注塑成型缺陷分析对策.ppt

1.讲义的目的,熟悉注塑成型缺陷种类熟悉注塑成型缺陷相关影响因素提高注塑成型缺陷全面分析能力和要因分析能力寻求关键对策，解决注塑成型缺陷，提升品质和效益,2.注塑成型要因分析及改善对策的重要性,提升胶件品质，防止重大胶件品质事故，提升企业竞争力解决啤塑难题，避免无法交货或交货延期降低调机成本降低料耗降低不良率提升机台利用率,3.重大胶件品质事故举例,一公司生产多士炉，生产出货时，货正常。几个月后，客户来了投诉：20万多士炉，80%破裂。后经调查：用PC料啤塑多士炉外壳时，产生应力开裂。要因分析：PC料粘膜，使用脱模剂，渗入PC分子链，造成PC分子链断裂。结果：16万多士炉海外运回，重拆并组装，并赔偿巨额损失。,4.注塑成型缺陷种类,走胶不齐 缩水 缩孔 气泡 料花水口气纹 流痕 喷射痕 困气 烧焦黑点 积垢 顶高顶陷 顶白 拉白粘膜 拖花 颜色偏差 光泽不一 混色披锋 浮纤 翘曲变形 尺寸偏差 爆裂冷胶 起皮 夹水线,5.成型缺陷的影响因素,成型缺陷影响因素,原料,成型工艺,注塑机及周边设备,产品结构,模具,6.成型缺陷的处理步骤,定义 Define,分析Analysis,测量Measurement,改善Improve,控制Control,发生了何种缺陷？何时发生？频次如何？不良数/不良率是多少？,相关因素有哪些？主要因素是什么？根本原因是什么？,MAS(measurement system analysis)分析，短射分析，数据量测。,制定改进计划并实施,巩固成果（记录完整的成型工艺），并将此种改善方法应用到类似的产品上进行改善。,成型缺陷,速度,位置,压力,松退,切换,射胶,计量,残量,转速,射胶速度,保压速度,背压,射压,保压,烘料,熔料温度,模温,温度,成型工艺,烘料,烘料时间,时间,烘料,冷却时间,成型工艺,烘料,稳定性,锁模力,最大注射量,最大压力,螺杆,直径,压缩比,长径比,射嘴,稳定性,吸水性,收缩率,流动性,结晶性,原料,型腔系统,顶出系统,流道系统,产品结构,浇口,平衡性,形式,位置,大小,位置,平衡性,形式,大小,冷却系统,温差,分布,流量,介质,排气系统,加强筋,脱模斜度,流程,纹面,R角,壁厚,模具,7.模具的系统性验证-01,注塑机设定,开始,注塑条件的设定,大约填充注塑件的98%（用于保证注塑件的质量）,是,1,不是,填充检讨,接上表,注塑件已达致所需的品质？（可能需要修改模具）,开始的设定,不是,改变熔料和或模压温度？,是,1,设定塑化条件,这章详细叙述模具的系统化验证程序，从而加快找出最佳的纠正方法。,资料,在开始验证任何模具的步骤前，必须先具备该套模具、塑胶物料和注塑件的资料，以及掌握验证目的。,布骤,模具验证过程应根据上述的流程图而推行。,局部填充,在每一次严惩和为缺陷成因进行分析之前，生局部填充件是非常重要的。在这过程中，我们必须确保在保压阶段内，没有熔料能进入模腔，亦应以目视检查转压点。为了避免转压点调校过高，保压压力的设定值应调得较低。另外，还要有足够的塑化延迟时间，以确保在储料时没有熔料进入模腔。,在表面有缺陷及直径大小有突变的地方，局部填充量的比例要减少，从而获取较清楚的流动路径。,此外，必须把转压点或储料行程标记在相应的局部填充注塑件上，藉此追踪流动波峰的位置。为了确保注塑件能被顶针推出，生产局部注塑件的时候必须确保有足够的填充量。,7.模具的系统性验证-02,7.模具的系统性验证-03,注射阶段,为了取得稳定的注塑件表面质量，流动波峰的速度应保持稳定，流动波峰的速度是以流动波峰的行程距离处以其填充时间。,图2.1局部填充的平板状注塑件,在一个稳定的螺杆直线速度设定下，熔胶以未定的流料量注射如模腔。在图2.1里，由于在接近及远离浇口位置的流动波峰直径“较小”，所以这里的流动波峰速度比中段位置的要高。为了要达至更稳定的速度，注射速度曲线应设定为“慢-快-慢”。当设定了流动波峰的直径到校及位置后，螺杆的直线速度必须加以配合，以确保流动波峰的速度保持不变。,转压点,转压点是由注射阶段到保压阶段的更换时间。为避免超注和模具受损，转压点应设在填充料量达致整体的98%的时候。当熔料的储料量受到任何参数的改变影响的时候，必须重新检查转压点的设定：压力（压缩熔料）释压（改变螺杆前端空间的熔胶量）第一注射段（止流阀门的关闭情况）,7.模具的系统性验证-04,有效保压时间,有效的保压时间可从注塑件的重量与保压时间的关系曲线中找出来。先利用相同的保压压力和不同的保压时间生产出一定数量的注塑件，然后量度这些注塑件的重量，找出注塑件重量与保压时间的关系曲线。注件的,重量（克）,有效保压时间,保压时间（秒）,图2.2证明最有效的保压时间,重量起初会随着保压时间增加，但在到达某保压时间之后，重量会变得稳定，这个转换的时间就是”有效保压时间“。这确保没有熔胶可回流到浇口系统或进入螺杆前端的空间，造成注塑件的重量和尺寸的偏差。冷却时间 基于经济利益考虑，冷却时间应尽量缩至最短。每种物料的冷却时间都不同，可参考利用计算程式取得的数据（例如：WinCool by the Kunststoff-institut Lvdenscheid）或根据经验作判断。影响冷却时间的参数包括料厚、模壁温度和脱模温度。,值得注意的是模壁温度（即在生产过程中的模壁温度）对冷却时间的影响非常大。模壁温度改变10，会令冷却时间改变达20%。另外，脱模温度或模壁温度亦会影响注塑件的收缩，因此模具的尺寸只可以根据相应的注塑周期下生产出来的注塑件来作出修正。,7.模具的系统性验证-05,加工视窗 注塑件的品质只在”一定“的参数设定范围内获得保证。而这”一定范围“常被称为加工视窗。只有在加工视窗中的参数设定才可生产废品率较低的注塑件。而废品的成因注意是原料、注塑机及周边设备的误差所造成。用以下的方法来设定注塑过程称之为容许”误差“方法。,假如在生产的过程中，注塑件的品质出现问题，首要做的是检查注塑机及模具的各部分，以确保加工温度、检查物料的焙干情况和比较各参数的设定值实际数据。,转换参数的步骤 在跟随以下的纠正方法来进行优化的时候，每一次只可以改变一个参数并立刻记录下来。特别是当改变熔胶温度和模壁温度时，若要对注塑件作出评价，必须先确定在生产的过程中，温度已达要求的设定值。,8.成型缺陷原因分析及对策,8.1走胶不齐原因分析与对策成因:因胶量不够或阻力过大,熔胶不能完 全填充模腔.常见部位:远离浇口处困气处或肉厚较薄处.,走胶不齐（欠注）Incompletely Filled Parts,注塑材料不能完全填满整个模腔，这种缺陷通常在远离浇口位置上出现，如流道过长或出现于薄壁附近（如肋骨）。因为模具的排气不佳，这种缺陷亦经常发生在其他位置上。,离浇口远的位置未能充分充满。,近浇口的肋骨未能充满。,制品因困气未能充满。,走胶不齐原因分析与对策,8.2 缩水原因分析与对策 成因:熔胶转为固体时,肉厚处体积收缩慢,形成拉应力,若 制品表面硬度不够,而又无胶补充,制品表面便被应 力拉陷,常见部位:产品肉厚区,如加强筋或柱位与制品表面的交界 处.,缩水 Sink marks,多出现在塑料聚集的部位,注塑件由于失压而未能补偿由于热而引起的塑料收缩.,位置:在加强筋附近,位置:胶位厚薄变化大之部位,位置:圆形模芯另该处的温度控制不良而产生收缩,缩水原因分析与对策,缩水原因分析与对策,8.3 缩孔原因分析与对策 成因:熔胶转为固体时,肉厚处体积收缩慢,形成拉应力,若 制品表面硬度不够,而又无胶补充,制品内面便形成 应力空洞.常见部位:产品肉厚区,如加强筋或柱位与制品表面的交 处.,透明制品内部的缩孔影响导光功能。,缩孔在注塑件的厚胶部位出现,缩孔（空穴）voids,空穴，举例：出现在大量物料积聚的地方，是因冷凝收缩了的塑料未得到补偿而引起。,缩孔原因分析与对策,缩孔原因分析与对策,8.4气泡原因分析与对策 成因:熔胶时气体未及时排除,成型时依旧留在产品中,未能 释放,形成泡状.常见处:透明产品.,气泡 Blistering,注塑件内气泡的鉴别和分类,气泡在注塑件内必须要分为三个类别：困气（空气气泡），空穴，气体困着。这三个类别看来甚为相似，靠目视的方法分辨十分困难，以下的属性提供帮助。,困气：在注塑件填充时，空气被推入熔料里，这些空气可能来自塑化系统或模腔内排气不良的部位，例如筋骨或盲孔。*,空穴：是排空了腔洞，是塑胶冷凝阶段时，收缩受到阻凝而产生的。*,气体困着：亦可能形成气泡，它们一般是由于塑料受到一连窜的降解而释放出气体所造成。*,1.气泡在注塑件内清晰可见。,2.若采用释压，将有所改善。,3.改变保压压力和时间对气泡大小影响不大。,4.这些缺陷亦可在局部填充时清晰可见。,1.通常在壁厚或物料积聚的部位附近出现。,2.改变保压压力和时间将影响气泡大小。,3.通常在保压阶段出现。,1.降低注射速度会影响缺陷的显现。,2.改变熔胶温度会影响缺陷的显现。,3.缩短熔胶滞留时间会影响缺陷的显现。,本页谨供参考,困气 air entrapments,气泡附在注塑件的表面。,注塑时带入了空气而造成气泡,模腔内排气不善导致困气,困气可在注塑件表面和内部看到，成因是注塑是带入了空气或模腔内排气不良所引致，困气情况在模壁附近也经常出现。,气体困着时因为塑胶受到解聚作用而引起。,表面的气泡是由于塑胶受到热效应而分解出的气体而造成的。,由于塑料受到热效应的破坏分解出气体被困在塑料内部或表面而形成粒状的小气泡。,气体困着 Gaseous Entrapments,本页谨供参考,气泡原因分析与对策,8.5 料花原因分析与对策成因:压缩的水份或分解的小分子气体沿流动方向凝聚在制品表面.常见部位:浇口处.,塑胶粒湿气太重,模腔面的冷凝水气导致,塑胶粒内含有过多水分,塑胶粒潮湿引起,湿气痕是指出现在注塑件上的U型曲线，其开口方向与射流方向相同。许多案例中在银色痕迹周边的表面有气泡和表面粗糙。湿气痕是由模壁上冷凝的水气形成，牵涉范围广泛。,料花-湿气痕 Moisture Streaks,在加强筋附近因困气而产生向外伸展的气痕,胶口附近的气痕是因为释压时陷入空气而产生,在厚薄胶位变化大的位置因困气而产生气痕,大部分气痕以消光斑，银色或白色的痕迹出现在凹位，加强筋，和厚薄胶位变化大的位置上，近胶口处的起点会出现层状痕迹，而字唛或凹陷处亦会有气痕出现,料花-气痕Air streaks,8.5 料花原因分析与对策,8.6水口斑纹原因分析与对策 成因:高速射出的熔胶急速冷却,与后上的熔胶难以完全熔合.常见部位:直冲型浇口附近.,水口斑纹-近浇口的消光斑点 Dull Spots Near the Gate,在浇口周边出现的细小同心环，显现成暗淡的日冕痕-消光斑点。,近浇口的消光斑点,水口斑纹原因分析与对策,8.7 流痕原因分析与对策成因:低温胶慢速填充型腔时,以浇口为中心形成的同心圆式条 状波纹.常见部位:浇口附近或肉厚不均转换处.,同心唱片坑纹,同心唱片坑纹,唱片坑纹从胶口开始再向整个注塑件扩散,流痕-唱片坑纹效应 Record Grooves effect,唱片坑纹是在注塑件表面显示出的极幼细和类似唱片上的坑纹，而在针形浇口位置更会显现出同心坑纹。这些刻记会向着流道末端平行地扩展出去或者在隔膜式浇口之后出现。,流痕原因分析与对策,8.8 喷射痕原因分析与对策成因:高速射出的条状熔胶急速冷却,与后填充的熔胶难以完全 熔合,形成蛇纹.常见部位:直冲型浇口附近.,喷射纹 Jetting,喷射纹是象蛇般蜿蜒的粗糙编织纹，出现在注塑件表面上，通常引起光泽差别和色差等。在一些个案中显示，喷射纹与唱片坑纹甚为相似。,在肋骨附近的不适当胶口会引起喷射纹。,在胶口附近出现的喷射纹。,喷射纹从胶口开始，向整个注塑件扩散。,喷射痕原因分析与对策,8.9困气原因分析与对策 成因:流动的熔胶将排气道封锁,导致型腔局部位置气体无法排出.常见部位:流动末端或流动死角.,参看气泡一节,困气原因分析与对策,8.10 烧焦原因分析与对策成因:胶料因高温或困气分解而烧黑烧黄.常见部位:浇口处或困气处.,烧焦燃烧效应 Diesel Effect/Burner,黑点（燃烧引致）在注塑件表面出现及可见，通常这些位置会填充不满。,骨位困气引起,流道末端困气引起,多条流动波峰汇合处引起,烧焦原因分析与对策,8.11黑点原因分析与对策成因:因混有污料或高温降解而使制品表面产生黑点.,黑点 Dark Spots,由损蚀、热效应破坏或污染物造成的黑点或神色斑点,图19.2 在转换物料后出现黑点,图19.3 因热效应破坏而产生的黑点,图19.1因热效应破坏而产生的黑点,黑点原因分析与对策,8.12 积垢原因分析与对策成因:与胶料相容性差的小分子物质析出后,汇集于模具表面,形成污垢.常见部位:浇口处和困气处.,积垢 Plate-out,在数个注塑周期之后，塑料中低分子量的物质会被分隔出来，并黏附在模腔表面，形成积垢。它们通常会在浇口或排气位置附近出现。这些积垢令注件不能精密地复制模腔的表面，导致注塑件表面出现瑕疵或光亮度有差别。,图20.1因模腔内的积垢而造成注塑件表面粗糙,图20.2在浇口附近的积垢,积垢原因分析与对策,8.13顶高顶陷原因分析与对策成因:产品粘膜力较大,而顶出部位强度不够时,产生顶凸或顶陷.常见部位:结构复杂,型腔较深,脱模斜度小的部位.,顶高顶陷-显现的顶针痕Visible Ejector Marks,顶针痕有陷入和凸出两种。它们会令注塑件的胶位厚薄突显变动。这些厚薄不一会导致光泽有差别和使注塑件表面有可见的陷入位置。某些个案中因脱模力过大，注塑件可能给顶针顶穿。,近顶针位置有光泽差别。,顶高明显破坏注塑件表面,顶针陷入痕,顶高顶陷原因分析与对策,8.14 顶白原因分析与对策成因:产品粘膜力较大,而顶出部位强度不够时,产生顶白痕.常见部位:结构复杂,型腔较深,脱模斜度小的部位.,顶白-应力反白Stress-Whitening,应力泛白时注塑件受到内应力和外应力（如过量的延伸）影响而产生的。受应力影响的位置会变白色。,由于脱模产生应力而导致应力反白。,顶白原因分析与对策,8.15 拉白原因分析与对策成因:产品粘膜力较大,而筋位强度不够时,产生拉白痕迹.常见部位:结构复杂,型腔较深,脱模斜度小的部位.,拉白-应力反白Stress-Whitening,应力泛白时注塑件受到内应力和外应力（如过量的延伸）影响而产生的。受应力影响的位置会变白色。,由于脱模产生应力而导致应力反白。,拉白原因分析与对策,8.16 粘膜原因分析与对策成因:产品粘住模具的力较大,无法顺利脱出.常见部位:结构复杂,型腔较深,脱模斜度小的部位.,粘膜原因分析与对策,8.17 拖花原因分析与对策成因:因模面毛刺，胶件纹面过粗或脱模斜度过小，脱模时胶件侧面划伤常见部位:脱模斜度小而纹面粗的胶件侧面.,拖花-脱模坑纹 Demoulding Grooves,注塑件脱模时会产生坑纹（拖花）破坏其表面，这个现象主要发生在结构性的表面。,在结构性的表面产生脱模坑纹。,在结构性的表面产生脱模坑纹。,注塑件的流程末端压力过高导致产生脱模坑纹（拖花）,拖花原因分析与对策,8.1 色差原因分析与对策成因:不耐温的色粉和胶料在较高的温度下，发生降解而变色因色粉差异或污染不洁净而致,在冷流道的分流道上出现色差痕,由于塑料粒内的色母和原料粒不相容而产生色差痕,金属色母的排列受流动方向所影响而产生色差痕,色差痕由于部件着色及分布不均或者是着色剂的排列跟随熔料流动方向不同而引起。热效应的破坏和注塑件的严重变形，例如：使用过大的脱模力，也可令颜色不均匀而产生色差痕。,色差痕 Coloured Streaks,色差原因分析与对策,8.1 光泽差别原因分析与对策成因:非严重型困气，气体压缩，温度猝升，轻度烧伤，制品局部表面发亮模温或压力不均，造成熔胶贴合模具型腔表面程度不一，使得胶件表面光泽不一色粉配方引起,在加强筋附近出现光泽差别,在融合线附近出现光泽差别,由于厚薄胶位差别大而导致光泽差别,光泽/光泽差别 Gloss/Gloss differences,评价注塑件的光泽时，可分辨出两种缺陷，就是注塑件上光亮度过高或不足，和注塑件表面上的光亮度由差别。光泽有差别常出现于厚薄胶位变化大的位置上。,光泽差别原因分析与对策,8.20 混色原因分析与对策成因:含有相容性差的颜料或多种颜料相混杂，导致颜料分散不均混有异色料,色差痕 Coloured Streaks,在塑化系统内的混料不均匀而引起色差痕,混色原因分析与对策,8.披锋原因分析与对策成因:流动的熔胶在一定压力下，进入模具缝隙，形成多余的胶膜常见部位:分型面，碰穿面或插穿面，行位处.,超注（毛刺，披锋）Oversprayed Parts-Flashes,披锋常常产生在近模具的分型线上，封胶平面，排气或顶针位置。毛刺看似从注件边飞出的薄胶膜。细薄的毛刺即时并不太显现，但大面积的较厚的毛刺（披锋）会自注塑件边溢出超过数厘米。,在排气道口的披锋,旋钮的披锋,大面积的过量注塑,披锋原因分析与对策,8.22 浮纤原因分析与对策成因:1.射出熔胶在接触模壁时已冷却较多，玻纤难以浸润于熔胶中，形成纤痕.2.玻纤与塑料收缩差异导致局部凸出常见部位:浇口小而面积大或细长的玻纤产品.,在胶口附近因产生高度导向性排列而引致玻璃纤维痕,清晰的在熔接线位置,注塑件有情绪银光面,当使用玻璃纤维填充强化料时，有机会出现消光面痕和粗糙表面，有如金属般反光之玻璃纤维在注塑件表面上出现而形成斑痕。,浮纤-玻璃纤维痕 Glass Fibre Streaks,浮纤原因分析与对策,8.翘曲变形原因分析与对策成因:制品受内应力（温差，压差所引起）或外力时发生形状改变常见变形产品：用含玻纤或易取向胶料制成的大面积或较细长的产品,翘曲 Warpage,扭曲指的是注塑件的形状与原来的要求不一致。它们通常是因注塑件的不平均收缩而引起，但不包括脱模时造成的注塑件变形。,图23.1由于模壁温度不平均而引起的扭曲,图23.2在注塑件边缘出现的扭曲,图23.3胶边位置的扭曲,翘曲变形原因分析与对策,8.尺寸偏差原因分析与对策,8.破裂原因分析与对策原因：因降解应力过大或混有不相容的杂料而使强度极差而 破裂常见部位：柱位或浇口处,爆裂-表层脱皮 Flaking of the Surface Layer,物料内的各层未能完全地融合在一起，而且开始有脱皮现象。位置在胶口或产品上。因融合强度不同会产生程度不一样的脱皮现象，如大块的或小块而偏薄的。,图16.1在浇口及注件上的脱皮现象,图16.2大面积、,图16.3表层有,爆裂-应力龟裂 stress Cracks,应力龟裂是由互相非常靠近的裂痕组成。一般是在生产数天甚至数星期后才会出现。,在沙律勺子上的应力裂痕（购买数周后才出现）,爆裂-破损的片状 Ragged Film Hinge,片状 的破损主要是因塑料内的应力过大引致。它们可能局部地或完全地撕裂。而过大的应力亦导致应力反白。,图22.2片状 上出现的应力反白,浇口位置,图22.3 因浇口位置不恰当，导致片状 上出现熔合线,图22.1片状 上出现的应力发白,破裂原因分析与对策,内应力检测在常温下冷却后，将产品放在四氯化碳溶液中浸泡（室温），若一处严重破裂，说明制品内应力过大，不合格浸泡后，若无裂痕，内应力控制达标烤箱中用 C 的温度进行退火处理再放在四氯化碳溶液中浸泡（室温），有很轻微的裂痕，说明经过热处理，内应力被释放很多,8.冷胶原因分析与对策成因：在流道中的冷胶射到型腔后或产品薄筋骨处溅出的冷胶，与周围的热胶不能融合在一起，且温度低，故贴合型腔壁程度差，看上去象单独的胶块,冷胶 Cold Slugs,较冷的塑胶熔料经射嘴注入模腔，会产生如彗星尾巴的痕迹。冷胶可以在胶口附近或整个注塑件上出现。冷胶也可能阻塞流道，令熔融的胶流分支，最终形成融合线,图17.1因冷胶而形成的熔合线,图17.2在浇口附近出现的冷胶,冷胶原因分析与对策,8.起皮原因分析与对策成因：因含有相容性差的杂料或低分子添加剂，导致分层,起皮 Flaking of the Surface Layer,物料内的各层未能完全地融合在一起，而且开始有脱皮现象。位置在胶口或产品上。因融合强度不同会产生程度不一样的脱皮现象，如大块的或小块而偏薄的。,图16.1在浇口及注件上的脱皮现象,图16.2大面积、,图16.3表层有,起皮原因分析与对策,8.夹水线原因分析与对策成因：两股冷的熔胶相遇形成夹线常见部位：孔位，障碍物处，肉厚不均处或多浇口制品,明显的缺口出现在透明注塑件的顶和底部。,夹水线 weld line,在大多数的例子中，融合线是注塑件的光学性和机械强度较为薄弱的位置，融合线上可能出现缺口或变色现象。缺口特别在深色或光滑的注塑件或抛光亮度高的注塑件上更为明显。变色的想象则在使用金属色母时特别容易显现。,近融合线处的玻璃纤维痕。,在融合线上出现色差现象。,夹水线原因分析与对策,9.注塑成型过程特有异常,9.1 拉丝原因分析及对策,成因：射嘴或热流道嘴温度较高,水口脱出模具时，带离射嘴处的流动性极好熔胶为丝状。常见部位：主流道入口或热嘴处,9.2 下料不良原因分析及对策,9.3 塑化噪音原因分析及对策,9.4螺杆打滑原因分析及对策,9.5堵嘴原因分析及对策,9.6 流涎原因分析及对策,9.7 漏胶原因分析及对策,9.8 水口粘模原因分析及对策,9.9 水口粘模原因分析及对策,9.10 断针原因分析及对策,9.11 开模困难原因分析及对策,9.12 压模原因分析及对策,