注塑件周邊缺膠是注塑生產中常見的質量問題,不僅影響產品外觀,還可能降低產品性能,導致大量次品產生,增加生產成本。因此,深入分析缺膠原因并采取有效改善方法十分關鍵。在眾多改善措施中,模具真空機的應用為解決這一問題提供了新的思路。
注塑件周邊缺膠原因分析
(一)注塑工藝參數方面
注塑壓力不足:注塑壓力是推動塑料熔體填充模具型腔的動力。若壓力不夠,熔體無法順利到達型腔的各個角落,尤其是在薄壁、復雜結構或距離澆口較遠的周邊區域,就容易出現缺膠。比如一些大型注塑件,其周邊輪廓尺寸大,熔體在長流程流動過程中壓力損失大,如果初始注塑壓力設置較低,就難以完成填充。
注塑速度過慢:熔體在模具型腔內的填充時間有限,速度過慢會使熔體在尚未完全充滿型腔時就開始冷卻固化,從而造成周邊缺膠。在成型帶有精細薄壁邊緣結構的注塑件時,慢速注塑會導致邊緣處缺膠明顯 。
熔體溫度過低:塑料熔體的流動性與溫度密切相關。溫度低,熔體粘度增大,流動性變差,難以填充到型腔周邊,特別是對于結晶型塑料,溫度過低還可能導致結晶提前,進一步阻礙熔體流動。像聚丙烯(PP)材料,若注塑溫度低于合適范圍,缺膠問題會頻繁出現。
(二)模具設計與結構方面
澆口設計不合理:澆口的尺寸、位置和形式對熔體的流動和填充效果影響顯著。澆口尺寸過小,熔體流動阻力大,壓力降增加,難以填充到周邊區域;澆口位置不當,會使熔體在型腔內流動不平衡,部分周邊區域無法及時得到熔體補充而缺膠。例如側澆口位置離產品周邊較遠時,就容易在周邊產生填充不足。
排氣不良:模具型腔內的空氣若不能及時排出,會在熔體填充過程中形成氣阻,阻礙熔體前進,在周邊形成缺膠。特別是在一些復雜模具結構中,如存在深腔、筋位等,空氣更易被困。模具排氣槽設計深度和寬度不足,或者排氣槽被堵塞,都會導致排氣不暢。
(三)原材料特性方面
塑料顆粒含水量過高:塑料在吸潮后,水分在注塑過程中會受熱汽化,產生大量氣泡,這些氣泡不僅影響熔體的流動性,還會占據型腔空間,造成缺膠。比如尼龍(PA)材料吸濕性強,若未充分干燥就投入生產,缺膠問題極易發生。
材料流動性差:不同種類的塑料具有不同的流動性,一些流動性較差的塑料,如聚碳酸酯(PC),在注塑成型時本身就對注塑條件要求較高,若工藝參數和模具設計不合理,就更容易在周邊出現缺膠。即使是同一種材料,其牌號不同,流動性也有差異,若使用了流動性不符合要求的材料,也會引發缺膠問題。
改善方法探討
(一)優化注塑工藝參數
提高注塑壓力:逐步增加注塑壓力,觀察注塑件的填充情況,直至周邊缺膠問題得到改善。但需注意,壓力過高可能導致產品出現飛邊、尺寸變形等其他問題,所以要在一個合適的范圍內調整。例如,對于小型注塑件,可每次增加5 - 10MPa的壓力進行測試。
加快注塑速度:適當提高注塑速度,使熔體能夠在短時間內充滿型腔,減少冷卻時間對填充的影響。不過,速度過快可能會引起熔體噴射、困氣等問題,需要綜合考慮產品結構和模具情況,合理調整速度。
升高熔體溫度:根據塑料材料的特性,適當提高注塑機料筒溫度,改善熔體流動性。但要避免溫度過高導致塑料分解,一般每次升溫幅度控制在5 - 10℃,并觀察產品質量變化。
(二)改進模具設計與維護
優化澆口設計:重新評估澆口尺寸、位置和形式。對于周邊缺膠問題,可適當增大澆口尺寸,減小熔體流動阻力;調整澆口位置,使熔體能夠更均勻地填充型腔周邊。例如,采用多點澆口或熱流道系統,改善熔體的流動分布。
加強模具排氣:清理模具排氣槽,確保其暢通無阻;對于排氣困難的部位,可增設排氣針、鑲件等排氣結構。在模具分型面處開設足夠深度和寬度的排氣槽,深度一般在0.02 - 0.05mm,寬度根據模具大小和排氣需求確定。
(三)控制原材料質量
充分干燥塑料顆粒:嚴格按照塑料材料的干燥要求,對原材料進行充分干燥處理,將含水量控制在允許范圍內。例如,尼龍材料通常需要在80 - 120℃的溫度下干燥4 - 8小時。
選擇合適流動性材料:根據產品結構和注塑工藝要求,選擇流動性合適的塑料材料。在新產品開發階段,進行材料流動性測試,對比不同牌號材料的注塑成型效果,選擇最適合的材料。
(四)引入模具真空機
工作原理:模具真空機通過在注塑過程中抽取模具型腔內的空氣,使型腔內部形成負壓環境。在負壓作用下,一方面可以有效降低型腔內的空氣阻力,讓塑料熔體更容易填充到型腔周邊,避免因氣阻導致的缺膠;另一方面,負壓環境能使熔體中的氣體更易排出,減少氣泡對填充的影響,提高注塑件的密實度和成型質量。
優勢體現:與傳統的排氣方式相比,模具真空機能夠更徹底地排除型腔內的空氣,尤其適用于一些對排氣要求高、結構復雜的注塑模具。在解決周邊缺膠問題上,它可以降低對注塑壓力和速度的過度依賴,減少因過高壓力和速度帶來的其他成型缺陷。同時,使用模具真空機還能提高生產效率,減少次品率,降低生產成本。
使用注意事項:在安裝和使用模具真空機時,要確保模具與真空機的連接密封性良好,避免漏氣影響真空效果。根據模具大小和型腔結構,合理設置真空機的抽氣時間和真空度參數。在注塑過程中,密切關注真空機的運行狀態和注塑件的成型質量,及時調整參數。
注塑件周邊缺膠問題是由多種因素共同作用導致的,通過優化注塑工藝參數、改進模具設計與維護、控制原材料質量以及引入模具真空機等綜合措施,可以有效解決這一問題。模具真空機作為一種新型的注塑輔助設備,在改善注塑件成型質量方面具有獨特的優勢,值得在注塑生產中推廣應用。在實際生產過程中,企業應根據自身產品特點和生產條件,靈活運用各種改善方法,不斷提高注塑生產的質量和效率。
上海力瀚自動化科技有限公司《模具抽真空+反壓氣輔系統》
技術主管 曹先生
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