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成形缺陷及所采取的措施

一、影响成形的因素
影响成形因素有诸多方面：模具结构及加工精度、设备状况、注射成形环境、原料特性及质量等，但是，主要因素还在于前三者。
1．工艺条件 注塑时的工艺条件有三大要素——温度、压力和时间，这三大要素相互依存，在调整过程中既要看到正确的一面，也要看到其副作用，彼此相关的情况如下：
1） 与时间有关系的是注射速率、压力的作用时间、模具的闭合时间、材料的塑化时间和螺杆转速。
2）与温度有关的是模具温度、机筒温度、喷嘴温度、背压引起的温度、螺杆转速引起的温度、进入模腔的熔体在整个模腔表面产生的温度，摩擦温度和引起气体产生的温度。
3）与压力有关的是注射高压压力、注射保压压力、背压，由小浇口、长浇口、小流道无圆角弯道、流道的粗糙表面光洁度、排气和附加料量不均匀性造成的模腔外的压降。
2．设备状况 具备高质量的设备是生产优质产品的必要条件。只有优质模具，没有优质设备，同样生产不出优质产品。注射机的锁模方式及精度可以直接影响制品的分型面质量；分段注射及调整工艺条件的功能好坏可以直接影响制品能否顺利填充成形；注射速率的调整可影响制件的表观质量。因此，设备的精度状况直接影响着制品的质量。例如，双缸洗衣机内桶模具，是一个薄壁深腔制品，流长比为1/300，只有在高速率、分段注射的条件下才能顺利成形，注射时，还有配有模具整体温度控制系统，没有这些功能的条件，该模具将无法提供制品。
3．模具结构 当选用了合理的工艺条件，具备了良好的设备，制品的质量就取决于模具的质量。假设模具型腔已经达到了理想要求的粗糙度和脱模斜度，仍然注射不出理想的产品，其重要的原因就在于模具结构。这里包括成形浇注方式、浇口尺寸大小、浇口位置、镶块镶拼方式的合理性、脱模方式的合理性，排气道是否流畅，整体加工精度等。例如，洗衣机上面板模具，通常采用侧面注射浇口，以防止成型后的翘曲变形，如果简单地采用中心直浇口方式，无论如何也难以保证制品的平整度，这种模具结构设计上的缺陷是难以在工艺条件和成形设备上加以弥补的。
模具结构方面的问题，也有可能在试模中进行纠正。如注射浇口尺寸大小、排气道大小等，可以在调
试模具过程中进行修正。因此，试模的一个十分重要的目的是要检验模具设计的合理性。模具结构的合理与否对制品质量的影响是至关重大的。
二、常见制品缺陷及对策
在试模过程中，经常是以检验制品的表面质量及技术指标来验证模具的质量水平。成形制品质量好坏，直接反映了模具的技术水平。制品好比一面镜子，让用户可以直接看到模具的好坏，模具质量如何可以充分地体现在制件的本身。下面就对在试模中常见的成形制品缺陷及其改正措施进行分析。
1．注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见，其原因是多种多样的。
1） 射成形机能力不足。注射机的实际塑化能力达不到实际工作的需要，是因对设备能力估计过高造
成的。只有换用更大一些注射量的设备方可从根本上解决问题。
2）流动阻力过大 a）喷嘴阻力所致：加大喷嘴直径，提高喷嘴温度，使用流动阻力较小的喷嘴。b）
主、分流道阻力所至：加大主、分流道直径，改变分流道截面形状，尽量采用整圆形、梯形等相似的形状、避免采用半圆浇道。尽可能缩短流程，将浇注点放置在易排料的位置上，防止熔料在分流道处产生堵塞。c)制品壁厚过薄所至：尽可能增加壁厚，尤其是在熔料阻力过大部位，相对加厚；在浇口位置向外扩展使壁厚产生渐变尺寸，使熔料快速填充；当有透孔尺寸较大的制件，可在透孔位置增开辅助分流道，增加熔料流通渠道。d)冷却前锋所至：冷料穴未能将熔料前锋的冷料容纳，而使其直接充入型腔内，防碍了熔料的流程。增加冷料穴或加大冷料穴尺寸，可解决该问题。 e)模温过低所至：模温过低而使熔料入腔后迅速冷却无法继续前进。提高模具温度，是一个好办法，同时改变冷却水循环路径也会起到预期的效果。
3）型腔排气不良 这是极易被忽视的现象，但又是一个十分重要的问题。模具的加工精度越高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。增加排气部位的方式有： a) 增设顶杆，利用间隙排气。b)在分型面上加工排气槽。c)在较深的凹陷部件使整体变为镶块。
4) 锁模力不足 因注射时动模稍有后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件重量增加而引起的缺料。应加大锁模力，保证正常制件重量。
5）塑料流动性不佳 因原料流动性不佳，未等流到型腔末端就已经冷凝，造成填充不足。可以采用加快注射速度、提高模具温度等方法。如果仍不能达到理想效果，只有更换另一种流动性较好的原料来注射，别无选择。
排气缝隙大小以不溢料为准,原料不同，缝隙大小不一，详见下表：
不出现溢料的排气间隙配合δ
树 脂 名 称
排 气 间 隙 δ（mm)
聚乙烯（PE），聚苯烯（PS）
0.02
聚丙烯（PP）
0.01~0.02
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）
0.03
聚碳酸脂（PC），聚甲醛（POM）
0.01~0.03
聚酰胺（尼龙PA）
0.01
2．毛刺过大 与第一项相反，不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处的毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其原因在于：
1）锁模力不足。由于模腔涨力大于合模力，在注射压力作用下，动、定模之间产生缝隙因而毛刺产生。降低注射压力，加大合模力都可消除这种现象。改用流动性较好的原料，采用低压成形也可取得良好的效果。
2）模具局部配合不佳。由于模具结构所决定的模具平行度不佳或锁模装置不良，产生左右不均衡现象，毛刺由此产生。改变模具锁模机构，将模具分型面及镶块研合配作密贴不严的部分重新研作。从根本上解决问题，即可解决局部毛刺现象。
3）模板翘曲变形。因模板刚度不足，受力时产生弹性变形甚至塑性变形，使分型间隙增大。采用增大模板厚度或补加紧固螺钉等方法，使模板克服注射时产生的任何变形，消除间隙。
4）流动性好。塑料流动性过好或模具温度过高，哪怕细微的缝隙也钻入塑料。降低模具温度，降低料温或降低注射压力，有利于解决此类问题。
5）注射过量。为了防止缩孔而注入过量的熔料，造成注射过量，产生毛刺。应当以增加注射时间或增加保压时间来防止缩孔，既可达到不出飞刺，又可保证制件质量。
3．缩孔 在成形制件表面因收缩产生的凹陷叫作缩孔，这是成形时经常产生的缺陷，是由于塑料成形时收缩所造成的。加之注射成形过程中，高温熔料注入较凉的模腔内，塑料冷却过程十分复杂。特别是壁厚不均时，冷却速度不同，壁厚处易产生缩孔。另外，模具温度稍高部位料冷却缓慢，模具温度稍低处，冷凝较快，产生缩孔的状况也不尽相同。因而，试模时要从多方面来分析缩孔出现的原因。
1）压缩不足。当注射压力偏低时，不能将物料压缩至适当的密度，也不能将气体和空气充分从物料中排除，形成缩孔。这时要提高注射压力。但是，如果主流道、分流道及浇口尺寸过小，即使保压时间充足，但浇口已经硬化，压力也无法传递到熔料上，熔料会因压缩不足而出现缩孔。这时要增大主流道、分流道、浇口的尺寸，尤其加大浇口直径是很有效的。
2）树脂温度偏高。由于高温下分子间距较大，因此占据空间也大。因而，对于相同的模腔空间来说，当物料温度较高时，分子数量就较少。这样，在物料固化时，分子由远程状态排列成紧密联结的状态，从而产生较大的收缩。因此，适当降低树脂温度，可以有效地预防缩孔出现。
3）注射量调整不当。当注射终了时，必须在螺杆头与喷嘴之间留有适当数量的熔融塑料，用它来缓冲，若这个缓冲为零，又把注射量调整到了终了位置时，螺杆同时也顶到底，这样保压时螺杆无法前进，无法补充料，起不到保压作用。解决问题的有效方法是：使注射结束时螺杆仍能够前进数毫米乃至十几毫米，保压时人仍有熔料补进。以此解决缩孔问题。
4）模具冷却不均。模具设计者在布置冷却回路及循环方式时，力图达到冷却均匀的效果，但是实际上均匀是相对的，不均匀是绝对的。模温高的部位缩痕较重，模温低的部位缩痕现象轻。所以，完全消除缩孔是不易的，可以通过调整模具局部温度的方法来改变缩痕出现。如果缩痕出现在工作面上，可以采用该方法将其移到非工作面上。这种方法简单易作，效果较好。
5）原料收缩量过大。通常说低温高压注射不易产生缩孔。可是如果温度降到塑料所需最低温度以下，即便提高压力，也很难防止结晶性塑料的缩孔。例如，聚丙烯、高密度聚乙烯、聚甲醛等，其结晶固体与熔融状态的密度显著不同，所以防止缩孔很困难，这时如果允许用非结晶性共聚物代替，就能减少缩孔。另外，如果填充无机填充剂，如玻璃纤维、石棉等也可使缩孔变小。
4．熔接痕 成形的熔料汇合处产生的细线称为熔接痕。这是低温熔料相汇合因不能完全熔合而产生的。这种情况发生在带孔的成形制件或多个浇口成形的制件，熔接痕处温度低于其它部位，并且影响制品表观质量。要想从根本上消除熔接痕，几乎是不可能的，只有改变其位置和清晰度，以达到用户的要求。其方法如下：
1）提高注射压力。在高压注射下，使熔料的汇合表面得到最好的熔合强度。
2）提高模具温度。使待熔合区域部分温度偏高，从而达到良好的自熔合。
3）加快注射速度，使高温度在下降温的状态下迅速达到熔合。
4）合理设置排气槽，在熔接处达到排气通畅，使熔料流动时首先把空气或挥发成分排除掉，有必要利用镶件的缝隙排气或设置排气孔、排气道。
5）少用或不用脱模剂。当模型表面涂有脱模剂时，一旦接合处的熔料前锋沾有脱模剂时，会因二者相互不熔合而造成接合缝加深、强度降低，使制品该部位易开裂。

5．翘曲、弯曲和扭曲 注射成形时，随熔融料流动方向不同，其收缩率也不相同。通常情况下，熔融料流动方向的收缩率远比垂直方向收缩率数值大。结晶性塑料的收缩率本来就大，而收缩率在不同方向上的差值与收缩率相迭加，就比非结晶性塑料更大。有时收缩率还受成形制件壁厚的影响，壁厚不均会造成制件的不规变形。引起制件翘曲、弯曲和扭曲的不规律变形的具体原因及其防止方法有下列几种。
1）由成形应变引起。因为成形收缩在方向上有差异以及壁厚的变化产生了成形应变，因此，提高模具温度、提高熔料温度、降低注射压力、改善浇注系统的流动条件等均可减小收缩率在方向上的差值。但是，许多制件不是只改变成形条件就可以矫正过来的。如大面积板状制品，采用中心部位点浇口是难以控制不翘曲的，只有选用侧面扇状浇口进行注射，方可解决此类问题。因此，有时需要改变浇口位置和数量。也有时要改变制品设计。比如利用非工作面添加强肋等方式以防止向上翘曲，都可以收到较好的效果。
２）冷却不充分或不均匀。在制件未得到完全冷却的情况下被脱出型腔，因为形状不对称而产生非对称收缩，造成翘曲变形。延长在模内的冷却时间，或待完全硬化后再顶出型腔，可以有效地解决此问题。另外，适当地降低模具温度，相对延长冷却时间，也可收到较好的效果。
采用辅助工具来矫正尚未完全定型的塑件，也是实际生产中常用的一个方法。尤其对于框架式非对称形状的制品。当尚有余温的制件被固定在预先准备好的辅助工具上，随之冷却一段时间后，从原始状态限制了变形。这段冷却时间一般在制件达到常温状态时即可，能够得到理想的制件。

６．开裂、裂纹、微裂和发白　　当制件被顶出型腔的瞬间，由于各种原因，产生开裂、裂纹、微裂和发白等现象。它不同程度地反映了“裂”的状况，即使制品没有局部破碎，但已经是残次品了。
由于制品原料种类不同，因而产生“裂”的状况也各不相同。PS原料的制品在成型后数小时可能发生自然开裂，AS原料的制品在顶出瞬间易产生微裂，而ABS和PP原料的制件，不会产生裂纹现象，却是以顶杆部位顶出白印的形式表现出来（对于这种情况，可以采用热风加温的方法加以消除）。尽管它们的表现方式不同，但就其原因有如下几点：

树 脂 名 称
斜 度
PE、PP、PVC（软）
30'～1。
ABS、PA、POM、PVC（硬）、PSF
40'～1。30'
PS、有机玻璃
50'～2。
热固性塑料
20'～1。
1）脱模不畅。顺着制件脱出的方向，模具型腔要加工出一定的斜度，因原料种类而异，脱模斜度不一，当模具没有达到必要的脱模斜度时，制件在脱模过程中受到阻碍，使制件表面出现破损或发白现象。型腔脱模斜度尺寸可参照下表。另外，型腔侧壁表面粗糙度Ra>0.8~1.6μm时,或者机械抛光方向与脱模方向不一致时,也会造成脱模不畅.注意模具抛光质量,并且在增大拔模斜度的同时,在成型件开裂发白处增设顶杆,并且使顶杆分布尽可能平衡,使制件平稳地脱出,可以有效地克服脱模不畅的问题。

型腔起模斜度参考值

2）过填充。为了防止缩孔的出现，经常采用高压、大料量注射，易形成注入模腔的熔融料过多。这时制件内部产生极大的压力。而这时的收缩变得很小，不但容易开裂，并且放置一段时间后，内部应力更容易造成微裂。欲消除过填充的开裂，可以提高熔料温度，降低注射压力，提高模具温度等。
3）冷却不充分。当制件未完全硬化时，就将其脱出型腔，容易在顶杆周围产生开裂或白痕。可以延长在腔内的冷却时间，也可改变模具的冷却方式，争取在相同的冷却时间下，得到更好的冷却效果。就是说，冷却不充分不能仅以延长冷却时间为途径进行改进。即要保证生产周期，又要保证成形质量。
7．银丝 在制件表面熔融料流动方向上产生银白色纹理称为银丝。这种现象产生的原因虽然很多，但主要是因原料干燥不彻底，原料中有水分或挥发成分造成的。当产生银丝时，应当首先彻底干燥原料。如果仍未排除，可检查其它原因，大致有以下几种情况：
1）由原料内水分或挥发成分引起的。如果用未经充分干燥的原料成形，加热时水分或挥发成分在料筒内被气化，并随熔融料一起从喷嘴注入模腔。这种夹杂着气体的熔料一接触到模腔就冷凝硬化，气体防碍熔料与型腔表面的密贴，并沿着流动方向形成白色纹理，这就产生了银丝。即使充分干燥后的原料，在梅雨季节或空气湿度极高的天气，也可能在料斗中吸潮而产生银丝，尤其象ABS这类吸湿大的原料更易产生。有时，因为制件壁厚变化大，制件排气不畅以及注射量不足等，也容易产生银丝。
2） 由塑料分解引起的。塑料本身分解，或者添加的稳定剂、抗静电剂分解，结果产生气体，这与未完全干燥的情形相同，往往也产生银丝。解决的方法是降低熔料温度，尽量缩短熔料在机筒内的停留时间。
3） 模具表面的水分或挥发成分引起的。如果模腔表面沾染水分，被高温的熔料气化之后往往造成银丝缺陷。这时，制件表面发暗，如果消除了暗这一缺陷，也就同时消除了银丝。
4） 由粉料造成的。当注射机采用粉料直接成形时，很容易卷入空气，空气与熔融料一同运送到喷嘴，从喷嘴注射出来夹杂着气体的熔融料，与型腔表面不密切贴合，因而产生银丝。如果将料筒下部充分冷却或者使料筒后部温度偏低，就可以解决这个问题。也可以降低螺杆转数，提高背压以预防银丝的出现。
5） 熔料温度偏低引起的。如果注入模腔的熔料温度偏低，一般表现为波纹，熔料温度不均匀，被注入模腔即产生了波纹。提高熔料温度、加大模具的冷料穴等有助于消除此类问题。
8．光泽不佳（发暗） 制件表面光泽达不到塑料所应有的光亮程度，模糊发暗，表面好似覆盖了一层乳白色的膜，使透明度下降，其具体产生的原因如下：
1） 模具抛光不佳。光泽要求高或者是透明制品，模具型腔表面抛光要求十分严格，通常要采用化学机械抛光的方法，借用化学药剂对金属表面的平整作用，加之机械抛光，方可达到预期效果。仅靠手工抛光是难以满足要求的。透明制品尤为重要。另外，可以采用型腔镀铬来提高制品透明度，但要防止镀铬层的脱落。在镀铬过程中，由于型腔形状和镀铬机理的原故，易使型腔产生倒起斜度，给脱模带来困难，必须要注意。即欲镀铬的型腔，要增加起模斜度的数值。
2) 塑性流动性不佳。熔料在接触模具型腔表面时，立即冷凝会产生细微的凸凹，则使制件光泽降低。如果能减缓塑料的冷凝硬化，可以消除这种发暗现象。因此，提高熔料温度，加快注射速度，提高模具温度都可以有效地提高制件的光泽。
3) 模具温度不符合要求。有些塑件的光泽随着模具的温度变化，可以寻找最佳光泽的模具温度，这需要在注射中进行探索。
4) 型腔存有脱模剂。脱模剂存留在型腔表面，阻碍熔料与模腔的密贴，使制件表面模糊发暗。因而，
在生产光泽要求高的制件情况下，注射前最好不用或少用脱模剂。
9．制件尺寸不符合要求
1） 尺寸变大。在模具设计时，按照理想的注射工艺参数，取收缩率范围的适当数值。但是，注射出的制品经常有过大的尺寸出现。当这种情况出时，千万不要轻易修改模具，而是要认真查找其内在的原因。
a) 注射压力过高。高压注射条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大。
b) 模温较低。事实上使熔料在较低温度的情况下进行成形，收缩率趋于小值，造成制件尺寸偏大。
2） 尺寸变小。
a) 注射压力偏低的情况下，分子的密度相对偏低而使制件在冷却后收缩得大，制件尺寸变小。
b) 模温越高，由于模具和塑料处于较高的膨胀状态，所以收缩率就越大。当塑料制件从模内取出时，体积会缩小，从而造成尺寸变小。
可见，无论制件尺寸变大还是变小，都不要轻易修改模具，完全可以通过调整工艺条件和改变模具温度来改变试模时制件尺寸大小。当然，这种尺寸大小的调整是有限制的，但是，以制件能顺利脱模为准。尤其是在前一、二次试模中，制件尺寸误差不是很大时，不要轻易修改模具，否则造成不必要的损失。
试模时出现的粘模现象及改正措施。
1. 粘模腔 制品粘在模腔上是指制件在模具开启后，按照设计示意图应当留在凸模上，但却留在相反的方向，致使无法正常脱模，其主要原因是：
1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。
2） 注射保压和注射高压时间长，从而造成过量充模。
3） 固化时间过短，物料在设定时间内不能固化。
4） 模腔温度太高，模芯温度偏低，造成反向收缩，在设定温度内，制件不能充分固化。
5） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内进行固化。
6） 可能型腔存在凹槽，或者分型面边缘曾被撞击过，或者抛光方向与脱模方向不相一致。
2. 粘模芯
1) 注射高压与注射保压压力过高，以及注射保压与注射高压时间过长而造成过量充模。
2) 闭模时间过长，使制件在模芯上的收缩量过大。
3) 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。
4) 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内进行固化。
5) 可能存在凹槽或者抛光方向需要改进。
3. 粘主流道
1) 注射高压或注射保压压力过高。注射保压与注射高压时间过长，因而使主流道物料无法收缩并脱离流道壁。
2) 开模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。
3) 主流道衬套区域的模温过高，不允许物料充分收缩。
4) 检查主流道衬套内孔是否比喷嘴孔大，以及配合是否能阻止物料陷入衬套与喷嘴之间。
5) 检查主流道拉料杆是否正常工作。
三、 试模常见现象及原因
以上制件表现质量、制件尺寸变化和制件及料把巾附方向三面分析注射过程中制件缺陷的产生及改正措施、工艺条件调整及模具的改进.在实际生产中,一个现象有出现,往往有多种原因导致而成,很难一目了然。由于材料设备模具工艺参数的选用，加工前后的处理工作及操作人员素质等方面因素的影响，注射成型过程中必然出现一些不良现象，制件产生某些缺陷。请参阅下表。

试模时易产生的缺陷及原因

缺 陷 原 因
制件不足
溢边
凹痕
银丝
熔接痕
气泡
裂纹
翘曲变形
料筒温度太高

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料筒温度太低
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注射压力太高

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注射压力太低
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模具温度太高

模具温度太低

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注射速度太慢
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注射时间太长

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注射时间太短
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模具温度太低

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成形周期太长

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加料太多

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加料太少
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原料含水分过多

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分流道或铸口太小
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模穴排气不好
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制件太薄
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制件太厚或变化大

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成型机能不足
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成型锁模力不足

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