ABS树脂成型品的问题原因及对策
东莞鸿图工程塑胶原料有限公司 2012-11-19

ABS树脂成型品的问题原因及对策

成形品龟裂
 化学应力
 疲劳破坏
 电镀产品裂缝

成形不良
 银色条纹
 缺料
 漩纹
 波流痕
 色纹
 熔合纹
 溢料
 剥离
 拉丝
 凹痕
 翘曲、扭曲
耐候劣化
涂装不良
 针眼
 龟裂
 吸入
 反弹
 结合不良

一:成形品龟裂

龟裂的种类、简单的原因和解决方法

破坏的种类

破坏原因

特长及解决方法

延展性破坏

单纯地由于外力过大

断口(裂缝)泛白·排除过大的外力

 

脆性破坏的种类

破坏原因

特长及解决方法

化学应力龟裂*

药品与应力

明显的情况,断口为镜面。
·药品、原料的变更

疲劳破坏

外力与反复施加负荷的施加方法

断口呈现贝壳纹。**
·抗疲劳性材料的使用

涂装产品的破坏

外力与涂膜的物性差(冲击、延伸)

·排除外力

电镀品的破坏

外力与电镀膜的物性差(冲击、延伸)

·排除外力

物性下降(劣化)的破坏

外力与成形品的物性下降(劣化)

不同种类原料的混入
耐候(光)性劣化
热劣化
模腔内发生热劣化或分解

·消除混入原因
·使用耐候性原料
·使用耐热性原料
·采用适当的成形条件

抗冲击性差的材料的破坏

外力与成形品的低强度

·使用抗冲击性材料

低温条件下的破坏

外力与成形品的强度下降

·使用抗冲击性材料

蠕变破坏

长期承受负荷

·降低初期变形(负荷)
·加大断面系数
·减小应力

*:环境应力龟裂   **:贝壳纹

化学应力龟裂

1

龟裂的说明及形成过程

2

化学应力龟裂的同义词

3

龟裂的实例及解决方法

4

抗化学性实验(化学应力龟裂的确认实验)

 

 连接各等级产品的抗化学性一览表

 

1

龟裂的说明及形成过程

 

化学应力龟裂是由于低于树脂(原料)拉伸强度的拉伸应力而造成的典型性脆性破坏。 当成形品发生拉伸应力的部位(承受负荷的部位)附着或者接触药品后,随着时间的推移, 药品与应力之间发生相互综合反应,这种现象被称为化学应力龟裂现象,产生的龟裂被称为化学应力龟裂。 龟裂表面光滑,龟裂明显时,呈镜面状态。

关于形成过程,有人说是因为由于应力作用(施加负荷的状态下)使分子之间产生间隙, 药品渗透到间隙中导致分子间的凝聚力(分子间的强力结合)下降,引起分子移动而造成龟裂。 但原因尚未得到完全证实。

如果能够解决药品或应力两者之中的任何一个原因,则可以解决化学应力龟裂问题。

 

2

化学应力龟裂的同义词

同义词列举如下
·环境应力龟裂或环境应力破坏(Environmental stress Cracking,简称ESC
·应力龟裂(应力龟裂或应力破坏)
·溶剂龟裂(溶剂龟裂或溶剂破坏)

 

3

龟裂的实例及解决方法



接触软质氯乙烯、软质填料类物质
软质氯乙烯、软质填料类物质中添加了可塑剂,这些可塑剂是造成化学应力龟裂的代表性的药品。 软质氯乙烯产品中包括塑料管、电线等。

电线类的产品,是在电线外面加上聚乙烯、硅橡胶、乙烯·丙烯橡胶等护套,或者被覆。 填料类物质包括硅橡胶、乙烯·丙烯橡胶、氟系材料等。如果不能避免接触软质氯乙烯,则改为使用耐药品性等级的树脂。



金属插入成形及金属部件的压入
金属部件经常附着生产过程中使用的冲压油、切削油、防锈油等加工油。如果去油处理不完全, 这些加工油则会成为导致化学应力龟裂的药品原因。在树脂与金属部件接触的部位存在着成形残留应力或由于压入而造成的膨胀力, 这些是导致化学应力龟裂的应力原因。

充分进行金属部件的去油处理。将金属部件进行预加热处理后使用。



拧紧螺丝
在拧螺丝的地方产生较大的应力。特别是碟形螺丝产生过大应力的可能性较高。这些应力均为导致化学应力龟裂的应力原因, 如果在这些地方附着药品,则产生龟裂。

请设计不用碟形螺丝的形状。同时使用垫圈。使用适当的扭矩扳手拧紧螺丝。



成形品的螺纹形状
树脂管的连接部位有呈螺纹形状的地方,安装树脂螺丝进行部件连接。如果拧得过紧则有可能产生较大的应力, 特别是螺丝槽的部分应力较为集中。如果这些产生应力的部位附着了药品,则产生龟裂。

使用适当的扭矩扳手拧紧螺丝。如果即使使用适当的扭矩扳手仍然发生龟裂的情况,则改为使用耐药品性等级的原料。 连接各等级产品的抗化学性一览表



为了清除成形品的尘埃和污垢而使用的清洁剂
为了清除成形品的尘埃和污垢,通常使用各种清洁剂。通常的清洁剂中含有挥发性的药品(酒精类),很可能成为导致化学应力龟裂的药品原因。 特别是在较薄部位和厚度不均匀的部位存在着成形残留应力,如果这些部位附着了清洁剂,则致产生龟裂。

清洁剂用水稀释后使用。



厨房用具
厨房、餐饮店的用具附着植物油的可能性较大。植物油是导致化学应力龟裂的代表性药品。

改用耐药品性等级原料。  连接各等级产品的抗化学性一览表



卫生间及浴室(浴池)用品
用于卫生间及浴室(浴池)的清洁剂中,一般导致发生化学应力龟裂的药品较多。

改用耐药品性等级原料。  连接各等级产品的抗化学性一览表



金属部件滑动部位使用的机油、润滑油的附着
上述机油、润滑油中,根据种类不同,一部分是导致发生化学应力龟裂的药品原因。 这些机油、润滑油如果附着到相邻树脂产生应力的部位,则有可能产生龟裂。

使用氟系列的机油、润滑油。

 

4

抗化学性实验(化学应力龟裂的确认实验)

 

如照片所示,在有一定曲率的工具上放置实验片,涂抹药品。
在一定的环境下放置一定时间后发生龟裂,确认物性的劣化。这种实验方法被称为弯曲式固定应变法。实验条件
应变范围:0.21.0%(0.1%间隔) 1.21.60.2%间隔)
实验环境温度23±2℃ 、湿度5060
放置时间∶48小时
实验片形状厚度宽度10×长度150mm

(注释)对于有可能附着、接触的药品,事先进行耐药品实验,确认其化学应力龟裂性是非常重要的。

疲劳破坏

1

龟裂的说明及形成过程

2

发生疲劳破坏的部件、部位

3

提高耐疲劳性的解决方法

4

疲劳实验

1

龟裂的说明及形成过程

 

在实际使用状态下成形品(原料)反复承受负荷,经过一定的反复承受负荷之后, 远远小于静态屈服应力的负荷致发生破坏(龟裂)。
这种现象被称为原料的疲劳现象,破坏被称为疲劳破坏。断口呈现疲劳特有的贝壳纹。
直接影响破坏的应力主要是剪应力,造成原料之间产生滑动,形成无数的小破坏区后发生破损,呈现贝壳纹。

2

发生疲劳破坏的部件、部位

 

· 键盘用品、各种操作盘开关部位的树脂弹簧部位

· 装卸式滑入配合(snap fit

· 净水器等水压容器及气压容器

· 其它反复承受负荷的所有部位

 

 

3

提高耐疲劳性的解决方法

 

· 对于树脂的弹簧部位和滑入配合(snap fit),考虑到弹性特性(弹力)及流动性等要素,力图达到薄形化。

· 由于耐疲劳性与应力值有关,所以减少负荷或者从结构上(设计上)分散负荷可以降低发生应力。

· 为了防止发生作为疲劳破坏起点的龟裂,可以采取以下措施
·采取措施避免应力集中。例如设计适当的圆弧半径R
·增加成形品表面的平滑性
·将应力值较高的肋线顶端的边缘部位改为圆形

· 由于对树脂具有侵蚀性的油类、清洁剂及其它药品的附着将会严重损坏树脂的耐疲劳性,故此请避免附着上述物质。

· 由于熔合部位容易成为发生疲劳破坏的起点,因此在反复承受荷重的部位不进行熔合。为此,应设计适当的流道浇口。

· 使用具有较好的耐疲劳性的材料。

选择具有耐疲劳性的等级时,请通过电子邮件(左侧)与弊司联系。

4

疲劳实验

实验规格及条件

 

实验规格 ASTM D671-63T B法 (悬臂弯曲、定负荷方式)
实验条件、实验试片、请参阅右图。
反复速度∶1800回/min.
负荷(应力)通常为14.729.4N (13.326.6MPa)
实验温度∶23
使用实验仪东洋精机公司生产的 B-50型(容量为490N)

仪器工作原理、实验方法

 

通过马达使不对称质量进行旋转,在回转轴上离心力发生作用。
由于离心力造成的水平方向的振动受到簧片的限制,实验试片只承受垂直方向的振动负荷。
实验试片上发生的应力(或者被施加的负荷)随着不对称质量的旋转半径的变化而变化。
本实验仪器的应力是一定的,振幅是不一定的(随着实验试片的弹性率而发生变化)。
本实验测试不同应力(负荷)下实验试片发生疲劳破坏时的振动次数。Y轴为应力,X轴为反复次数,制作坐标图。

电镀产品的龟裂

 

                            具有代表性的电镀产品的龟裂

电镀层的龟裂(高温时)

树脂层的龟裂(低温时)

原因

 主要原因在于热应力,即由于环境温度变化导致电镀层与树脂层的膨胀量或收缩量有所差异, 从而产生了超过各自材料特性(材料强度)的拉伸应力。以进行电镀处理时的温度为基准,高温时在电镀层, 低温时在树脂层发生龟裂。

材料

杨氏弹性模量(MPa

线膨胀系数(1/deg.C

1.23×10**

16.6×10**-

2.01×10**

12.8×10**-

2.48×10**

8.2×10**-

ABS树脂

,900~4,000

60~95×10**-


个别时候,由于树脂表面附着残留电镀液,也会发生化学侵蚀。

 

解决方法

 最基本的解决方法是除去进行电镀处理的树脂飞边。
此项处理目的在于避免由于环境温度的变化而导致在该部位发生的热应力过于集中。
· 对于合模部位进行布轮抛光等,使该部位平滑。
· 尽量使浇口面处理得平滑。
· 使边角(特别是锐角)部位的弧度加大。

 高温环境发生的龟裂
造成龟裂的原因在于金属层的延展性不足,或者电沉积时拉伸应力过大,为此,应调整电镀液、 增大析出膜的延展性,降低电沉积应力。

 低温环境发生的龟裂
造成龟裂的原因在于金属层的刚性妨碍了树脂的收缩,为此,应使金属层的厚度变薄,降低束缚力。 从上述表格中记载的材料特性可以看出应加厚缓冲材料铜膜的厚度,而减小镍、铬膜的厚度。

 为了降低与金属层之间的膨胀差,需要选择线膨胀系数低的等级产品。

 应注意树脂部件(特别是隆起部位等)的残留电镀液,根据情况改变设计避免发生化学侵蚀。 此外,降低成形时发生的残留应变也是比较有效的办法。
关于专用等级产品,请参阅   电镀级一览表

 

 

参考

对于没有除去飞边溢料的圆筒形部件进行电镀处理时,金属层及树脂层发生龟裂的图像如下。

部件名称

外径mm

内径mm

杨氏弹性模量(MPa)

线膨胀系数(/deg.C)

树脂层

100

60

,300

8.0×10**-

金属层

110

100

200,000

1.0×10**-

飞边溢料部位∶ 5mm 顶角60

 

 

可以看出高温时导致裂缝的拉伸应力集中在飞边溢料金属层的内侧(红色显示)。 如果发生龟裂,则可以断言龟裂的起点为飞边溢料金属层的内侧。

 

在低温时,在飞边溢料的正下面的树脂层内壁出现了较大的应力。 原本应该缩小的内径由于受到金属层的束缚,反而有所加大。 金属层的束缚导致发生了树脂层的拉伸应力。

 

结果

 

可以发现在金属层,应力集中产生在飞边溢料的外表面(高温时小),隐藏着以该部位为起点发生龟裂的危险性。

二:成形不良

在进行ABS树脂成形时出现的各种问题。产品设计、树脂选定、成形条件其中之一或者复数的原因导致发生问题。
根据下述目录,根据现象对不良内容加以理解。

· 银色条纹

· 缺料

· 漩纹

· 波流痕

· 色纹

· 熔合线

· 溢料

· 剥离

· 拉丝

· 凹痕

· 翘曲、扭曲

银色条纹(SILVER STREAKS)
干燥不充分

发生原因

干燥不充分

发生要素

干燥设备与干燥条件不合适
  ·干燥温度、时间不当
  ·干燥机的热风量不足
  ·空气滤网堵塞
  ·进料斗容量不适当(干燥时间短)
  ·温度调节器不良

发生部位

从通过浇口之后的部位乃至成形品全体

发生形态

柳条形状,又细又长

解决方法

改变干燥条件
  ·设定最佳干燥条件
  ·调节干燥机的热风量
  ·清理空气滤网
  ·设定最佳进料斗容量
  ·修理温度调节器

银色条纹(SILVER STREAKS)
气体混入

发生原因

气体混入

发生要素

成形条件
  ·注嘴、模腔的温度较低
  ·注嘴接触成形(注嘴先端的树脂固化)
  ·模具过度冷却
  ·模腔内混入空气
  ·成形温度、注射压力及注射速度过高
  ·模腔温度分布设定不适当
  ·背压不足
  ·回扣量过多
模具
  ·冷流的(cold flow)混入
  ·没有冷渣井
  ·注口、流道、浇口过少
  ·混入浇口残渣(限于隧道型浇口)
树脂
  ·粉碎品混合过多,混入粉末

发生部位

从浇口到较远的部位随机发生

发生形态

较宽,但较短

解决方法

重新设定成形条件
  ·改变模腔的设定温度
  ·确认螺杆的旋转数是否合理
  ·确认背压是否合理
  ·确认回扣量是否合理
  ·确认模具温度是否合理
改变模具
  ·设置冷渣井
  ·修改注口、流道、浇口
  ·变更流道的高度和角度
材料方面的变更
  ·确认粉碎品的混合量是否合理
  ·除去粉末

银色条纹(SILVER STREAKS)
热分解、劣化

发生原因

热分解、劣化

发生要素

在清机(purge)的状态下空射发泡时
  ·加热条不合格(注嘴加热器局部加热)
  ·注嘴、模腔温度、注射速度、螺杆旋转数过高
  ·在模腔内部发生残留
在清机(purge)状态下空射、不发泡时
  ·注嘴接触不良
  ·注口、流道、浇口过少
  ·浇口的位置不适当
  ·在热流道中停滞

发生部位

从通过浇口之后的部位乃至成形品全体

发生形态

象线香的烟火一样又细又长

解决方法

在清机(purge) 的状态下空射发泡时
  ·修理加热条
  ·设定最合理的注嘴、模腔温度、注射速度及螺杆旋转数
  ·使成形机容量/成形品容量的比例适宜
在清机(purge)状态下空射、不发泡时
  ·确认注嘴接触
  ·修改注口、流道及浇口
  ·变更浇口的位置
  ·重新变更热流道的设定温度及注射速度

缺料(SHORT-SHOT, SHORT-MOLD

 

 

缺料(SHORT-SHOT, SHORT-MOLD
缺料是指在注射成形过程中,一部分模具内没有充填树脂便进行冷却固化的现象。
缺料现象是由于
  ·树脂的流动特性(粘度特性)
  ·模具设计(浇口设计、肋线·隆起部等的衬套结构、排气机能的有无等)
  ·直雕结构
  ·成形条件
  ·成形机性能
  等原因造成的。

形态

応強

部位

面内 肋线

隆起部 两端

尨場

原因

产生气体 壁厚

气体量 树脂粘度

缺料时的检查要点和检查项目

树脂流动特性不足(树脂粘度较高)检查项目及解决方法

 

· 模具温度 → 在可以取出产品的温度范围内提高温度。 
但是,成形周期将会变长,应充分注意在模腔内的停留时间。
*请参阅成形条件手册

· 螺杆有问题 → 更换防止逆流环。
但是,限于注射时缓冲剂量不均匀或者逆流的情况。

· 供料不稳定
→ 降低模腔的后部温度。         进料口树脂堵塞的情况
→ 增加进料口冷却水的用量。 进料口树脂堵塞的情况
→ 调节适当的背压。                 背压不足或过剩

· 注射速度 → 提高。
即使设定高注射率但填充时间仍然没有变化时,则有可能因为是成形机机能不全,或者注口、流道及浇口的压力损失过大而造成的, 需要另行研究、修改成形机的机能及模具的设计。
*请参阅成形条件手册

· 注射压力 → 提高。
即使设定高注射压力但仍然不能避免出现问题时,有很大可能是因为上述同样的理由所造成的。

· 树脂温度 → 在使用可能的范围内提高树脂温度。
*请参阅成形条件手册

· 等级变更 → 改用流动性好的等级产品。
*等级检索   产品选择

模具设计检查项目及解决方法

厚度不均匀 (同一模具内同时存在较厚部位和较薄部位)
使模具内厚度均匀。但是,缺点在于肋线和隆起部的顶面有可能造成凹痕,为此应注意壁厚。

肋线、隆起部的结构(在特定的肋线、隆起部发生问题的情况)
作为形状部位的衬套(套件结构),使封死的顶端部位的气体容易排除。

滞后现象(由于流动方式或浇口排列不合理而造成)
改变浇口的设计(方式、尺寸、位置、个数)

冷却结构不合理(模具温度不均匀的情况)
变更模具温度调节(冷却结构) 变更模具温度调节设备的性能。

漩流(JETTING

漩流现象是指通过浇口的树脂没有粘合,在成形品的表面形成流纹的现象。
偙在成形的初期阶段,温度较低的树脂从注嘴注射到模具表面,粘度加大,成为旋涡状, 后来受到温度较高的树脂的不断挤压,留下痕迹。


·低速注射成形


·高速注射成形

原因

· 树脂温度较低的情况,溶融树脂的粘度加大,从模具注射的树脂粘度进一步提高,造成
流动抵抗力加大,发生漩流现象。
模具温度较低时,注射到模具内部的树脂突然遇冷,粘度加大而导致出现漩流。漩流现象多半发生在浇口较小的情况,注射到模具内部的树脂的流速增大,导致发生漩流现象。
浇口横断面积 x 流速 = 一定注射量

解决方法

· 成形条件
·提高树脂温度,降低树脂粘度。
·使用非结晶性树脂时,将模具温度设定在低于使用树脂的热变形温度2030℃左右为宜。
·也可以降低注射速度。

· 模具
·为了降低树脂通过浇口时的流速,也可以加大浇口的横断面积。

波流痕(FLOW MARK

 

波流痕是指在模具内部,树脂流过以后以浇口为中心呈现的条纹现象。

经注口和流道冷却的树脂在模具内部进一步被冷却,粘度加大。充模后,与金属面接触的树脂在半固体的状态下被压入, 为此,在成形品的表面形成了与流动方向呈直角的条纹。

 

厚度不均匀型

唱片图纹型

锯齿型

波流痕(FLOW MARK

 

厚度不均匀型波流痕
厚度发生变化的部位光泽不均匀

 



原因

解决方法

熔融树脂在通过厚度不均匀部位之前与通过以后后的流速、冷却速度、 向模具施加的转印压力等均不相同,造成光泽不均匀。

·提高模具温度
·提高成形温度
·加快注射速度
·加高流道、浇口高度
·改善成形品的形状(高低差别)
设定弧度,使树脂流动顺畅




流痕


 

成形品厚度不均匀引起的波流痕的发生状态

 

成形温度引起的波流痕的发生状态

充模

模具

 

模具

充模

低速

 

220


中速

 

240

高速

 

280

 

 

在模具上涂上红色印泥,掌握波流痕的发生状态
由于高度不同导致发生波流痕起点的验证结果
厚度不均匀部位的出口拐角边缘为发生剪切的起点。

波流痕(FLOW MARK

 

唱片图纹型波流痕
出现以浇口为中心的条纹现象

 

 

原因

解决方法

经注口和流道冷却的树脂在模具内部进一步被冷却,粘度加大。充模后,与金属面接触的树脂在半固体的状态下被压入, 为此,在成形品的表面形成了与流动方向呈直角的条纹。

·加快注射速度
·加大注射压力、保持压力
·提高树脂和模具温度

波流痕(FLOW MARK

 

锯齿型波流痕
有光泽的部位及无光泽的部位交错在一起形成的锯齿状波流痕

 

 

 

原因

解决方法


发生原因在于流体先端(flow-front)的不稳定流动。


·降低注射速度
·提高树脂、模具温度

色纹(COLOR STREAK

 

 

色纹现象是指成形品的一部分的色调发生变化,或者成形品出现条纹。

 



与本来的颜色相比,发生了色变的事例

原因

· 主要是因为着色剂的热稳定性不够,比较容易发生在熔合部位、肋线结构部位等容易发生剪切流动的部位。

解决方法

· 改用热稳定性良好的着色剂。

· 成形条件最好设定为hot―slow―热而慢(树脂及模具的温度较高,成形速度较低)。



成形品发生条纹现象的事例

原因

· 着色剂的分散不良
(可以利用压缩成形机生产片材来判断着色剂的分散是否良好。)

· 成形机(模腔内)内部堆积树脂的清洗作用。

解决方法

· 改善混料时的分散性。

· 充分清洗模腔内部。(请利用弊司的UMG清洁剂)

· 检查螺杆头及逆流防止环等是否出现异常。

· 改换成形机。

熔合线(WELD LINES)


熔合线是指2个以上的流体先端(flow-front)会合时产生的V字形缺口的丝状细线痕。
在镶嵌、方格或者多个浇口的情况下势必产生熔合线,但是目前尚没有理论性的解决办法,为此应尽可能控制在最低限度, 或者必要时采取将其从商品面上移动到侧面等措施。
另外,通常不太了解的人有可能误认为是裂缝。应力集中的部位很有可能导致产生强度问题,因此从商品规格上考虑同样需要事先研究对策。


如果会合角度在120°以上,熔合线将会消失。

原因 熔合线的发生要素

· 成形品的形状
·孔(格子、圆孔、角孔)
·厚度差别(厚度不同)

· 树脂
·流动性(粘度)
模具

· ·模具温度
·浇口(个数、位置)
·排气孔(方式、位置)
·冷却管配置(模具温度分布)

·  成形机
·性能(精度、应答性)
·注射、可塑化

解决方法 减少熔合线的成形条件

· 树脂温度 ->

· 模具温度 ->

· 注射速度 ->
*如果加快注射速度,熔合线将会变得不明显(深度变浅),但长度将有增加倾向。

· 保持压力 -
*熔合的V字形缺口的压缩效果使得熔合线变得不明显。

验证 减轻熔合线最有效的是模具温度

普通成形

模具温度 40℃
熔合部位(中央)
宽度:大约10μm 深度:大约120μm

快速heat/cool(加热、冷却)成形

模具温度 100℃
熔合部位(中央)
肉眼看不见

溢料 (FINFLASHSPEW

指熔融状态的树脂流入模具的间隙(合模面、滑动挤切面、套件等)时产生的多余的树脂。

浇口

溢料

 

成形机

原因 

· 成形机的合模力不足

· 模具的老朽化

解决方法

· 为了解决合模力不足问题,根据以下公式概算合模压力,选择成形机。     
合模压力=投影面积×模具内有效注射压力/1000kg  
ABS树脂的模具内有效注射压力按照大约400kg/cm2计算。

模具

原因

· 合模力不足。

· 模具合模面精度不够。

· 由于模具设计结构原因,成形品的位置为悬臂型。

解决方法1.改用合适的成形机

          2.原因在于模具面时,需要与模具加工厂家进行研究。

材料

原因 树脂的粘度较低

解决方法原因在于材料的粘度时,降低树脂的温度、或者改用其它流动性高等级的树脂。

剥离( DELAMINATION )

剥离是指成形品呈云母状的薄层进行剥落的现象。严重时,则象剥皮一样在比较大的范围内出现剥落。


由于混入PS,导致在断面(右)出现层状剥离现象。

有时在刚成形时就出现剥离现象,但大多数是随着出现龟裂而发生剥离。
原因1) 混入与ABS树脂相溶性差的树脂(PPPS及其它)。

解决方法 进行清洗
模腔内部进料口内部空气输送线内部干燥机内部

原因2) 树脂温度及模具温度极低的情况下,外壁与流动层之间的温度差造成薄的固化层,导致发生剥离现象。

解决方法 使树脂的温度标准化
 提高树脂温度
 提高模具温度

拉丝(STRINGINESS

开模时产生的细树脂丝附着在模具内部,在下一次注料时转印到成形品上, 在成形品的外面留下筋状的凹凸,影响成形品外观的现象称做拉丝。

注口处产生的细树脂丝

转印到成形品上的树脂丝

原因 主要原因在于注口的温度过高

解决方法
降低注口温度。其它可以重复使用回扣和模腔。
提高开模速度也可以强制性地切断拉丝, 但是由于模具结构(滑动结构等),
    这样会降低模具的寿命,需要注意。
可以使用防止拉丝环(市场销售产品)。

成形不良现象凹痕(SINK MARK、SHRINK MARK)

 

 

指成形品外表出现凹痕的现象。

主要是对于外观要求较高的产品,根据要求水准不同凹痕是否被判断为不良品的情况也有所不同。 有时,根据产品外观要求,被判断为外观不良的情况也时有发生。

凹痕与树脂的体积收缩(等温PVT特性)有关,在注射成形过程的各个部位、每一时刻,即从注射时的熔融状态到保压过程、 冷却过程的固化状态,均有可能产生凹痕。
充模后的熔融树脂通过模具表面时被冷却、固化。在成形品从外表面开始冷却固化(保压、冷却)的过程中, 根据设定的注射条件(保压压力/时间),当伴随着PVT特性的体积变化(体积收缩)无法补偿时, 成形品表面的树脂由于内部的熔融树脂的体积收缩而产生拉伸作用,结果形成了降低产品品位的凹痕。
另一方面,如果成形品表面具有抵抗收缩力的强度(有固化层)时,成形品的内部则出现孔巢(空洞), 而外观上却看不出问题。对于产品形状(隆起、肋线、壁厚、厚度不均匀等)、或者模具结构(冷却管设计、模具材质、 冷却媒体等)潜在因素,只有在产品设计和模具设计的阶段事先采取措施才能解决。

 


原因和解决方法
 凹痕 检查内容及项目

 

部分凹痕(里面形状的影响/流体先端)

 

 

 

影响项目

原因

解决方法

产品

厚度

厚、厚度不均匀(薄)

去厚、均匀化、加厚

浇口位置、方式

不适宜(设计上的限制)

增加个数、改变方式

成形条件/成形机性能

原材料温度

高(低)

降低(提高)

模具温度

高(低)

降低(提高)

注射速度

快(慢)

放慢(加快)

V/P变换

保压压力

加大

保压时间

延长

背压

低(测量有偏差)

加大

螺杆旋转数

旋转造成升温

降低

缓冲剂量

量不足、偏差

增加(不得过量)

机械性的逆流

改用正常部件

测量

不足

增加

合模力

不足(产生溢料)

增大

模具

注嘴孔

断面小(小)

增大

注口

断面小(小)

增大

流道

断面小(小)

增大

浇口

断面小(小)

增大

冷却回路

不足(温度不均一)

升温/使温度均一

方式不恰当(效率)

改变方式

流量小/压损大

改善效率

模具材料性质

冷却效果欠佳

使用热传导性能好的材料

 

成形品整体的凹痕

 

 

影响项目

原因

解决方法

产品

厚度

厚(薄)

调整适宜的板厚

浇口位置、方式

不适宜(设计上的限制)

增加个数、改变方式

成形条件/成形机性能

原材料温度

高(低)

降低(提高)

模具温度

高(低)

降低(提高)

注射速度

快(慢)

放慢(加快)

V/P变换

保压压力

加大

保压时间

延长

背压

低(测量有偏差)

加大

螺杆旋转数

旋转造成升温

降低

缓冲剂量

量不足、偏差

增加(不得过量)

机械性的逆流

改用正常部件

测量

不足

增加

合模力

不足(产生溢料)

增大

模具

注嘴孔

断面小(小)

增大

注口

断面小(小)

增大

流道

断面小(小)

增大

浇口

断面小(小)

增大

冷却回路

不足(温度不均一)

升温/使温度均一

方式不恰当(效率)

改变方式

流量小/压损大

改善效率

模具材料性质

冷却效果欠佳

使用热传导性能好的材料

成形不良现象翘曲、扭曲(WARP、TWIST)


翘曲变形是指由于成形品内部各部位在进行成形时的收缩量不同而造成的变形、翘曲。


造成翘曲的主要原因

模具温度分布差异导致的面收缩差、成形品厚度差造成的收缩差和冷却时间差
分子取向导致的残留应力(结晶程度差)
使用强化纤维材料时,由于流动方向与流动垂直方向的收缩差异大,故此在设计模具时应充分考虑浇口的设计(个数和位置)。

例如理想的情况是成形品的各部位收缩量(率)相同,成形时只要加工与模具形状相似、但尺寸缩小的成形品, 无论使用什么收缩率的树脂,都不会发生翘曲。然而,在实际成形过程中,上述原因错综存在。从模具中取出之后, 为了使内部应力降至最低的成形品(能量最小),总是产生翘曲变形
此外,在设计模具时还要考虑到成形品冷却不充分、突起结构不完善而导致变形的可能性。


翘曲、扭曲的检查内容和项目


原因

1

成形品的形状

 

 

厚度分布

不均匀的部位同时存在。

 

形状刚性不足

肋线等的形状刚性不足。肋线构造有时会导致发生翘曲,因此需要仔细研究壁厚和高度

 

 

 

2

模具

 

 

冷却回路

模具温度分布不均匀,冷却回路过长(IN→OUT的温度差大)、控制不良、冷却方法。

 

模具材质

热传导率低(冷却效率低)

 

浇口、流道

设计欠佳
由于浇口个数不足、位置欠佳导致保压过程压力分布不均匀。

 

突起结构

突起平衡欠佳、突出pin单位面积的排出负荷过大。

 

脱模

抽出模芯方向的抛光不足、抽出倾斜不足。

 

 

 

成形机及附加设备

 

 

合模力不足

不能设定充分的保压条件(压力、时间)。

 

模具温度调节器

冷媒的流量不足(雷诺指数没有达到紊流域)、与模具热容量
相比设备性能不足。

 

 

 

成形条件

 

 

树脂温度低

粘度高则压力传播性能下降,在保压过程中不能保证收缩量的均一。

 

模具温度

如果温度过低,粘度增大,压力传播力下降,在保压过程中不能保证收缩量均一。 在取向(应力)不能缓和的情况下进行冻结(固化),
产生各向异性的残留应力。

 

注射压力

高或低(超出树脂流动特性的流动长度)。

 

保压压力

高或低(由于浇口附近的树脂过充模(over parking)、浇口密封不良
导致逆流)。

 

保压时间

短或长(浇口附近的树脂过充模(over parking)、浇口密封不良导致逆流)。

 

冷却时间

短(原材料强度的温度依赖性)。

                                  

  三:耐候()劣化

长期在户外或者室内萤光灯照射下的环境下使用ABS树脂,将造成树脂变色或物性降低。 在此,对于造成耐候(光)劣化的原因加以说明。

ABS树脂的耐候性问题起因于聚丁二烯成分的光劣化问题。光劣化导致橡胶的承受冲击的作用消失。 此外,其特征在于该劣化只发生在表层。

现象
·颜色发生变化 -由于颜色材料的劣化导致变色。底材树脂变色。
·光泽发生变化 -底材树脂的变性(劣化、龟裂)
·物性发生变化 -表层的耐候性劣化造成微小龟裂,产生缺口效果导致抗冲击强度下降。
为了防止耐候劣化,请考虑使用耐候性等级产品系列  使用实例 及 技术资料

耐候变色的明显事例 (促进劣化实验 光照天气 无雨)

 

ABS树脂
红色系列着色

ABS树脂
蓝色系列

 

未照射

100小时

200小时

500小时

对于防止耐候(光)变色,需要考虑颜色材料的劣化问题,为此慎重考虑选用颜色原料是十分重要的。 对于红、蓝、黄、绿等鲜艳的颜色,需要事先选择耐候性良好的原料。混合的颜色材料的退色倾向的不同,可视为颜色变化。
指定颜色时请务必注明 「需要耐候(光)性」。

 

光氧化劣化导致树脂表面的变化(促进劣化实验 光照天气、扫描电镜观察)

 

不曝光

500小时

光泽降低程度较小,但发生了微细的龟裂。

雨天曝光
1000小时

树脂成分分解,表面起霜呈粉状,失去光泽。(又称起霜)

光氧化劣化导致特性变化的图像

 

 

 

耐候性劣化引起的劣化层厚度大约为一百多微米。光氧化反应使树脂表面形成黄色的薄层劣化层, 阻止氧气在劣化层中扩散渗透,并起到遮光的作用。因此,光氧化反应得到一定的控制,不再继续扩散到深层。 为了控制劣化层的发生,推荐使用耐候性等级产品。

四:涂装不良

ABS树脂作为最容易涂装的树脂被广泛地利用在需要涂装的产品上。
然而,由于等级产品的选择、成型条件、涂料、稀释剂、涂装方法等原因有可能导致涂装不良。 请参阅照片显示的不良现象和解决方法。

涂装不良的主要问题现象

<原因和解决方法的详细内容,请参阅左侧的相关网页和以下照片>关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。

1.针  眼

尿烷涂装时的常见现象,在涂装产品的表面出现微小的针孔。

 

 

   例使用尿烷涂料

 

原因1

混入空气

 

涂膜在含有气泡的状态下进行干燥时,气泡膨胀,穿破涂膜表面而造成针眼。此现象与底料无关, 在高温多湿、涂层较厚、涂装时间较短、使用挥发速度较快的速干性稀释剂的情况下,容易发生。

解决方法

·改善涂装环境
·延长涂装时间
·降低涂料粘度
·降低稀释剂的挥发速度

 

原因2

残留应变

 

涂料溶剂侵蚀到存在内部应变的树脂底材上,产生裂缝。溶剂进一步侵蚀到裂缝中, 在干燥过程中随着溶剂的蒸发、气化,冲破涂膜表面,产生针眼。

解决方法

·改用侵蚀性较弱的溶剂
·改变涂料与溶剂的调配比率
·对没有涂装的成形品事先进行回火处理(6070℃2060分钟)
·提高模腔、模具温度。
·降低注射压力,提高注射速度。


2.龟裂

与针眼现象一样,由于溶剂侵蚀造成涂装表面产生裂缝。该现象多发生于丙烯涂装。
发生龟裂现象的部位通常是浇口附近、成形品边缘,特别是边缘部位发生较多。

关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。

 

 

  例使用丙烯涂料

 

原因

涂料中的溶剂侵蚀到树脂底料中残留翘曲较大的部位,引起化学龟裂。

 

解决方法

·改用侵蚀性较弱的溶剂
·改变涂料与溶剂的调配比率
·进行回火处理(6070℃2060分钟)
·提高模腔、模具温度。
·降低注射压力(保压),提高注射速度。
*通常,缓凝剂的添加对于发生化学龟裂产生不良影响。

3.吸入

吸入现象是指涂料中的溶剂侵蚀到成形品浇口附近、厚度不均匀部位、熔合部位附近等,造成涂膜光泽不均匀,产生微小裂缝的现象。

关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。

 

 


正常部位


吸入部位

涂料为金属光泽丙烯涂料

 

原因

浇口白晕、波流痕、漩纹等不良现象容易发生在浇口附近,而且进行回火处理也难以解决。


解决方法


·改用侵蚀性较弱的稀释剂
·适当提高涂料的粘度
·提高模腔、模具温度
·降低注射压力和注射速度
·改变浇口的种类(例如采用柄形浇口)

4.反弹

是指涂装品表面出现直径1mm以上的凹陷的现象,可以透过涂膜看到底层。关于涂装用途,请利用「 涂装专用等级产品」。

 

  例尿烷涂料

 

原因

比涂料的表面张力(涂装力低下)低的污染物质附着在成形品表面时,发生反弹现象。
·离型剂(硅油)
·机油
·静电产生的灰尘、杂物等

解决方法

·改善涂装环境,去除造成上述原因的物质
·对成型品的表面进行去油处理(使用n-正己脘、IPA)

5.结合不良

是指涂装品表面涂膜剥落的现象之一。通常在涂膜性能试验时出现此现象。关于涂装用途,请利用弊司的「 涂装专用等级产品」。

 


基盘目视试验出现的结合不良

 

原因

成型品的表面附着油腻、离型剂等污染物质时,容易造成结合不良。 此外,底材和涂料的融和性(溶解性、可涂性等),或者涂装条件(稀释剂、粘度、涂膜厚度)也会造成影响。

解决方法

·对成型品的表面进行去油处理(使用n-正己脘、IPA)
·改用凝集力较弱的涂料(凝集力<附着力----不易剥落)
·增加涂膜厚度
·提高注射速度(调大取向,提高稀释剂的渗透性)

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来源:东莞鸿图工程塑胶
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