常見(jiàn)注塑缺陷及解決方案

1、注塑缺陷原因分析與解決方案一、變形/翹曲（ Warpage ） 塑膠件產(chǎn)生翹曲變形，導(dǎo)致制品的效或引起尺寸誤差和裝配困難；翹曲變形是塑件最嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷之一。變形產(chǎn)生原因：1、材料：物料收縮率大，如PA+GF的收縮率就很大，流動(dòng)玻纖取向。2、模具：（1）產(chǎn)品兩側(cè)，型腔與型芯間溫度差異較大 ；（2）模具冷卻水路位置分配不均勻，沒(méi)有對(duì)溫度很好地進(jìn)行控制 ；（3）澆口方式和位置設(shè)計(jì)不合理，特別加纖料，流動(dòng)規(guī)則很重要；（4）產(chǎn)品粘模引起變形，頂出不平衡導(dǎo)致變形；（5）模具排氣不佳，導(dǎo)致模腔內(nèi)注塑壓力大。3、成型工藝：（1）注塑壓力過(guò)高或者注射速度過(guò)大；（2）料筒溫度、熔體溫度過(guò)高；（3）保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或

2、冷卻時(shí)間過(guò)短；（4）尚未充分冷卻就頂出，由于頂針對(duì)表面施壓造成翹曲變形。4、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（1）長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)翹曲加??；（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)導(dǎo)致不同收縮； （3）產(chǎn)品壁厚不均勻，突變或過(guò)薄，導(dǎo)致薄壁部分冷卻較快引起翹曲。 解決方案：主要應(yīng)從產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)方面著手解決，而依靠成型工藝調(diào)整的效果是非常有限的。1、材料：（1）選擇收縮性較小的材料，內(nèi)部的長(zhǎng)條形纖維會(huì)順著流動(dòng)方向發(fā)生取向。沿著取向方向收縮小、垂直取向方向收縮大，取向引起的收縮不均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變形；（2）如PA66或PA+GF料都容易變形，評(píng)估時(shí)特別注意，提前做模流分析。2、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模具：（1）由于塑膠從熔體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w體積必然收縮，厚度大收縮大

3、，厚度小收縮相對(duì)也小，收縮不均產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)品變形。只能通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，盡量使產(chǎn)品壁厚均勻 ；（2）模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，使得產(chǎn)品能夠冷卻均勻平衡，控制模芯與模腔的溫差。（3）合理確定澆口位置及澆口類(lèi)型，可以較大程度上減少產(chǎn)品的變形，一般情況下，可采用多點(diǎn)式澆口，在評(píng)估階段多做幾種模流分析方案來(lái)驗(yàn)證最小變形；（4）模具設(shè)計(jì)合理，確定合理的拔模斜度，頂針位置和數(shù)量，檢查和校正模芯，提高模具的強(qiáng)度和定位精度；（5）改善模具的排氣功能。3、成型工藝：（1）降低注射壓力、注射速度，采用多級(jí)注射，減小殘余應(yīng)力導(dǎo)致的變形； （2）降低熔體溫度和模具溫度，熔體溫度高，則產(chǎn)品收縮小，但翹曲大，反之則產(chǎn)

4、品收縮大，翹曲??；模具溫度高，產(chǎn)品收縮小，但翹曲大，因此，必須視產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同，采取不同的方案，對(duì)于細(xì)長(zhǎng)塑件可采取治具固定后冷卻的方法；（3）調(diào)整冷卻方法或延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，保證塑件冷卻均勻，如不能按傳統(tǒng)的方法做運(yùn)水就需考慮做3D打印水路模仁或鑲件，保證冷卻充分；PA66料產(chǎn)品收縮變形大出模后泡水；（4）設(shè)置螺桿回退來(lái)減小壓縮應(yīng)力梯度，使產(chǎn)品平整。殘余應(yīng)力（Residual Stress）的影響 殘余應(yīng)力是指出模后未松弛而殘余在產(chǎn)品中的各種應(yīng)力之和，是在聚合物加工特別是注射成型過(guò)程中，注塑件在脫模后由于內(nèi)部存在殘余應(yīng)力，發(fā)生表面翹曲變形的現(xiàn)象。注塑產(chǎn)品殘余應(yīng)力通常會(huì)導(dǎo)致翹曲變形，引起形狀和尺寸誤差；

5、同時(shí)殘余應(yīng)力導(dǎo)致的銀紋及其他缺陷，都會(huì)使構(gòu)件在使用過(guò)程中過(guò)早失效，影響其使用性。所以，只有殘余應(yīng)力接近零時(shí)，脫模比較順利，并能獲得滿意的產(chǎn)品。1.殘余應(yīng)產(chǎn)生原因：注塑產(chǎn)品的殘余應(yīng)力有兩個(gè)來(lái)源：一個(gè)是取向殘余應(yīng)力，一個(gè)是收縮殘余應(yīng)力。對(duì)于注塑成型工藝而言，熔體的注射溫度、模腔溫度、熔體充填時(shí)間和充填速度、保壓壓力以及流道的長(zhǎng)短都會(huì)對(duì)流動(dòng)應(yīng)力產(chǎn)生影響。2.取向殘余應(yīng)力產(chǎn)生位置：（1）澆口位置：因射速快或保壓時(shí)間長(zhǎng)而容易產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力；（2）壁厚急劇變化處（膠位突變）：特別是由厚到薄處，會(huì)因壁薄位置剪切力強(qiáng)而產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力；（3）料流充填不平衡處：會(huì)因?yàn)檫^(guò)度充填造成局部擠壓而產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力。3

6、.收縮殘余力產(chǎn)生位置：（1）主要發(fā)生在壁厚不均產(chǎn)品上，壁厚變化劇烈的位置，由于熱量散發(fā)不均勻，所以容易產(chǎn)生不同的收縮取向；4.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（1）壁厚分布不均勻，在壁厚變化區(qū)域，產(chǎn)生剪切速率的變化，導(dǎo)致應(yīng)力的發(fā)生；（2）尖角位置易產(chǎn)生應(yīng)力集中。5.模具（1）澆口大小及位置設(shè)置不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致料流填充不平衡，局部位置可能會(huì)過(guò)度充填，產(chǎn)生較大擠壓剪切應(yīng)力。6.成型工藝（1）在確保注塑的前提下，保證合理的注射壓力可避免局部壓力過(guò)大產(chǎn)生應(yīng)力；（2）保壓壓力與時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都會(huì)增大澆口處的分子取向而產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力；（3）模具溫度太低會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力不能及時(shí)釋放而殘留；（4）提高熔體成型溫度將會(huì)降低黏度，降低分子鏈的取向應(yīng)力

7、，從而降低殘余應(yīng)力。解決方案：1、模具（1）分流道安排平衡合理，增加分流道尺寸；（2）模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置合理，盡量使制作表面各部分以均勻的冷卻速率固化；（3）模腔厚度均勻，避免出現(xiàn)大的變化；（4）改進(jìn)模具澆口位置、澆口設(shè)計(jì)，避免流程太長(zhǎng)導(dǎo)致不同位置壓力傳遞不同；（5）合理的模具設(shè)計(jì)，避免尖角的存在而形成應(yīng)力集中。2、成型工藝（1）提高注射速度、注射壓力，采用多級(jí)注射，減小殘余應(yīng)力導(dǎo)致的變形；（2）調(diào)整模具溫度到合適的值；（3）提高熔體溫度；（4）適當(dāng)減少保壓壓力、保壓時(shí)間，避免應(yīng)力集中。優(yōu)化保壓設(shè)置，使用兩段保壓。第一段在遠(yuǎn)澆口端，使用高壓，降低遠(yuǎn)澆口端的收縮；第二段在近澆口端，使用低壓，

8、增加近澆口端的收縮，確保產(chǎn)品收縮一致。二、結(jié)合線（Weld Line ） 結(jié)合線又稱(chēng)為熔接痕、熔接線、熔接縫、夾水紋，兩股相向或平行的熔體前沿相遇，就會(huì)形成結(jié)合線，結(jié)合線不僅使塑件的外觀質(zhì)量受到影響，而且使塑件的力學(xué)性能如沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等受到不同程度的影響，特別是纖維增強(qiáng)材料。通常兩股匯合熔體前端的夾角（熔接角）越小，產(chǎn)生的結(jié)合線就越顯著，產(chǎn)品質(zhì)量就越差。當(dāng)熔接角達(dá)到120-150時(shí)，結(jié)合線消失。產(chǎn)生原因：1.材料（1）塑料流動(dòng)性差，熔體前鋒經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后匯合產(chǎn)生明顯熔接痕；（2）黑色產(chǎn)品結(jié)合線更加明顯。2.模具和產(chǎn)品（1）流道過(guò)細(xì)，冷料井?。慌艢獠涣?；（2）產(chǎn)品壁厚過(guò)小或差異

9、過(guò)大；（3）澆口截面、位置不合理，造成波前匯合角過(guò)??；（4）模具溫度過(guò)低；（5）司筒針過(guò)高，導(dǎo)致局部膠位過(guò)薄，周邊先填充，向中間交匯產(chǎn)生結(jié)合線。3.成型成藝（1）注射時(shí)間過(guò)短；（2）注射壓力和注射速度過(guò)低；（3）背壓設(shè)定不足；（4）鎖模力過(guò)大造成排氣不良；（5）料筒、噴嘴溫度設(shè)定過(guò)低；（6）多點(diǎn)進(jìn)澆，澆口間產(chǎn)生結(jié)合線。4.注射機(jī)（1）塑化不良，熔體溫度不均；（2）注射及保壓時(shí)熔體發(fā)生泄漏，降低了充模壓力和料量。 解決方案：1.材料（1）對(duì)流動(dòng)性差或熱敏性高的塑料適當(dāng)添加潤(rùn)滑劑及穩(wěn)定劑，必要時(shí)改用流動(dòng)性好的或耐熱性高的塑料；（2）原料應(yīng)干燥并盡量減少配方中的液體添加劑。2.模具（1）模具溫度過(guò)低

10、，應(yīng)適當(dāng)提高模具溫度或有目的地提高熔接縫處的局部溫度；（2）改變澆口位置、數(shù)目和尺寸，改變型腔壁厚以及流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)等以改變?nèi)劢泳€的位置；（3）開(kāi)設(shè)、擴(kuò)張或疏通排氣通道，其中包括利用鑲件、頂針縫隙排氣； （4）黑色材料的產(chǎn)品減少澆口數(shù)量，盡可能減少結(jié)合線的產(chǎn)生。3.成型工藝（1）提高注射壓力、保壓壓力；（2）設(shè)定合理注射速度：高速可使熔料來(lái)不及降溫就到達(dá)匯合處，低速利于型腔內(nèi)空氣排出；（3）降低合模力，以利排氣；（4）設(shè)定合理機(jī)筒和噴嘴的溫度：溫度高，塑料的黏度小，流態(tài)通暢，熔接痕變淺，溫度低，減少氣態(tài)物質(zhì)的分解；（5）提高螺桿轉(zhuǎn)速，使塑料黏度下降；增加背壓壓力，使塑料密度提高。三、縮水痕（Si

11、nk Marks） 縮水痕為產(chǎn)品表面局部塌陷，又稱(chēng)凹痕、縮坑、沉降斑。當(dāng)塑件厚度不均時(shí)，在冷卻過(guò)程中有些部分就會(huì)因收縮過(guò)大而產(chǎn)生縮痕。但如果在冷卻過(guò)程中表面已足夠硬，發(fā)生在塑件內(nèi)部的收縮則會(huì)使塑件產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷?？s痕容易出現(xiàn)在遠(yuǎn)離澆口位置以及制品厚壁、肋骨、凸臺(tái)及內(nèi)嵌件處。 產(chǎn)生原因：1.材料（1）材料收縮率過(guò)大；2. 產(chǎn)品和模具（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理，壁厚過(guò)大或不均勻，從膠厚分析可以看到縮水痕位置，或過(guò)厚骨位和柱位在薄壁易縮水；（2）澆口位置不合理，澆口太小或流道過(guò)狹或過(guò)淺，熔體充填過(guò)程過(guò)早冷卻；（3）多澆口模具應(yīng)對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)計(jì)澆口；（4）模具冷卻不均勻，模具的關(guān)鍵部件應(yīng)設(shè)置有效的冷卻水道。3.成型

12、工藝（1）注射量不足且沒(méi)有進(jìn)行足夠補(bǔ)縮；（2）注射速度過(guò)快，注射時(shí)間或保壓時(shí)間過(guò)短，保壓結(jié)束時(shí)澆口仍未固化；（3）注射壓力或保壓壓力過(guò)低；（4）熔體溫度過(guò)高，則壁厚處、加強(qiáng)筋或凸起背面易出現(xiàn)縮痕。4.注射機(jī)（1）螺桿磨損嚴(yán)重，注射及保壓時(shí)發(fā)生泄漏，降低了充模壓力和料量，造成熔料不足；（2）噴嘴孔尺寸太大或太小。太小易堵塞進(jìn)料通道，太大則造成注射壓力太小，充模困難。 解決方案：1.材料（1）改換收縮率較小的原料；（2）在結(jié)晶型塑料中加入成核劑以加快結(jié)晶；2.產(chǎn)品和模具（1）設(shè)計(jì)時(shí)使壁厚均勻，盡量避免壁厚突變；（2）骨位和柱位寬度是壁厚的1/2 或3/5厚度以內(nèi)（3）設(shè)置有效的冷卻運(yùn)水道，保證制品

13、冷卻效果；（4）調(diào)整各澆口的充模速度，開(kāi)設(shè)對(duì)稱(chēng)澆口。3.成型工藝（1）提高注射速度使制品充滿并消除大部分的收縮；（2）調(diào)整注射量和速度壓力切換位置；（3）增加背壓，螺桿前段保留一定的緩沖墊等均有利于減少收縮現(xiàn)象；（4）提高注射壓力、保壓壓力，調(diào)整優(yōu)化保壓壓力曲線；（5）增大注射和保壓時(shí)間，延長(zhǎng)制品在模內(nèi)冷卻停留時(shí)間，保持均勻的生產(chǎn)周期；（6）降低熔體溫度和模具溫度。四、應(yīng)力痕（Stress Marks） 在塑膠產(chǎn)品上，尤其原料是ABS、PP、PC，經(jīng)常會(huì)看到產(chǎn)品表面會(huì)有發(fā)白、發(fā)亮的應(yīng)力痕，常稱(chēng)“光印、骨影”，這些就是內(nèi)應(yīng)力的結(jié)果，頂針應(yīng)力痕、鑲件應(yīng)力痕、肉厚差應(yīng)力痕，過(guò)段時(shí)間會(huì)減輕一些。產(chǎn)生原

14、因：1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（1）產(chǎn)品肉厚膠位突變，厚薄落差過(guò)大，而肉厚差則是取向和收縮應(yīng)力的共同結(jié)果，而內(nèi)應(yīng)力不外乎取向應(yīng)力和冷卻收縮應(yīng)力；（2）在產(chǎn)品厚度分析和模流分析就能很清晰看到顏色的差異（對(duì)于1.0厚的產(chǎn)品掏膠超過(guò)0.2-0.3mm以上），這些位置都是應(yīng)力痕的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；（3）特別是外觀黑色類(lèi)和紋面產(chǎn)品應(yīng)力痕尤為明顯。2、模具（1）澆口附近不規(guī)則應(yīng)力痕是典型的取向應(yīng)力造成，而頂針、斜頂應(yīng)力痕形成的因素則更為多一些；（2）鑲件配合不緊，填充時(shí)間加高壓有小松動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力產(chǎn)生（如牛角澆口鑲件出現(xiàn)凹痕） ；（3）模具變形或裝配問(wèn)題，如注塑過(guò)程中頂針板變形，頂針、頂塊微量后退等，頂針板垃圾釘是否足夠和平

15、衡，斜頂單薄擺動(dòng)等；（4）模具局部過(guò)熱（無(wú)冷卻的大頂針，大頂塊，大斜頂），冷卻不均勻，水路離應(yīng)力痕產(chǎn)生部位太遠(yuǎn)。3.成型工藝和材料（1）隨著保壓壓力和時(shí)間的增加，最先開(kāi)始的是肉厚差應(yīng)力痕、頂針斜頂應(yīng)力痕、然后是肉厚差應(yīng)力痕，最后是澆口附近不規(guī)則的應(yīng)力痕（側(cè)看會(huì)發(fā)白發(fā)亮），這當(dāng)然也要看產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)以及進(jìn)澆位置來(lái)看；（2）外觀平面或弧面形成明顯的應(yīng)力痕，膠厚突變，致使塑膠件薄壁在冷卻的過(guò)程中由于有從外到內(nèi)的冷卻過(guò)程，使得冷卻速率不一致，最后冷卻的塑膠層對(duì)先冷卻的產(chǎn)生各種各樣的作用應(yīng)力；（3）熔體突然出現(xiàn)流速加快或分子鏈變向，出現(xiàn)應(yīng)力不均衡。表面太光滑、紋理不夠深（4）保壓壓力太高、模溫太低、料溫

16、太低。 解決方案：1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)：（1）整體肉厚過(guò)薄或流動(dòng)末端肉厚較厚導(dǎo)致充填壓力和保壓壓力過(guò)大，需要加膠或流動(dòng)末端偷肉，也就是說(shuō)保壓降低時(shí)，看縮水處能否偷肉改善，不能的話則要大面加膠了；（2）盡量避免肉厚差，如有則需要做大分化，要順滑過(guò)渡，不要有掏膠臺(tái)階面；（3）公模的骨位避免做的過(guò)大導(dǎo)致母模有骨位應(yīng)力痕。2.模具設(shè)計(jì)（1）澆口太小或數(shù)量太少、分布不均，增加冷料井或溢膠槽；（2）活動(dòng)件配模較松或水路配置不合理導(dǎo)致模溫較高，垃圾釘要合理；（3）模具流道和型腔排氣要良好，減少模腔內(nèi)的應(yīng)力和壓力；（4）掏膠處內(nèi)側(cè)加粗紋，對(duì)排氣和產(chǎn)品與模具的附著力也好，對(duì)應(yīng)力痕有一定幫助。3.成型條件（1）合理設(shè)置保

17、壓壓力和時(shí)間（降低） ；（2）模溫升高或降低（升高可改善充填降低保壓壓力；降低則是讓咬花面發(fā)亮，表面和應(yīng)力痕接近，一般而言，降低模溫是多數(shù)選擇） ；（3）提高速度有利降低殘留取向應(yīng)力（對(duì)薄壁產(chǎn)品變形有稍許好處，對(duì)應(yīng)力痕基本沒(méi)有效果） ；（4）提高料溫、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速，基本對(duì)應(yīng)力痕影響很小，但不能說(shuō)沒(méi)有，只是實(shí)際意義不大.五、氣紋（Gas Flow Marks） 膠料熱流沖入模腔時(shí)，在水口位置周?chē)霈F(xiàn)比較多，還臺(tái)階面或凸起特征處，不良造成的氣紋、流紋、氣花，有類(lèi)似于手指紋（呈霧狀，斑狀，紋路狀），氣紋是容易產(chǎn)生且很難消除的質(zhì)量缺陷，塑料在充模過(guò)程受到氣體的干擾而出現(xiàn)在制品表面熔料流動(dòng)方向上的缺陷

18、。事實(shí)上，在注塑過(guò)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)部因?yàn)闅怏w無(wú)法及時(shí)排出而導(dǎo)致在產(chǎn)品的表面光面或紋面產(chǎn)生明暗不一的色澤差異。氣紋不僅僅會(huì)影響產(chǎn)品的外觀，還會(huì)影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)有關(guān)技術(shù)資料對(duì)產(chǎn)生氣紋的機(jī)理過(guò)程涉及的不多，造成操作人員遇到具體問(wèn)題時(shí)，不能快速找到問(wèn)題產(chǎn)生的原因，不知該采取哪些工藝措施，問(wèn)題得不到及時(shí)的解決，反復(fù)修改模和試模，導(dǎo)致資源大量浪費(fèi)，會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大的損失。 產(chǎn)生原因：1.產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品壁厚不等，考慮原因是當(dāng)熔體從較小的壁厚流向較大的壁厚且射速較快時(shí)，熔體會(huì)越過(guò)產(chǎn)品的臺(tái)階位置，流動(dòng)速度受阻擋產(chǎn)生氣紋。2.模具（1）模具排氣槽設(shè)計(jì)太少或太小不夠合理時(shí)

19、，型腔中的氣體往往無(wú)法及時(shí)的排出，從而阻礙了熔體對(duì)模具表面的復(fù)制效果； （2）澆口太薄，太小，澆口處剪切力大；（3）澆口直接對(duì)著產(chǎn)品的外觀面直沖（如側(cè)澆口和牛角澆口），倒裝模澆口對(duì)表面直沖容易產(chǎn)生氣紋，澆口方式和位置設(shè)置不合理；（4）流道沒(méi)有冷料井，流道鑼刀紋粗糙未省光滑。3.成型工藝（1）當(dāng)注塑速度過(guò)快時(shí)，氣體在壁厚突變的位置（特別是小壁厚向大壁厚的流動(dòng)方向）越不容易排出，初始填充時(shí)熔體通過(guò)澆口速度過(guò)快，直接沖入型腔；（2）熔體溫度設(shè)定較高時(shí)，材料越容易在較高的料溫下分解產(chǎn)生氣體；（3）塑料熔體自身不斷地產(chǎn)生氣體，氣體的成份包括水汽、分解氣、空氣，另外膠料如果烘烤的時(shí)間不夠，本身含水率高也是容易產(chǎn)生氣體；（4）熔體流動(dòng)性差，易產(chǎn)生冷膠；（5