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3，零件主要参数
零件名称：空调电控盒安装部件
材料品名：阻燃 ABS (+30%PVC 热稳定性较差)
模具温度：常温冷却水；烘料温度：75°C -- 80°C/2H
进胶方式：冷流道直胶口(C. Hsu﹕冷主流道 x1+冷一级分流道x2+侧浇口x2)
4，关键原因分析及改善措施
气体的存在是导致出现鼓包的的主要原因：
a，由于材料本身热稳定性较差易出现分解现象，而模具流道埠部(C. Hsu﹕埠，port，流道埠部即主流道入口)明显孔径偏小，填充过程中需要极大射出压力和速度才能强行完成整体填充，在高压高速小胶口的情况下填充对材料造成严重剪切产生大量分解气体；
b，鼓包处同时还是两股融体汇合的位置，融体汇合过程中本身就需要较好的排气条件，另外加上高剪切下产生的大量分解气体同时密闭于局部空间内无法正常释放排出导致被融体强行包覆从而形成鼓包现象；
c，改善关键控制点：
加大模具流道埠部孔径，由原来的 1.0 加大到 3.5，通过加大进胶孔径可直接降低材料在填充时由于高剪切产生的分解气；
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通过加大进胶流道孔径可有效降低填充阻力同时可进一步优化成型工艺，降低填充压力和速度以有效避免气体排出不及时导致困气；在填充前端对融体中所含的气体做适当调控，通过增加储料时的背压压力以及减少螺杆松退等方式进一步提升融体密度同时避免并清除混入的空气。
5，改善效果：
零件改善后无鼓包现象，有效避免或降低气体的产生同时设置相应的排气措施是解决该鼓包问题的关键。
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C. Hsu﹕
1. 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；
2. 1 项提到的气泡有可能自浇口进入型腔顺着右图中黄色箭头所示的路线在塑流中向图中红色圆弧代表的前沿逼近，但在二前沿形成(图中白色虚线所示)
熔接线之前气泡都无法赶到前沿，气泡就留在胶壁的中央，开模后，气泡中的高压大于大气压力而推出薄壁形成鼓包；
3. 气泡的确有可能在偏小的Ф1mm 主流道入口(流道埠部)产生。当充填整个制品的熔胶通过此一瓶颈流路时，流速﹑剪切速率﹑剪切应力﹑摩擦生热﹑塑流升温都大为增加，当塑料中的低分子物(如阻燃剂)温度超过气化点时，瓦斯气泡便产生了! 如右图所示，将主流道入口直径从1mm扩大成3.5mm后，该瓶颈的断面积增加到原来的 12 倍，平均流速减少到原来的1/12，剪切速率﹑剪切应力﹑摩擦生热﹑塑流升温都大幅降低，通过扩大主流道入口时的塑流不再过热而生瓦斯气泡，既无气泡，何来鼓包?
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微发泡注塑筷头模与筷尖模探讨2019 年 1 月 30 日
关键词(keywords)：微发泡注塑(microcellular plastic injection molding)、筷头与筷 尖 (chopstick head and chopstick tip) 、超 临 界流体微发泡注射成型(supercritical fluid microcellular injection molding)、周期时间(cycle time)、随形冷却(conformal cooling)
2019 年 1 月 23 日，时任深圳市某大材料公司顾问的我与来自杭州市K公司的研发陈处长和该司多位工程师以及供应商技术主管探讨微发泡注塑筷头模与筷尖模的开发改善事宜。
K 集团推出的方便面用筷，由两段(筷头和筷尖，如下图所示)榫合而成，PP材料，HT230 吨微发泡注射机和 CT 微发泡设备用来成型加工。藉超临界流体微发泡注射成型，3%~37%产品减重都试过。陈处长以手扳弯测试后感觉减重 20%时筷子的强度可以，如此成型的一双筷子的合缝则合乎规格。
从此案例可见以微发泡取代传统注射成型一模 16 腔筷尖或筷头，材料的节省可达 20%。
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上表比较传统实心注塑和微发泡注塑一模 16 腔筷尖模在注射成型各阶段的时间。 周期时间从传统注塑的 23.6 秒降到微发泡注塑的20.0 秒，降幅为18%。这还有改善的空间，因为陈处长说：「太早开模时，离筷尖最远处的榫合孔底的最厚部分的塑料尚未固化定型，内部熔胶压力会推动薄的固化层鼓包(如下图左一筷尖榫合孔中所冒出者)而出，所以，冷却时间必须从8 秒延长到12秒，等到上述薄的固化层变得够厚了，才能免除鼓包之害!」是否可以加强冷却离筷尖最远处的榫合孔底的最厚部分的塑料、开模时间就可以提早、周期时间就可以缩短个 4 秒呢?
且看筷尖模具热嘴附近冷却设计如下：
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从上图”A”可见筷之上半部(定模侧)要散热的塑料多出了主流道和浇口的部分，但是负责冷却的水孔数目(2)却只有下半部(动模侧)的一半。冷却时间是由热点决定的，热点不早冷到顶出时间，就不能早开模取件。所以，将图中动、定模中的水路对调(也就是动模改成 2 条水路、定模改成4 条水路)较为合理。最关键的则是冷却榫合孔底的型芯销的冷却设计。目前的型芯销乃实心钢销如下右图所示，内无冷却水孔，冷却效率低。 将其改为3D 打印而内含随形冷却小孔的型芯销或热管(heat pipe)，散热效率可大为提高，离筷尖最远处的榫合孔底(如下左图中孔底所示)的最厚部分的塑料热量很快的就可以散到内含随形冷却小孔的型芯销或热管中，塑料固化定型提早，冷却时间从12 秒降到8秒是轻而易举的事。 周期时间因冷却时间降了 4 秒而从20 秒降到16 秒自不在话下，与传统实心注塑的周期时间 23.6 秒比，降幅高达(23.6-16)/23.6=32%。另一重要收获是因冷却不均(Differential Cooling)而产生的残余应力和变形将大为减少，原来关心的筷身 1.5mm 变形将不复存在。
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PVC 管件上的气泡(鼓包)
2019 年 12 月 15 日
关键词(keywords)：管件(pipe fitting)、气泡(gas bubble)、鼓包(bulge)、背压(backpressure)、烘箱(baking oven)、消泡剂(defoaming agent)、添加剂(additive)、料筒(barrel)、螺杆(screw)、剪切应力(shear stress)、摩擦生热(friction heat)、低分子成分(low molecular composition)、降解(degrade)、大气压力(atmosphericpressure)、气化(gasify)
有模塑群友 A 之楼主于 2019 年 12 月 12 日在某注塑论坛上提出” PVC管件置烤箱烘烤后有气泡”的问题，网友们纷纷出谋划策 --- 才过一天，楼主宣布“主要原因找到了，是背压过大引起的”，颇令人意外，值得省思。兹摘录该群网友讨论问题的对答，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(楼主)(2019-12-12 15:09:30)：PVC 管件烘箱有气泡。C. Hsu：意味“PVC 管件置烤箱烘烤后有气泡”。
模塑群友 B(2019-12-12 15:28:22)：普通的 PVC 材料本身就耐不了高温。C. Hsu：PVC 的建议最高料温是 220°C。
模塑群友 C(2019-12-12 15:30:16)：加消泡剂试试。
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模塑群友 A(楼主)(2019-12-12 16:36:35)：生产出来没有的，使用烤箱150°C烘烤 30 分后，取出来就有气泡了。
模塑群友 D(2019-12-12 16:46:57)：有的厂白色料注塑前不烘，是不是!?(2019-12-12 16:51:16)：还有料不纯也会(包括添加剂和杂料)!
模塑群友 A(楼主)(2019-12-13 10:21:51 )：谢谢大家指导! 问题已解决，主要原因已找到了，背压过大引起的。
C. Hsu：
1. 料筒中的塑料由高背压下的螺杆转动推进时，因剪切应力大、摩擦生热多，塑料(尤其是其中的低分子成分) 降解成为较小分子量者，充填保压冷却期间，制品中央的熔胶因为压力足够大而勉强保持液态，出模后外部压力降到大气压力，加上置身 150°C 的烤箱之中，制品中本来就蠢蠢欲动的熔胶，在降压高温下气化成鼓包(气泡)；
2. 背压降低后，前述降解程度减轻，熔胶外压即使降低，烤箱温度即使达150°C，气化不成，气泡(鼓包)不生；
3. 降低模温和延长冷却时间，等到制品固化定型已无悬念之后再脱模，1 项提到的气泡或鼓包或可避免。
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徐昌煜 Charles Hsu
自从 1972 年任职华夏海湾塑胶公司以来，徐先生在模塑领域涵泳了半个世纪。
1982~1988年徐先生历任美国AEC公司咨询服务经理(Consulting Services Manager)和研究发展总监(Director
of R & D)。 他是全世界最早商业化的两套模塑CAE中的一套 – MOLDCOOL 的作者，也是该司MOLDFILL 软件包的共同作者。 藉 CAE 之助，他带领咨询顾问工程师团队替美国和日本的模塑业界解决疑难杂症数以百计。1988~2000 年徐先生历任美国 C-MOLD 公司技术顾问(Technical
Consultant)和亚太区总裁(President，C-MOLD Asia/Pacific)，先后转战欧美和亚太共十余年，将 CAE 分析与顾问服务结合的成果呈献给业界。2000 年后徐先生担任海峡两岸三地及跨国公司的模塑领导，包括香港震雄集团先进成型技术有限公司(Advanced Molding Technology Co. Ltd.)总经理、台湾模仁科技股份有限公司(MoldZen Technology Co. Ltd.)董事长、广东康佳集团模具暨注塑技术高级顾问、韩国柳道(YUDO)集团顾问、德国裕克施乐(OECHSLER)塑料制品(太仓)有限公司顾问等。
1982 年迄今，徐先生及其团队提供各类模塑问题解决方案已经超过4,000件。
1989 年迄今，徐先生在亚太各处讲授注塑成形产品、模具和工艺设计、新型塑料成型技术应用、注塑成型问题诊治、塑料成型 CAE 等课程。学员已经超过四万名。
2012 年徐先生获选进入青岛科技大学行业创领者名人堂。2014 年徐先生获得先进成型技术学会(Society of Advanced Molding Technology)颁发”产业服务终身成就奖(Life Achievement Award for Industry Service)”。
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