本章目的:作為結構工程師,怎么處理注塑件成型不良的問題。
1.前言
注塑件成型不良是一個結構工程師常常需要面對的問題。很多時候並非設計上有問題,而是制造過程中的問題導致成品的不良。結構工程師了解成型不良的分類和制造方面的原因,也是有助於推進量產過程的。
2.成型不良的原因及調節方法
這里主要指的是制造(注塑)方面的原因及調節方法。但實際是很多成型不良是設計側的原因,這點必須注意。
2.1 有條紋
2.1.1 制造側原因
樹脂溫度過低
射出速度過快
模溫過低
進料口位置不佳
2.1.2 制造側調節方法
提高樹脂溫度
降低射出速度
提高模溫
改變進料口位置
2.2 鄒紋或表面光潔度有異
2.2.1 制造側原因
樹脂溫度,模溫過低
射出壓力不足
射出速度太慢
進料口位置不佳
進料口太小、太細
脫模劑、污染、水氣蒸發
2.2.2 制造側調節方法
降低機筒溫度,提高模溫
提高射出壓力
加快射出速度
改變進料口位置,增多進料口
加大、加粗進料口
改換脫模劑,清掃模具表面
設置汽體流出槽
2.3 銀條
2.3.1 制造側原因
樹脂的分解
樹脂干燥不足
樹脂滯留時間過長
射出速度過快
空氣混入
模溫過低
射出成型機
模具出氣不良
2.3.2 制造側調節方法
降低樹脂溫度
充分干燥樹脂
減少循環時間
降低射出速度
提高背壓
提高模溫
射出成型機改為帶出氣口樣式
設置汽體流出槽
模具表面清掃
2.4 進料口周圍有花紋
2.4.1 制造側原因
表面污染
樹脂溫度過低
干燥不充分
射出壓力過低
射出速度過低
模具設計問題
2.4.2 制造側調節方法
提高樹脂溫度,提高成型機頭溫度
充分干燥樹脂
提高射出壓力
加快射出速度
提高模溫
加大進料口及流道
改變進料口位置
2.5 黑條
2.5.1 制造側原因
主軸、機筒、傷痕
滯留時間過長
機筒溫度過高
射出速度過快
軸轉速快燒焦
2.5.2 制造側調節方法
清掃主軸機筒、換軸
射出機筒內樹脂
降低機筒溫度
降低射出速度
降低轉速,降低背壓
2.6 燒焦
2.6.1 制造側原因
空氣混入
射出速度過快
2.6.2 制造側調節方法
安裝出氣口裝置
設置汽體流出槽
降低射出速度
2.7 雲紋、光澤不良
2.7.1 制造側原因
樹脂過熱
成型材料干燥不足
模溫過低
機筒溫度過高、過低
脫模劑過多
2.7.2 制造側調節方法
降低機筒溫度
充分干燥、改變干燥方式
提高模溫
調節機筒溫度
減少脫模劑
2.8 色差、混色
2.8.1 制造側原因
顏料染料分散不良
成型機筒溫度過高、過低
可塑化不良
樹脂的分解
成型機清掃不良
冷卻時間過短
進料口位置不佳
分散劑、擴散劑
2.8.2 制造側調節方法
改變樹脂,着色劑
調節機筒溫度
降低軸轉速,提高背壓
降低溫度,循環時間縮短
徹底清掃前產品留在機內材料
延長冷卻時間
修正進料口位置
不能加入對該樹脂不適合的添加劑等
2.9 透明料混濁
2.9.1 制造側原因
材料干燥不足,異物混入
樹脂溫度過高、過低
滯留時間過長
機筒溫度過高
添加劑、脫模劑過多
2.9.2 制造側調節方法
充分干燥材料、變更材料
調節樹脂溫度
成型材料滯留時間減短
降低機筒溫度
確認添加劑的適合性,減少脫模劑
2.10 氣泡
2.10.1 制造側原因
成型材料的分解
材料干燥不足
樹脂帶溫過長
射出壓力過低
保壓過低
背壓過低
射出速度過慢
背壓過大
模溫過高、過低
料斗下端冷卻不足
成型機
2.10.2 制造側調節方法
降低成型溫度
充分干燥材料
修正機筒內主軸進料行程
提高射出壓力
提高保壓
提高背壓
提高射出速度
背壓降低
調節模溫
注意改善料斗下端的冷卻
成型機改為帶出氣口樣式
2.11 雜質、異物材料
2.11.1 制造側原因
成型機、料斗、干燥機清掃不良
周圍環境有塵埃
材料輸送管清掃不良
模具生銹
材料不良
2.11.2 制造側調節方法
充分清掃成型機、料斗、干燥機
用塑膠將材料部分隔開
清掃材料輸送管
模具清掃
改換材料
2.12 剝離、斷裂
2.12.1 制造側原因
不同材料混入
樹脂溫度過低
模溫過低
材料使用不適、緩冷不足
2.12.2 制造側調節方法
調節材料
提高樹脂溫度
提高模溫
更變材料、改變緩冷條件
2.13 裂紋
2.13.1 制造側原因
干燥條件不良
樹脂溫度過低
模溫過低
射出壓力過高
保壓壓力過高
保壓時間太長
坡度不足
頂針位置不良
頂針數量少
脫模劑不足
2.13.2 制造側調節方法
按樹脂種類決定干燥條件
提高樹脂溫度
提高模溫
降低射出壓力
降低保壓壓力
減少保壓時間
增加坡度
調節頂針位置
增加頂針數量
增加脫模劑
2.14 脆弱、強度不夠
2.14.1 制造側原因
成型材料不適
不同材料,粉碎材料混入
干燥不適度
樹脂溫度過高
樹脂溫度不適當
滯留時間過長
可塑化不良
射出壓力不適當
保壓壓力過低
射出速度不適當
冷卻時間過短
模溫
模具強度不足
進料口不良、數量不足
后處理
2.14.2 制造側調節方法
改變成型材料
調節材料質量
按材料選擇干燥條件
降低樹脂溫度
成型溫度調節
縮短滯留時間
成型溫度軸轉速、背壓調整
射出壓力調節
提高保壓壓力
射出速度調節
延長冷卻時間
調節模溫
修理模具
改變進料口位置,增加進料口數量
采用緩冷方式
2.15 尺寸不均、有大有小
2.15.1 制造側原因
材料流動性
材料吸濕
射出壓力過低
保壓過低、過短
冷卻時間過短
背壓過低
模溫不適
模具關合力過少
模具強度不足
進料口位置不適當
進料口數量少
2.15.2 制造側調節方法
調節成型溫度
充分干燥材料
調節射出壓力
調節保壓的壓力和時間
延長冷卻時間
選擇適當背壓
調節模溫
提高模具關合力
修理模具,增加強度
改變進料口位置
增加進料口數量
2.16 變形
2.16.1 制造側原因
成型材料流動性不足
收縮率過大
射出壓力過高
冷卻時間短
模溫
2.16.2 制造側調節方法
提高樹脂溫度
改提收縮率小的樹脂
降低射出壓力
延長冷卻時間,使用冷卻模具
使各部位得到冷卻,改善模具
2.17 凸凹不規則
2.17.1 制造側原因
工程塑料較多如PA、PET等
料斗側溫度過高
背壓過高
再生材料不良
玻纖強化顆粒
2.17.2 制造側調節方法
注意改善料斗下的冷卻
降低料斗下機筒溫度
調低背壓,固定停止時間
盡量將再生材料打碎
用篩子除去粉末
祛除含0.2mm以下厚度膠片的部分
使用2.5mm -3.5mm長度的玻纖材料
2.18 毛邊、飛刺
2.18.1 制造側原因
樹脂流動性太快
射出壓力過高
保壓太慢
模具關合力不良
模具強度不足
模具表面不光滑
2.18.2 制造側調節方法
降低成型溫度、改變成型材料
降低射出壓力
快速保壓
提高模具關合力
修理模具
2.19 多邊
2.19.1 制造側原因
樹脂流動性過剩
射出壓力過高
模具關合力不足
模具強度不足
分割面密封不良
2.19.2 制造側調節方法
降低樹脂溫度
改變成型材料
降低射出壓力
快速加入保壓
提高模具關合力
模具調整
2.20 胡須
2.20.1 制造側原因
樹脂成型收縮率大
樹脂溫度高
射出壓力過低
保壓壓力低
射出速度過低
模具模溫過高
2.20.2 制造側調節方法
改變成型材料
降低樹脂溫度
提高射出壓力
提高保壓壓力
加快射出速度
降低胡須發生側模溫
擴大模具進料口、加粗料流道
改善進料口位置,壁厚均一
降低模溫
2.21 缺邊
2.21.1 制造側原因
樹脂流動性不足
射出壓力過低
保壓壓力低
射出速度過慢
計量投量不足
主軸不適合
模具設計問題
2.21.2 制造側調節方法
提高樹脂溫度
改變成型材料
提高射出壓力
慢速加入保壓
提高保壓壓力
增加射出進入速度
增加計量設定值
使用帶防止逆流功能的主軸
擴大模具進料口
加粗材料流道
3.如何處理成型不良的問題
3.1 分清失效原因是設計問題還是制造問題
其實,這才是作者最想說的。同一個成型不良的問題,可以是制造側的問題,也可以是設計側的問題。典型的如注塑件脆弱、強度不夠。這時候,作為結構工程師,首先要做的是分清楚成型不良是設計問題還是制造問題,並且排除設計方面的問題。
排除設計方面的問題就是DFM的設計方法了。只有設計方面問題解決,才能有足夠的裕度去解決制造的問題。(這也是為什么FMEA要分為DP兩側的原因)
3.2 不過分干涉制造問題的解決
這也是作者想說的。結構工程師應當努力排除成型不良的設計側原因,而不是過多去干涉制造側原因。從上一節我們可以知道,就算是同一個成型不良的問題,在制造側也可能是多方面造成的。模具工程師常常需要慢慢排查和調節各方面參數,才能改良成型不良。若這時候設計方介入的話,就容易造成制造方迫於設計側壓力(特別是有設計方領導提出時),不得不按照設計方的要求去改善。但設計方經驗常常不如制造方豐富,容易變成越改越差的結果。而且這時候常常不是制造方的錯與責任。
所以,作者的建議是,在排除設計原因的前提下,指出成型不良的結論,讓制造方合理時間內改善即可。
3.3 防治供應商的欺騙手段
這是一個人理方面的問題。很多制造方常常會因為利益的問題,故意拖延或不錯改善。這時候,就需要結構工程師對成型不良的制造側原因有一定的了解,並合理溝通,以達到改善成型不良的目的。
可見:進階篇:7)供應商的“陷阱破解”。
4.本章節對應的資料
