注塑成型缺陷之變形--楊建宏

1、楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值1注塑成型缺陷之變形翹曲篇 為什么講變形翹曲缺陷，理由有以下5點： 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值2 1.變形翹曲缺陷在注塑30多種缺陷中最難處理。其他的缺陷從短射到黑紋，從氣泡到熔接線，似乎人家都津津樂道，處理起來也是得心應(yīng)手，但變形翹曲則不然，往往只能用反變形后加工，模具的反變形設(shè)計等方法消除?，F(xiàn)在的mold-flow軟件可以較為精確地模擬計算出短射、縮水、熔接線位置等，但對于翹曲的精確模擬還是差強人意的。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值3 2.業(yè)內(nèi)普遍對變形翹曲缺陷原理及對策不明晰。說不明晰，主要體現(xiàn)在其細(xì)致討論的比較少，往往碰到這里時泛泛而談或

2、者語焉不詳，歸結(jié)說什么應(yīng)力呀取向呀等原因，有種諱莫如深的味道。既然原因都搞不清楚，更談不上精確的解決對策。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值4 3.變形翹曲缺陷的理解有一點點難度。對其的理解需要對塑膠高分子的結(jié)構(gòu)及注塑過程的熔融料變化有深刻了解，所以要一點點理論功底。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值5 4.變形翹曲缺陷原理集中度高。理解通了一通百通，道理比其他常見缺陷來得集中，理解后處理對策可以很快聚焦，不像其他缺陷原因那么發(fā)散。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值6 5.最后一點，理解了變形翹曲缺陷后，我們會發(fā)現(xiàn)用調(diào)節(jié)參數(shù)可以解決很多此類缺陷，可以省掉很多在后處理和模具設(shè)計上的麻煩，降

3、低成本提高效率，在實際工作中益處很大。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值7 首先，本系列的內(nèi)容在公開資料上市場上找不到，因為研究的人少或者研究者不喜歡張揚。我個恰好是高分子專業(yè)+恰好有很多大型模具調(diào)試經(jīng)驗+恰好喜歡鉆研所以有一點點心得就共享出來，權(quán)當(dāng)拋磚引玉，如有掛一漏萬，望各位同仁海涵。 其次，本系列的案例都是我親手調(diào)試的，可行度高。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值8 今天首先要一起回顧一個很基礎(chǔ)的圖，就是熔融料的在填充時的流動圖。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值9 熔融料在模腔里面是做“噴泉流動”。這個過程中它可以分為5層，上圖中的CL是熔融料的中心線，上面是模腔面，最靠近模腔面的

4、（1）是冷固層，熱的料接觸模腔直接冷卻，第二層（2）是取向?qū)樱羟辛叭∠蜃畲?，中心的是無規(guī)則層，就是熱的熔融料，沒有取向。 看數(shù)據(jù)，如果這個產(chǎn)品壁厚2mm,那么在注射過程中，冷固層大約在0.1mm,取向?qū)哟蠹s0.20.4mm，中間的無規(guī)則層是11.5mm。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值10 模溫高，射速快則取向?qū)颖　?冷卻階段，上面說的5層都要收縮，但是以無規(guī)則層為主。 上面3層主導(dǎo)的缺陷，按照我的理解分別是： 1.冷固層決定光亮度缺陷，麻點缺陷，發(fā)亮，等缺陷 2.取向?qū)記Q定應(yīng)力開裂缺陷，部分變形缺陷翹曲缺陷。 3.無規(guī)則層決定尺寸缺陷，變形翹曲缺陷，縮水及真空泡缺陷，當(dāng)然還有短射毛邊等

5、。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值11注塑成型缺陷之變形翹曲篇2 注塑成型中產(chǎn)品變形翹曲種類很多，這個系列我給大家介紹最常見同時便于定性解釋的6種，分別是： 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值12 1.簡單平面結(jié)構(gòu)翹曲的類型 2.帶垂直加強筋的長條平面翹曲的類型 3.帶垂直加強筋的方形平面翹曲的類型 4.箱型結(jié)構(gòu)翹曲的類型 5.澆口附近幾大類翹曲的類型 6.翹曲與其他注塑缺陷干涉時的對策楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值13 上述共6個專題，所以計劃本集“明月為誰彎”中，我計劃分7期講述，分別是： 1.簡單平面結(jié)構(gòu)翹曲的類型 2.帶垂直加強筋的長條平面翹曲的類型 3.帶垂直加強筋的方形平面翹

6、曲的類型 4.箱型結(jié)構(gòu)翹曲的類型 5.澆口附近幾大類翹曲的類型 6.翹曲與其他注塑缺陷干涉時的對策（上） 7.翹曲與其他注塑缺陷干涉時的對策（下）楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值14 簡單平面結(jié)構(gòu)翹曲的類型。 簡單平面指的是沒有很多加強設(shè)計的一個簡單的平面，如果有一些彎曲邊緣或有Boss結(jié)構(gòu)或碰穿孔等都屬于這類結(jié)構(gòu)。 簡單平面變形翹曲很多見，主要是因為它沒有加強設(shè)計，導(dǎo)致一個大的平面本身是不很穩(wěn)定的。 這類結(jié)構(gòu)的變形翹曲遵循原則：主要與模溫有關(guān)，平面向模溫高的一側(cè)呈馬鞍型變形。同時保壓壓力的增長有助于緩和變形。 原因是什么呢？楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值15 下圖是平面的橫截面圖?？梢?/p>

7、看到被模具包裹的塑膠產(chǎn)品在填充過程中分為5層。 如圖：表面是冷固層，往里是取向?qū)?，中間是無規(guī)則層，這以前都說過。 當(dāng)兩側(cè)模溫相同時候，兩側(cè)的冷固層及取向?qū)雍穸纫彩窍嗤诶鋮s階段，發(fā)生了2個作用： 第一是取向?qū)訌摹叭∠颉暗健胺侨∠颉钡膽?yīng)力收縮過程。 第二是無規(guī)則層3維度的全面收縮。 上面的兩個作用都讓產(chǎn)品縱向/橫向收縮的趨勢，但兩側(cè)的收縮量是相等的，所以平面沒有突出的變化。 若是保壓足夠，產(chǎn)品強度足夠強，產(chǎn)品就很難有什么大的變形。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值16 但若是模具兩邊溫度不同，就會出現(xiàn)下面的結(jié)果，見圖： 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值17 可以理解的是，模具熱的一側(cè)，熔融料

8、填充過程中的冷固層和取向?qū)佣枷鄬裼谀＞呃涞囊粚?，同時無規(guī)則層總體上偏向于模具熱的一側(cè)。這導(dǎo)致2個結(jié)果： 1. 模具熱的一側(cè)取向?qū)邮湛s力度相對更大。 2.無規(guī)則層的整體收縮偏向模具熱的一側(cè)。 產(chǎn)品各處的收縮是不同的，在橫截面上看，表面收縮小而中間芯部收縮大，當(dāng)外皮被芯部收縮拉拽時，這個拉力的中心線偏向了模具熱的一側(cè)，所以產(chǎn)品向模具熱的一側(cè)彎曲以適應(yīng)這種拉力，兩側(cè)模溫差別越大，彎曲越明顯。 但當(dāng)保壓充分時候，芯部的收縮小，同時冷固層和取向?qū)拥膹姸雀?，所以彎曲就不明顯。 這就是簡單平面變形翹曲的基本道理。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值18注塑成型缺陷之變形翹曲篇3 注塑產(chǎn)品變形中“帶垂直加強筋

9、的長條平面翹曲”的類型。 這種變形類型是變形中最重要的，需要特別掌握學(xué)習(xí)，因為： 1.這種變形類型是最經(jīng)典的類型。 2.理解了這種變形調(diào)節(jié)方法可以舉一反三觸類旁通。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值19 首先看圖： 這是一個普通的帶筋的長條平面的示意圖，一般這類結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的平面度都有嚴(yán)格要求，但這類結(jié)構(gòu)容易發(fā)生變形，常見有2種，即下面的拱形變形及馬鞍形變形。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值20 一般這類結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的平面度都有嚴(yán)格要求，但這類結(jié)構(gòu)容易發(fā)生變形，常見有2種，即下面的拱形變形及馬鞍形變形。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值21 這兩種變形怎么來的，怎么去除調(diào)整呢？ 這還要從頭說起。

10、 一、這種結(jié)構(gòu)的變形根本原因是，面和筋收縮不一致造成。 如果面收縮大于筋收縮，則平面拉筋，產(chǎn)品呈現(xiàn)馬鞍形變形；如果面收縮小于筋收縮，則筋拉平面，產(chǎn)品呈現(xiàn)彩虹形變形，這是根本。 二、筋和面的收縮為什么會不同？ 答案是首先兩者厚度不同，面的厚度要超過筋的厚度。其次是工藝參數(shù)特別是保壓的選擇導(dǎo)致厚度不同的部位過充填程度不同，收縮不同了。 三、什么時候面的收縮大？什么時候筋的收縮大呢？ 這要搞清楚什么時候厚的地方過填充厲害，什么時候薄的部位過填充厲害？楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值22 上圖是一個簡單的厚薄不均結(jié)構(gòu)的變形，產(chǎn)品左邊厚右邊薄，圖中間a,b意思是充填過程中的熔融料流動的無規(guī)則層。 產(chǎn)品

11、的收縮主要是熔融料流動的無規(guī)則層實現(xiàn)的，另外的兩層（冷固層及取向?qū)樱┦湛s小，也就是說無規(guī)則層收縮大，則產(chǎn)品收縮大。 什么時候左邊的收縮比右邊大？什么時候左邊的收縮比右邊小呢？楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值23 上圖中，參數(shù)A是射膠完畢直接高保壓力短時間的保壓；而參數(shù)B是先間歇一下再高保壓力保壓。 參數(shù)A的結(jié)果是上圖中a的收縮比b大，因為ab都來不及冷卻收縮，直接段時間迅速保壓，這時候b薄壁，收縮小的趨勢占主導(dǎo)，導(dǎo)致a收縮大于b。 參數(shù)B相反，因為有了一個低壓保壓1的間歇，ab的冷固層都加厚了，料的黏度增加了，這時候薄壁的b補料就困難了，反而是厚壁的a容易補料，造成a的密度大了，收縮小了。楊

12、建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值24 簡而言之： 參數(shù)A情況下，帶薄筋的平面的結(jié)果其變形會是馬鞍形變形；參數(shù)B情況下，帶薄筋的平面的結(jié)果其變形會是彩虹形變形。 這就是這類結(jié)構(gòu)是馬鞍形變形還是彩虹形變形的基本原理。 有了基本原理，在實操中，重要參數(shù)首先是模溫，保壓1的時間，保壓2的壓力，其次重要參數(shù)是保壓2的壓力，切換位置和保壓1的壓力。 至于平面度如果，就是在這幾個參數(shù)中慢慢磨練了。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值25注塑成型缺陷之變形翹曲篇4 帶垂直加強筋的方形平面翹曲的類型。 上圖的結(jié)構(gòu)中一個平面，邊緣一般是帶有筋條結(jié)構(gòu)的，進膠可能在中間可能在邊緣，其變形的道理都是相同的。楊建宏注塑咨詢

13、，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值26 1.上凸下凹 2.對角線翹曲 這是兩種非常典型的變形 這兩種變形究其原因，是邊緣與中間部位收縮不一致造成的，看下圖：楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值27 紅色線圈起來邊緣部位，藍(lán)色線圈起來的中中間部位。 簡單的說，當(dāng)中間部位的收縮大于邊緣部位時，平面呈現(xiàn)出對角線翹曲變形；當(dāng)當(dāng)中間部位的收縮小于邊緣部位時，平面呈現(xiàn)出上凸下凹變形； 需要指出的是，邊緣背部的筋條對這種變形的影響居于其次。 那么怎么調(diào)整這種變形呢？用參數(shù)A，產(chǎn)品會呈現(xiàn)對角線翹曲變形； 用參數(shù)B，產(chǎn)品正常； 用參數(shù)C，產(chǎn)品呈現(xiàn)上凸下凹變形。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值28注塑成型缺陷之變形翹曲篇5 箱

14、形結(jié)構(gòu)翹曲的類型。 下圖就是箱形的示意圖。四周是四面墻，有一個底。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值29 這種產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)一般是產(chǎn)品留后模，直澆口或者側(cè)澆口，動模型芯成型內(nèi)部結(jié)構(gòu)+側(cè)抽芯滑塊，推板頂出或者吹氣頂出。 這種模具結(jié)構(gòu)決定了產(chǎn)品一半的表面積向內(nèi)，向型芯，因此需要型芯吸收的熱量也差不多一半吧，但由于型芯的內(nèi)閉結(jié)構(gòu)和運水的不易，一般型芯會排熱困難導(dǎo)致高溫。 同時產(chǎn)品的4面墻在出模后收縮過程中，會往一起拉，但4個角互相支撐，強度很高，拉不動。 這時候的結(jié)果就是4面墻的墻頭往中間翹曲。 這種翹曲的解決辦法就是保證型芯充分的冷卻，同時輔助以適當(dāng)?shù)姆醋冃翁幚恚热绯瞿：笥梅醋冃翁ゾ叻醋冃沃?

15、6個周期的時間。 但型芯冷卻問題多多，主要是水路的開設(shè)，箱形結(jié)構(gòu)是5面墻，都是封閉的，而凸出的型芯加工水路卻非常不容易，很多只有一組水或者沒有水，導(dǎo)致無法調(diào)整。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值30 箱形變形垂直看就是向內(nèi)弧度收縮，實際工作中就是影響裝配效果，導(dǎo)致裝配時候產(chǎn)生縫隙。 下圖是剛才在公民模具網(wǎng)站上看到的一個產(chǎn)品變形圖，正好符合本題的內(nèi)容就摘錄了過來。一個類似于文具盒的產(chǎn)品，箱形結(jié)構(gòu)，兩扇，上面分別有扣可以互相扣合，但由于產(chǎn)品內(nèi)翹曲變形，無法扣合。這個翹曲也是這個問題。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值31注塑缺陷之變形翹曲篇6 澆口附近幾大類翹曲的類型。 澆口附近的缺陷非常多，但

16、具體到變形翹曲，我列為4類： 1.澆口處的凹陷 2澆口處的凸起 3.澆口附近的凹凸變形 4.澆口附近的收縮楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值32 1.澆口處的凹陷。 澆口處的凹陷和凸起的發(fā)生環(huán)境是澆口較小，點澆口為主。澆口凹陷就是出模后澆口呈現(xiàn)水坑似的凹陷和收縮，區(qū)域直徑約為23mm，經(jīng)驗表明，這種缺陷的處理方法是減小保壓壓力，延長保壓時間。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值33 2.澆口處的凸起。 發(fā)生環(huán)境同上都是點澆口類小澆口。澆口凸起癥狀是呈現(xiàn)火山似的中間高周圍低，癥狀區(qū)域直徑24mm，解決方法與上面相反，要增加保壓壓力，減少保壓時間。另外這兩種缺陷的共同防治方法還有澆口處模具改動，就是

17、模具上做火山口，產(chǎn)品上看起來澆口主動凹陷膠變薄。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值34 3.澆口附近的凹凸變形。 這種缺陷的發(fā)生環(huán)境與較為廣泛，小澆口可能有大的澆口也可能有，不管是點澆口側(cè)澆口扇澆口。發(fā)生區(qū)域一般在澆口附近直徑1540mm區(qū)域內(nèi)，癥狀就是凹凸變形。這多是過充填造成，解決方法是縮短保壓時間，至于保壓壓力，過大過小都不好。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值35 4.澆口附近的收縮缺陷. 這種缺陷的發(fā)生環(huán)境一般是大澆口，扇形澆口或?qū)挼膫?cè)澆口為主，發(fā)生區(qū)域離澆口525mm之間，一般產(chǎn)品較厚比如1.5mm以上，癥狀是區(qū)域內(nèi)局部沒有預(yù)兆地收縮，這種收縮的奇特之處是產(chǎn)品沒有厚度變化，背面沒有

18、筋或肋或BOSS柱等，這表面的縮水非常不合乎常規(guī)，出現(xiàn)的頻率也不多，當(dāng)時我就是親自守候在現(xiàn)場一個班才出了那么幾個，規(guī)律性不強。我覺得這多是澆口附近過熱又厚的膠在收縮時候的不均勻所致或者說與機器的不穩(wěn)定輸出有關(guān)。這種缺陷的處理就是料溫不要過高，保壓后要防止?jié)部诟浇鼰崮z的回流，所以儲前冷卻的設(shè)定要短，還就是背壓不可過低。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值36 這4中缺陷都屬于澆口附近的變形翹曲缺陷。發(fā)生原因都與澆口附近的應(yīng)力及局部過充填有關(guān)。這4種缺陷都是我在實際生產(chǎn)中碰到許多次的，非常多套模具產(chǎn)品有這些缺陷，ABS,PP都有。 楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值37注塑缺陷之變形翹曲篇7 變形翹曲缺陷與其他缺陷符合發(fā)生時候?qū)Σ摺?變形與尺寸不良共生非常普遍，那么如何“折中”或者“對沖”這兩種缺陷呢？ 關(guān)鍵是模溫，保壓選擇及切換位置，還以介紹的帶垂直長筋的平面的變形為例。楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值38楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值39 對策1：提高整體模溫 對策2：切換位置提前，低壓保壓1時間稍延長，保壓1壓力與高保壓的保壓2時間壓力不變楊建宏注塑咨詢，為注塑企業(yè)創(chuàng)造價值40 對策1：降低整體模溫 對策2：切換位置延后，低壓保壓1壓力提高，高保壓的保壓2壓力也提高。楊建宏注塑咨詢，為注塑企