注塑成形的五要素(二)undefined

注塑成形的五要素(二)

二．开裂，裂纹，微裂和发白

有的成型制件并没有局部破碎，只是表面产生微细的开裂，根据其程度和外观上的差别，把较严重的叫开裂或裂缝，较轻微的叫做微裂或龟裂，龟裂同裂纹看起来很像，但本质上是差异的两种意思，即龟裂不是象空隙样的缺陷，因加上的应力在平行方向排列的高分子自身，因而如对其加热，就能返回没有龟裂的状态，用这种方法就能够区分出龟裂和裂纹。其中微裂不仅在成型后产生；放置后或与溶剂蒸气等接触时也会发生。而ABS和耐冲击聚苯乙烯根本不产生这种现象，却以顶杆推顶部位发白的形式表现出来，采用热风加温则可消除这种发白现象。产生上述现象的原因有下两几点。白化指应力白色化，从图上应力屈服曲线同裂纹白色化的过程知见，的确要化费能量。白色化后只要加少许的能量就会发生裂纹。
应力龟裂我们考虑可能是由于溶剂，油，药品的作用使制品的结合力降低而产生。

1．脱模不畅

成型时模具的拔模斜度不足，成为倒拔模斜度，或模具型腔凸模粗糙抛光极差，因此制件脱模困难，使推出力过大，产生应力，往拄造成制件破损或发白。由于主浇道抛光不好使制件粘在静模，或者动模上，有侧壁凸凹并采用硬性脱模时，更容易产生这种现象。总之发生这种缺陷时，首先应注意模具的抛光，并在增大拔模斜度的同时在成型制件开裂处附近增设顶杆，使制件不弯曲，合理地脱模。对于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)成型制件，因塑料本身较脆，表面要求有光泽，大多采用镀铬模具成型。然而电镀具有平面不易镀覆的性质，却易放覆到转角处；因而成为倒拔模斜度，所以必须予以特别注意。另外，因聚碳酸脂(PC)，PVC等材料容易粘在模具的镀铬层上，特别在角落上成为倒锥体，所以要给以注意。聚碳酸脂(PC)容易在模具镶块处产生裂纹，象这样的情况最好在材料里加进增强玻璃纤维为好。有残余应力的制品因溶剂，油，药品的付着，会产生裂纹(以下讲的应力龟裂)，微量的油付上后会产生很多的裂纹效应。脱模斜度要足够，脱模销要分布平衡，制品上不要设计有锐角，还有要尽量避免制品的厚度差异。只要仔细观察龟裂产生的位置，即可确定原因。

2．过填充

    由于过分担心成型缩孔，结果注入模腔的熔料过多，使成型制件内部产生极大的应变。这时收缩变得很小，不但容易开裂，并且放置一段时间后内部应变更容易造成微裂。要消除过填充的开裂可提高熔料温度，降低注射压力，提高模具温度，但只要保证熔料易于注入模腔即可。根据成型制件外观等有关原因，必须以过填充的方式成型时，为使制件不发生微裂，成型后应进行后处理(如热处理)，这对消除内部应变是有效的。

    3．冷却不充分

    在未完全硬化时就将制件顶出，有时顶针周围开裂或发白。通过充分冷却或改变模具本身的冷却方式，等完全硬化后方可顶出。也可以降低模具温度，延长冷却时间。然而，有的模具的局部冷却不充分，在通常成型条件下还有时不能防止变形。这种情况应考虑变更冷却水的路径，冷却水道的位置或追加冷却梢孔，尤其应考虑不用水冷，采用空气冷却等方式。

    4．嵌件周围开裂

置入嵌件成型时由于塑料的收缩，应力显著地集中在嵌件周围。这个力虽然能牢固地保持住嵌件，但是应力过大时嵌件周围塑料往往开裂。在注射成型的同时嵌入金属件时，最容易产生应力，而且容易在经过一段时间后才产生龟裂，危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力，而且随着时间的推移，应超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。要减少嵌件周围的开裂，有效的是预热嵌件或尽量缩小收缩差，进行塑化处理效果更明显(即金属镶块预先加热，则可以缓和成型时的残余应力，同样的原理，用成型后的退火代替镶块加热也是一种方法)。

三．毛刺，溢料，彼峰

多发生在分合面上，即动模与静模之间，滑块的滑配部位，镶件的缝隙，顶杆孔隙等处流入熔料，在制件上形成多余的飞边毛刺，这样的飞边毛刺，在成型时起杠杆作用，会使飞边毛刺进一步增大，从而造成模具局部的凹陷，使成型时飞边毛刺进一增大的恶性循环。所以，如果一开始发现产生了飞边毛刺，就必须尽早修整模具。毛刺的产生有下面几种原因。

1.锁模力不足

与成型制件的投影面积相比，如果锁模力较小，由于注射压力的作用使动，静模之间将出现缝隙，这样势必就会出现飞边毛刺。特别是把侧浇口置于制件中央附近的孔上时，因为这种成型浇口需要较大的注射压力，所以极易出现毛刺。降低注射压力或者提高锁模力都可消除这种缺陷，若根据具体情况改用流动性好的塑料采用低压成型，有时也是很有成效的。

2．模具局部配合不严密

首先讨论动，静模合模不严的问题，尽管棋具本身合模严密，当采用肘杆式锁模机构的注射机成型时，往往因模具平行度不佳或者锁模装置调整的不良，产生诸如左右两边锁模不均衡的现象，即左右两侧只有—边被锁紧，另—边不密贴，此时必须调整拉杆(二根或四根拉扦)使之均衡，其次，也有因模具本身研配不佳造成密贴不严。特别是制件中心有成型孔时，由于这部分的支承作用，当锁模力不充足时也容易出现毛刺。另外是滑动型芯，因滑动型芯是动作机构，往往产生毛刺，所以滑动型芯的配合很重要。尤其是对左右分型的哈夫模，其侧面的投影面积也受成型压力作用，如果设计不能完全承受这个压力也常会出现毛刺。关于镶件缝隙和顶杆孔隙，不仅会产生毛刺恶性循环增大的现象，而且还会增大顶出阻力。

3．模具翘曲引起

如果模具钢度不足，受注射压力作用将产生翘曲，这时若中心附近有孔，孔的周边就会产生毛刺；还有利用中心孔开侧浇口时，孔和浇道周边也会产生毛刺。这种原因产生的毛刺，是由模具制作不良造成的，所以较难修理。采取补强模具，可使毛刺减小。

    4．塑料流动性过好

    塑料流动性过好，在理论上并不是产生毛刺的原因。可是，当塑料流动性过好时，那怕是微细的缝隙塑料也能钻进去，所以极易出现毛刺。要消除这种毛刺，可降低熔料温度或注射压力，也可降低模具温度或注射速度，

    5．注入熔料过多

    这也不是产生毛刺的直接原因。为了防止缩孔而注入过多熔料的作法是错误的，应采取增加注射时间或保压时间来成型(参照缩孔)。

    6．模具表面有异物

    模具合模面上有异物，必然会产生毛刺。解决这个问题，显然应清扫于净模具表面，使合模面密贴即可。

7．根据不同材料确定不同排气槽的尺寸，因为排气槽过大，导致飞边的产生。

四，翘曲，弯曲和扭曲

注射成型时塑料的成型收缩率随流动方向的不同而不同，就是说流动方向的收缩率远比垂直方向大(收缩率各向异性)，有时收缩率在方向上的差值达1%以上；成型收缩率还受成型制件壁厚和温度的影响，由于收缩率的不同，致使制件产生变形。注射成型是把粘流态的高聚物挤压到模腔中成型的一种方法，所以不可避免在成型制件内部残留有内部应力，此应力也将引起制件的变形。此外还有一些原因也往往引起变形。如制件未完全硬化就顶出的变形；还有顶杆推力造成的变形。由于上述原因，将成型制件从模腔顶出后，就达不到内部应变最小的理想形状，而出现翘曲，弯曲和扭曲等现象。可采用辅助工具来矫正冷却变形。即把从模腔内顶出的且内部尚柔软的成型制件放在辅助工具中，随着辅助工具一起冷却，从原始状态限定变形。根据冷却方式来确定冷却时间，一般需冷却10min以上，能稍微防止变形，但不能抱有太大的期望。

避免制品厚度的差异，在制品厚度大的地方设置浇口(1-1)，因直线容易引起翘曲，做成大的R曲线(图A)，制品可逆弯曲的模具(图B)，增加顶出杆个数，增加脱模斜度。

在薄形的箱子成型中，因成型温度引起的弯曲，这常见于单单是热膨胀。(图C)

引起制件翘曲，弯曲和扭曲的具体原因及防止办法如下。

1．冷却不充分或不均匀

    在未完全冷却时顶出，顶杆的顶推力往往使成型制件变形，所以未充分冷却就勉强脱模会产生变形。对策是在模腔内充分冷却，等完全硬化后方可顶出。也可以降低模具温度，延长冷却时间。然而，有的模具的局部冷却不充分，在通常成型条件下还有时不能防止变形。这种情况应考虑变更冷却水的路径，冷却水道的位置或追加冷却梢孔，尤其应考虑不用水冷，采用空气冷却等方式。

    2．顶杆造成

    有的制件的脱模性不良，采用顶杆强行脱模而造成变形。对不易变形的塑料制件，这时不是产生变形而是产生裂纹。对于ABS和聚苯乙烯制件，这种变形是以被推项部位的发白表现出来(参照开裂，裂纹，微裂和发白)。其消除方法是改善模具的抛光，使其易于脱模，有时使用脱模剂也可改善脱模。最根本的改进方法是研磨型芯，减小脱模阻力，或增大拔模斜度，在不易顶出部位增设顶杆等，而变更顶出方式则更重要。

    3．由成型应变引起

成型应变造成的变形主要是由成型收缩在方向上的差异，壁厚的变化所产生的。因此，提高模具温度，提高熔料温度，降低注射压力，改善浇注系统的流动条件等均可减小收缩率在方向上的差值。可是，只变更成型条件大多难以矫正过来，这时就需改变浇口的位置和数目例如成型长杆件时要从一端注入等。有时必需改变冷却水道的配置；较长薄片类制件更容易变形，有时需变更制件的局部设计在其上翘一侧的背面设置加强筋等。利用辅助工具冷却来矫正这种变形大多是有效的。不能矫正时，就必须修正模具的设计了。其中，最重要的是应注意使制品壁厚一致。在不得已的情况下，只好通过测量制品的变形，按相反的方向修正模具，加以校正。

4．结晶性塑料

缩率较大的树脂，一般是结晶性树脂(如聚甲醛，尼龙，聚丙烯，聚乙烯及PET树脂等)比非结晶性树脂(如PMMA树脂，聚乙烯，聚苯乙烯，ABS树脂及AS树脂等)的变形大，另外，由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性，变形也大。由于融点温度范围狭窄多数产生变形，并且往往是难以修正的。结晶性塑料的结晶度随冷却速度的不同而变化，即急剧冷却结晶度降低，成型收缩率减小，而缓慢冷却结晶度升高，成型收缩率增大。结晶性塑料变形的特殊矫正法就是利用这—性质。实际上使用的矫正法是使动，静模有一定的温差。就是采取使翘曲的另一面产生应变的温度，即可矫正变形。有时这个温差高达20℃以上，但必须十分均匀地分布。必须指出，在设计结晶性塑料成型制件及模具时，如不预先采取特别的防止变形的手段，制件会因变形而无法使用，仅使成型条件达到上述各项要求，大多数情况仍然不能矫正变形。

5．娇正制品翘曲的方法

从模具中取出的制品如果要矫正，简单的办法就把要矫正的制品放在矫正的工具上，在翘曲的地方加上重物，但必须明确决定重物的重量同所放的位置。或把翘曲的制品放在矫直器上，一同放入制品热变形温度附近的热水中，简单地用手矫直。但要注意热水的温度不能太高，否则会使制品的变形更加历害。

翘曲矫正后不可在制品上留有斑痕。