《注塑成型问题诊治》第1篇:气痕篇

发布时间:2023-10-10 | 杂志分类:其他
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《注塑成型问题诊治》第1篇:气痕篇

254熔接线黑黄,如何是好?”华山论剑 – 模塑文章点评” 2017 年 12 月 22 日关键词(keywords):熔接线(weld line)、困气(trapped air)、溢料槽或溢流井(overflow well)、排气(vent)、流动性(fluidity)、剪切应力(shear stress)、摩擦生热(friction heating)、燃点(burning point)、焦痕(burn mark)、剪切速率(shear rate)2017 年 12 月 4 日有模塑群友 A 在某注塑论坛上有”熔接线黑黄”的问题,与出主意者争议不休,然而,问题无解,论辩何益?兹摘录网上探讨该问题的相关问答,并附上我的批注或点评(一般为粗斜体,C. Hsu 是我的代号):模塑群友 A(2017-12-4 17:28:18):PBT 料结合线位置发黄是什么原因,等大师指点。模塑群友 B (2017-12-4 19:26:09):困气也有可能,炮筒温度某一段过高有胶解了也有可能。模塑群友 A (2017-12-4 19:58):就是试到不一样的料才有。有些料没有。我是感觉料流动性不足导致的... [收起]
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《注塑成型问题诊治》第1篇:气痕篇
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周先生的结论是:

1. 产品合格率从 70%提高到 98%;

2. 成型窗口扩大许多,注射时间从 8 秒降到 3 秒,提高了生产效率,供货稳定;3. 以前是一人管一机,注塑周期长,合格产品少,所以是人等产品;现在这台注塑机加到两个人,因为注塑周期缩短、良率提高,一个人修浇口都修不完,产品等人;

4. 工人工资是论件计酬,以前工人都不情愿做,因为合格品少、工资低。现在工人都抢着做;

5. moldflow 一战成名,在新产品开发、模具设计、车间生产各阶段都获得重用。

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滚轮黑纹来自何处?

”扁鹊与华陀会诊 – 模塑问题诊断” 2017 年 5 月 30 日

关键词(keywords):滚轮(contact roller)、黑纹(black streak)、盘式浇口(disc gate)、碳化(carbonize)、浇注系统(filling system)、最后充填区(last filled area)、喷嘴(nozzle)、料筒(barrel)、死区(dead zone)、降解(degrade)

2017 年 5 月 15 日和 16 日在广州市五山区的华南理工大学机械与汽车工程学院 29 号楼讲《注塑产品问题诊断》(见下面相片)。院长彭响方教授亲临听讲。

江苏某大工程塑料厂的车间主任带了一聚醚醚酮(PEEK)的滚轮(如下图所示)来上课,请教为何在盘式浇口(disc gate)进胶处有一圈(不连续)黑纹? 他说:「黑纹每模都有,位置基本固定。」

如图所示:该盘式浇口 1mm 厚,加在 4mm 厚的制品轮毂(hub)上。黑纹说明塑料已然碳化,那么,它是从何而来的呢?

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注射成型时,各胶点从注射机中移到模腔是遵循”先出(注射机)者停留在浇注系统的上游,后出者停留在浇注系统的下游”的规律。浇注系统从上游到下游依序为主流道、分流道、浇口、型腔进胶处和型腔最后充填区(last filled area)。如下图所示,胶点 A 先出(注射机),所以移动到浇注系统上游的主流道入口附近被喷泉流翻卷到模壁 A’的位置。 胶点 B 继之而出(注射机),所以移动到A’下游的盘式浇口的 B’位置。 胶点 C 之后流出(注射机),所以移动到更下游的进胶处型腔 C’点位置。 黑纹在 C’点成圈分布,所以该碳化之塑料大约来自喷嘴的上游和料筒的下游。

给该车间主任的建议是:检查喷嘴(nozzle)与料筒(barrel)靠喷嘴段内之流路是否有死区(dead zone)以及该区的加热装置是否故障。消除死区和加热装置修复或校正后,该区不再有塑料滞留或/和过热而不察的情形,塑料降解、碳化、以至于发黑的情形就可避免,黑纹也就无由而生。

唐玄宗开元年间,蒲州刺史陆象先有言:「茍清其源,何忧不治。」良有以也。

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熔接线黑黄,如何是好?

”华山论剑 – 模塑文章点评” 2017 年 12 月 22 日

关键词(keywords):熔接线(weld line)、困气(trapped air)、溢料槽或溢流井(overflow well)、排气(vent)、流动性(fluidity)、剪切应力(shear stress)、摩擦生热(friction heating)、燃点(burning point)、焦痕(burn mark)、剪切速率(shear rate)

2017 年 12 月 4 日有模塑群友 A 在某注塑论坛上有”熔接线黑黄”的问题,与出主意者争议不休,然而,问题无解,论辩何益?

兹摘录网上探讨该问题的相关问答,并附上我的批注或点评(一般为粗斜体,C. Hsu 是我的代号):

模塑群友 A(2017-12-4 17:28:18):PBT 料结合线位置发黄是什么原因,等大师指点。

模塑群友 B (2017-12-4 19:26:09):困气也有可能,炮筒温度某一段过高有胶解了也有可能。

模塑群友 A (2017-12-4 19:58):就是试到不一样的料才有。有些料没有。我是感觉料流动性不足导致的。

C. Hsu:塑料改性,使其流动性好、黏度低、剪切应力小、摩擦生热少、只要熔胶温度不升到燃点,料就不会烧成黑黄之焦痕。

模塑群友 C (2017-12-5 11:51:05):困气,开溢料槽。模塑群友 C (2017-12-5 11:55:25):我也做这个产品,这个是因为排气不良! 注射速度过快! 可以加模具温度! 料温不要太高 265°C 左右!

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模塑群友 D (2017-12-5 12:26:08):螺杆料筒已经磨损了。模塑群友 E (2017-12-5 12:27:32):材料温度高,由(尤)其是喷嘴温度! 再就是排气不良。

模塑群友 G (2017-12-5 12:43:48):我们专业做 PBT 料产品的,像你这个情况完全是困气造成的。

模塑群友 H (2017-12-5 13:02:05):解决困气问题就 OK 了。模塑群友 I:一般是排气不良导致产品烧焦导致的!

模塑群友 J:一切皆有可能! 楼上的各位都给出答案了,楼主搞定了吗?

模塑群友 A:一切都有可能。 烧焦困气不是都在模具问题。料流动性不好是最大问题。 同样成型工艺就是厂商改了原料流动性就好了。本论坛是让同行沟通讨论问题起到改善程度,不是炫耀自己有多优秀。你的优秀能让别人有改善才是你的价值观。 藐视私聊加微信。

C. Hsu:塑料改性,使其流动性好、黏度低、剪切应力小、摩擦生热少、只要熔胶温度不升到燃点,料就不会烧成黑黄之焦痕。

模塑群友 A:

模塑群友 X (2017-12-5 23:19):有空私聊一下,关于PBT 材料。你是生产 PBT 的料,那你看是什么原因导致。 为什么总是把问题推给模具。模具是铁不会说话,其实它苦衷是最多的。

C. Hsu:故弄玄虚 vs 愤世嫉俗。

模塑群友 A:

模塑群友 G (2017-12-5 12:43):我们专业做 PBT 料产品的,像你这个情况完全是困气造成的。

C. Hsu:过于武断。

你是哪家公司,你比长春有名气吗? 评论是进步的节奏,但是不要下结论。这样你会影响你对料认识不够。

C. Hsu:楼主之所以这般火爆,因为他曾试过了(见下条)。模塑群友 A:

模塑群友 H (2017-12-5 13:02):解决困气问题就 OK 了。有时候不是模具困气。 就算把 A、B 模分开 5mm 不合死了。这样模具总没有困气了吧。 现实还是有气痕的为什么?

C. Hsu:这说明了黑黄焦料来自上游,非就地因困气升压升温而引燃所致。模塑群友 A:

模塑群友 K (2017-12-5 23:32):这么简单的工艺都调不了,你可以回家种田了。C. Hsu:情况未明之前就冷嘲热讽,楼主立马挑战! 自己调得出来吗?真是

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自取其辱!

你来我拿我调过有气痕的料给你调。 你调出来没有发黑发黄。我给你一百元一个产品。 让你做一天的产量按我的价格给你。 随时联系我。C. Hsu:请见后面的点评 5 和 6。 幸好,楼主挑战的对手仅只一夜夜郎尔。模塑群友 A:

模塑群友 C (2017-12-5 11:55):我也做这个产品,这个是因为排气不良! 注射速度过快! 可以加模具温度! 料温不要太高 265°C 左右!

模温 120°C、料温 230°C、最快速度只有 15。 今天料商换了流动性好的料。料温 245°C、模温 90°C、速度 25、最高压力 85,轻松成型没有一点发黄、气痕。原料环节非常重要。

C. Hsu:

1. 熔接线黑黄,乃焦料所致;

2. 楼主已做过不合模注射仍现黑黄熔接线的实验说明黑黄焦料来自上游;3. 黑黄焦料的可能出处有二,即浇口和主流道入口(如下图所示);4. 当熔胶高速通过上述二瓶颈时,剪切速率大、摩擦生热多、熔胶温度一旦升到塑料中某一成分的燃点,塑料就被烧焦,焦料被塑流冲至下游的前沿,被其喷泉流翻卷到制品表面而见到黑黄焦痕。 从上图可以看出:主流道入口甚小,而所有塑流都要通过此一瓶颈,所以,此处是塑料最可能烧焦之所在;5. 在料的流动性不那么好(或为强度故)的情况下,可降低最高射速,或可避免熔胶流经瓶颈时料被烧成焦黄、焦黑; 特别留意中段和末段的射速是否过高;

6. 如果照 5 项所述这么做,仍然无法完全消除焦痕的话,可以加大浇口和主流道入口(当然,射嘴的出口口径也要相应加大),而以扩大后者优先;7. 如果可以改采流动性好的料(仍然可以满足制品强度的要求),自当为之(此为楼主最后解决问题的做法)。

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PVC 线盒底部”熔接气流黄”

”华山论剑 – 模塑文章点评” 2018 年 3 月 28 日

关键词(keywords):线盒底部(wire box bottom)、排气针或排气销(ventingpin)、降解(degradation)、困气(trapped air)、碳化(carbonize)、熔接线(weld line)、发黄(yellowing)、排气镶块(venting insert)

2017 年 2 月 24 日有模塑群友 A 在某注塑论坛上提到PVC 线盒底部”熔接气流黄”的问题,附图两张。

兹摘录网上探讨该问题的相关论述,并附上我的批注或点评(一般为粗斜体,C. Hsu 是我的代号):

模塑群友 A (2017-2-24 21:28:05):生产线盒,亮光色的,熔接气流黄解决不掉,外观较丑! (灯光不好,照的不太清楚)

模塑群友 J (2017-2-24 21:36:03):什么料呀? 胶口位置设计不合理,底部那些点是排气针吗?

C. Hsu:1. 楼主一开始就提到”PVC 线盒”,料自然是PVC;2. 制品壁厚设计有问题,浇口设计则无可厚非;3. 排气针应置于困气处,线盒底部6 圆痕皆非困气处,即使将顶针设计成排气针,亦无排气功能。

模塑群友 B (2017-2-25 20:30:34):融胶背压加大试试,仅供参考。C. Hsu:背压与问题何关?

模塑群友 C (2017-2-26 11:01:07):模温太底(低),是PVC。C. Hsu:发黄是塑料降解的表象,高温是塑料降解的帮凶。模塑群友 D (2017-2-26 13:32:14):压力加大。 速度减少。料筒温度也加减看看。

C. Hsu:乱枪打鸟。

模塑群友 A (2017-2-26 20:50:04):

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模塑群友 J (2017-2-24 21:36:03):“什么料呀? 底部那些点是排气针吗?” PVC 的料,下面的是排气针!

模塑群友 A (2017-2-26 20:50:45):

模塑群友 B (2017-2-25 20:30:34):“融胶背压加大试试仅供参考”试过了。 没什么用。

模塑群友 E (2017-2-26 21:51:57):背压加大、低温、高压、低速。C. Hsu:困气不去,招招失灵。

模塑群友 A (2017-3-1 16:59:33):

模塑群友 J (2017-2-26 21:52:25):“看起来是 PVC 料碳化了,温度多少呀?多少度的 PVC 料? 看产品结构不会有熔接线呀?”温度,185-200°C。

模塑群友 G (2017-3-5 19:52:10):加料温、模温、熔接位置,加减速度试一试。我也是猜的。

C. Hsu:瞎猜乱讲。

模塑群友 H (2017-3-8 16:03:43):1. 减小残余量;2. 热流道温度,料温降低看看;3. 螺杆转速,背压降低看看;4. 提高模稳(温)外观会好点。C. Hsu:困气不去,问题仍在。

模塑群友 I (2018-3-4):速度太快。

C. Hsu:此非重点。

C. Hsu:

1. 楼主所谓的”熔接气流黄”,应该意指 PVC 线盒底部之熔接线附近料色带焦黄;

2. 塑料发黄意谓料已过热而其色焦黄;

3. 焦黄之料仅见于熔接线附近,而未之见于他处,说明料之降解泛黄发生地就在熔接线附近,而非上游某处(如料筒或浇口等);4. 细看下图,熔胶自浇口进入型腔后,依循流阻最小的线盒开口端粗框快速绕行,将型腔中空气包围驱赶至盒底(下图黄线圈示处),困气被压缩升温以致降解烧焦了包围它的熔胶。 当气穴最后被压扁成熔接线时,泛黄之焦胶和泛白之气痕就散布于熔接线的两侧;

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5. 在上图熔接线附近加排气镶块,可减少熔接线处塑料降解泛黄的程度;6. 借 CAE 之助,优化制品壁厚分布,使得困气发生在易于排气的分型面,就可以避免泛黄的熔接线生成。

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亮印、哑色和焦痕之分“孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪 - 模塑知识集锦、转识成智” 2018 年 4 月 8 日

关键词(keywords):亮印(bright mark)、哑色或模糊印(blurry mark)、焦痕(burnmark)、气痕(gas mark)、气穴(air trap)、排气(vent)、最后充填区(last filled area)、降解(degrade)、氧化(oxidize)、电火花加工(electrical discharge machining)、狄塞尔效应(Diesel effect)、摩擦生热(friction heating)

或许是最近被气痕困扰的缘故,某位专栏订阅读者回顾我于2017 年5月20日在”扁鹊与华陀会诊 – 模塑问题诊断”专栏上写的一篇文章《气痕问题的科学观》,该文有如下之论述:

“与升压升温的困气接触的制品表面,随着温度的升高,其色泽经历高光、模糊、焦黑之过程,最后制品表面缺陷则根据其色相,而以亮印、哑色或模糊印、焦痕等名之。

图 7 显示一尼龙六(PA6)护套因困气产生的亮印,熔胶自两个浇口进胶后,如红色箭头所示,沿制品粗厚外缘路径快速包抄中央薄壁型腔的空气,形成气穴,此处无处排气,困气在高压下升温,与其接触的塑料在高温下呈现亮印。图 7 因困气产生的亮印

图 8 显示一添加 30%玻璃纤维的尼龙(PA-GF30)连接器(connector),图右缺口为最后充填区(last filled area),因排气不及,困气升压升温,降解、氧化塑料表面而产生模糊印。

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图 8 连接器最后充填区因排气不及而产生的模糊印从图 9 可以看到打卡机壳的加强筋上有黑色焦痕,这是因为成型加强筋的沟槽是以电火花加工而成,没有任何间隙可以让困气得以出逃,气体被熔胶前沿推挤压缩下,因狄塞尔效应(Diesel effect)燃烧塑料而成焦痕。”

图 9 打卡机壳加强筋上的焦痕该读者阅毕上文而于 2018 年 3 月 27 日有如下之问:

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“老师提到的亮印、模糊或者哑色,是气痕的不同表现形式,老师能讲讲什么时候或者说困气到何种情况,或者说产品一般有什么特征,会在产品上表现为亮印,什么情况会表现出哑色呢? 毕竟这两种缺陷从外观上来说差别有点相反。” C. Hsu:

当我们点燃打火机去烧塑料件的时候,就会看到塑件表面的色泽从光亮到模糊到焦黑,这是塑料受热碳化的一个过程,就看加热到甚么程度而止。人们则根据缺陷的最后色相,而以亮印、哑色或模糊印、焦痕等名之。塑料在模腔中加热到高温有几种可能:最常见的是困气在高压下升温,熔胶高速通过流路瓶颈时因高摩擦生热而升温也屡见不鲜。

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定模模面浇口下游有黑影,动模模面浇口下游无黑影,如何是好?

2019 年 4 月 25 日

关键词(keywords):黑影(dark shadow)、天线振子(antenna element)、电火花加工加工(electrical discharge machining)、碳化(carbonize)、黑斑(black speck)、排气(vent)、剪切速率(shear rate)、摩擦生热(friction heating)、降解(degrade)、剪切应力(shear stress)、熔胶前沿(melt front)、CAE、螺杆速度对行程的优化曲线(optimized ram speed profile)

2019 年 4 月 24 日我在深圳市 T 公司实验室的会议室与该司的杨经理和张工讨论材料是 PPS-GF40 的天线振子(如下图所示)上黑影产生的原因和对策。黑影只产生在开启之 16 阀式浇口(如下图所示,共有 20 个Φ3mm浇口,中间4浇口未用,两侧各 8 浇口开启)下游的定模面,动模面则无此黑影。杨经理说:「天线振子的加强筋槽都是以电火花加工加工出来的,会不会是困气在高压下升温以致塑料碳化所致?」

我说:「如下图所示之制品动模面并无前述黑影。只有该面有X型2mm厚高筋加在 1.5~1.6mm 厚板上,筋末皆无黑斑,所以没有排气不及造成烧焦之黑痕的情事。」

那么前述黑影从何而来?

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如下图所示,熔胶自左进入热嘴内孔后,靠模壁的熔胶因剪切速率高和摩擦生热多而一路升温(红色),使得靠模壁的环形区域内的熔胶温度超过了核心的熔胶温度(蓝色)。 当熔胶进入平板型腔时,热嘴流路内靠模壁的高温熔胶转90˚后充填垂直平板的左半边,热嘴流路中央的低温熔胶冲进型腔转90˚后充填垂直平板的右半边。

当熔胶过快通过热嘴内孔时,靠模壁的熔胶因剪切速率过高和摩擦生热过多而升温、降解、碳化后,带着黑色碳化物的塑流进入平板型腔转90˚后充填垂直平板的左半边,热嘴流路中央的较低温和未碳化(染黑)的熔胶冲进型腔转90˚后充填垂直平板的右半边。 这就是为什么“定模模面浇口下游有黑影,动模模面浇口下游无黑影”的缘故。

下图是自进胶方向观察天线振子平板的右下象限(quadrant)部分,也就是该板的四分之一部分。 可见黑影产生于塑流流程的前半部,而且塑流出了浇口,其色从深黑到浅黑是逐渐变化的。 这说明速度控制的前段偏高,剪切应力、摩

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擦生热和熔胶升温过多而促使熔胶碳化发黑。

当塑流进胶后,其熔胶前沿(melt front)是从小圈到中圈到大圈逐步扩大,螺杆线速度(即熔胶的体积流率)就应当由低到中到高,以保持进胶后的熔胶前沿以恒速推进,以确保制品品质。 可以运用注塑 CAE 软件做一充填模拟分析,就可以得到螺杆速度对行程的优化曲线(optimized ram speed profile),再导出速度控制各段的速度设定。 如此而为,充填前段速度降低,塑流无碳化问题,黑影自然就消失了。

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白斑、白点章

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白斑和白点绪论关键词(keywords):熔接线(weld line)、气穴(gas trap)、亮印(bright mark)、哑色或模糊印(blurry mark)、焦痕(burn mark)、白斑(white speck)、气痕(gas mark)、瓦斯气(gas)

熔胶合流形成熔接线或气穴时,如果排气顺畅,如下图所示:会合之熔胶前沿之间的气体可以及时排到型腔之外,不至于阻隔相会前沿的熔合。前沿会合处色泽与其他地方色泽较为一致,制品质感较佳。

当排气不顺或困气没有出路时,气体在熔胶前沿会合挤压下升压升温并流窜围困在产品表面和模面之间,如下图所示。

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与升压升温的困气接触的制品表面,随着温度的升高,其色泽经历高光、模糊、焦黑或泛白之过程,最后制品表面缺陷则根据其色相,而以亮印、哑色或模糊印、焦痕或白斑等名之。

从下图可以看到一 ABS 扣件的孔缘靠制品边有一白斑,该处是两股熔胶前沿会合形成熔接线的收口处,此处未加排气,使得困气无路可出,困气在熔胶充满型腔的高压下升温、降解甚至燃烧、气化;燃烧的 ABS 化为白色灰烬,因其色白,称之为白斑或白点。

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白斑和白点是气痕。 气痕的消除,一来要正本清源,二来要气畅其流。正本清源就是防微杜渐和消弭乱源,也就是不给气体有发生的机会。这里特别要提到:瓦斯气往往是在高速的熔胶通过狭小流路(如喷嘴、阀门或/和浇口)

的时候因为激烈的摩擦生热升温到其气化点而产生,所以太小的流路和过高的射速应该避免。

至于气畅其流的意思就是:要想方设法的疏导型腔中的气体能够顺畅的排出模外,不要给予型腔内的困气以压缩、升温、氧化、降解和燃烧与其接触的塑料的机会。

正本清源和气畅其流之后,既无气体,何来气痕(包括白斑和白点)?

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化妆品真空泵塑件上的白点2018 年 11 月 2 日

關 鍵 字 (keywords) : 白 點 (white speck) 、 短 射 (short shot) 、透氣鋼鑲件(breathable steel insert)、排氣(vent)、氣穴(air trap)、困氣(trapped air)

2018 年 10 月 31 日和 11 月 1 日我在江苏省苏州市的苏州雅杰大酒店4楼开”智能化注塑问题诊治的理论与实务”课,12 人参加(如下图所示)。苏州市一定量阀系统公司的工艺主管带了一件上有白点缺陷的化妆品真空泵塑件前来请益。 该塑件材料是 80%POE(polyolefin elastomer,聚烯烃弹性体) + 20%PE(polyethylene,聚乙烯),出自一模 32 腔的注射模。2010年该模具从法国总部转移到与中国合资的分公司后一直到 2013 年因欠注(short shot)

而弃用。 经改良后,虽满注但因浇口对面的白点(位置固定,如下图所示),不良率仍为 100%。 之后,将模温从 20˚C 提高到 55˚C(材料商建议模温是20˚C~60˚C)和加透气钢镶件排气后,不良率降到 30%,希望不良率能够降到5%。

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我问该学员是否曾以一连串短射(short shots)确认上图白圈示处是气穴(air

trap)? 该学员答是。 于是我建议他:优化壁厚分布,使得困气移至红色椭圆圈所示分型线(parting line)处,并加强该处排气(vent)。困气不再,白点气痕自无由而生。

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ABS 扣件上熔接线靠孔缘一端发白2021 年 7 月 27 日

关键词(keywords):扣件(fastener)、熔接线(weld line)、发白(turn white)、排气槽(vent groove)、脱模剂(release agent)、困气(trapped air)、降解(degrade)、白化(whitening)、镶块排气(insert vent)、排气(vent)、流动不平衡(flowimbalance)、调机(adjust molding parameters)、平面度(flatness)、平行度(parallelism)、熔胶前沿(melt front)、应力白(stress white)、残余应力(residual stress)、工艺窗口(process window)

2021 年 6 月 11 日有模塑群友 A 在某模塑微信群中提出一ABS 扣件上熔接线靠孔缘一端发白的问题。 群中众好汉纸上谈兵,热议经日,其中不乏亮点,然而,终无结论,戛然而止。

兹摘录该群探讨问题的部份对答,并附上我的批注或点评(一般为粗斜体,C. Hsu 是我的代号):

模塑群友 A:ABS 结合处,有点发白,要返工挑出来,有没有甚么办法快速返好? 能不能水煮会好起来?

模塑群友 B:是困气还是拉伤先查清楚再处理。

模塑群友 A:困气,打油能解决,几分钟(之后)又有?

C. Hsu:模塑群友 A 定调为:发白乃困气而非拉伤所致。模塑群友 C:模具那块太小了! 流动不好,然后发白,不太好弄。C. Hsu:指的是:沉头孔缘与制品边缘相会处太薄,充填满不易。模塑群友 A:我用东西抛过了,没用?

C. Hsu:1. “抛”指抛光;2. 通往模外的排气槽,只要有一处堵住,困气就出不去,加工排气不可顾此失彼。

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模塑群友 D:锁模力调小。

模塑群友 A:我甚至调到其他好几个缺胶,走满胶的好几个都白。模塑群友 E:困气。

模塑群友 B:是呀! 模具调松点看一下。

模塑群友 A:下次开机再试试。

模塑群友 F:打脱模剂看下是不是不白了。

模塑群友 A:你说困气吧! 打油又可以缓解几分钟。

C. Hsu:打脱模剂有助去白,几分钟后脱模剂耗尽,再度发白。脱模剂减少材料的脆性。

模塑群友 G:要么开排气,要么贴个胶片,让那个困气排出来。模塑群友 A:贴纸试过了,不行。

C. Hsu:贴纸位置要对才行。

模塑群友 D@模塑群友 A:打油有助于排气,模具上有防锈剂,刚打几模都出飞边。

C. Hsu:油增塑料流动性后,或携带困气渗出模外。模塑群友 G:是不是脱模顶裂啊。

模塑群友 A:没顶,我手动看过了。 没顶出都有。

C. Hsu:脱模顶裂原因排除。

模塑群友 G:熔接线肯定排气不畅。

模塑群友 A:速度快慢都试过,把位置拉高也试过。

C. Hsu:”位置拉高”指的是”螺杆位置从小改到大(远离射胶终点)”?

模塑群友 A:这个产品,两套模,左右各一套。 另外一套模怎么调都没有。模塑群友 H:两套模具在同一机台吗?

模塑群友 A:另外一台机。 怎么调都没有白(斑)。

C. Hsu:左右各一台机,每台机各挂一付模具。

模塑群友 H:机台吨位和螺杆直径一样吗?

模塑群友 A:一模一样。 牌子也一样。

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C. Hsu:左右各一台机(二机厂牌和规格皆同),每台机各挂一付模具。模塑群友 A:我都说了,其他的有缺胶,还是有发白的情况。C. Hsu:缺胶越多,困气受压和升温越小,塑料因气降解脆裂越少,白化应该越少。

模塑群友 H:缺料和排气不存在一定的关系哦。 记不记得你注射速度多少?模塑群友 A:别说了,开电发工艺给你们看看:

模塑群友 A:取消过保压,也是没用。 表面看起来很缩水都是白。C. Hsu:”缩水”应指短射。

模塑群友 H:我觉得你这个最后一段几乎没用。 最后一段切换位置30,注射终点 27,几乎没用。 第二段速度过快。

模塑群友 A:我放到 25 试过了。 慢速走过去也是这样。二段位置拉高到42都试过了,没用。 还是白。

C. Hsu:困气无路可走,螺杆最后一段行程的长短和速度的快慢无助于大局的扭转,最后还是要面对烧白和短射的结果。

模塑群友 C:改变一下拼缝线位置。

C. Hsu:说的是镶块排气。

模塑群友 H:边上是碰穿。一定存在这个位置。

模塑群友 A:给你看看另外一台机的工艺。 主管调的。

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模塑群友 A:这台机的工艺,射这么到底,还保压都没有白。C. Hsu:主管为何不帮忙搞定模塑群友 A 这台机? 难道二人竞争接单,自付盈亏?

模塑群友 A:给你看模具。一出 16。

模塑群友 E:排气都看不到。

模塑群友 H:排气槽呢?

模塑群友 A:你说排气? 这套模,这样子都没白。 随便怎么调。C. Hsu:未加排气?

模塑群友 H:前后模都没有。

C. Hsu:前后模都未加排气。

模塑群友 G:材料性质不同,你老板肯花钱。 你老板一万开个模,别人两千开个模,材料不同、性质不同、流速不同,然后--- C. Hsu:意指两付模具因价格差异而有质量差异,所以,所出产品就有了差异。模塑群友 H:一出 16,几个发白? 发白在模具的上下两侧还是中间两排?模塑群友 A:上面有 6 个这样。

C. Hsu:一模 16 腔,发白的 6 个制品都在天侧。

模塑群友 G:开排气不一定搞好,开出来披风百分之百的搞好。模塑群友 A:可我在模具上贴纸试过了,没有一点用。

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C. Hsu:贴纸是和短射和白斑同侧? 贴错地方当然无用。模塑群友 H:你有没有试过短射跑胶是不是平衡?

模塑群友 A:1.5 秒快速射,有的缺胶,有的慢(满)胶。C. Hsu:流动不平衡。

2021 年 6 月 11 日 22 时 53 分 37 秒讨论戛然而止。

C. Hsu:

1. 左右各一台机(二机厂牌和规格皆同),每台机各挂一付模具。主管调其机成功量产,模塑群友 A 则为了制品发白而焦头烂额,束手无策。主管为何不帮模塑群友 A 理顺?

2. 主管肯花钱投资其模具,其模具质量应该较好;表面上看起来,两付模具似乎一样,内部巧妙(排气设计是其一)则非外人可道也! 主管模具的动定模板的硬度、刚度、平面度和平行度应当均较模塑群友A 模具为优;3. 合模时,模塑群友 A 模具因质量较差,可能有上模板锁紧而下模板仍松的情形。 上侧模具分型面压得太紧困气无路可走而困在熔胶前沿形成熔接线的收口处(此为发白处),困气在熔胶充满型腔的高压下升温、降解甚至燃烧、气化;燃烧的 ABS 化为白色灰烬而脆裂的 ABS 生应力白,是熔接线在制品锥坑侧发白的原因;

4. 如下图所示,添置一排气销将熔接线在制品锥坑侧的困气排出模外,白斑(气痕)就无由而生:

5. 此一产品设计犯了一兵家大忌:孔缘与制品边缘的距离不可小于制品的厚度(该距离最好是大于制品厚度的 2 倍)。 不此而为,孔缘和制品边缘之间的塑料太单薄,和周围较厚塑料的收缩差异大、残余应力大,加上此一壁厚薄

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化加剧了困气集中到熔接线在锥坑的一端(如下图所示),集四大病患(受力断面小、残余应力大、熔接线和困气)于一身,能善终者,几希矣!

6. 从本案例可以看出产品设计和模具设计的好坏关系到工艺窗口的宽窄。主管的模具虽然贵,但是其模具设计和制造较优,工艺窗口宽,”怎么调都没有白(斑)”。 模塑群友 A 的模具虽然便宜,但是其模具设计和制造较差,工艺窗口窄,模塑群友 A 施展了全身解数,也难逃白魔之手。产品设计和模具设计岂可轻忽?!

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气泡章

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气泡绪论关键词(keywords):气泡(gas bubble)、化学反应(chemical reaction)、困气(trapped air)、熔胶前沿(melt front)、排气(vent)、瓦斯气(gas)、气化点(gasificationpoint)

在注塑过程中,因高热或化学反应在塑流中产生的气体或被塑流卷入的困气在型腔充填满之前尚未冲到熔胶前沿翻卷到塑件表面而在塑件中以泡状存在,这就是气泡。

下图示一长串气泡环绕在一塑件的窗口周围。

气泡的消除,靠气畅其流是无济于事的,因为气在塑料之内,而非塑料之外,传统的排气对其是不起任何作用的,只有靠正本清源一途。正本清源就是防微杜渐和消弭乱源,也就是不给气体有发生的机会。这里特别要提到:瓦斯气往往是在高速的熔胶通过狭小流路(如喷嘴、阀门或/和浇口)

的时候因为激烈的摩擦生热升温到其气化点而产生,所以太小的流路和过高的射速应该避免。

正本清源之后,既无气体,何来气泡?

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PP 收纳盒开口缘内的气泡2022 年 4 月 6 日

关键词(keywords):收纳盒(storage box)、气泡(gas bubble)、困气(trappedair)、排气(vent)、针阀浇口(needle valve gate)、背压(back pressure)、转速(rotational

speed)、缩孔(void)、分型面(parting plane)、飞边(flash)、抽真空(vacuumizationor vacuum-pumping)、调机(adjust molding parameters)、降解(degrade)、溢流井(overflow well)、保压时间(holding time)、流动平衡(flow balance)、最后充填区(last filled area)、气化点(gasification point)、瓦斯气(gas)、分型线(partingline)、气痕(gas mark)

2022 年 3 月 10 日有问鼎模塑群友 1 提出 PP 收纳盒开口缘内的气泡问题。群友纷纷出谋画策,始终不得要领而无功而退,有模塑群友直喊邪门! 经日议论无果后,楼主黯然先行退场---兹摘录该群探讨问题的部份对答,并附上我的批注或点评(一般为粗斜体,C. Hsu 是我的代号):

问鼎模塑群友 1 (2022 0310 18:36):大家好,帮忙看下怎么改善这种大气泡。问鼎模塑群友 2:困气了! 慢速打这里看看。

C. Hsu:有可能是困气,有待确认。

问鼎模塑群友 1:速度很慢还有,这段用保压压成型也有,模具排气有0.02mm。C. Hsu:1. 此话或意为﹕射速很慢气泡还是有,最后速度段改成保压第一段,气泡仍不免。 排气口(排气槽第一段)深度是 0.02mm;2. 问题在于困气若被塑料包围而找不到出口逃逸,射速快或慢﹑压力高或低﹑排气加不加---都对气泡的消除毫无帮助!

问鼎模塑群友 2:走胶走一下这里什么情况。

C. Hsu:好建议。

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问鼎模塑群友 1:气泡没出现在结合的地方。

C. Hsu:说明熔接线形成时,塑流中的气泡尚未追及熔胶前沿。问鼎模塑群友 2:降温。

C. Hsu:降温以免塑料达到气化点。

问鼎模塑群友 1:嘴尖温度和炮筒温度吗?

问鼎模塑群友 3:射退是多少?

C. Hsu:松退与气泡较无关。

问鼎模塑群友 1:用的是针阀浇口。 射退没有。

问鼎模塑群友 3:背压多少?

C. Hsu:背压高,摩擦生热生气多。

问鼎模塑群友 1:50bar。 直径 80mm 的螺杆。 PP 料。C. Hsu:背压 50bar 太高。 GE Plastics 的建议是3.5~7bar。问鼎模塑群友 4:融胶速度慢点呢?

C. Hsu:融胶速度快,生热生气多。

问鼎模塑群友 3:材料干燥参数? 还有料筒末段温度? 整体料筒尽可能低些。C. Hsu:干燥不足,水气多。 料温较高,塑料较近气化点。问鼎模塑群友 1:PP 料没干燥。 炮筒温度 210-230°C,(料筒)末段是60°C(?)。C. Hsu:一般料温是在 177-288°C 之间。

问鼎模塑群友 3:需要干燥,干燥试试。 温度降低点,我们一般210°C。问鼎模塑群友 1:用多少温度改造(干燥)?

问鼎模塑群友 3:PP 一般 75°C 左右。

C. Hsu:90°C 一小时,谨供参考。

问鼎模塑群友 1:模温 11°C。

C. Hsu:建议模温 50°C。

问鼎模塑群友 1:有什么好办法可以改善气泡? 气泡有大有小。问鼎模塑群友 1:螺杆转速,一般多少合适?

问鼎模塑群友 5:45(rpm)。

C. Hsu:每分钟转数(rpm)应小于[60 秒/分 x(202.4mm/秒)/(πx 螺杆直径80mm) = ] 48。 建议之 45rpm 颇好!

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问鼎模塑群友 6:保压大点。

C. Hsu:对消减缩孔(而非气泡)有效。

问鼎模塑群友 1:PP 料转速比温度反应更明显。

问鼎模塑群友 6:你那是缩水吧? 同一个位置?

问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:收纳盒这么好做。问鼎模塑群友 1:螺杆转速用 45/min(45rpm)吗?

@问鼎模塑群友 6:是气泡,不是真空泡。

C. Hsu:模塑群友 1 定性缺陷为气泡,而非缩孔。

问鼎模塑群友 6:打个短射看下。

问鼎模塑群友 1:对的,位置固定。

C. Hsu:气泡位置固定。

问鼎模塑群友 6:我想不明白,为什么是困气?

问鼎模塑群友 5:自己看是什么问题? 看是困气还是没有打饱,缩出来一个洞。问鼎模塑群友 1:垫纸是在桶口哪里吗? 还是分型面?

C. Hsu:垫纸撑开分模面,利于排气。

问鼎模塑群友 5:分型面。

问鼎模塑群友 1:这个气泡用热风腔(枪)烘下会破冒气的。C. Hsu:是气泡,殆无疑义。

问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:是不是这个?

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问鼎模塑群友 1:是的。 这个排气要怎么开比较好?

问鼎模塑群友 4:镶针排气,就在那个位置镶。

C. Hsu:对排气泡中之气无效!

问鼎模塑群友 1:模具照片,桶口那里有顶板顶出。

问鼎模塑群友 1:射速快气泡大。 厚的那段用保压成型的。问鼎模塑群友 1:全部用低速还会有,气泡小点,缺料还有气泡。问鼎模塑群友 2:这么邪门!

问鼎模塑群友 1@问鼎模塑群友 6:过快有烧焦。

问鼎模塑群友 5:要不然高压低速看看。

问鼎模塑群友 1:设备上注射压力不能设定,速度控制。问鼎模塑群友 4:主要就是开排气就完了! 不动模具很难。C. Hsu:传统排气对排气泡中之气无效!

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问鼎模塑群友 8(2022 0311 08:20):先垫 2 层美纹纸看看能不能排除,不行,就打一下短射,看看那个位置是怎样汇合的。 有模流的可用模流试试,模流多余(模拟)流动的精准度还是可以的。

C. Hsu:有道理。

问鼎模塑群友 1(2022 0311 19:09):

问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:又来了!

问鼎模塑群友 1:大家好,降了炮筒温度,流道和嘴尖温度,1#有改善,3#还不行。 这个号码垫纸出小飞边还有气泡。

问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:新模具? 还是你刚刚进去做不会调?

问鼎模塑群友 1:新模具。

问鼎模塑群友 9:这个走胶不均匀导致困气,调机解决不了问题的,要改模。问鼎模塑群友 1:料已经快 1 吨了!

问鼎模塑群友 5:模具有问题,拼命搞,对你们无语,这些产品三下五除二就出来了。

问鼎模塑群友 1:模厂技术也不行。

问鼎模塑群友 5:自己分析分析一下是什么问题导致? 然后写报表改模具。排气不良还是进胶导至? 分析好,就 OK 了! 还搞这么多问题出来,以前我做这个,感觉分分钟的事情。

C. Hsu:应该清楚指出模具问题所在,给出如何改模的明确意见。问鼎模塑群友 2:这还是困气啊。

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问鼎模塑群友 5:模具偏心,产品厚薄不一致,机器锁模板不平衡导至一边飞边大,模具气阀针弹不开,老是粘前模。

C. Hsu:有待确认。

问鼎模塑群友 10:会不会是料里面的气? 需要烘料。C. Hsu:如果气来自进料,四个模腔应该雨露均沾,气泡不会只对1#和3#两腔情有独钟。

问鼎模塑群友 2:温度过低了! 再高一点点。

问鼎模塑群友 1:从高到低都调过了。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:四腔都有气泡? 每一模都有?

问鼎模塑群友 1:主要是 1#和 3#两腔比较严重。 降了温度以后1# 有降低,3#没有变化。

问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:模具做出来没有试模吗?

问鼎模塑群友 1:试了有气泡。

问鼎模塑群友 5:那为什么要投产?

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:严重是指气泡数量? 气泡大小? 前面的图看起来只有一个地方一个气泡。

问鼎模塑群友 1:要交货。

问鼎模塑群友 5:模具有问题怎么交货? 昨晚上下模改善,今晚上都能顺利生产了!

C. Hsu:一模四腔模具虽有 1#和 3#两腔无法产出合格产品,然而,2#和4#两腔产出的产品并无气泡,可以交货。

问鼎模塑群友 1:严重指(气泡)大小超过了 3mm。

问鼎模塑群友 5:其实做这个产品不要搞太精密的模具。C. Hsu:此言差矣!

问鼎模塑群友 1:也会出现两个号码。

C. Hsu:1#和 3#两腔还是难免气泡。

问鼎模塑群友 1:一个号码出现 2 个气泡。

C. Hsu:1#和 3#两腔各有 2 个气泡。

问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:发你注射参数看看。

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问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:气泡都是在远离热嘴的充填末端(靠近分型面)?

问鼎模塑群友 1:是的,浇口在桶底,气泡在桶口厚的地方。问鼎模塑群友 5:背压多大。

问鼎模塑群友 1:50bar,转速 60(最低值)。

C. Hsu:背压 50bar 太高。 GE Plastics 的建议是3.5~7bar。前面提过转速以不超过 48rpm 为宜,否则塑料有降解之虞。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:一腔出现 2 个气泡的情况是两个气泡相隔较远还是很近?

问鼎模塑群友 1:在对角。 比较多,不是完全这样,距离是远。问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:材料是不是 PP5090T?

问鼎模塑群友 1:材料 mt25。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:PP 料有烘干吗? 啥机台的页面?

C. Hsu:气泡之气非水气! 在干燥上下功夫徒劳无益。问鼎模塑群友 1:进口高端设备 NETSTAL。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:感觉页面格式有点老。现在是每一模至少有一腔有一个气泡?

问鼎模塑群友 1:3# 每模都有,位置固定。 模具照片给看了,建议怎么去修了。 我家设备都是进口的。

问鼎模塑群友 2:这里困气不好修。 严格点说这属于包气,在产品里面而不是在产品边缘。

C. Hsu:言之有理。

问鼎模塑群友 1:修模两次就是分型面增加排气,桶口增加排气,每次0.005mm增加,不确定模厂还能不能增加? 气在产品里面。

C. Hsu:气泡在分型面上游,分型面加排气不起作用。问鼎模塑群友 5:加到有飞边,产品 OK 就好了

问鼎模塑群友 2:没用的。

问鼎模塑群友 1:打出来飞边还有气泡。

C. Hsu:在气泡下游加溢流井,看看气泡是否会移向或移到井中是一验证办法。

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问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:背压加大一点。 材料烧一下看看,射胶压力放到 140 以上看看。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:P24 是背压?

问鼎模塑群友 1:对的,是背压,昨天背压加 70(C. Hsu:70bar = 7MPa),也不行。 原理上减少(C. Hsu:增加)排气的调试方法都试过了,没有什么效果。C. Hsu:1. GE Plastics 推荐采用 0.35 到 0.7MPa 的背压,以确保均匀的熔体及维持一致的射料量;2. 1 兆帕(MPa)=10 巴(bar);3. 此一气泡距离制品边缘有段距离。 在此情况下,附近分型面上的排气槽加不加与此气泡消除与否无关。

问鼎模塑群友 2:会不会是浇口太小了?

问鼎模塑群友 5:浇道口是热流道,但是多大的口?

问鼎模塑群友 1:在花(画)圈这个位置,2.5mm。 产品最大厚度地方是2.5mm。问鼎模塑群友 5@问鼎模塑群友 1:老板你保压时间多少s?

问鼎模塑群友 1:2.0s(保压时间)。

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问鼎模塑群友 5:时间太短了吧!

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:最大厚度 2.5mm 的地方在哪里? 气泡(划圈的地方)就在最大厚度的地方?

问鼎模塑群友 1:厚度:杯口:2.1mm,杯檐:2.5mm,杯身:0.93mm,杯底:1.13mm。

问鼎模塑群友 5:产品未端尽量慢慢的进胶,压力时间要够。问鼎模塑群友 2:也不能太慢,太慢胶冷了。

问鼎模塑群友 1:厚度不一。 杯口:2.1mm,杯檐:2.5mm。问鼎模塑群友 2:他模温很低的。

C. Hsu:问鼎模塑群友 1 说过:「模温 11°C。」

问鼎模塑群友 1:这两个地方都有。 @问鼎模塑群友 2:建议要怎么修模或调试?

问鼎模塑群友 2:还得排气。 要不加点模温试试,不用冻水,用机水看看效果。C. Hsu:此气泡和排气、模温没甚么关系。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:热嘴直径多少?

问鼎模塑群友 1:接的中央冰水机,还没有独立机台的冰水机。喷嘴吗?问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:你们公司是不是很重视周期? 所有模具都接中央冰水机? 针阀热嘴?

问鼎模塑群友 1:是的。 2.5mm(针阀热嘴直径)。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:这台机 p24 背压最大值多少? PP料有烘干吗?

问鼎模塑群友 1:最高 400。 PP 料没有烘干。

问鼎模塑群友 11:去掉背压是否尝试过?

问鼎模塑群友 6:最远的是最厚的吗?

问鼎模塑群友 1:没有尝试(去掉背压)。 背压最低调到25(bar)。C. Hsu:1. GE Plastics 推荐采用 0.35 到 0.7 MPa 的背压,以确保均匀的熔体及维持一致的射料量;2. 1 兆帕(MPa)=10 巴(bar);3.背压25bar > 7bar (或0.7MPa)。

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问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1:最好有壁厚剖视图看看:杯身0.93 到杯口和杯檐应该会有过渡吧? 短射看过四腔流动平衡情况不?

C. Hsu:四腔流动平衡是重点。

问鼎模塑群友 1:产品看没什么过渡。

问鼎模塑群友 11@问鼎模塑群友 1 可以考虑一下(产品壁厚过渡)。问鼎模塑群友 1:没有尝试。

问鼎模塑群友 12:他这个问题主要是模具的问题,用工艺去弥补模具缺陷确实有点难,三代透明 PP 也会有气泡的缺陷。

问鼎模塑群友 6 (2022 0311 22:34):难道三个 PP 有 bug? 但为什么会在同一位置,但是我们都没有产品图也没有模具图都在这里瞎瓣(掰)。C. Hsu:当型腔厚度分布和浇口位置固定时,最后充填区(last filled area)的位置基本固定。 最后充填区是低压区,塑流是从高压区流向低压区的,气泡是随波逐流到了最后充填区。

C. Hsu:

1. 缺陷是气泡? 还是缩孔(void)? 在问鼎模塑群友 1 说了”这个气泡用热风枪烘下会破冒气的”之后就可确认缺陷是气泡,气泡是在塑件内,而非塑件外的;

2. 该气泡只出现在一模四腔的 1#和 3#两腔,3#腔比1#腔难予改善(问鼎模塑群友 1 曾说:「降了炮筒温度,流道和嘴尖温度,1#有改善,3#还不行。」熔胶降低时,不易升温到塑料的气化点,产生的瓦斯气和气泡较少),气泡都发生在接近分型线的最后充填区(位置固定)--- 这些说明了:a. 气泡之气并非出自针阀热嘴的上游,否则 2#和 4#两腔不会幸免于泡;b. 本案例V/P切换位置是 12.64mm,约在全部四个型腔体积充填 84%时,此前并无气泡产生(若有,在熔胶前沿充填 84%的收纳盒上应当找到气泡从塑流中翻卷到塑件表面的气痕如银纹或水花等),换言之,气泡是在 V/P 切换点之后和型腔充满之前在针阀热嘴中产生的(问鼎模塑群友 1 曾说:「射速快气泡大。厚的那段用保压成型的。」气泡就在充填末端的 2.1mm 厚的杯口或2.5mm厚的杯檐或两者之间,射速快时,摩擦生热和熔胶升温多,产生的瓦斯气多、气泡大);3. 为甚么气泡只在 1#和 3#两腔的针阀热嘴中产生? 有一可能是流动不平衡:2#和 4#先充填满后,所有塑流流向 1#和 3#两腔,该二腔针阀热嘴浇口中的流量倍增,流速、剪切速率、剪切应力、摩擦生热和熔胶温升皆剧增,塑料中的低分子物温度超过了其气化点,瓦斯气产生,气泡蹦冒而出---梢后,1#腔也被充满,所有流量集中灌进 3#腔,该腔针阀热嘴浇口中的流量再度倍增,于是更多的瓦斯气和气泡进入 3#腔,这说明了为何3#腔的气泡更难消减;

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4. 此一瓦斯气泡在追到熔胶前沿之前型腔已经填满,所以该气泡距离制品边缘有段距离。 由于气泡之气在塑件内而非外,所以在离气泡最近的分型线加排气槽或型腔壁中加排气销都无济于事(气畅其流的招式在此可谓英雄无用武之地);

5. 要消除此一气泡只有靠正本清源这一招,即一模四腔的流动平衡:1. 确认四个模腔的针阀热嘴浇口口径、熔胶温度和开启时间相同;2. 如果四个模腔仍然无法同时充填满,可以提早开启较晚充填满的模腔的针阀热嘴浇口。一模四腔的流动平衡做到以后,四个模腔在充填末期均分来自注射机喷嘴的塑流流量,不会再有某型腔的热嘴因其他型腔先填满而有流量、流速、剪切应力、熔胶温升剧增的情形,塑料气化点不到,瓦斯气不生,本案例之气泡自然消逝无踪。

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鼓包章

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鼓包绪论关键词(keywords):鼓包(bulge)、困气(trapped air)、充填末端(end of fill)、气痕(gas mark)、瓦斯气(gas)、气化点(gasification point)

注塑过程中,在塑流中的气泡或被塑流卷入的困气在表面固化层形成之前来不及冒出头而停留在塑件之中,开模后因为气体压力大于大气压力而撑出表层塑料凸鼓成丘,这就是鼓包。

下图示一鼓包出现在一汽车后保险杠的充填末端。鼓包是气痕。 气痕的消除,一来要正本清源,二来要气畅其流。正本清源就是防微杜渐和消弭乱源,也就是不给气体有发生的机会。这里特别要提到:瓦斯气往往是在高速的熔胶通过狭小流路(如喷嘴、阀门或/和浇口)

的时候因为激烈的摩擦生热升温到其气化点而产生,所以太小的流路和过高的射速应该避免。

至于气畅其流的意思就是:要想方设法的疏导型腔中的气体能够顺畅的排出模外,不要给予型腔内的困气以压缩、升温、氧化、降解和燃烧与其接触的塑料的机会。

正本清源和气畅其流之后,既无气体,何来气痕(包括鼓包)?

另外一种鼓包发生在保压大处而开模早时。 下图是一微发泡注射成型的聚丙烯(PP)筷头,开模早时,与筷尖榫合的筷头孔底(最厚部分)表面固化层仍薄,经不起内部高压而外鼓成泡。 这就要从优化冷却或/和延长冷却时间着手以消除鼓包。

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汽车门锁开关遥控器上盖的鼓包2014 年 9 月 30 日

关键词(keywords):汽车门锁开关遥控器上盖(upper cover of car door lock switchremote controller)、鼓包(bulge)、瓦斯气(gas)、雾花(haze)、全周长排气(perimeter

venting)、排气槽(vent groove)、排气口(vent land)、排气(vent)、应力集中区域(stress concentration area)、粉尘沉积物(dust deposit)

2014 年 9 月 22 日数度自掏腰包报名参加我在上海开的顾问培训课的模塑江湖奇士 PZH 寄给我一份新的实验报告,请我点评。探讨的问题是如下图所示汽车门锁开关遥控器上盖上的鼓包。鼓包是出现在上盖中的黑色 TPU 软胶件上。

此一上盖由几件组合而成:1. 注射成型白色和红色之PC 硬胶标识;2. 注射成型黑色之 PA66-GF60 硬胶外壳;3. 将 1 项 5 件和2 项1 件一起放到模具里,再注射黑色 TPU 软胶于 PC 标识外和黑色 PA66-GF60 外壳内。兹分享 PZH 关于鼓包研究的实验报告如下,并附上我的批注或点评(一般为粗斜体,C. Hsu 是我的代号):

9 月 15 日下午生产的这款产品鼓包不良率就达到80%,飞边可以后加工就定义为 OK 品。 当天晚上我一直查不出鼓包的原因。第二天上班第一时间去生产现场看,发现鼓包已经没有了,一问才知道当天晚上换了定模镶件后就解决了,我赶紧去模具部把换下来的定模镶件找出来。 如下图所示,可以发现1#穴标识区域有湿漉漉的痕迹(鼓包最严重、皮纹损伤严重),2#穴湿漉漉痕迹较轻微(鼓包现象比 1#穴稍微好一点、皮纹损伤比 1#稍微好一点),这应该就是瓦斯气所为吧。

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上图是 9 月 15 日生产的产品,从产品的皮纹表面可以清楚地看到2#穴的皮纹表面要比 1#穴的皮纹表面好。 我拿着这两个定模镶件随意地问了两位注塑工程师:“您觉得镶件表面这个湿漉漉的痕迹用酒精是否可以擦掉?”。他们的回答都是“不能”。 找到酒精和布进行验证,结果推翻了他们的答案(见上右图)。这让我想起了之前操作工只要发现鼓包就用干海绵擦试模腔表面能维持五模左右不会鼓包的动作,我想如果用布和酒精擦试岂不是能维持得更久?

C. Hsu:擦掉的是气化瓦斯气中的粉尘沉积物,有雾花(haze)之称。

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上图是定模镶件全周的排气槽情况,排气槽宽度:4mm,深度:0.1mm(C. Hsu:可从 1mm 开始),排气口深度:0.02mm(C. Hsu:可从0.025mm开始),我想:应该还有优化的空间,如果做全周长排气,排气槽深度做到0.5mm-1mm(多排布几条) (C. Hsu:深度可从 1mm 开始)。 这样做对产品飞边应该会有所改善。 发现很多情况下都有这个误区,飞边越大越不敢开排气。但是加强排气的同时也要保证熔胶质量,否则排气口将成为批锋或喷射的通道。所以如果不能改善熔胶质量我不敢提此建议。

C. Hsu:此一 TPU 注射成型,自料筒和浇口喷涌而出的瓦斯气量太大! 正本清源之前,要想藉传统模具排气方式排除滔天洪流,是徒劳无功的!

下图显示 9 月 16 日已换定模镶件后生产的产品,一整天都没有鼓包现象,也不需要用海绵擦试模腔表面,从放大图可以看到这两款定模镶件的皮纹良好。疑问:为什么皮纹面磨损越严重,湿漉漉的痕迹越明显,鼓包越严重呢?为什么皮纹深对鼓包有良好的改善?

可能性:皮纹很浅,充填完成后,保压压力触及到的时候,皮纹表面与模壁之间的高温气体在模壁之间逃逸的区域范围很宽,这样就容易形成应力集中区域(C. Hsu:较大施力面积)而鼓包;当皮纹很深时,高温气体在模壁之间逃逸的区域范围很窄,因为有“丘”“岭”的隔阻,所以不容易形成应力集中区域(C. Hsu:较大施力面积)。

C. Hsu:气化瓦斯气中的粉尘沉积物分隔 TPU 表层与定模皮纹面,使得气体的流窜不必翻那么多的皮纹峰、钻那么多皮纹谷,有如水银泻平地,大肆扩展气毯面积,气体施力在较大面积的 TPU 皮层上,该皮层厚度因气体隔层变薄,在开模时,该薄皮层向外鼓成包,前述气体施力面积越大,鼓包就越大。

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汽车保险杠上的鼓包”华山论剑 – 模塑文章点评” 2017 年 7 月 25 日

关键词(keywords):汽车保险杠(automobile bumper)、鼓包(bulge)、排气槽(vent

groove)、气泡(gas bubble)、气痕(gas mark)、瓦斯气(gas)、熔胶前沿(melt front)、流路瓶颈(flow path bottleneck)

金发科技学院有一篇《汽车保险杠常见注塑问题及解决方案》文章,其中案例皆弥足珍贵,颇能发人深省。

兹摘录该文探讨”鼓包”部分如下(我的批注或点评一般为粗斜体,C. Hsu是我的代号):

鼓包

汽车保险杠,表面有鼓包,位置大致固定,位于行李箱盖板对应的转折位置,产生几率很高,产生鼓包会对其表观质量产生不良影响。1. 材料主要工艺参数

名称:汽车后保险杠

材料:PP+EPDM+TD15

颜色:黑色

重量:3800g

浇口方式:侧浇口

2. 可能原因分析及改善措施

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1) 制品结构方面

观察鼓包位于行李箱盖板两侧对应圆弧位置,左右两边的圆弧都出现鼓包,几率有所差异;鼓包有时明显鼓起,有时只是轻微的凹凸不平,很难发现,喷漆后非常明显;采用电吹风在 600°C 下烘烤,轻微的鼓包迅速鼓起。取表面有轻微凹凸不平的产品,剖开断面都看到有孔。

2) 制品模具方面

鼓包位置对应的模具部分没有开设排气槽,注塑过程中气体难以排出。因此在模具上增设排气槽。

图 开始模具没有开设排气槽图 增加排气槽

3) 成型工艺方面

找到鼓包部位对应的螺杆位置,该段采用低速注塑。最终解决鼓包问题。

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3. 改善前后效果图对比

4. 重点提示

采用电吹风烘烤,也是一种辨别引起鼓包原因的方式。本例中,采用电吹风在 600°C 下烘烤,轻微的鼓包迅速鼓起,说明是由气泡引起。C. Hsu:

6. 鼓包也是气痕,高射速有,低射速无,说明此气乃熔胶高速通过流路瓶颈(如浇口)时因高剪切、高摩擦、高温升而气化成的瓦斯气;7. 此一瓦斯气泡在追到熔胶前沿之前型腔已经填满,所以该气泡距离制品边缘有段距离。 在此情况下,附近分型面上的排气槽加不加与此鼓包无关;8. 此鼓包的消除是靠最后一段射速调低而收效的,这是正本清源之策,瓦斯气不生,就没了气泡,没有气泡,哪有鼓包?

9. 调低射速固然有效,扩大流路瓶颈(如浇口)更胜一筹。

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ABS 空调电控盒上的鼓包2017 年 9 月 27 日

关键词(keywords):空调电控盒(electric control box of air conditioner)、鼓包(bulge)、困气(trapped air)、侧浇口(side gate)、剪切(shear)、背压(back pressure)、螺杆松退(screw draw back)﹑排气(vent)、固化层(frozen layer)、前沿(melt front)、气泡(gas bubble)、剪切速率(shear rate)、剪切应力(shear stress)、摩擦生热(friction heat)、气化点(gasification point)

2017 年 7 月 27 日在 www.ifuun.com 网上有一篇文章探讨了空调电控盒上鼓包生成的可能原因和解决办法,图文并茂,颇有参考价值。兹摘录该文相关章节,并附上我的批注或点评(一般为粗斜体,C. Hsu是我的代号)与大家分享:

电控盒鼓包

1, 异常解析:鼓包,塑件成型常见的一种被破坏的表现方式,具体表现在塑件胶壁受困气影响导致出现隆起或泡状鼓胀,之所以出现鼓包主要是因为成型过程中气体未能正常排出导致被塑料融体包覆。

C. Hsu﹕被包覆的困气压力大于大气压力,开模时困气将薄弱的胶壁向外推出而形成了鼓包。

2, 异常图示:

如上图所示,零件存在明显鼓包现象,由于该处位置处于胶口(浇口)附近且是两股流体汇合处故对气体排出的要求相对较高,结构性零件凸起直接影响装配效果且鼓包局部强度要求不合格无法满足性能要求。

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