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一、熱塑性彈性體注塑制品凹痕和氣孔的原因
1.1.?熱塑性彈性體注塑產(chǎn)生氣孔的原因
在注塑產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,產(chǎn)品凹痕和氣孔是不良現(xiàn)象中發(fā)生頻率最高的,注入模具的塑料在冷卻時(shí)發(fā)生體積收縮,早冷卻部分即表面首先硬化,內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生氣泡;所謂氣孔指模具內(nèi)的材料從表面開始固化,對(duì)模具內(nèi)的全部容積來講材料相對(duì)不足,由于這個(gè)原因產(chǎn)生了真空狀態(tài)的孔,一般發(fā)生在制品厚的地方、材料熔接痕處、注料口處。但這種情況發(fā)生在熱塑性彈性體身上,則比較少見,原理很簡(jiǎn)單,當(dāng)硬度低的TPE,即使固化,也不會(huì)形成不可變形的外殼,最終形成塌陷。但除非熱塑性彈性體的硬度大于90A以上、制品厚度比較厚,材料流動(dòng)性超好、排氣不暢的情況。
由于水分以及揮發(fā)物產(chǎn)生的氣孔,一般都擴(kuò)散到制品的所有部分,氣孔的形狀一般較小,甚至不易察覺,但測(cè)試材料比重應(yīng)該很明顯,實(shí)際上材料整個(gè)處于發(fā)泡的狀態(tài),類似馬蜂窩被壓實(shí)的情況。這種情況,通常是材料沒有干燥到位,以及材料中某些助劑的分解、揮發(fā)等。
透明產(chǎn)品有氣孔就成問題,不透明產(chǎn)品有氣孔沒有使用上的障礙且產(chǎn)品內(nèi)也不宜看到。但是在有些應(yīng)用上,比如腳輪,如果有空穴,則嚴(yán)重影響腳輪的使用壽命,如下圖:
對(duì)于腳輪這種注塑結(jié)構(gòu),盡管排氣做的非常好(上圖可以看到在排氣處有多處溢料),但是在熔接痕處依舊有很大的空穴。我們猜測(cè)是因?yàn)檫@種型腔,是2股料流貼著圓周運(yùn)動(dòng),如果速度快到一定程度,料流一定沿著圓周切線運(yùn)動(dòng),而不是貼著圓周運(yùn)動(dòng),這個(gè)時(shí)候在2個(gè)料流匯合處,也就是切線相交處,產(chǎn)生了料子無法達(dá)到的地方,也就是空穴產(chǎn)生的原因。
1.2.?熱塑性彈性體注塑產(chǎn)生凹痕(塌陷)的原因
所謂凹痕就是冷卻慢的部分在氣泡收縮的方向產(chǎn)生了顯眼的凹面;以及收縮性大的熱塑性彈性體材料也容易產(chǎn)生凹痕。當(dāng)要改變成型條件來消除凹痕時(shí),應(yīng)該把設(shè)定條件往收縮小的方向設(shè)定。即模溫、料筒溫度降低,射出壓力提高,但是應(yīng)該注意由此可能會(huì)引起殘余內(nèi)應(yīng)力。
通常硬度低的熱塑性彈性體收縮率比硬度高的收縮更大,硫化程度高的熱塑性橡膠比硫化程度低的收縮率更大,填料多的熱塑性彈性體比填料少的收縮更小。通常TPU、TPEE的收縮率比TPE-S、TPV小的多。
因?yàn)榘己垡圆伙@眼為好,所以不影響外觀的時(shí)候,在模具上加工成腐蝕的模樣,例如紋狀、粒狀等。
如果成型材料是抗沖擊性聚苯乙烯HIPS(聚苯乙烯PS的一種)時(shí),用降低模溫來降低光潔度也有效果。但是這些方法一旦有凹痕發(fā)生,想修理磨光產(chǎn)品就有困難。
二、熱塑性彈性體注塑制品凹痕和氣孔解決方法
2.1?從成型工藝角度
即時(shí):提高射出壓力,延長(zhǎng)射出保壓時(shí)間,降低料筒溫度和模具溫度,水分和揮發(fā)物引起時(shí)應(yīng)充分干燥材料,在產(chǎn)生凹痕的地方強(qiáng)制冷卻。
短期:在產(chǎn)生凹痕的地方補(bǔ)上流邊。在產(chǎn)生凹痕的地方的材料通過有狹小的場(chǎng)所時(shí),把這部分加厚。
長(zhǎng)期:應(yīng)徹底避免設(shè)計(jì)制品厚度的差異。容易產(chǎn)生凹痕的加強(qiáng)筋,狹長(zhǎng)的形狀應(yīng)盡量短。 應(yīng)增大澆口、主流道、分流道、噴嘴孔。改進(jìn)排氣。
2.2?從材料成型性能角度
盡可能降低材料的收縮率,可以有效的避免凹坑(縮痕);如沒有必要,熱塑性彈性體材料的流動(dòng)性不要做的太好;選擇合適的材料助劑,避免高溫分解或者過度揮發(fā)份產(chǎn)生。
三、其它參考事項(xiàng)
3.1. 成型收縮性大的材料凹痕也大,例如聚乙烯PE、聚丙烯PP,即使只要稍微的加強(qiáng)筋,就會(huì)產(chǎn)生凹痕。這個(gè)低硬度的TPV、TPE-S因?yàn)槭湛s率在2~4%,所以凹痕表現(xiàn)更為突出。
3.2. 當(dāng)溫度降低到不產(chǎn)生凹痕時(shí),如果在模腔內(nèi)的材料還有壓力,應(yīng)該考慮到不會(huì)產(chǎn)生凹痕了。圍繞在模具內(nèi)的材料在模具內(nèi)的壓力即靜壓力,無論什么地方都是不一定的。
接近澆口部分的壓力高,如果材料的通邊寬,因?yàn)榈礁鱾€(gè)角落的壓力的傳遞,近澆口同遠(yuǎn)離澆口的地方的壓力差跟全體的壓力相比相差很小就不會(huì)產(chǎn)生凹痕,也就能得到不殘留內(nèi)部應(yīng)力的制品。
而部分的材料在流入有困難的場(chǎng)所時(shí),這個(gè)地方有高的壓力,其他地方的壓力降低就會(huì)產(chǎn)生凹痕。這一部分高壓的殘留,是制品的內(nèi)部應(yīng)力也大。在理想的狀態(tài)下材料溫度同模具溫度的上升,材料流動(dòng)性較好,并且射出在靜壓狀態(tài)也變低。
3.3. 在變化成型條件時(shí),溫度、壓力、時(shí)間的組合應(yīng)預(yù)先制作好的表格,按順序進(jìn)行,就可以早知道結(jié)果。首先時(shí)間變得很長(zhǎng)后,每逢壓力的微小變化也容易知道。應(yīng)注意的是:得到溫度變化時(shí)的結(jié)果,應(yīng)該在注射料之后,等溫度降下后再生產(chǎn)時(shí)的結(jié)果。
3.4. 判斷氣孔造成的原因,只要觀察塑料產(chǎn)品的氣泡在開模時(shí)是瞬時(shí)出現(xiàn)還是冷卻后出現(xiàn),如果當(dāng)開模時(shí)瞬時(shí)出現(xiàn),多半是物料問題,如果是冷卻后出現(xiàn)的則屬于模具或注塑條件問題。
- TPV/TPE業(yè)務(wù)助理
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