塑膠熔體從被模具分型面擠出模具型腔而在製品邊緣產生的薄片稱為毛邊(Flash/批鋒/飛邊/溢邊/毛刺)。

目錄
一、塑膠製品出現毛邊的原因主要有哪些?有何解決措施?
二、塑膠製品毛邊的解決方案?
三、採用HDPE射出成型製品時,製品出現毛邊過大,應如何解決?

☆ 案例
☆ 其他參考資料及文章

 

一、塑膠製品出現毛邊的原因主要有哪些?有何解決措施?
射出製品的毛邊又稱披鋒、飛邊、溢邊、毛刺等,是充模時,熔體從模具的分型面及其他配合面處溢出,經冷卻後形成。細薄的毛邊有時並不太明顯,但大面積的較厚毛邊會自塑膠件邊緣溢出超過數厘米,如(圖1)所示。塑膠製品毛邊的存在影響塑膠件的外觀和尺寸精度,並且增加去除毛邊的工作,嚴重時會影響塑膠件脫模、損壞模具等,因此,射出成形應盡量避免。毛邊常常產生在模具的分型線、差靠破孔以及排氣或頂針位置(圖2)。

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  • 1.產生原因

a. 塑膠黏度太低或是塑膠溫度太高。由於塑膠本身的黏度太低或是成型時塑料溫度太高而導致熔體黏度低。熔料流入模具的配合縫隙內,而產生毛邊。
b. 射出壓力和保壓壓力太大或合模力不足。當射出壓力和保壓壓力太大或合模力不足時,射出充模時會造成模具分型面密合不足良,使熔料從模具分型面的間隙溢出,形成毛邊。
c. 射出壓力在模腔中分布不均勻,或充模速度過大或充模速度不均勻,會導致製品局部充填過量,而出現毛邊。
d. 射出時間過長或加量過多,會使模腔充填過保,而出現毛邊。
e. 塑料中的潤滑劑使用過量,會使塑料的流動性太好,而導致充模時熔料進入模具的各配合間隙,而造成毛邊產生。
f. 模具缺陷。模板翹取變形或板面不平型(圖3),分模面不能緊密貼合,模腔及模芯部分的活動件磨損間隙超差,分型面上有黏附物或落入異物,排氣槽孔太大、太深等,都易導致熔料在充模時從模具個配合較大的間隙溢出,進而產生毛邊。

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  • 2.解決措施

產生毛邊時,一般應先從排除模具故障著手,因毛邊而改變成型條件或原料配方,往往會對其他方面產生不良影響,而容易引發其他成型缺陷。
a. 必須認真檢查模具及驗證分模面,使公模和母模對中,並且檢查分型面是否密著貼合(圖3),公模仁和母模仁的滑動件磨損間隙是否超差,分型面上有無黏附物或落入異物,模板間是否平行,有無彎曲變型,模板的開距有無按模具厚度調節到正確位置,導向銷表面是否有損傷(圖4),拉桿(三板模)有無變形不均勻,排氣槽孔是否太大、太深。根據上述逐項檢查的結果,對於產生的誤差可採用機械加工(修模)的方法予以排除。
b. 適當降低料管溫度、射嘴溫度及模具溫度,縮短射出週期。對於PA等黏度較低的塑膠,應在適當降低料溫的同時,盡量精密加工及修研模具,減小模具間隙。
c. 應檢查增壓器是否增壓過量,同時應確認塑件投影面積與成型壓力的乘積是否超出了設備的合模力。如果超出的話,應考慮減少型腔數及改用合模噸位大的射出機。檢查合模裝置的調模是否到位,模具是否完成關模(合攏),曲肘是否伸直,合模力是否足夠。
d. 應降低射出壓力或保壓壓力或減小澆口截面面積,也可縮短保壓時間及增壓時間,減小螺桿形成。
e. 調整原料配方,選用黏度較大的塑脂或減少潤滑劑或脫模劑的用量等,以降低熔體的流動性。

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二、塑膠製品毛邊的解決方案?
分析毛邊產生的原因,是要建立在鎖模力足夠的前提下,當鎖模力不足時,在進行毛邊問題判別時容易產生誤判,下面的分析是根據毛邊出現的情況下進行判別確認:

1. 逐步增加射出壓力,隨著射出壓力的增加,毛邊也相應增大,並且毛邊主要是在模具的分型面上產生的,這說明鎖模力不夠。

2. 逐漸增加射出機的鎖模力,當鎖模力達到某一值後,分型面上的毛邊消失,或再增加射出壓力時,分型面上的毛邊也不再增加。則認為這一鎖模力值是足夠的。

3. 在低溫、低速、低壓的情況下,產品不滿膠時,毛邊已經產生。可能產生的主要原因是:模具製造精度不夠,配合間隙過大;

4. 塑膠製品剛好充滿,局部有縮水現象,無毛邊產生;當加大射出壓力或保壓壓力,改善產品局部縮水時,毛邊產生。可能的原因有:
a. 料溫過高。料溫過高,熔體的粘度低,流動性好,熔體鑽入模具配合間隙的能力愈強,就會導致毛邊的產生
b. 射出速度過快,射出壓力過大(導致填充過飽和)。過快的速度,過大的射出壓力,特別是過大的射出壓力,會增強熔體鑽入模具配合間隙的能力,導致毛邊產生
c. 塑膠的流動性太高。塑膠的流動性越好,熔體的粘度越低,熔體鑽入模具配合間隙的能力越強,就容易產生毛邊。當模具製作已經完成,模具的排氣槽的深度,模具的配合間隙已經定型後,換另外一種流動性好的塑膠來生產,就會產生毛邊。
d. 模具的強度不足。當模具的設計強度不足時,模腔承受塑膠熔體的壓力後,就會變形脹開,膠體就會鑽入到模具的間隙中去,產生毛邊。
e. 塑膠產品設計不合理。產品局部膠位過厚,射出時收縮過多,就會導致局部縮水。為了調節產品局部縮水的問題,常常要用較高的射出壓力、較長的射出時間來充填與保壓,結果又導致模具強度不足變形,產生毛邊。
f. 模具溫度過高。高的模具溫度,不僅能使塑膠保持良好的流動性,壓力損失小,也降低了模具的強度,同樣會導致毛邊的產生

以上是射出生產中最常遇到的問題,通常採用所有的工藝手段都無法解決,對射出技術人員的困擾最大。對於這種情況,最主要的手段是通過修模解決。解決方法有:

a. 塑膠產品局部減膠。對產品縮水的局部進行減膠,膠位減薄後,產品縮水問題能得到改善,射出壓力就會降低,模具變形就小,毛邊就能得到抑制。這是最有效、最常用的辦法

b. 增加進膠點。增加進澆點,可以降低射出流程,降低射出壓力,模具型腔受到的壓力就會減小,就能有效地解決毛邊的產生。增加進澆點,特別是在產品縮水位置增加進澆點,對降低模腔射出壓力能起到立竿見影的效果。也是比較常用的手段之一。

c. 對模具局部進行加強。有時模板的變形,可以在公模板與頂針板間增加支撐柱的辦法來加強。


三、採用HDPE射出成型製品時,製品出現毛邊過大,應如何解決?

  • 1.產生原因

HDPE分子鏈柔性好,熔體黏度低,流動性好極好,射出成型時一般無需太高的射出壓力。另外,HDPE的結晶能力大,收縮率大,方向性明顯,製品的結晶度和收縮率取決於成型加工中對冷卻速率(模具溫度)的控制。模具溫度高時,熔體冷卻速率慢,製品的結晶度提高,製品的強度高。因此在生產過程中,為了能提高製品的強度,一般會採用較高的模具溫度;為了增加熔體的充模性,縮短成型週期,提高生產效率,射出壓力往往會選較高值。但過高的模具溫度和過大的射出壓力時,熔體的黏度明顯下降,流動性增加,很容易引起製品毛邊現象。 

  • 2.解決措施

解決的措施主要有以下幾種。
a. 降低射出壓力和射出速度,防止模腔壓力過大,熔料從模具配合縫隙溢出的現象。
b. 降低模具溫度,以加快對熔體的冷卻,降低物料在模腔中的流動性,防止充模時熔料從模具配合縫隙溢出的現象。
c. 降低射嘴溫度或料管溫度,提高物料的黏度,降低物料的流動性。

如某企業射出成形HDPE周轉箱時(圖5),當射出壓力為55MPa時,出現嚴重的毛邊現象,經調整射出壓力為35Mpa後,製品的毛邊現象明顯消失,調整前後的工藝參數如(圖5)所示。

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☆ 案例
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