在注塑生產(chǎn)過程中,制品的收縮痕(也常被稱為縮痕或凹痕)往往是因熔體在冷卻凝固過程中的體積收縮不均衡,或模具設(shè)計、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,可以從以下幾個方面進行綜合控制與優(yōu)化:
1. 模具結(jié)構(gòu)與澆口設(shè)計
壁厚均勻、合理分布
盡量使制品的厚度分布均勻,避免局部厚度過大。壁厚差異過大會導(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)計優(yōu)化、局部開設(shè)冷卻水路等方法來加快局部冷卻,提高該區(qū)域的致密性。
優(yōu)化流道和澆口位置
設(shè)計流道及澆口時,使熔體快速且均勻地充填模腔,盡量避免過長或過薄的流動路徑。
對于易出現(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,或使用多點澆口分散供料,從而縮短熔體在該處的充填時間,減少局部體積收縮。
局部加大保壓補料效果
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料,提高該區(qū)域的成型質(zhì)量。
冷卻系統(tǒng)設(shè)計
充分、合理地設(shè)計冷卻水路,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縮時的密實度,改善制品內(nèi)部緊實程度,從而減小收縮痕發(fā)生概率。
需注意不可盲目加大壓力,過高的壓力會引發(fā)飛邊、模具變形或機臺負(fù)荷過大等問題。
延長保壓時間
適當(dāng)延長保壓時間,可使更多的熔體在壁厚較大的區(qū)域得到充分補料,避免材料過早冷卻而導(dǎo)致空隙或表面凹陷。
同樣要平衡效率和制品質(zhì)量,保壓過長會影響成型周期,降低生產(chǎn)效率。
控制注射速度
如果注射速度過快,熔體在模腔內(nèi)可能產(chǎn)生不穩(wěn)定流動或滯留,局部冷卻不良,從而導(dǎo)致氣泡或縮痕。
通過分階段調(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和壓實。
模溫和料溫調(diào)控
適當(dāng)降低模具溫度或料溫,有助于縮短冷卻時間,提高密度,但溫度過低也會導(dǎo)致流動性變差甚至充填不足。
如果出現(xiàn)明顯的縮痕,可根據(jù)實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脂,如加纖聚丙烯、加纖尼龍等,這類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,可嘗試通過添加填料(如滑石粉、玻璃纖維等)或改變配方來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)、流動性能等因素均會影響制品的成型質(zhì)量。
在生產(chǎn)前對原材料進行充分干燥,且穩(wěn)定配方,避免由于材料批次差異過大導(dǎo)致的收縮不一致。
4. 外觀處理和結(jié)構(gòu)補償措施
做合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)補償
如果確實無法從壁厚、澆口位置等方面徹底解決,也可在產(chǎn)品設(shè)計階段對可能產(chǎn)生縮痕的區(qū)域加以結(jié)構(gòu)補償,如增強筋、凸包或在內(nèi)側(cè)調(diào)整加強肋形狀等,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
對于對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。
在確保功能和強度不受影響的前提下,盡量避免過分依賴外觀處理,而應(yīng)主要通過工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)縮痕的預(yù)防。
5. 生產(chǎn)過程中的監(jiān)測與控制
在線監(jiān)測生產(chǎn)參數(shù)
使用過程監(jiān)控手段(如壓力傳感器、溫度傳感器等),觀察實際保壓和冷卻過程,及時調(diào)整參數(shù),保證制品質(zhì)量穩(wěn)定。
發(fā)現(xiàn)縮痕趨勢時,及時調(diào)整注塑參數(shù)(如保壓壓力、時間),或改進冷卻系統(tǒng)。
定期維護與保養(yǎng)模具
模具磨損、型腔尺寸變化也會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、注塑工藝、材料選擇到生產(chǎn)控制等環(huán)節(jié)進行綜合優(yōu)化。通常做法包括:
改進模具結(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、保壓壓力和時間、模溫、料溫等)
采用收縮率較低或改性的塑料
對制品結(jié)構(gòu)和表面做適當(dāng)?shù)奶幚砼c補償