在注塑生產(chǎn)過(guò)程中,制品的收縮痕(也常被稱(chēng)為縮痕或凹痕)往往是因熔體在冷卻凝固過(guò)程中的體積收縮不均衡,或模具設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)調(diào)整不當(dāng)造成的。要有效降低乃至避免收縮痕,可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜合控制與優(yōu)化:
1. 模具結(jié)構(gòu)與澆口設(shè)計(jì)
壁厚均勻、合理分布
盡量使制品的厚度分布均勻,避免局部厚度過(guò)大。壁厚差異過(guò)大會(huì)導(dǎo)致材料在不同部位冷卻速度不同,從而造成收縮痕或表面缺陷。
若某處壁厚不可避免偏厚,可采用插入鑲件、流道設(shè)計(jì)優(yōu)化、局部開(kāi)設(shè)冷卻水路等方法來(lái)加快局部冷卻,提高該區(qū)域的致密性。
優(yōu)化流道和澆口位置
設(shè)計(jì)流道及澆口時(shí),使熔體快速且均勻地充填模腔,盡量避免過(guò)長(zhǎng)或過(guò)薄的流動(dòng)路徑。
對(duì)于易出現(xiàn)收縮痕的壁厚較大區(qū)域,可以盡量設(shè)置主流道或分流道更接近該區(qū)域,或使用多點(diǎn)澆口分散供料,從而縮短熔體在該處的充填時(shí)間,減少局部體積收縮。
局部加大保壓補(bǔ)料效果
在制品厚壁區(qū)域或易出現(xiàn)縮痕的部位,可以考慮在模具上加設(shè)輔助澆口或采用閥針式熱流道,以便在保壓階段能夠充分補(bǔ)料,提高該區(qū)域的成型質(zhì)量。
冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
充分、合理地設(shè)計(jì)冷卻水路,尤其在壁厚較大或易出現(xiàn)縮痕的部位,盡可能提高冷卻的均勻性,讓制品更快速、更均衡地冷卻定型。
2. 注塑工藝參數(shù)優(yōu)化
提高注射和保壓壓力
適當(dāng)提高注射壓力和保壓壓力,可以增加熔體充模及補(bǔ)縮時(shí)的密實(shí)度,改善制品內(nèi)部緊實(shí)程度,從而減小收縮痕發(fā)生概率。
需注意不可盲目加大壓力,過(guò)高的壓力會(huì)引發(fā)飛邊、模具變形或機(jī)臺(tái)負(fù)荷過(guò)大等問(wèn)題。
延長(zhǎng)保壓時(shí)間
適當(dāng)延長(zhǎng)保壓時(shí)間,可使更多的熔體在壁厚較大的區(qū)域得到充分補(bǔ)料,避免材料過(guò)早冷卻而導(dǎo)致空隙或表面凹陷。
同樣要平衡效率和制品質(zhì)量,保壓過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響成型周期,降低生產(chǎn)效率。
控制注射速度
如果注射速度過(guò)快,熔體在模腔內(nèi)可能產(chǎn)生不穩(wěn)定流動(dòng)或滯留,局部冷卻不良,從而導(dǎo)致氣泡或縮痕。
通過(guò)分階段調(diào)節(jié)注射速度,讓制品在薄壁區(qū)快速充填,在厚壁區(qū)或易出現(xiàn)收縮痕的區(qū)域適當(dāng)減速,有助于熔體更均勻地流動(dòng)和壓實(shí)。
模溫和料溫調(diào)控
適當(dāng)降低模具溫度或料溫,有助于縮短冷卻時(shí)間,提高密度,但溫度過(guò)低也會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)性變差甚至充填不足。
如果出現(xiàn)明顯的縮痕,可根據(jù)實(shí)際情況稍微提高模具溫度,讓材料在壁厚處先形成致密表層,減緩內(nèi)部收縮。
3. 材料選擇與配方調(diào)整
選用收縮率較低的材料或改性材料
不同樹(shù)脂材料的收縮率存在顯著差異。若制品易出現(xiàn)縮痕,可考慮選用收縮率較低或具有增韌改性的樹(shù)脂,如加纖聚丙烯、加纖尼龍等,這類(lèi)材料在厚壁部位能有效降低收縮率。
若必須使用原先的材料,可嘗試通過(guò)添加填料(如滑石粉、玻璃纖維等)或改變配方來(lái)降低材料整體的收縮率。
保證原材料質(zhì)量
原材料中的水分、雜質(zhì)、流動(dòng)性能等因素均會(huì)影響制品的成型質(zhì)量。
在生產(chǎn)前對(duì)原材料進(jìn)行充分干燥,且穩(wěn)定配方,避免由于材料批次差異過(guò)大導(dǎo)致的收縮不一致。
4. 外觀處理和結(jié)構(gòu)補(bǔ)償措施
做合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)補(bǔ)償
如果確實(shí)無(wú)法從壁厚、澆口位置等方面徹底解決,也可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對(duì)可能產(chǎn)生縮痕的區(qū)域加以結(jié)構(gòu)補(bǔ)償,如增強(qiáng)筋、凸包或在內(nèi)側(cè)調(diào)整加強(qiáng)肋形狀等,讓該區(qū)域更不容易表現(xiàn)出明顯的外觀凹陷。
表面紋理或處理
對(duì)于對(duì)外觀要求較高的制品,可以在模腔表面增加蝕紋等處理方式,弱化或掩蓋表面微小的縮痕缺陷。
在確保功能和強(qiáng)度不受影響的前提下,盡量避免過(guò)分依賴(lài)外觀處理,而應(yīng)主要通過(guò)工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)縮痕的預(yù)防。
5. 生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)與控制
在線監(jiān)測(cè)生產(chǎn)參數(shù)
使用過(guò)程監(jiān)控手段(如壓力傳感器、溫度傳感器等),觀察實(shí)際保壓和冷卻過(guò)程,及時(shí)調(diào)整參數(shù),保證制品質(zhì)量穩(wěn)定。
發(fā)現(xiàn)縮痕趨勢(shì)時(shí),及時(shí)調(diào)整注塑參數(shù)(如保壓壓力、時(shí)間),或改進(jìn)冷卻系統(tǒng)。
定期維護(hù)與保養(yǎng)模具
模具磨損、型腔尺寸變化也會(huì)影響制品的收縮和成型品質(zhì)。
保證模具的清潔度和精度,及時(shí)更換損壞的鑲件,確保模腔、澆口、排氣系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。
要減少和避免注塑制品的收縮痕,應(yīng)從模具設(shè)計(jì)、注塑工藝、材料選擇到生產(chǎn)控制等環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合優(yōu)化。通常做法包括:
改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)(壁厚、澆口、冷卻水路)
調(diào)整注塑工藝參數(shù)(注射速度、保壓壓力和時(shí)間、模溫、料溫等)
采用收縮率較低或改性的塑料
對(duì)制品結(jié)構(gòu)和表面做適當(dāng)?shù)奶幚砼c補(bǔ)償