塑料制品產(chǎn)生氣紋的分析及消除措施

1、塑料制品產(chǎn)生氣紋的分析及消除措施摘要:針對塑料制品產(chǎn)生氣紋的缺陷，對注塑設(shè)備，模具，材料性能，工藝參數(shù)及周圍環(huán)境等 因素進(jìn)行研究，分析了產(chǎn)生氣紋的原因，又根據(jù)不同氣紋的特點(diǎn)，采取了相應(yīng)的消除措施， 能夠有效地解決此類缺陷。關(guān)鍥詞:氣紋;排氣;流動性、引言氣紋是容易產(chǎn)生且很難消除的質(zhì)量缺陷。氣紋不僅僅會影響產(chǎn)品的外觀，還 會影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。國內(nèi)有關(guān)技術(shù)資料對產(chǎn)生氣紋的機(jī)理過程涉及的不多，造成 操作人員遇到具體問題時(shí)，不能快速找到問題產(chǎn)生的原因，不知該采取哪些工藝 措施，問題得不到及時(shí)的解決，導(dǎo)致資源大量浪費(fèi)，會對企業(yè)造成巨大的損失。針對塑料制品產(chǎn)生氣紋這一缺陷，本文對其產(chǎn)生因素進(jìn)行了分析和研究，

2、詳 細(xì)的闡述了氣紋的產(chǎn)生機(jī)理及現(xiàn)象，乂根據(jù)不同氣紋的特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的應(yīng)對 措施。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象做出準(zhǔn)確的判斷，就可以推斷出氣紋產(chǎn) 生的原因，繼而制定出相對應(yīng)的消除措施方案進(jìn)行解決。二、氣紋產(chǎn)生的原理氣紋是塑料在充模過程受到氣體的干擾而出現(xiàn)在制品表面熔料流動方向上 的缺陷。氣體的成份包括水汽、分解氣、空氣，可見，氣紋存在的根本原因是有 氣體存在，如果高溫熔融態(tài)塑料流體在填滿模具之前，不能將氣體順暢排出，氣 體就會與塑料熔體混合流動，冷卻成型后，內(nèi)部氣體形成氣孔，外部氣體產(chǎn)生流 動痕跡，即氣紋。事實(shí)上，在注塑過程中氣體的存在是不可避免的，而且有相當(dāng)一部分殘留在 塑料內(nèi)部。當(dāng)模內(nèi)壓

3、力足夠大，氣體含量沒有超過一定的限度時(shí)，氣體以分散的 狀況溶解到塑料里面去；但當(dāng)模內(nèi)壓力不夠大，而氣體含量乂超過一定的限度時(shí)， 這些氣體便從熔融塑料中紛紛釋放出來，到達(dá)制品表面而形成氣紋。造成氣紋缺陷的主要原因有六點(diǎn)：1注塑設(shè)備與注塑產(chǎn)品不相配；2模具排 氣槽設(shè)計(jì)太少或太??；3生產(chǎn)工藝的影響;4塑料熔體自身不斷地產(chǎn)生氣體；5注 塑設(shè)備所處的環(huán)境濕度大；6塑料熔體流動性差。1 注塑設(shè)備的影響設(shè)備的選擇要合理，如果制品與澆口凝料料重之和小于最大注射量的20%, 則剩下的原料會因螺桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力，機(jī)筒的加熱而分解產(chǎn)生氣體。如果 大于最大注射量的80%,則會出現(xiàn)熔料受熱不均的現(xiàn)象，很難以成型精密

4、制品。 螺桿設(shè)計(jì)如果合理，與所加工的塑料種類匹配，成型工藝范圉就會相對較寬； 否則成型匸藝范圍可能很窄其至不能成型制品。不同型號、大小的注塑機(jī)其射嘴的孔也是各有差異的，有2.5MNL 3.5MM、 5MM等等，機(jī)器越大其射嘴孔相應(yīng)也就越大。噴嘴孔太小、物料在噴嘴處流涎 或拉絲、機(jī)筒或噴嘴有障礙物或毛刺，高速料流經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生摩擦熱使料分解產(chǎn)生 氣體,氣體來不及排出會產(chǎn)生氣紋現(xiàn)象。2 模具排氣不暢的影響在高溫高壓下，低黏度熔融塑料突然穿越狹窄的澆口，熔融原料注射進(jìn)入模 具型腔的時(shí)間很短，進(jìn)入具有較大自由空間的型腔，形成高壓噴射狀態(tài)，夾帶 了流道和型腔內(nèi)存在的空氣。原料在模具中的填充過程乂是氣體被排出

5、的過程， 模具分型面缺乏必要的排氣孔道或排氣孔道不足、堵塞、位置不好，乂沒有嵌件、 頂針之類加工縫隙排氣，使流道和型腔中的空氣不能在塑料進(jìn)入的同時(shí)離去，極 易造成氣體被裹入高溫熔體中，隨著熔體的流動，氣體逸出熔體表面，形成流動 痕跡21。3 生產(chǎn)工藝的影響如果注射壓力過高、注射速度過快，模具中的氣體來不及排出，就會受到急 劇壓縮，驟然積聚大量機(jī)械能，從排氣槽釋放的氣體乂急劇膨脹將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成 熱能迅速釋放出來，極易造成排氣槽部位零件表面過燒，產(chǎn)生焦斑。除此之外， 還會產(chǎn)生物料摩擦熱過高，容易造成熔料因溫度偏高而降解或變色；同時(shí)，過快 的注射熔料流速會讓模腔內(nèi)空氣被急劇加壓而升溫，也會使熔料匯合

6、處因降解而 出現(xiàn)焦黃色。但如果注射速度過慢，注塑成型制品用時(shí)間增加，熔料受降溫的影響充滿模 腔的時(shí)間加長，流動所受到的阻力加大，這樣會造成成型制品出現(xiàn)冷合料縫痕， 還會造成原料的溫度大幅度下降，隨溫度降低，原料的粘度升高，流動性變差， 一方面使氣體不能及時(shí)從熔融原料中分離出來反而產(chǎn)生流紋，另一方面就是熔體 前沿溫度的急速冷卻形成了高粘度流動體，阻礙了氣體向前流動排出，在通過模 腔狹窄區(qū)域（如零件薄壁區(qū)域）時(shí)，受到很大阻力，使熔體內(nèi)部壓力升高，容易 形成高溫灼熱氣體，產(chǎn)生零件表面過燒現(xiàn)象。4 塑料熔體自身產(chǎn)生氣體的影響如果注塑設(shè)備適合生產(chǎn)某種產(chǎn)品，塑料模具設(shè)計(jì)合理，排氣順暢，但塑料自 身不斷產(chǎn)生

7、氣體，那么塑料熔體在射膠過程和冷卻成型過程中依然會產(chǎn)生氣紋。 自身產(chǎn)生氣體主要有兩種類型：（1）水蒸汽的影響水蒸汽來源主要是原材料受潮時(shí)吸收的水分，熔膠過程中，原材料受熱，水 分被不斷蒸發(fā)逸出，射入模具后，塑料熔體表面水蒸汽遇冷迅速冷凝，在零件表 面形成蒸汽紋。如果模具排氣不良，灼熱的水蒸汽就會造成零件表面過燒現(xiàn)象。（2）分解氣體的影響一些質(zhì)量差的塑料熔膠過程中，山于受高溫或高剪切力（螺桿轉(zhuǎn)速過快、背 壓過高）影響，一些易揮發(fā)相直接從熔體中逸出；特別是當(dāng)含有微量雜質(zhì)或微量 水分時(shí)，可能發(fā)生催化裂化反應(yīng)。造成塑料產(chǎn)生分解氣的原因：熔體溫度過高， 造成分解；料筒溫度過高，或料筒的發(fā)熱圈控制失調(diào)。小

8、制品用大機(jī)，或緩沖墊 量過大，或料筒內(nèi)的呆料、死角處因長期受熱而分解，或成型周期太長，使熔體 在料筒里的停留時(shí)間過長而造成分解；熔體在料筒里的剪切過大，螺桿的壓縮比 過大，螺槽太淺等，再加上螺桿轉(zhuǎn)速過大，背壓過大等。5 注塑設(shè)備所處的環(huán)境影響當(dāng)注塑機(jī)處于潮濕的環(huán)境中，空氣濕度過大空氣濕度過大，遇到冷的模具而 凝聚成水的水珠（如模溫低于露點(diǎn)），造成模具的模穴內(nèi)帶有微量的水分，這些 水分被熔料汽化后成水蒸氣，氣體來不及排出便會產(chǎn)生氣紋現(xiàn)象。6 熔體流動性差的影響許多塑料具有熔體流動性差的性質(zhì)，它對氣紋產(chǎn)生的影響有兩種類型，一種 是塑料在熔膠階段產(chǎn)生的氣體不能及時(shí)逸出并從料筒后段排出，導(dǎo)致其最終被帶

9、入模具中；另一種是在模具中使裹入塑料熔體中的氣體不及時(shí)逸出。三、典型實(shí)例分析儀表罩塑件圖具有氣紋的儀表罩圖該儀表罩是在800T注塑機(jī)中生產(chǎn)的，產(chǎn)品圖號53A-05171,毛重801g,凈重 792g,材料牌號ABS/VK125,成型周期65s。1 儀表罩出現(xiàn)氣紋的原因經(jīng)分析造成氣紋的原因主要有：熔料溫度或模具溫度過低；注射速度、 壓力過高；背圧偏低；模具排氣不良；原料干燥不充分或過熱分解；模 具澆注系統(tǒng)有缺陷。2 可行的改進(jìn)方案適當(dāng)提高料筒溫度，使氣體容易逸出，但PC/ABS塑料溫度不能超過270°C, 防止高溫分解，影響PC/ABS塑料性能。適當(dāng)降低注射壓力、注射速度，使氣體有充分

10、時(shí)間排出。應(yīng)當(dāng)注意的是， 注射壓力和注射速度是相互關(guān)聯(lián)的，調(diào)整時(shí)不能釆取同時(shí)改變兩者的方式，因?yàn)?進(jìn)行調(diào)整時(shí)并不能確定造成氣紋的原因究竟是注塑圧力過大還是注射速度過大。 正確的方法是先選擇其中一個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后看其產(chǎn)生的效果，再決定下一 步的操作。增加背壓，提高熔料速度，可以使裹入原料中的空氣以及原料自身易揮發(fā) 相產(chǎn)生的氣體從料筒后段充分排出。改善模具的排氣。保證注塑過程中物料填充到模具內(nèi)時(shí)所產(chǎn)生的各種氣體 順利的排出模具。原材料應(yīng)該充分干燥，建議70°C80°C,烘料時(shí)間不少于4h,并做好防潮 措施（特別在陰雨天），防止水蒸汽的影響。合格的儀表罩圖四、結(jié)語注塑制品上的氣紋會降低制品的強(qiáng)度，影響外觀，因此氣紋是注塑制品失效 的一個(gè)重要原因。氣紋區(qū)域材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)是影響制品性能的直接原因，要消除 或減小氣紋對制品性能的影響，以提高制品的性能，應(yīng)充分考慮不同材料形成 的氣紋的形態(tài)結(jié)構(gòu)。只有通過正確地認(rèn)識氣紋區(qū)域材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)與