注塑加工产品的裂纹及改善方案

一、何谓注塑成型加工工艺？

简易注塑成型工艺示意图

所谓注塑成型（Injection Molding）是指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成型品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。

注射成型过程大致可分为以下6个阶段：

锁模

注射/射胶

保压

冷却（同时塑化）

开模

顶出/制品取出

注塑加工成型周期

注塑成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域。

二、注塑成型工艺的五大要素

注塑成型工艺的五大要素分别是：

温度、时间、压力、速度、位置

注塑成型五大要素

三、注塑成型过程中常见的不良缺陷

塑胶件成型后，出现一些不良问题，会影响装配效率或整机性能，与预定的质量标准(检验标准)有一定的差异，不能满足公司的品质要求。而，日常工作中我们所遇到的注塑缺陷主要由如下几方面造成：模具、原材料、工艺参数、设备、环境、人员。

影响注塑产品缺陷的主要因素

缺陷不良具体可分为：

1、色差：注塑件颜色与该单标准色样用肉眼观看有差异，判为色差，在标准的光源下(D65)。

2、不饱模(缺胶)：注塑件不饱满，出现气泡、空隙、缩孔等，与标准样板不符称为缺胶。

3、翘曲变形：塑胶件形状在塑件脱模后或稍后一段时间内产生旋转和扭曲现象，如有直边朝里，或朝外变曲或平坦部分有起伏，如拨叉、加强座等变形，有局部和整体变形之分。

4、熔接痕(纹)：在塑胶件表面的线状痕迹，由塑胶在模具内汇合在一起所形成，而熔体在其交汇处未完全熔合在一起，彼此不能熔为一体即产生熔接纹，多表现为一直线，由深向浅发展，此现象对外观和力学性能有一定影响。如勾盘底部的熔接痕。

熔接痕

5、波纹：注塑件表面有螺旋状或云雾状的波形凹凸不平的表征现象，或透明产品的里面有波状纹，称为波纹。

6、溢边(飞边、披锋)：在注塑件四周沿分型线的地方或模具密封面出现薄薄的(飞边)胶料，称为溢边。

7、银丝纹：注塑件表面的很长的、针状银白色如霜一般的细纹，开口方向沿着料流方向，在塑件未完全充满的地方，流体前端较粗糙，称为银丝纹(银纹)。

银丝纹

8、色泽不均(混色)：注塑件表面的色泽不是均一的，有深浅和不同色相，称为混色。

9、光泽不良(暗色)：注塑件表面为灰暗无光或光泽不均匀称为暗色或光泽不良。

10、脱模不良(脱模变形)：与翘曲变形相似，注塑件成型后不能顺利的从模具中脱出，有变形、顶白、拉裂、拉伤等、称为脱模不良。

11、裂纹及破裂：塑胶件表面出现空隙的裂纹和由此形成的破损现象。

12、糊斑(烧焦)：在塑件的表面或内部出现许多暗黑色的条纹或黑点，称为糊斑或烧焦。

13、尺寸NG：注塑件在成型过程中，不能保持原来预定的尺寸精度称为尺寸不符。

14、气泡：注塑件内部有孔隙，气泡是制品成型后内部形成体积较小或成串孔隙的缺陷，暗泡是塑胶内部产生的真空孔洞。

产品气泡

15、表面混蚀：注塑件表面呈现无光、泛白、浊雾状外观称为混蚀。

16、凹陷（缩水）：注塑件表面不平整、光滑、向内产生浅坑或陷窝。

缩水、凹陷

17、冷料(迟滞)：注塑件表面由冷胶形成的色泽、性能与本体均不同的塑料。

18、顶白/顶针印：注塑件表面有明显发白或高出原平面。

19、白点：注塑件内有白色的粒点，粒点又叫“鱼眼”，多反映在透明制品上。
20、强度不够(脆裂)：注塑件的强度比预期强度低，使塑胶件不能承受预定的负载。

以上列举的这些常见不良缺陷中，我们今天主要针对“产品裂纹、破裂”的不良状况，在注塑工艺方面来具体分析产生的原因及相应的改善方案。

众所周知，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流痕。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，所呈现的流痕也就越大。

注塑成型周期分析

熔体破裂的本质是由于高聚合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摩擦，阻力增大，熔料的流动速度减小，熔料一旦从喷嘴注出，管壁作用的阻力消失，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从而产生应变，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。

产品注塑成型过程

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。
四、产品裂纹/破裂的改善方案：

1．注塑成型方面：

注塑工艺示意图

（1）注塑压力过大、射胶速度过快、螺杆储料过多、保压时间过长，都会造成内应力过大而塑料产品开裂。
（2）控制开模速度与压力防止快速强拉塑料产品造成开模拉伤。
（3）适当调高模具温度，使塑料产品易于脱模，适当调低料温防止产品成型过慢。
（4）预防由于熔接痕，塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。
（5）适当控制注射速度和螺杆转速。

2．注塑模具方面:

使用Moldflow分析产品结构设计的合理性

（1）顶针顶出要平衡，如顶针位置、数量要合理摆放，脱模斜度足够，型腔面要抛光处理，防止由于模具本生阻力导致顶出力过于集中而开裂。
（2）产品胶位不能太薄，过渡部份应尽量采用圆弧过渡，避免尖角、倒角造成应力集中。
（3）尽量少用金属镶件，以防止金属镶件与注塑产品收缩率不同造成内应力加大。
（4）对深底塑料件应设置适当的脱模进气孔道，防止形成真空负压。
（5）主流道足够大使浇口流动性强，这样易于脱模。
（6）注意避免流道设计中的死角，使流道尽量圆滑过渡。
（7）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型腔，不要使流料直接进入较大的型腔。

3．塑胶原料方面：

工程塑胶原料
（1）三级料含量太高，造成制件强度过低。
（2）原料未烘干，造成一些塑料与水汽发生化学反应，降低强度而出现顶出开裂。
（3）材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳，受到污染都会造成开裂。
（4）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。

注塑成型加工示意图

以上针对“产品裂纹/破裂”的分析改善方案请大家参考学习，仅代表个人观点，实际生产中还需综合考量其他方面因素来进一步深究讨论，如有帮助，请收藏、转发、分享。