干燥机

在热风干燥器的基础上,它需要额外的除湿器来去除空气中的湿气,提高干燥效率,特别适合阴雨天和使用含水量较高的 PA 材料。

至于烘烤过程,可以把它想象成类似于烹饪,"火候 "同样重要。如果烘烤时间过长,会导致材料褪色和降解;如果烘干温度过低,会导致材料含水量超标。我还总结了一份塑料烘烤时间表:

塑料烘烤温度烘烤时间
PE60~80°C1~2h
聚丙烯80~100°C1~2h
高密度聚乙烯60~80°C1~2h
低密度聚乙烯60~80°C1~2h
LLDPE60~80°C1~2h
聚氯乙烯60~80°C1~2h
GPPS80~90°C2~3h
HIPS80~90°C2~3h
AS/SAN80~90°C2~4h
ABS80~90°C3~4h
PMMA80~90°C3~4h
PET130~140°C4-6h
PBT130~140°C3~4h
PA680~100°C4~6h
PA6680~100°C4~6h
个人电脑120°C3~4h
POM80-90°C2~4h
PPO(诺伊尔)120°C2~4h
PPO(SE-100)95°C2~4h
PPS120°C3~4h
PS80~90°C2~3h
PC/PBT100~120°C3~4h
PC/ABS80~100°C2~3h

2.热降解条纹(热银纹)

当树脂在成型过程中过热,产生二氧化碳等气体时,就会在成型部件表面形成银色条纹。

常见原因包括

1.料筒温度过高。

2.机筒或喷嘴死角处的残留塑料。

3.桶内停留时间过长。

4.由于使用了过多的再研磨材料,树脂的分子量降低,从而影响了冲击强度,使材料过脆,无法使用。

5.背压太高。

热银色条纹通常可以从外观上辨别出来,它没有特定的模式,有时类似于彗星。它们通常伴随着塑料颜色的加深,沿浇口处尤为明显,这也是识别热银色条纹的一个主要指标。

应根据降解原因采取适当措施。如果是由于料筒某部分温度过高造成的,则应降低该部分的温度;如果是由于料筒或喷嘴中的死角造成的,则应清洁这些区域并消除死角;如果是由于在料筒中停留时间过长造成的,则应在确保产品质量的前提下尽可能缩短注塑周期。如果这些措施无效,可考虑使用较小容量的注塑机进行生产。

分解银色条纹
分解银色条纹

3.结构性银色条纹:

造成这些现象的原因是模塑件的结构设计不当,如壁厚严重不均或截面突变,导致熔融材料在填充过程中突然膨胀或收缩,使空气混入模腔中的熔融材料。结构性银纹主要影响外观,对成型零件的强度和冲击韧性影响不大。

结构性银条纹的特征包括:在工艺条件不变的情况下,条纹的形状和位置分布固定,一般沿注塑方向分布,并经常在断面突然变化后出现。由于结构性银条纹是由断面突然变化和壁厚严重不均匀造成的,因此它们通常与凹痕缺陷一起出现在成型零件的表面,甚至可能在零件内部产生不同程度的气泡。

结构性银纹一般可通过改变注塑速度来消除。当断面变化较小时,可降低注塑速度,使材料顺利填充模腔,并防止空气在通过突然断面时混入,从而避免形成银色条纹。但是,降低注塑速度也可能导致注塑时间过短,因此需要调整其他工艺条件,如模具温度和喷嘴温度,以解决这一问题。当断面变化较大时,可尝试提高注塑速度,同时增加注塑压力,以迫使空气从分模表面排出。

如果调整注塑速度或增加注塑压力仍不能解决问题,则应考虑改进塑料零件的结构设计并加强模具通风系统。

结构性银色条纹
结构性银色条纹

4.闸门和转轮设计的回转标记:

这些都是由不合理的门控系统设计或局部堵塞造成的。其原因和解决办法如下:

1) 浇口的锥角设计过大

如果浇口锥角过大,会导致材料在注塑开始时离开锥壁,形成间隙。随着模腔的填充,混入材料流中的空气进入模腔,形成银色条纹。这些条纹的特点是完全沿注塑方向分布。

要消除这种缺陷,首先要进行干燥循环,排除树脂水解和降解的可能性,然后检查浇口锥角的大小是否合适。如果 A 角大于 10 度,可能会导致上述现象。A 角以 4 至 6 度为宜;如果 A 角过小,可能会造成脱模困难和材料流动性差。有时可通过改变注塑速度来消除流道银纹,但根本的方法仍然是修改或更换浇口衬套以减小浇口锥角。

2) 不合理的闸门设计

如果浇口的横截面积太小,则会在材料通过浇口时产生紊流或喷射,使熔融材料与空气混合,并在浇口附近产生银色条纹。这些条纹的特征是以浇口为中心呈放射状分布。其消除方法包括扩大栅极或改变栅极的横截面形状,使银色条纹消失。在修改栅极的同时,如果适当降低注塑速度,效果会更好。

3.喷嘴顶端的冷材料导致部分浇口系统或注射过程中的局部堵塞

流道或栅极部分堵塞导致银条纹形成的机理与栅极过小导致的机理类似。在识别这种银色条纹时,应在浇口系统中发现冷材料的痕迹。消除这种缺陷的方法是扩大模具中的冷缝井并提高喷嘴温度。

转轮银色条纹
闸门和滑道设计回弹标记

5.脉动银色条纹:

所谓脉动银纹,并不是指银纹本身的脉动,而是指在预塑化螺杆回缩和进料过程中出现的类似脉冲的不均匀跳跃现象。这种现象主要反映了材料的异常滴落,在注塑过程中,空气容易进入料筒,并随熔融材料进入模腔,形成银色条纹。

这些条纹的特点是出现的位置和数量都不规则,有时还伴有短射、下沉痕迹和内部气泡。

消除脉动银纹的方法包括根据脉动的原因采取相应的措施。

其原因和解决办法如下:

1).料筒后端的温度过高,导致进料口附近的物料颗粒粘连在一起并异常下降。应降低料筒后端的温度。

2).材料温度过低,造成树脂塑化不良,预塑化电机负荷过大,导致螺杆转速异常。我们应适当提高成型温度,以增强塑化效果。

3).螺杆背压太低;对于 PC 材料,背压应为 10-25Mpa。

4).料斗保温装置设置或使用不当。红外线灯泡不能离物料颗粒太近或使用时间太长,以免造成颗粒在高温下粘在一起而下降。

在正常生产过程中,有时会出现突然的脉动,这往往是由于个别自动控制仪表出现故障或机筒加热装置出现故障,导致机筒后端温度异常。因此,在调节温度的同时,还需要检查仪表和电路是否存在异常。

脉动银色条纹
脉动银色条纹

6.被困空气银色条纹:

残留空气银色条纹是指在材料填充过程中无法排出的气体所形成的条纹。我们通过相当明显的焊接线来描述这些条纹,银色条纹通常出现在焊接线附近,而其他区域则没有银色条纹。

消除这些银色条纹的基本方法包括改变浇口位置和类型、设置有效的通风槽或修改塑料零件结构,但这需要对模具进行重大修改。在实际生产或 试模在这种情况下,通常会采用纠正工艺条件,如调整注塑压力和速度,改变固定模具和移动模具之间的温差。

被困空气中的银色条纹
被困空气中的银色条纹

关于一个飞溅痕缺陷的案例研究

产品信息

1.名称: 扬声器外壳扬声器外壳

2.材料高亮度 ABS 灰色

3.尺寸:20 毫米 x 5 毫米 x 4 毫米

4.空腔:1*2

5.重量:87 克*2

6.闸门:潜艇型

注塑工艺:

1.注塑机型号海天 450T

2.喷嘴温度: 215°C

3.料筒温度230°C-220°C-200°C-190°C-170°C

4.模具温度:模腔 55°C,模芯 45°C

5.成型时间45 秒,冷却时间 18 秒

6.注射时间3.2 秒

7.计量行程150 毫米

8.缩回时间:0.3 秒

9.分段注射:4 个阶段

10.注射压力90-110-90-50

11.注射速度:20-45-30-5

12.注射位置:142-130-122-0

13.分段 保持压力:2 个阶段

14.保持压力15-72

15.保持时间:10-20

16.保持时间:2 秒-6 秒

扬声器外壳飞溅标记示意图
扬声器外壳飞溅标记示意图

产品加工方法:

使用自动机器人生产,ABS 材料与灰色母料混合,生产前在 85°C 的干燥温度下预干燥。

产品质量要求:

本产品供外观使用,不得有任何表面划痕、凹痕、流线、飞边或其他缺陷。尺寸公差不得超过 0.02;超过此公差会导致装配问题。

生产缺陷信息:

在生产过程中,浇口附近出现了裂痕,影响了产品的表面外观。在阳光下暴晒后,出现了分层现象,也影响了产品的尺寸、机械性能和化学性能。这严重影响了塑料部件的质量和使用寿命。

存在这种缺陷的产品被视为次品,工艺工程师应迅速做出调整,避免出现批次缺陷,以免延误产能、浪费能源和延迟订单交付。

解决方案

分析表明,在生产一套用于制造的模具时发生了溢流,材料缠绕在喷嘴和料筒的第一和第二加热环上。喷嘴和料筒第一节的加热环损坏,已被更换。在更换加热环的过程中,热电偶没有夹紧,向后移动,导致实际材料温度高于设定温度,即使材料温度设置相同。

这说明实际的材料温度比上一次生产时要高,由于本次生产使用的是潜水艇式浇口,相同的料筒温度(材料温度)必然会增加剪切速率,导致材料分解并产生裂痕。有必要调整材料温度,重新固定加热环和夹紧热电偶。

结论

斜纹/银色条纹是常见的生产问题。我们可以通过调整注塑压力、模具温度和更换塑料材料等各种方法来解决。关键是要找出产生飞边的原因,并根据具体情况采取适当的措施。通过有效的解决方案,我们可以大大降低飞边对生产过程的影响,提高注塑机的效率。

我是来自 FirstMold 的 Lee Young,在模具注塑行业拥有十多年的经验,接触过成千上万的客户和产品经理。不断的接触让我意识到:要想生产出高质量的产品或零件,需要设计人员和生产人员的共同努力。我一直乐于分享各种行业知识,希望我的经验能对您有所帮助。

James Li 是一位拥有 15 年以上模具制造和注塑成型经验的制造专家。在 First Mold,他负责复杂的 NPI 和 DFM 项目,帮助数百种全球产品从创意走向量产。他将棘手的工程问题转化为经济实惠的解决方案,并与买家分享他的专业知识,使从中国采购变得更加容易。.
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