射出成型之缺陷异常原因分析与对策

【射出成型之缺陷異常原因分析与对策】
概述
成型品原则上都是依据规格/标准和客户的要求制造的，但在实际注塑秤过程中它的变化仍是相当广泛而复杂的；有时当生产进行得很顺利时，会突然产生缩水、变形、裂痕、银纹或其它不良缺陷等。

在注塑时我们需从胶件所产生的缺陷，来准确分析/判断问题点所在，找出解决问题的方法，这是一种专业性的技术及经验的累积。

有时只要变更注塑工艺条件、对模具/机器方面稍做调整与改善或更换所使用的原料，就可以解决问题。

注塑成型中对成型品物性的主要影响因素可从以下四个方面来考虑：
A、原料
B、注塑机
C、注塑模具
D、成型条件
注塑过程中出现的异常问题很多，主要是“产品质量缺陷”和“注塑生产中特有的异常现象”两大类。

注塑产品常见的质量缺陷有：缺胶、缩水、银纹（料花）、披锋（飞边）、烧焦、气泡（缩孔）、水波纹、喷射纹（蛇纹）、流纹（流痕）、夹水纹、裂纹（龟裂）、顶白、表面无光泽、翘曲变形、黑条、混色、拖花、透明度不足、尺寸偏差、剥离（起皮）、冷料斑、黑点、气纹、色差、盲孔、断柱等……
注塑生产中特有的异常现象有：喷嘴流涎（流涕）、漏胶、胶件粘模、水口拉丝、嵌件不良、多胶、断针、堵嘴、顶针位穿孔、模印、压模、塑化噪音、下料不畅、螺杆打滑、开模困难等等。

下面分析各种注塑缺陷及异常现象产生的原因并探讨其解决问题的方法。

A、注塑常见缺陷原因分析及改善方法
目錄
1、走胶不齐的原因分析及改善对策且 (2)
2、缩水（缩痕）的原因分析及改善对策 (3)
3、银纹（料花、水花）的原因分析对改善对策 (5)
4、披锋（飞边）/烧焦（困气）原因分析及改善对策 (8)
5、缩孔（真空泡）的原因分析及改善对策 (9)
6、水波纹的原因分析及改善对策 (10)
7、喷射纹（蛇纹）/流纹（流痕）的原因分析及改善对策 (11)
8、夹水纹（熔接线）的原因分析及改善对策 (12)
9、裂纹（龟裂）的原因分析及改善对策 (13)
10、顶白或顶爆的原因分析及改善对策 (14)
11、成品表面无光泽/胶件翘曲变形的原因分析及改善对策 (15)
12、黑条（黑纹）的原因分析及改善对策 (17)
13、混色的原因分析及改善对策 (18)
14、拖花（拉伤）/透明度不足的原因分析及改善对策 (19)
15、尺寸偏差/剥离（起皮）的原因分析及改善对策 (20)
16、冷料斑/黑点的原因分析及改善对策 (21)
17、气纹（阴影）的原因分析及改善对策 (22)
18、色差的原因分析及改善对策 (23)
19、强度不足的原因分析及改善对策 (24)
20、气泡/金属嵌件不良的原因分析及改善对策 (25)
21、盲孔的原因分析及改善对策 (26)
22、内应力产生的原因及改善对策 (27)
23、表面浮纤产生的原因对改善对策 (28)
24、白点产生的原因及改善对策 (29)
25、注塑生产特有的异常现象（11种现象） (30)
26、其它注塑异常现象（10种情况） (36)
一、走胶不齐（缺胶未射滿）
充填不足是溶融的塑料未完全注满模具成型空间的各个角落之现象。

充真不足的原因有：a、成型条件设定不适当；b、模具的设计与制做不合理；c、成型品的肉厚太薄等所致。

成型条件的对策是提高熔料温度（熔胶筒温度）、提高模具温度、增大注射压力/注射速度及提高溶料的流动性；模
具方面可增大主流道或分流道尺寸或者检讨烧口位置、大小、数目等，设法使熔融材料容易流动。

为了使用成型空间内的气体顺利疏散，可在适当位置设置排气糟。

下表即为缺胶产生的原因分析及改善方法；
二、缩水（缩痕）
注塑件表面上的凹、空洞称为水，它除了影响胶件的外观外，亦会降低成品的强度；缩水与成型工艺、模具设计及使用塑料种类均有关系。

1、塑胶材料方面
不同塑胶原料的缩水率请参见附表一，通常容易缩水的原料大都属于结晶型塑料（如：尼龙、百折胶等）。

在注塑过程中，结晶型塑料受热成流动状态时，分子呈无规则排列；当射入较冷的模腔时，塑料分子便慢慢地整齐排列形成结晶，导致体积收缩后，其尺寸小于规定的范围，就是所谓的“缩水”。

2、注塑工艺技术方面
在注塑技术控制方面，出现缩水的情况有：a、保压压力不足；b、注射速度太慢；c、浇口太小；d、流道过细/过长等。

因此在设定注塑工艺条件时，必须检讨成型条件是否正确及保压是否足够，以防出现缩水问题。

3．模具及产品设计方面
缩水产生的根本原因在于产品的壁厚不均所引起的，产品的柱位、筋位的表面易出现缩不。

模具的流道设计及冷却效果对成品的影响也很大，由于塑料的传热能力较低，若距离模壁越远或越厚，则其凝固及冷却较慢，应有足够的塑料填满模腔，注塑机的螺杆在注射或保压时，熔料不会因倒流而降低压力；另一方面流道及浇口亦不能冷凝太快，以免半固塑料阻塞流道造成压力下降，引致成品缩水。

不同的模流过程有不同的收缩率，延长保压时间，可确保制品有充足的时间冷却和补胶。

下表即为缩水产生的原因分析及改善方法：
银花的形成，一般是由于注射起动过快，使模前端的空气无法被熔体挤压排出，空气夹混在胶料内，使得制品表面光泽及颜色不均更是所谓的银纹。

银纹不但影响外观，而且使塑件的机械强度降低许多；为避免发生这种缺陷，必须找出原因并予以改善。

银纹的形成既然是由于熔体中含有气体，那么探讨这些气体的主要来源分别为：1．塑料本身含有水份或油剂
由于塑料在制造过程时曝露于空气中，吸入水气/油剂或者在混料时掺入了错误的比例成分，使这些挥发性物质在熔胶时，受高温而变成气体。

2．熔料受热分解★
如果熔胶筒温度、背压及熔胶速度调得太高，或成型周期太长，则对热敏感的塑料（如：PVC、赛钢及PC等），容易因高温受热分解产生气体。

3．空气
塑料颗粒与颗粒之间均含有空气，如果熔胶筒在近料斗处的温度调得很高，使塑料粒的表面在未压缩前便熔化而粘在一起，则塑料粒之间的空气便不能完全排除出来。

只有将塑料烘干并采用适当的熔胶温度及速度，再配合适当的背压，才能得到理想的注塑制品。

此外，模具设计亦是很重要的一环，通常流道很大而浇口很小的模具，气体进入模腔内的机会减少很多；而排气系统设计适当，则银纹产生的机会亦会降低。

能阻止少量气体进入模腔的浇口设计
在注塑成型技术上，有一种方法可防止银纹的产生，在模具的构造中设有加压装置和一个压缩空气入气孔，锁模后则压缩空气进入模具中，使模内气压增高。

当熔融塑料时入高压模具时，模具的气孔在此时开始排气，使模腔具保持一定压力，增加模具空气压力，就能避免银纹发生的机会。

举例说：普通的注射方法在处理ABS水份含量0.1%时,便会出现银纹;而逐渐增加模内的气压,则可处理含水量较高的ABS,亦不会出现银纹。

下表即为银纹产生的原因分析及改善方法：
四、披锋（飞边）
注塑生产过程中胶件周边出现披锋（飞边）是一种常见的注塑问题，若注射压力/保村压力过大、末端注射速度过快、锁模力不足、顶针孔或行位（滑块）磨损、合模面不平整（有间隙）、材料的粘度太低（如：尼龙料），产品周边及顶针/抽芯（行位）周围就会产生披锋，PP、PA料塑件的周边及顶针位最易产生飞边。

披锋是注塑成型作业中属于最恶劣的情况，若飞边粘在模具分型面，残留下来直接锁模的话，则会损伤模具分型面，该损伤部位又会导致产生新的飞边，怎么也没办法。

所以需特别注意出现披锋，合理调校注塑工艺参数，并做好模具的使用/清洁/润滑/保养工作。

下表即为披锋（毛边）产生的原因分析及改善方法：
注塑过程中若模具排气不良或注射速度过快，模具内的空气来不及排出，会在瞬间高压的压缩下，急剧升温达300℃以上，在产品的柱位、边角位或熔胶流动的末端会产生困气、烧焦、烧黄现象。

下表即为烧焦（困气）产生的原因分析及改善方法：
注塑过程中由于塑件壁厚变化较大，在胶件太厚的部位易产生缩孔（真空泡），产生缩孔的原理和缩水一样，区别是缩水在胶件的表面凹陷，而缩孔是在内部形成空洞。

缩孔通常产生在厚壁部位，主要与模具冷却快慢有关，熔料在模具内的冷却速度不同，收缩程度不一样；若模温过低，熔料表面急剧冷却，将壁厚部分内较热的熔胶拉向四周表面，造成内部出现缩孔（真空泡）。

缩孔不但会影响制品的强度和机械性能，透明产品内部的缩孔还会影响外观。

缩孔的改善方法重点是控制模具温度，其它与改善缩水的措施相同。

下表即为缩孔（真空泡）产生的原因分析及改善方法：
水波纹是熔融材料流动的痕迹，以浇口为中心而呈现的波纹模样。

水波纹是最初流入成型空间的材料冷却过快，
而与其后流入的熔料之间形成皱纹所致。

为了防止出现水波纹，可提高熔料温度和模具温度，改善熔料的流动性，调整注射速度。

残留于喷嘴前端的冷料，若直接进入成型空间内，亦会造成水波纹；因此在主流道与分流道的末端应开设滞料穴（冷料井），可有效的防止水波纹的发生，同时亦可增大流道或浇口的尺寸来改善。

下表即为水波纹产生的原因分析及改善方法：
八、喷射纹（蛇纹）
注塑过程中若浇口的形式、大小、位置不适或浇口处的注射速度过快，塑件表面（侧浇口前方）会产生象蛇行状的喷射纹。

注塑过程中若料温/模温过低、产品断面厚薄相差太多、相应部位的注射速度过快，塑件表面会产生乱流纹（流痕），乱流纹经常出现在进浇口前方、胶件壁厚变化大或拐角的部位。

下表即为乱流纹（流痕）产生的原因分析及改善方法：
熔接线是熔融塑料流动时，冷料前锋相结合处所形成的细线。

熔接线发生的原因如下所示：
1、成型品形状（模具构造）所致熔料的流动方式；
2、熔融材料的流动性不良；
3、熔融材料合流处卷入空气、挥发物或离形剂等异物。

熔接线是流动的熔料前端部合流时，此部分的材料温度特别低所致，即合流部位不能充分熔合所致。

在成型品的窗、孔部位周边难免会在熔料合流处产生熔接线。

但材料的流动性特别良好时，可使结合线之程度减至最小。

改变浇口的位置、数目，将发生熔接线的位置移往其它地方，在熔合部设置排气槽，迅速疏散此部分的空气及挥发物，或在熔合处附近开设熔料溢流穴，将结合线移至冷料穴中，事后再将其切除也是有效的处理对策。

熔接线不仅有碍成型品之外观，同时也不利于成型品的强度，不含玻璃纤维等填充料的非增强塑料之熔接线部位的强度与其它部位相差无几，但玻璃纤维增强塑料的玻璃纤维在熔合部位的强度会低很多。

下表即为夹水纹产生的原因分析及改善方法：
十一、裂纹（龟裂）
注塑过程中若浇口形状/位置不当、注射压力/保压压力过大及保压时间过长、产口脱模不顺（强行顶出）、成品内应力过大或分子取向应力过大，塑件表面会出现龟裂（细小裂纹），严重者则开裂。

PS、PC料的制品很容易出现裂纹现象，由于内应力过大所引起的裂纹可以通过“退火”处理的方法来消除内应力。

下表即为裂纹（龟裂）所产生的原因分析及改善方法；
十二、顶出或顶爆
注塑过程中若注塑压力/保压压力过大、骨位/柱位脱模斜度不够、脱模困难、模芯穴位不光滑（有倒扣），胶件在顶出脱模时其表面（顶针位）会出现顶白的现象，严重的会发生顶凸/顶爆情况，ABS、HIPS料产品的表面最易出现顶白现象，胶件表面轻微顶白可用风筒吹热风来改善或消除。

下表即为顶白产生的原因分析及改善方法；
十三、成品表面无光泽
成型品表面失动材料本来的光泽，形成乳白色层模，或为模糊状态（哑色）等均称为表面无光泽。

成型品表面光泽不良，大都是由于模具表面状态不良所致。

模具表面抛光不良或有模垢时，成型品表面当然得不到良好的光泽；使用过多的离型剂或油脂性离型剂亦是表面光泽不良的原因。

材料吸湿或含有挥发物及异质物混入（污染），亦是造成制品表面无光泽不良的原因之一。

下面即为成品表面无光泽产生的原因分析及改善方法：
注塑制品出现翘曲变形的原因很多，例如脱模太快、模温过高、模温不均及流道系统不对称等。

其中两种最大的可能性为：A、塑件厚薄不均或转角不够圆滑，因而不能均衡冷却收缩导致翘曲变形。

B、有些平板型塑件为了表面美观，流道浇口得设在产品边角位。

而射胶时，熔融塑料只能由一端高速射入模腔内，因此被凝固于模腔内的塑胶分子，均被拉直往同一方向排列状态（称为取向）。

此时塑件内取向应力很大，脱模时这些分子又被拉回原来的状态，因而产生变形。

为了使溶融塑料能顺利充填模腔，其设计要尽量避免以下各点：
1．同一塑件中厚薄相差太大；
2．存有过度锐角；
3．缓冲区过短，使厚薄转变相差悬殊。

从浇口分析，模具的设计要保证塑料能顺利进入模腔，故分流道要避免彩直角转弯形式，转弯点比较适合彩弧形过渡区，因此短而粗的分流道最理想，有助于减少流体阻力及流体取向现象。

但要考虑的问题是过大的浇口会增加流道废料，亦影响塑件的外观。

另外为了避免塑料充填时紧密程度不同，导致脱模困难而引起的变形，分流道的截面形状、大小就要根据射胶量及产品形状而改变。

产品较难成型的部分分流道加粗后，主流道也应相对加大，使主流道截面积等于分流道截面积之和。

还有两个值得注意的问题，其一是塑件顶出装置的形式，如果顶针设置太小，容易造成变形及翘曲现象；但顶针数量过多，会令部分成品不够美观，此时应考虑彩用推扳方式。

其二是模腔冷却流道的设计，应让塑件整体能均匀收缩，提高产品质量。

下表即为胶件翘曲变形的原因分析及改善方法：
黑条是成型品有黑色条纹的现象，其发生的主要原因是成型材料的热分解所致，常见于热稳定性不良的材料（如：PVC和POM等）。

有效防止黑条发生的对策是防止加热缸内的熔料温度过高，减漫注射速度。

加热缸内壁或螺杆若有伤痕或缺口，则附着于此部分的材料会过热。

引起热分解，止逆环（过胶圈）亦会因熔料滞留而引起热分解，所以粘度高的塑料或容易分解的塑料要特别注意防止黑条的发生。

下表即为黑条产生的原因分析及改善方法：
注塑过程中若粉扩散不均（相容性差）、料筒未清洗干净、原料中混有其它颜色的水口料、容料塑化不良，塑件的表面或流动方向变化的部位会产生局部区域颜色偏差（混色）的现象。

下表为混色产生的原因分析及改善方法：
若模腔侧面蚀纹太粗、脱模斜度不够、注射压力/保压压力过大、模具内侧有倒扣（毛刺），导致注塑过程中塑件外侧周边出现的粗细/深浅不同的沟槽，称为拖花（拉伤）。

下表即为拖花（拉伤）产生的原因分析及改善方法：
透明制品注塑生产过程中若料温过低、原料未干燥好、熔料分解、模温不均或模具表面光洁度不好，会出现透明度不足，影响其透明性。

下表即为塑件透明度不足产生的原因分析有改善方法：
注塑过程中若注塑工艺不稳定、熔料结晶度的变化、塑件冷却收缩不均、材料易吸湿、塑件或模具变形，塑件尺寸就会偏差（不稳定）。

下表即为胶件尺寸偏差产生的原因分析及改善方法：
二十、剥离（起皮）
注塑过程中若模具温度过低、熔料不相容、熔料中有杂质、料筒未清洗干净，塑件表面就会出现剥离/分层（起皮）现象。

下表即为剥离（起皮）产生的原因分析及改善方法：
注塑过程中若熔料不良、模具内有胶屑、流道中有流涎的冷料，塑件内部及表面就会产生冷料斑。

下表即为冷料斑产生的原因分析及改善方法：
透明胶件、白色产品及浅色产品，在注塑生产时常常会出现黑点问题，胶件表面黑点会影响制品的外观质量，造成生产过程中废品率高、浪费大、成本高。

黑点问题是注塑加工中头痛的难题，需要从水口料、碎料、配料、加料及生产过程中各个环节加以控制，才能减少黑点。

塑件表面出现黑点是管理上的问题，也是可以通过采取有效的管理措施来改善的。

下表即为黑点产生的原因分析及改善方法：
注塑过程中若浇口太小、注射速度过快、熔料流动变化剧烈、熔料中夹有空气，在胶件的水口位、角位及台阶处易产生气纹（阴影），特别是ABS、PC、PPO料的制品水口位易出现气纹。

下表即为气纹（阴影）产生的原因分析及改善方法：
注塑过程中若原料/色粉的变化、水口料回用量未控制、注塑工艺（料温、背压、残量、注射速度及螺杆转速等）变化、机台变更、混料时间不同、原料干燥时间过长、颜色需配套的产品分开做模（多套模具）、样板变色及库存产品颜色不一样，会导致相互配套产品的颜色出现色差。

胶件色差是注塑加工中经常发生的问题，也是最难控制的问题，一直令注塑技术和管理人员十分“头痛”。

解决色差现象是一项系统工程，需要从注塑生产过程中的各个工序（各环节）加以控制，才能得到改善。

下表即为色差产生的原因分析及改善方法：
二十五、强度不足
注塑生产中，若熔料过热分解、熔料塑化不良、水口料回用比例过大、水口料中混有杂料（塑料被污染）、胶件太薄，注塑件柱位/骨位在脱模时就会因强度不足（降低）而发生粘模/开裂现象。

当胶件强度不足时，在受力或使用时会出现脆裂（断裂）问题，影响产品的功能、使用寿命及外观。

下表即为强度不足产生的原因分析及改善方法：
气泡不同于缩孔（真空泡），它是指整个成型品内发生的细小气泡。

注塑生产过程中，若材料未充分干燥、注射速度过快、熔料中夹有空气、模具排气不良、塑料的热稳定性差，塑件内部就出现细小的气泡（透明胶件可以看到）。

胶件内部有细小气泡时，胶件表面往往会伴随有银纹（料花）现象，透明件会影响外观，同时也表明塑件材质不良，会降低产品的强度。

下表即为气泡产生的原因分析及改善方法：
注塑生产中对于一些配合强度要求高的塑件，经常会在注塑件中放入金属嵌件（如：螺丝、螺母、轴等），制成带有金属嵌件的塑胶制品或配件；在注塑带有金属嵌件时，常出现金属嵌件的位置不良、金属嵌件周边胶位开裂、金属嵌件周边披锋及金属嵌件损伤等问题。

下表即为金属嵌件不良产生的原因分析及改善方法：
二十八、盲孔
注塑过程中，胶件内柱孔位的成型孔针掉落，柱位无孔的现象称为盲孔。

产生盲孔的胶件为不良品，需落模重新安装成型孔针。

下表即为盲孔产生的原因分析及改善方法：
二十九、内应力
当塑料熔体进入快速冷却的模腔时，制品表面的降温速率远比内层快，表层迅速冷却而固化，由于凝固的塑料导热性差，制品内部凝固很缓慢，当浇口封闭时，不能对中心冷却收缩进行补料。

内层会因收缩处于拉伸状态，而表层处于相反状态的压应力，这种应力在开模后来不及消除而留在制品内，我们称之为残余应力。

在注塑制品中内应力有三种：1.骤冷应力;2.冻结分子取向;3.体积应变。

注塑件产生内应力后，可通过“退火”的方法减轻或消除，用四氯化碳（CCL4）溶液检测其是否有内应力。

在此，我们现就模温对PC制品的内应力做试验：
1．是在模温900C条件下注塑的制品，在四氯给碳溶液中浸泡90S（室温200C），无裂痕，内应力控制达标。

2．是将制品放在烤箱中用（1200C）的温度进行退火处理，然后在室温下冷却，再放在四氯化溶液中浸泡90S （室温200C），有很轻微的裂痕，说明经过热处理，内应力被释放很多。

3．是在常温下冷却后将产品放在四氯化碳溶液中浸泡90S（室温200C），有一处严重破裂，说明制品内应力过大，不合格。

PC内应力与其它因素的关系
1．模温30C，实验结果严重开裂，不合格。

2．射胶时间3.5S,射胶力90MPa(模温90C).
3．射胶时间2.5S,射胶压力130PMa(模温90C).
4．射胶时间2.5S,射胶压力90PMa(模温90C)OK
从上得出结论:在相同的模温和射胶时间下(如3.4所示),注射压力越大,内应力就越大;
在相同的模温和就射压力下(如2.4所示),射胶时间越长,内应力就越大
.
下表即为注塑件内应力产生的原因分析及改善方法:
三十、表面浮纤
注塑玻璃纤维增强塑料时，易在胶件的表面出现浮纤现象，使胶件表面光泽性变差，影响注塑件的外观质量。

下表即为胶件表面浮纤产生的原因分析与改善方法；
注塑PS、PP、PC料时，由于注塑机螺杆压缩比较小、熔料塑化不良，会在透明塑件中出现白点，影响产品的外观质量。

下表即为注塑件白点产生的原因分析及改善方法；
B、注塑生产中物有的异常现象
一、喷嘴流延（流涕）
在注塑过程中，深料塑化时，从喷嘴内流出熔料的现象称为喷嘴流涎（流涕）。

接触式注塑作业中，若喷嘴流涎，熔料流到主流道内，冷凝的胶料会影响注塑的顺利进行（堵塞浇口/流道）或在胶件表面造成外观缺陷（如：冷斑、缩水、缺胶等），特别是PA料最容易产生流涎。

在注塑过程中，热的熔胶从喷嘴头部或射嘴螺纹连接处流出来的现象称为漏胶。

喷嘴出现漏胶现象会影响注塑生产的正常进行，轻者造成产品重量或质量不稳定，重者会造成塑件出现缩水或缺胶现象，影响产品的外观质量，且不良品增多，浪费原料。

下表即为漏胶产生的原因分析及改善方法；
注塑过程中，胶件在开模时会经常发生胶件整体粘在前模腔内，这种现象称为胶件粘前模；若出现胶件粘前模，会造成生产障碍或出现不良品，要及时分析其产生的原因并予以改善，才会使生产正常进行。

下表即为胶件粘前模产生的原因分析及改善方法：
注塑过程中，开模后水口（流道）粘在模具流道内不能脱离出来的现象称为水口（流道）粘模，若出现水口粘模，会造成生产障碍。

下表即为水口粘模产生的原因分析及改善方法：。