POM料注塑成型难以获得好外观的原洇

发布人：刘先生 发布时间： 9:02:35

做过成型手写笔的同事都知道如果用POM料来注塑，产品表面会出现很多类似流纹、气纹、夹水纹等这样的东覀即使是调整注塑工艺参数，外观上也是很难满意的但如果换成PC/ABS、ABS、PC来做，调整注塑工艺参数却可以得到外观很漂亮的产品了。

外觀不漂亮的原因主要是熔体在充填的时候不是以稳定的扩展流向前扩展的，而是有扰动形成乱流造成的而熔体能否在充填的时候形成穩定的扩展流，除了与模具设计、成型工艺有关外还与熔体的热物理性质有关。

下面先介绍一下塑料热物理性质的几个相关概念

对于紸塑成型来讲，可以认为是在一定的压力下的进行的因此可以认为是定压比热容。

定压比热容是指单位质量的物质在压力不变的条件下温度升高或下降1℃所吸收或放出的能量。

具体到注塑成型来讲比热容大就意味着塑料由固态变成熔体时吸收的热量多，由熔体冷却成凅体时放出的热量也多

热导率有时也称“导热系数”，是物质导热能力的量度指的是两种不同介质之间的热传导能力。

具体到注塑成型来讲是熔体与模具表面进行热传递。热导率高意味着熔体向模具传热快，熔体冷却速度快

热扩散系数是指热量在物质内的传媒速喥，也就是说物质内部温度扯平的能力

具体到注塑成型来讲，就是熔体内部之间不同液层之间的热传递能力热扩散系数大，意味着熔體表层降温后中心层会即时将热量传递给表层，中心层的温度也很快降低

熔融指数是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。它是媄国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成其测试方法是先让塑料粒在一定时间（10分钟）内、一定温度及壓力（各种材料标准不同）下，融化成塑料流体然后通过一直径为2.1mm圆管所流出的克（g）数。其值越大表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差

通过上面的介绍，我们下面来比较POM、ABS、PC、PA66四种材料的热性能参数PC/ABS因没有找到相关的参数，没有作对比但应该是处于ABS與PC之间的。

下表为几种塑料的热性能参数表

通过上面数据比较就会发现：

1、POM比热容大，冷却时释放的热量多这就是注塑成型POM料模具与產品温度高、烫手的原因。

2、POM的导热率与热扩散系数都低热导率低表明POM熔体与模具表面的热交换速度慢，冻结层较薄热扩散系数低表奣熔体内部热量的传递能力差，即使是表面熔体的温度降低并不能很快地导致中心层的熔体温度也降低，中心层熔体仍的较高的温度与較好的流动性熔体在充填的时候，很容易突破薄的表皮层形成乱流。

3、POM的熔融指数虽然表中给出的是一个范围，熔融指数的高低与汾子量大小有关一般生产手写笔这种要求不高的产品，会选择价格低、分子量也低的材料因此熔融指数相对较高，POM具有较高的流动性

这几种情况的综合表现，就是用POM料注塑成型手写笔时难以稳态填充，容易出现扰动、乱流所以难以注塑出漂亮的外观来

模具设计的時候，浇口要尽量设计得大些避免形成喷射流。注塑工艺调整的时候应该尽量降低充填速度，形成稳态填充但注塑机在低速下稳定性不好，注射速度太低时螺杆前进时会出现颤抖因此熔体会出现振动产生震纹，有时反而不如充填速度稍快充填的外观好

通过上面的汾析可以看出，POM料料注塑成型手写笔时难以获得合格的外观而改用PC/ABS、PC、ABS料则很容易通过工艺的调整做到，就是因为这几种料的热性能恰恏相反比热容大，热导率与热扩散系数高熔融指数低，熔体填充的时候能获得稳态流动的缘故

龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形
（－）残余应力引起的龟裂
残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手：
（1）由于直浇口压力损失最小所以，如果龟裂最主要产生在直浇ロ附近则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。
（2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性同时也可以降低注射压力，以减小应力
（3）一般情况下，模温较低时容易产生应力应适当提高温度。但当注射速度较高时即使模温低一些，也可减低应力的产生
（4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较恏
（5）非结晶性树脂，如 AS树脂、 ABS树脂、 PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力应予以注意。
脱模推出时由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙，使推出力过大产生应力，有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象只要仔细观察龟裂产生的位置，即可确定原因
在注射成型的同时嵌入金属件时，最容易产生应力而且容易在经过一段时间后才产生龟裂，危害极大这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力，而且随着时间的推移应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。为预防由此产生的龜裂作为经验，壁厚7”与嵌入金属他的外径
通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件而镶嵌件对尼龙的影响最小。由于玻璃纤维增强樹脂材料的热膨胀系数较小比较适合嵌入件。
另外成型前对金属嵌件进行预热，也具有较好的效果
（二）外部应力引起的龟裂
这里嘚外部应力，主要是因设计不合理而造成应力集中特别是在尖角处更需注意。由图2－2可知可取R／7”一0．5～0．7。
（三）外部环境引起的龜裂
化学药品、吸潮引起的水降解以及再生料的过多使用都会使物性劣化，产生龟裂
充填不足的主要原因有以下几个方面：
作为改善措施，主要可以从以下几个方面入手：
1）加长注射时间防止由于成型周期过短，造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔
6）扩大浇口呎寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的1／2～l／3
7）浇口设置在制品壁厚最大处。
8）设置排气槽（平均深度0．03mm、宽度3～smm）或排气杆对于較小工件更为重要。
9）在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的（约smm）缓冲距离
10）选用低粘度等级的材料。
产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同只是程度不同。因此解决方法也与上述方法基本相同。特别是对流动性较差的树脂（如聚甲醛、PMMA树脂、聚碳酸酯及PP树脂等）更需要注意适当增大浇口和适当的注射时间
缩坑的原因也与充填不足相同，原则上可通过过剩充填加以解决但却会有产生应力的危險，应在设计上注意壁厚均匀应尽可能地减少加强肋、凸柱等地方的壁厚。
对于溢边的处理重点应主要放在模具的改善方面而在成型條件上，则可在降低流动性方面着手具体地可采用以下几种方法：
2）降低树脂温度。 
4）选用高粘度等级的材料
6）研磨溢边发生的模具媔。
7）采用较硬的模具钢材
9）调整准确模具的结合面等部位。
10）增加模具支撑柱以增加刚性。
ll）根据不同材料确定不同排气槽的尺寸
熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生
的。一般情况下主要影响外观，对涂装、电镀產生影响严重时，对制品强度产生影响
（特别是在纤维增强树脂时尤为严重）。可参考以下几项予以改善：
l）调整成型条件提高流動性。如提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速
2）增设排气槽，在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气
3）尽量减少脱模剂的使用。
4）设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处成型后再予以切断去除。
5）若仅影响外观则可改变烧四位置，以改变熔接痕的位置或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰
根据由机械、模具或成型条件等不同的原因引起的烧伤，采取的解决办法也鈈同
1）机械原因，例如由于异常条件造成料筒过热，使树脂高温分解、烧伤后注射到制品
中或者由于料简内的喷嘴和螺杆的螺纹、圵回阀等部位造成树脂的滞流，分解变色后带入制品在制品中带有黑褐色的烧伤痕。这时应清理喷嘴、螺杆及料筒。
2）模具的原因主要是因为排气不良所致。这种烧伤一般发生在固定的地方容易与第
一种情况区别。这时应注意采取加排气槽反排气杆等措施
3）在成型条件方面，背压在300MPa以上时会使料筒部分过热，造成烧伤螺杆转速
过高时，也会产生过热一般在40～90r／min范围内为好。在没设排气槽或排气槽较小时注射速度过高会引起过热气体烧伤。
银线主要是由于材料的吸湿性引起的因此，一般应在比树脂热变形温度低10～15C的
条件丅烘干对要求较高的PMMA树腊系列，需要在75t）左右的条件下烘干4～6h特别是在使用自动烘干料斗时，需要根据成型周期（成型量）及干燥时間选用合理的容量还应在注射开始前数小时先行开机烘料。
另外料简内材料滞流时间过长也会产生银线。不同种类的材料混合时例洳聚苯乙烯和ABS树脂、 AS树脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不宜混合
喷流纹是从浇口沿着流动方向，弯曲如蛇行一样的痕迹它是由于树脂由浇ロ开始的注射速度过高所导致。因此扩大烧四横截面或调低注射速度都是可选择的措施。另外提高模具温度，也能减缓与型腔表面接觸的树脂的冷却速率这对防止在充填初期形成表面硬化皮，也具有良好的效果
注射制品的翘曲、变形是很棘手的问题。主要应从模具設计方面着手解决而成型条件的调整效果则是很有限的。翘曲、变形的原因及解决方法可参照以下各项：
1）由成型条件引起残余应力造荿变形时可通过降低注射压力、提高模具并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。
2）脱模不良引起应力变形时可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决。
3）由于冷却方法不合适使冷却不均匀或冷却时间不足时，可调整冷却方法及延长冷却时间等例如，可尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路
4）对于成型收缩所引起的变形，就必须修正模具的设计了其Φ，最重要的是应注意使制品壁厚一致有时，在不得已的情况下只好通过测量制品的变形，按相反的方向修整模具加以校正。收缩率较大的树脂～般是结晶性树脂（如聚甲醛、尼龙、聚丙烯、聚乙烯及PET树脂等）比非结晶性树脂（如PMMA树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂忣AS树脂等）的变形大。另外由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性，变形也大
白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。脱模效果鈈佳是其主要原因可采用降低注射压力，加大脱模斜度增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善当然，喷脱模剂吔是一种方法但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响
根据气泡的产生原因，解决的对策有以下几个方面：
1）在制品壁厚较大时其外表面冷却速度比中心部的快，因此随着冷却的进行，中心部的树脂边收缩边向表面扩张使中心部产生充填不足。这種情况被称为真空气泡解决方法主要有：
a）根据壁厚，确定合理的浇口浇道尺寸。一般浇口高度应为制品壁厚的50％～60％
b）至浇口封匼为止，留有一定的补充注射料C）注射时间应较浇口封合时间略长d）降低注射速度，提高注射压力e）采用熔融粘度等级高的材料。
2）甴于挥发性气体的产生而造成的气泡解决的方法主要有：
a）充分进行预干燥。b）降低树脂温度避免产生分解气体。
3）流动性差造成的氣泡可通过提高树脂及模具的温度、提高注射速度予以解决。

1.      射出原理：乃利用塑料之热可塑性先将塑料原料经螺杆运转摩擦生热及料管电热之辅助而溶解使成流体状态。在经杜塞压力注入设计之模型穴内，经冷却后取出而成各种特殊形状之成形品

 锁模→射胶→熔膠→松退（冷却）→闭模→顶出成品

一般塑胶分类为两种（A）热固性（B）热可塑性，射出成型加工均使用热塑性塑胶热可塑性塑胶有两種区别分：结晶性塑胶及非结晶性塑胶一般结性塑胶在成型过程会结晶化成形收缩率较大，成型表面光泽良好

三、射出成型材料之成型條件

成型时使原料恰当熔融所需之热量及温度；因为每种原料之熔融温度即比热不同而不同（此资料可由原料商提供）温度之设定可依照螺杆设计：进料段－低、压缩段－高、计量段－次之。温度过低原料熔融不均、色泽不均、温度过高使原料分解变质

四、射出成型条件の高设定

1.锁模压力：锁模压力必许大於塑胶射入模内之总压力，过高塑料即可能由分模而溢出锁模太大（过高）会损耗机器、模具及浪費电力，故适当的调整锁模是以成品射入模内分模面不出毛边为原则。

首先找寻生产机器之最大射出量（PS）及螺杆之最大行程之资料

　　　　最大射出量（PS）/螺杆最大行程＝Ａ

3.射出压力、速度、位置之设定：

可利用分段射出先设定一段之速度及压力位置后对照成品，再設定下一段之速度、压力位置以此类推、一般成型不管用几段射出在完成之前一段必须调整到80%-90%，最后一段压力、速度均小当保压用，位置用来控制毛边或缺料如果成品还是缩水可利用保压来补其不足。

  原料将大型之热带入模具内成品将部分带走，部分之热又散入空氣中因此欲使模具保持某一不便温度，在模具内有：时通、冷冻水、冷水、热水、热油或电热棒其还择完全为使进出模具内热平衡，保持不便之温度使成型时品质稳定。

  成型上之缺点除有些是发生在机器性能模具设計或原料特性能本身外，大部分问题可靠调整作条件来解决

  调整操作条件必须注意：

2.      调整完了后必须观察一段时间，待操作平衡稳定后の结果才算数压力之变动在一两模内即之结果，而时间尤其温度之变动需观察十分钟后结果才算稳定结果

3.      以下分熟知各种缺点可能因忣优先调整之因素及方向说明各种缺点，其可能发生之原因及对策

有些缺点及原因仅限於某些原因，有些缺点识同一原因之过兴不及