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注塑成型过程中如何防止塑料熔体破裂?

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专注注塑工厂降本增效改善:杨建宏

原因1:熔体破裂

当熔体在高速,高压条件下注入容积较大的型腔时,极易产生熔体破裂现象,此时,熔体表面出现横向断裂,断裂面积为粗糙地夹杂在塑件表层形成糊斑。特别是少量熔料直接注入容易过大的型腔时,熔体破裂更为严重,所呈现的糊斑也就越大。

熔体破裂的本质是由于高聚物熔料的弹性行为产生的,当熔料在料筒中流动时,靠近料筒附近的熔料受到筒壁的磨擦,应力较大,熔料的流动速度较小,熔料一旦从喷嘴注出,管壁作用的应力消失,而料筒中部的熔料流速极高,筒壁处的熔料被中心处的熔料携带而加速,由于熔料的流动是相对连续的,内外熔料的流动速度将重新排列,趋于平均速度。

在此过程中,熔料将发生急剧的应力变化将产生应变,因注射速度极快,所受到的应力特别大,远远大于熔料的应变能力,导致熔体破裂。

如果熔料在流道中遇有突然的形状变化,如直径收缩,扩大以及出现死角等,熔料在死角处停留和循环,它与正常熔料的受力不同,剪切形变较大,当其混入正常流料中注出时,由于两者的形变恢复不一致,不能弥合,若悬殊很大,则发生断裂破裂,其表现形式也是熔体破裂。

由上可知,要克服熔体破裂,避免产生糊斑:

  1. 注意消除流道中的死角,使流道尽量流线化;
  2. 适当提高料温,减少熔料松驰时间,使其形变容易恢复和弥合;
  3. 在原料中添加低分子物,因为熔料分子量越低,分布越宽,越有利于减轻弹性效应;
  4. 适当控制注射速度和螺杆转速;
  5. 是合理设置浇口位置及选择正确的浇口形式,这点相当重要,实践表明,采用扩大型点浇口,潜伏浇口(隧道浇口)较为理想。浇口的位置最好选择在熔料先注入过渡腔后再进入较大的容腔,不要使流料直接进入较大的容腔。

振业注塑咨询杨建宏

原因2:成型条件控制不当

这也是导致塑件表面产生烧焦及糊斑的重要原因,特别是注射速度的大小对其影响很大,当流料慢速注入型腔时,熔料的流动状态为层流;当注射速度上升到一定值时,流动状态逐渐变为紊流。

一般情况下,层流形成的塑件表面较为光亮平整,紊流条件下形成的塑件不仅表面容易出现糊斑,而且塑件内部容易产生气孔。因此,注射速度不能太高,应将流料控制在层流状态下充模。

如果熔料的温度太高,容易引起熔料分解焦化,导致塑件表面产生糊斑。一般注塑机的螺杆转数应小于90r/min,背压小于2mpa,这样可以避免料筒产生过量的摩擦热。

如果成型过程中由于螺杆退回时的旋转时间太长而产生过量的磨擦热,可通过适当增加螺杆转速,延长成型周期,降低螺杆背压,提高料筒供料段温度及采用润滑性差的原料等方法予以克服。

注射过程中,熔料沿螺槽回流太多及止逆环处有树脂滞留,都会导致熔料降聚分解。对此,应选用粘度较高的树脂,适当降低注射压力,换用长径比较大的注塑机。注塑机常用的止逆环都比较容易引起滞留,使其分解变色,当分解变色的熔解料注入型腔后,即形成茶色或黑色焦点。对此,应定期清理以喷嘴为中心的螺杆系统。

原因三:模具故障

如果模具排气孔被脱模剂及原料析出的固化物阻塞,模具排气设置不够或位置不正确,以及充模速度太快,模具内来不及排出的空气绝热压缩产生高温气体都会使树脂分解焦化。对此,应清除阻塞物,降低合模力,改善模具的排气不良。

模具浇口形式和位置的确定也相当重要,在设计时应充分考虑熔料的流动状态和模具的排气性能。

此外,脱模剂的用量不能太多,型腔表面要保持较高的光洁度。

原因四:原料不符合要求

如果原料中水分及易挥发物含量太高,熔融指数太大,润滑剂使用过量都会引起烧焦及糊斑故障。

对此,应使用料斗干燥器或其它干燥方法处理原料,换用熔体指数较小的树脂以及减少润滑剂的用量。

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