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1、成型不良及对策大连宇田电子有限公司大连宇田电子有限公司成型不良的种类成型不良的种类 成型不良的种类成型不良的种类成型不良的种类成型不良的种类1)外观:一般来说，大部分是外型不良.未成型,Mold flash(Burr),Sink mark,Flow mark,Silver streak,Cloudy Surface,Weldline,Bubble,Black streak/Brown Striation,Crazing/Crack,Jetting,Warpage 等2)尺寸(形狀)组装时发生问题(长短,角度,弯度等)3)强度(物性)炭化,Weldline,Crazing/Crack 等的印迹强
2、度,冲击强度,弯曲强度等降低品质不良的要因品质不良的要因注塑时环后退注塑时环后退螺旋旋转时环前进螺旋旋转时环前进模具模具树脂树脂干燥机干燥机成型机成型机HopperScrew/BarrelHeater防逆流环防逆流环 起动油起动油油压发动机油压发动机冷却管冷却管/成型条件环境成型条件环境成型不良的原因成型不良的原因 成型不良的原因成型不良的原因成型不良的原因成型不良的原因:材料材料材料材料/模具模具模具模具/以成型机的顺序来解释不良原因以成型机的顺序来解释不良原因以成型机的顺序来解释不良原因以成型机的顺序来解释不良原因.1)树脂Lot的散布:在树脂厂家的生产工程中发生如果每批量散布很多，那么不
3、良就多.例如 GF 等添加量的散布问题.*例:PC GF 30%的 lot不同，尺寸没有正常出来的情况.因为与树脂厂家的转包厂家的 GF有 3%的误差，导致有1/100 程度的尺寸变动的问题.Lot 的管理要严格,每次批量变更时都要制作样品来比较.如果Lot不可避免的改变的话，升高温度或者变更成型条件方可改善.干燥:重要的是Hopper Dryer 内的干燥时间.水分率的重要.随着温度/湿度变更条件使用带有除湿装置的干燥机:除湿干燥机的湿度可以调适 5060%.在雨季应用除湿干燥机.再生材料的混入率和颗粒程度成型不良的原因成型不良的原因2)模具成型品的 Design:在设计产品时应以不出现不良
4、为准来设计.模具设计Gate的方式,产品配置(也要考虑Multi-cavity的一种情况),gas-vent,冷却回路Cavity 数:如果过多，也可能会出现不良.尺寸要求严格的产品，Cavity 数要少.3)成型机(成型条件)操作(压力或速度)的安定:应正确的操作.如果压力低，速度就会不正常.耐久性:如果提高机器的耐久性，那么就没有不良.对于以后也要有所考虑.成型条件的中心值不良不良不良不良中中心心值值成型不良的原因成型不良的原因 环境条件环境条件环境条件环境条件:成型机可动作的环境成型机可动作的环境成型机可动作的环境成型机可动作的环境(温温温温.湿度湿度湿度湿度)是要一定的是要一定的是要一
5、定的是要一定的.室温:如果室温降低,Nozzle的温度就会降低,那么树脂的粘度就会急剧上升.小的产品，剩余在喷嘴的前端部分的(材料的)量也可成型的情况会成问题.在模具的温度维持上会出现问题.水温:冷却水的温度油溫:起动油的温度.回路的油粘度是机器的402(每台机器都会稍有不同)模具尺寸 成型品尺寸成型收缩率=模具尺寸模具的精密度模具的精密度 尺寸的尺寸的尺寸的尺寸的 checkcheck模具订购时是否同时收到实际加工尺寸的数据来做?假如是500.02,因为会有 50,00,49.98,40.99 等多样化的变化,所以需要精确的尺寸.模具尺寸正规分布的平均值为佳模具尺寸正规分布的平均值为佳模具尺
6、寸正规分布的平均值为佳模具尺寸正规分布的平均值为佳.根据模具尺寸，可以结晶、也可不结晶.動的一种情况是(模具在关闭的同时产生稍微的变形，实际产品的尺寸也会改变)移动的部位根据模具尺寸来使其满足成型品的尺寸比较困难.靜的一种情况是正确的.尺寸要求严格的模具尺寸要求严格的模具尺寸要求严格的模具尺寸要求严格的模具相对Multi-cavity 来说，12个的产品更佳(精密的部品,在注塑时只使用 1个 cavity)将Core放置于Cavity上产品设计的不当产品设计的不当 产品厚度不平均产品厚度不平均产品厚度不平均产品厚度不平均T型产品肉厚的部分产生未成型，在一定程度上是 收缩.Core DownCo
7、re DownCore向内倾斜的产品的厚度不同.在使用长core时，将 guide(Tape Block)和 Core放置在Cavity上.产品设计的不当产品设计的不当 测量时和使用时的温差测量时和使用时的温差测量时和使用时的温差测量时和使用时的温差测量尺寸时,成型后经过 24 或48小时(恒温)后,在恒温下测量,按使用时的温度测量,会产生温度差,发生热膨胀.结晶性树脂结晶性树脂结晶性树脂结晶性树脂 (POM,PP POM,PP 等等等等)随着模具温度随着模具温度随着模具温度随着模具温度(或或或或 Annealing)Annealing)的不的不的不的不同同同同,结晶化程度也不同结晶化程度也不
8、同结晶化程度也不同结晶化程度也不同如果模具温度升高,结晶化度增加,收缩也会增多.Annealing:Annealing:为了使用高温的产品的尺寸的稳定性为了使用高温的产品的尺寸的稳定性为了使用高温的产品的尺寸的稳定性为了使用高温的产品的尺寸的稳定性,将其加热将其加热将其加热将其加热缓和残留应力缓和残留应力缓和残留应力缓和残留应力.(参考参考参考参考)Annealing(Annealing()按可充分扩散程度的温度加热后，按可充分扩散程度的温度加热后，按可充分扩散程度的温度加热后，按可充分扩散程度的温度加热后，慢慢冷却处理慢慢冷却处理慢慢冷却处理慢慢冷却处理.应明确范围应明确范围.(例例:1.0
9、0.001 等等)尺寸变大尺寸变大.(即即 缩瘪变小缩瘪变小)尺寸尺寸 成型条件稳定成型条件稳定 尺寸的种类尺寸的种类尺寸的种类尺寸的种类尺寸:长短照明度(Roughness)角度形状 成型条件的稳定化成型条件的稳定化成型条件的稳定化成型条件的稳定化注塑压力(保压)保压持续时间冷却时间(与模具温度有关)模具温度高,尺寸就会变小.特别是对结晶性树脂变小的影响大.温度,压力,速度,位置,时间等成型条件的 5大要素如果不稳定,在不良发生的同时平均散布这些要求.Short Shot(未成型未成型)成型条件的不当成型条件的不当成型条件的不当成型条件的不当:注塑压力不足或是树脂的流动性不足注塑压力不足或是
10、树脂的流动性不足注塑压力不足或是树脂的流动性不足注塑压力不足或是树脂的流动性不足.对策提高注塑压力.提高模具温度.-缺点:成型cycle会变长.提高树脂的温度.提高注塑速度.-(特别有利于产品厚度薄的部分)成型机的能力不足成型机的能力不足成型机的能力不足成型机的能力不足(注塑容量注塑容量注塑容量注塑容量,注塑压力注塑压力注塑压力注塑压力)经过喷嘴的前端-Sprue-gate-cavity的同时注塑压力会降低 如果Nozzle的直径小,那么就不会正常成型.因此就更加剧了压力的损失.Short Shot(未成型未成型)模具的不当模具的不当模具的不当模具的不当Gas ventPOM,难燃性树脂等 开
11、始时运作正常,在作业中如果产生未成型,可认定为有不纯物质将 gas vent堵塞的情况来清扫即可.难燃性树脂在UL认证规格下添加 Halogen gas(N2 等)等不纯物质将gas vent堵塞.如果提高树脂温度会更加堵塞.需要定期的清扫,整顿,点检,记录等.如果想让gas vent正常排气,最好将注塑速度适当降低为佳.使用Process control()的情况时，延缓最终速度即可.gas vent如果排气不佳就有可能产生 weldline.制作Tub(桶),将weldline移至 tub,在tub里设置vent,产生的 weld除去 tub来解决.Short Shot(未成型未成型)Ga
12、te balanceMulti-Cavity一种情况是 因sprue 附近部分先被充电,远的部分后被充电所以近部分的注浇口的段面积小,远部分的段面积大.同时应让所有cavity都被充电.Runner,gate,sprue小的情况使Gate的段面积变宽，balance(均衡程度)就最佳.如果Gate的段面积过宽，会在 gate-sealing 上消耗很长时间，因此形成保压问题，最后在产品上发生收缩不良.Runner的段面积如果小就会损失熔融树脂的流动性.相对制作大的注浇口来说，还是优先培养 runner的段面积好.Short Shot(未成型未成型)替换为流动性好的树脂替换为流动性好的树脂替换为
13、流动性好的树脂替换为流动性好的树脂 同种类的树脂中使用流动性好的grade的树脂.也可以更换材料,且要选择流动性好的树脂.按L/t评价流动性PS:L/t=220300PC:L/t=100150L/t不好的树脂,以放多个gate为佳.使用Hot-runner 的 Sequential Valve GatesP2:表面固化目的P3:为了保证收缩和尺寸P1P2P3Mold Flash(Burr)形状形状形状形状模具的 Parting line中产生Insert core的 clearance(缝隙)等中产生.Ejector pin的缝隙等中产生.与Slide core相对面上产生.原因原因原因原因成
14、型条件的不当注塑压力(2次压力,保压)的降低.降低树脂的温度.降低模具的温度.降低注塑量.降低最终速度.成型机的能力不足型体力的不足:型体力 模具内压 投影面积Mold Flash(Burr)模具的强度不足模具的强度不足模具的强度不足模具的强度不足固定板侧的模具固定板:模具固定板如果薄，内侧如果图中虚线的部分会一起翘曲.Support pin:随着Toggle式和直压式的型体力支撑位置的不同，模具的移动板互相以相反方向翘曲.模具移动(直压式 Toggle式)按直压式 Toggle式机器来移动模具:较好.按Toggle式 直压式机器来移动模具:因产生缝隙而发生问题Mold Flash(Burr)
15、模具的不当模具的不当模具的不当模具的不当精密度不良的情况夹杂異物的情况guide pin 等发生磨损的情况材質:可注塑数十万次以上的材质来制造模具.模具老化时会产生 burr.Burr习惯性发生的模具:需要进行模具修正.在成型不良中占最多在成型不良中占最多.Sink(Shrink)Mark(收缩收缩)成型条件成型条件成型条件成型条件提高注塑压力(保持壓).延长保压时间(保持時間).降低树脂温度.降低模具温度.Cushion量要适当(10mm 程度):太多会产生问题,太少也会产生问题.成型机成型机成型机成型机培养Nozzle的直径:如果小压力损失就大,压力传达就不理想.成型品的产品厚度不平均成型
16、品的产品厚度不平均成型品的产品厚度不平均成型品的产品厚度不平均一般来说产品厚度以 14mm 程度为适当.Gate,runner要大:极端的说也有比产品尺寸大的时候.Gate的位置 T应放在肉厚的部位.Sink(Shrink)Mark 模具模具模具模具减少:肉厚的产品不需要的部分做薄.Rib,Boss长短是产品本身厚度的1.5倍,厚度是 倍,即 设计的又细又窄.如果长短比它大,就会产生 void.材料材料材料材料使用收缩率小的材料,sink也小.PE,PP,POM 等收缩严重.模具的冷却模具的冷却模具的冷却模具的冷却平均冷却到 12 的程度部分冷却产品厚度在厚的部分冷却时使用.纤细的部分(有细
17、pin 的部分)温度上升急剧.Thermal pipe:应用特殊装置来冷却.用导热度好的材质来制造特殊pipe,由于温度差，液体可循回冷却.Sink(Shrink)Mark 收缩不被发现的方法收缩不被发现的方法收缩不被发现的方法收缩不被发现的方法embossing 加工(腐蚀加工)添加无机质(GF,CaCO3 等无机质)filler注入GAS注塑CINPRESGAINPFP(Partial Frame Process)V1(sprue)V2(gate)V3(cavity)Flow Mark 形状形状形状形状熔融是穿透模具表面的 Skin层(固化层)时产生(多产生于gate 附近)多产生于产品的
18、末端 成型条件成型条件成型条件成型条件提高树脂的温度.提高模具的温度.加快注塑速度 多端通过Gate 附近的树脂的注塑速度.产品末端部分的 flowmark 发生时，提高保压.Flow Mark Cold SlugCold Slug向Nozzle 部位注入固化后的树脂即可形成cold slug.间接在gate上放置 Cold Slug Well直接在 gate(Direct gate)特别PC的情况,如果将热抽出，因粘度增强 而使其避开 Touch 成型，转而使用 Untouch 成型.如果如果如果如果Gas VentGas Vent好，就可以消除好，就可以消除好，就可以消除好，就可以消除 f
19、low mark.flow mark.Multi-Cavity的情形，因在经过长的料把的同时，熔融树脂变凉而产生flow mark，这个问题用 gas vent可以解决.银线银线(Silver Streak)原因及对策原因及对策原因及对策原因及对策树脂中的水分(干燥不足):Hopper Dryer中应使用充分干燥后的树脂.可塑化时混入空气的(排压不足)可塑化时快速进入cavity 内被屏闭的气体，在破裂的同时会体现在模具的表面.(不论是结晶性树脂还是非结晶性树脂都会发生)如果提高排压(PB)，可塑化时不混入空气即可解决.即使提高PB，如果 Suck Back 多次的经过，那么可能会发生很多 S
20、ilver streak.银线银线(Silver Streak)树脂在热分解时发生GAS:降低树脂温度或提高模具的温度.在模具内前端磨擦的影响下多发生.在Runner,gate,sprue 等 薄的时候发生.在模具内的厚度不平均时发生.在gas vent排气不良时发生.在凉的金属片流入(Cold slug)产品内时发生.使用异种树脂时发生.Cloudy Surface 原因原因原因原因:挥发性挥发性挥发性挥发性 gasgas的发生引起的发生引起的发生引起的发生引起Cloudy Surface.Cloudy Surface.对策对策对策对策降低模具的温度或升高 Cloudy Surface来解决
21、发生Gas产生 Cloudy Surface时应降低模具温度.模具温度太低、不好时，应提高模具的温度.(Wettability):树脂可密着于模具表面的程度如果温度高，就好.如果发生Cloudy Surface，可先降低模具温度,如果不行就升高模具温度 (升高温度比降低温度消耗的时间少).在树木脂内发生 gas 时，降低树脂温度.模具表面问题:如果将模具表面研磨可改善Cloudy Surface.当Cr 电镀热化这步因掉漆成问题时，Cr 电镀完全除去后，重新将Cr电镀处理即可改善.模具表面如果有润滑剂或脱模剂，就会发生Cloudy Surface.排气不良可诱发 Cloudy Surface.
22、Weld line 形状形状形状形状金属焊接时，是与接合痕迹一样的.如果知道Weldline的位置，就从Short shot开始.如果产生Weldline那么印迹强度,冲击强度就会比正常部分低1/21/5的程度.Weldline 成型条件成型条件成型条件成型条件提高注塑速度.提高树脂温度/模具温度.提高注塑压力.用其它方式使Weldline移动.可调整Gate的位置,个数.Weldline 完全消除完全消除完全消除完全消除SCORIM:WeldSCORIM:Weld的方法的方法的方法的方法(在英国完成开发,日本化学得到英方的许可后使用)利用Twin head nozzle 交替注塑.使用GF时
23、有利.:Weldline上要求强度时进行培养.只有产品的厚度 厚才有可能.Weldline 注塑压缩成型注塑压缩成型注塑压缩成型注塑压缩成型向Cavity内注塑树脂后，加压使其压缩.加热冷却加热冷却加热冷却加热冷却Weldline上加热至 Halogen Lamp，消除 weldline后冷却.如果将模具表面的温度加热至 200,模具的尺寸就会改变.耐久性:因反复的加热,冷却，所以要求金属的耐久性.Weldline 模具内加工模具内加工模具内加工模具内加工树脂流淌后,在保压的状态下用pin钻孔来消除 weldline的方法.排气不良排气不良排气不良排气不良gas vent排气不正常因空气的抵抗
24、致使树脂的流淌受到防碍，在被滞留的同时慢慢冷却，所以产生weldline.利用Parting line,Slide pin,Core pin,Porous steel 等来做 gas vent.Bubble (气泡气泡)种类及原因种类及原因种类及原因种类及原因1 bubble:表面固化后，厚的部分因收缩发生真空(Void)分散 bubble:因水分或 gas 问题而产生的气泡(bubble)成型条件成型条件成型条件成型条件1 buble提高注塑压力.提高保压.延长应用保压的时间.提高注塑速度.提高树脂温度.提高模具温度.分散 bubble提高排压.降低树脂温度.Bubble (气泡气泡)模具模
25、具模具模具 厚的部分:防止使产品厚度急剧变化.gate 位置放在产品厚度厚的部分.培养runner,gate.BubbleBubble的确认的确认的确认的确认透明的产品可用眼直接看到.Lens 产品的 buble(水准)从低速/低压调换至高速/高压时应多多注意.在树脂可塑化(),排压等时也要注意.不透明的产品不能用眼直接看到，强度弱.不透明的产品中发生因 POM 而产生 crack 且形成不良.用少量 X-Ray来确认bubble(=0.10.2mm).Black streak(黑线黑线),Brown striation(褐色条纹褐色条纹),黑点黑点 黑线现象黑线现象黑线现象黑线现象在模具内，
26、因排气不良，树脂烧焦成黑色.因夹在cylinder 内 nozzle 附近的缝隙里长时间滞留的树脂烧焦成黑色.因夹在Screw的防逆流环的间隔中，长时间滞留的树脂脂烧焦成黑色.因screw 表面产生伤口，插在 channel上不流淌而炭化的.过热分解的树脂，通过nozzle抽出.出现褐色条纹的原因及对策出现褐色条纹的原因及对策出现褐色条纹的原因及对策出现褐色条纹的原因及对策在gate处磨擦热的炭化:降低注塑速度.降低注塑压力.因排压不足，致使氧气流入产生炭化:提高排压.因附着模具自身油污，炭化后产生.黑点黑点黑点黑点:同黑线一样树脂长时间滞留，炭化同黑线一样树脂长时间滞留，炭化同黑线一样树脂长
27、时间滞留，炭化同黑线一样树脂长时间滞留，炭化例1:Acrylr的一种情况是，用 220作业一段时间后，在休息日的时候按常温放置就有产生黑点的树脂.以100继续放置使其有机(保温),在下次注塑作业时也会有不发生黑点的情形.例2:PP(无食用 grade-添加剂的),PE(无医用 grade-添加剂的),如果将PMMA 等也进行保温，那么去除黑点的效果会很明显.也可以完全去除 黑点的对策:PC/ABS,ABS用ABS注塑后变更成用 PC/ABS树脂来注塑，会出现10%以上的黑点不良原因:因为PC/ABS在高温下会熔融，所以在现有螺栓内的ABS炭化或已经过高温过程的PC/ABS粘在螺栓上炭化，在注塑
28、时会沾有少量残渣出来.对策:PC/ABS ABS 树脂交替时，以高粘度 PE 来清扫桶内部，如果清扫干净即可改善.Black streak(黑线黑线),Brown striation(褐色条纹褐色条纹),黑点黑点Crazing/Cracking 原因原因原因原因内部应力:因为固化层与熔融层间的界面的高粘度所以产生断传应力如果超过弹性界限就会变形Insert:根据金属和树脂的热膨胀的不同而产生crack，用 PC来注塑时更重.将插入金属加热至 5060(也有100的情形)后注塑的话，就可以改善.对策对策对策对策降低注塑压力.降低保压.降低保压应用时间提高树脂温度提高模具温度.Annealing后
29、来防止 Crack/Crazing(相对热变形的温度,应在15 20 低温环境下实施).Jetting 原因原因原因原因 通过gate熔融的树脂速度快，在到达产品末端的同时固化成蛇形状态.成型条件成型条件成型条件成型条件通过gate附近时降低注塑速度.利用Side gate来防止(也可将速度提高).将Core pin设置在 gate 前面来防止翘曲翘曲(warpage)形状形状形状形状因不平均的收缩,还有因内部应力的发生而翘曲的现象.成型原因成型原因成型原因成型原因不均一的产品厚度:厚的部分收缩大,薄的部分收缩小.模具.冷却的不平均:模具温度高的部分,收缩大.分子的培养 收缩率收缩率收缩率收缩率一般来说比流淌的直角方向收缩率更大.如果添加GF,相反直角方向的收缩率更大.向内翘曲和向外翘曲翘曲翘曲(warpage)WarpageWarpage模具的另一种情况(特别是PP)：向内侧翘曲的是一般性的.快速致冷使模具内部降至低温，而外部自然冷却就会正常.为消除向内翘曲的现象而过分冷却，就会发生向外翘曲的现象.Trouble-Shooting Guide