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老板再也不操心成品率,现在就告诉你注塑制品开裂原因!
注射成型时,高聚物熔体的分子排列,在外力的作用下会产生分子链的取向,当高分子链从一种自然的稳定状态强迫过渡到另一种取向状态,最后被冻结在模具内时,冷却后的塑件就会产生残余应力。残余应力太高。当塑件内的残余应力高于树脂的弹性极限时,塑件表面就会产生裂纹及破裂。
同时,熔料在冷模内因温差较大,很快由粘流态变化为玻璃态,已取向的大分子来不及恢复初始的稳定状态就被冻结,也使塑件表面残余了一部分内应力。
开裂,包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机,按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。主要有以下几个方面的原因造成:
1.加工工艺方面:
加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。
调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。
适当调高模具温度,使制件易于脱模,适当调低料温防止分解。
预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。
适当使用脱模剂,注意经常消除模面附着的气雾等物质。
制件残余应力,可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。
在模具设计和制作方面,可以采用压力损失最小,而且可以承受较高注射压力的直接浇口,可将正向浇口改为多个针式点浇口或侧浇口,并减小浇口直径。设计侧浇口时,可采用成型后可将破裂部分除去的凸片浇口形式。
例如,聚碳酸脂,聚氯乙烯,聚苯醚等原料的熔体流动性能不良,需要在高压条件下注射成型,浇口处极易产生裂纹,如果采用凸片或侧浇口,可将成型后产生在凸片部分的裂纹部分除去。此外,在浇口周围合理采用环状加强筋也可减少浇口处的裂纹。
在工艺操作方面,通过降低注射压力来减少残余应力是一种最简便方法,因为注射压力与残余应力呈正比例关系。如果塑件表面产生的裂纹四周发黑,即表明注射压力太高或加料量太少,应适当降低注射压力或增加供料量。在料温及模温较低的条件下成型时,为使型腔充满,必然要采用较高的注射压力,致使塑件内残余大量应力。
对此,应适当提高料筒及模具温度,减少熔料与模具的温差,控制模内型胚的冷却时间和速度,使取向的分子链有较长的恢复时间。
此外,在保证补料不足,不使塑件产生收缩凹陷的前提下,可适当缩短保压时间,因为保压时间太长也容易产生残余应力引起裂纹。
2.模具方面:
顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。
制件结构不能太薄,过渡部份应尽量采用圆弧过渡,避免尖角、倒角造成应力集中。
尽量少用金属嵌件,以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。
对深底制件应设置适当的脱模进气孔道,防止形成真空负压。
主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模,这样易于脱模。
主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。
3.材料方面:
1).再生料含量太高,造成制件强度过低。
2).湿度过大,造成一些塑料与水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂。
3).材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳,受到污染都会造成开裂。
不同原料对产生残余应力的敏感度不同,一般非结晶型树脂比结晶型树脂容易产生残余应力引起裂纹;对于吸水性树脂及掺用再生料较多的树脂,因为吸水性树脂加热后会分解脆化,较小的残余应力就会引起脆裂,而再生料含量较高的树脂中杂质较多,易挥发物含量较高,材料的强度比较低,也容易产生应力开裂。
实践表明,低粘度疏松型树脂不容易产生裂纹,因此,在生产过程中,应结合具体的情况选择合适的成型原料。
4).在操作过程中,脱模剂对于熔料来说也是一种异物,如用量不当也会引起裂纹,应尽量减少其用量。
5).塑件内嵌件材料应力
由于热塑性塑料的热膨胀系数要比钢材大9~11倍,比铝材大6倍。因此,塑件内的金属嵌件会妨碍塑件的整体收缩,由此产生的拉伸应力很大,嵌件四周会聚集大量的残余应力引起塑件表面产生裂纹。这样,对于金属嵌件应进行预热,特别是当塑件表面的裂纹发生在刚开机时,大部分是由于嵌件温度太低造成的。
另外,在嵌件材质的选用方面,应尽量采用膨胀系数接近树脂特性的材料。例如,采用锌,铝等轻金属材料制作嵌件优于钢材。
在选用成型原料时,也应尽可能采用高分子量的树脂,如果必须使用低分子量的成型原料时,嵌件周围的塑料厚度应设计得厚一些,对于聚乙烯,聚碳酸脂,聚酰胺,醋酸纤维素塑料,嵌件周围的塑料厚度至少应等于嵌件直径的一半;对于聚苯乙烯,一般不宜设置金属嵌件。
4.机台方面:
注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会降解。