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深圳市横川崎精密机械有限公司
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注塑装饰件外观缺陷的因果论
时间:2015/1/22 17:22:55
冲墨(ink washout)
至于如何使得融胶流动顺畅, 避免薄膜有被过度挤压或有困气的情况,可从优化充填模式(filling pattern)的方式予以缓解, 可见以下熔接痕和困气的论述。
气泡(bubble)
气泡有空气泡、水气泡和真空泡等。 空气泡多由融胶前沿困气而成; 水气泡则由融胶前沿之喷泉流将水气卷至模壁而由冻结之塑料围绕而成; 真空泡一般因塑料冷却收缩而发生在厚壁处。
要免除空气泡,可改变浇口位置或/和产品厚度分布,优化充填模式(若有二融胶前沿会合,其会合角以大-接近180°-为宜),使得型腔中的空气能够顺利的推送到容易充分排气的地方。
水气泡的消除在于做好除湿干燥的工作。 真空泡即缩孔,与缩痕的去除之道雷同,见前节缩孔的论述。
融胶的温度高易致融墨,融胶的剪切应力高易致冲墨。
剪切应力是黏度和剪切速率的乘积。 融胶温度高虽可降低黏度和剪切应力,但是也增加融墨的顾虑。 剪切速率减少可以直接拉低剪切应力,但是也因为提高黏度而增加剪切应力。 所以借助计算机辅助工程(CAE)确认设计变更的影响是正面还是负面就很重要。
冲墨多半发生在浇口处,为了避免融墨,可以在薄膜侧加强冷却,以稳固油墨,防止冲墨。
冲墨的进一步防止,可采取以下手段:
1. 融胶通过浇口时,降低射速;
2. 加大浇口的关键尺寸和断面积;
3. 以流动平衡为原则,优化浇口的位置;
4. 在流动平衡的前提下增加浇口的数目。
冲墨的进一步防止,可采取以下手段:
1. 融胶通过浇口时,降低射速;
2. 加大浇口的关键尺寸和断面积;
3. 以流动平衡为原则,优化浇口的位置;
4. 在流动平衡的前提下增加浇口的数目。
下图显示一有冲墨缺陷的IMD手机前盖。 右侧浇口下游的冲墨情况尤其严重。
下图是借助CAE模拟三浇口处的融胶在充填阶段的剪切应力变化情形,右侧浇口的剪切应力较之其他二浇口的剪切应力显然偏高,最大剪切应力1.16MPa发生在充填开始后0.46秒。 改善措施包括前节提到的1、2和3项,都是设法降低剪切应力以消除冲墨的祸患。
下图是借助CAE模拟三浇口处的融胶在充填阶段的剪切应力变化情形,右侧浇口的剪切应力较之其他二浇口的剪切应力显然偏高,最大剪切应力1.16MPa发生在充填开始后0.46秒。 改善措施包括前节提到的1、2和3项,都是设法降低剪切应力以消除冲墨的祸患。
皱折(wrinkle)
薄膜皱折的成因主要是:
1. 薄膜(在转角处等)难以和型腔贴合;
2. 融胶流动不顺畅、不平衡,以致薄膜有被过度拉伸或挤压的情形;
3. 充填时困气;
4. 薄膜和与其黏合的胶壳收缩差异大。
下图是一起皱的IMD汽车遮阳板护罩,皱折的原因在于转角处的圆角半径偏小及融胶流动不顺畅。
薄膜皱折的成因主要是:
1. 薄膜(在转角处等)难以和型腔贴合;
2. 融胶流动不顺畅、不平衡,以致薄膜有被过度拉伸或挤压的情形;
3. 充填时困气;
4. 薄膜和与其黏合的胶壳收缩差异大。
下图是一起皱的IMD汽车遮阳板护罩,皱折的原因在于转角处的圆角半径偏小及融胶流动不顺畅。
至于如何使得融胶流动顺畅, 避免薄膜有被过度挤压或有困气的情况,可从优化充填模式(filling pattern)的方式予以缓解, 可见以下熔接痕和困气的论述。
熔接痕(weld line)
熔接痕是两股融胶会合时留下的痕迹。此一痕迹因会合角(下图显示注塑鼠标底座时,形成熔接痕时的会合角40°偏小)的大小和排气的好坏而有浅深之别。痕迹深者,高光塑件固然看不过去,而喷涂或电镀往往欲盖弥彰,即使是咬花、IMD或OMD也常常遮丑无功。 减少不必要的浇口、加大形成熔接痕的两股熔胶的会合角以及改善排气是淡化或消除熔接痕的关键。
下图显示注塑鼠标底座时,形成熔接痕时的会合角40°偏小
每减少一个不必要的浇口,至少减少一条熔接痕。 加大形成熔接痕的两股熔胶的会合角,可以使得排气顺畅而熔合完全,熔接痕因之淡化。形成熔接痕的两股融胶会合收口处一定要加足够大的排气口和排气沟,否则气体会夹在两股会合的融胶之间,阻隔两股融胶的密合,熔接痕将格外显着。
下图显示注塑鼠标底座时,形成熔接痕时的会合角40°偏小
每减少一个不必要的浇口,至少减少一条熔接痕。 加大形成熔接痕的两股熔胶的会合角,可以使得排气顺畅而熔合完全,熔接痕因之淡化。形成熔接痕的两股融胶会合收口处一定要加足够大的排气口和排气沟,否则气体会夹在两股会合的融胶之间,阻隔两股融胶的密合,熔接痕将格外显着。
举凡熔胶会合形成熔接痕处,必然有挤压IMD薄膜而有皱折的隐忧。加大形成熔接痕的两股熔胶的会合角,可以减轻融胶挤压薄膜的程度,皱折之忧随之减轻。
缩痕(sink mark)和缩孔(void)
缩痕是产品表面的局部塌陷(或呈酒窝状或呈沟壑状,缩孔是产品内部因塑料收缩而让出的真空孔洞;见下图的说明。
下图以肋为例,说明缩痕和缩孔形成的机理:肋厚时,肋和面板相遇处更厚,此处塑胶集中,冷却时,周围的肋和板先行固化,此一肋、板交会处的中央仍然保持液态,后凝的塑胶在先固化的塑胶上收缩,对其周围的凝结层有吸入(sucking-in)的作用。如果任何一处凝结层较为薄弱(一般就在和肋相对的模面处),该处就有可能因为塌陷而形成缩痕。如果凝结层够强,上述肋、板交会处的中央就会形成缩孔。
一般缩痕和缩孔发生在产品局部厚壁处。解决方法包括:
1.以掏空(coring out)壁厚等手段,将产品壁厚均一化;
2. 将浇口置于产品厚壁处;
3. 扩大浇口;
4. 增加保压压力(holding pressure),并确定保压到位(packing out)到时。
一般缩痕和缩孔发生在产品局部厚壁处。解决方法包括:
1.以掏空(coring out)壁厚等手段,将产品壁厚均一化;
2. 将浇口置于产品厚壁处;
3. 扩大浇口;
4. 增加保压压力(holding pressure),并确定保压到位(packing out)到时。
气泡(bubble)
气泡有空气泡、水气泡和真空泡等。 空气泡多由融胶前沿困气而成; 水气泡则由融胶前沿之喷泉流将水气卷至模壁而由冻结之塑料围绕而成; 真空泡一般因塑料冷却收缩而发生在厚壁处。
要免除空气泡,可改变浇口位置或/和产品厚度分布,优化充填模式(若有二融胶前沿会合,其会合角以大-接近180°-为宜),使得型腔中的空气能够顺利的推送到容易充分排气的地方。
水气泡的消除在于做好除湿干燥的工作。 真空泡即缩孔,与缩痕的去除之道雷同,见前节缩孔的论述。
结论
试模和量产时因为种种缺陷而使得良率偏低而成本偏高,百分之八十肇因于设计不良,而设计的初期工作较之末期工作,更多的决定了产品开发和生产的成败。 认清各种外观缺陷的机理和因果,用心做好产品和模具设计,是表面装饰注塑件成功之道。
试模和量产时因为种种缺陷而使得良率偏低而成本偏高,百分之八十肇因于设计不良,而设计的初期工作较之末期工作,更多的决定了产品开发和生产的成败。 认清各种外观缺陷的机理和因果,用心做好产品和模具设计,是表面装饰注塑件成功之道。