常见注塑缺陷及解决方案

注塑缺陷原因分析与解决方案

一、变形/翘曲（ Warpage ）

塑胶件产生翘曲变形，导致制品的效或引起尺寸误差和装配困难；翘曲变形是塑件最严重的质量缺陷之一。

变形产生原因：

1、材料：物料收缩率大，如PA+GF的收缩率就很大，流动玻纤取向。

2、模具：

（1）产品两侧，型腔与型芯间温度差异较大；

（2）模具冷却水路位置分配不均匀，没有对温度很好地进行控制；

（3）浇口方式和位置设计不合理，特别加纤料，流动规则很重要；

（4）产品粘模引起变形，顶出不平衡导致变形；

（5）模具排气不佳，导致模腔内注塑压力大。

3、成型工艺：

（1）注塑压力过高或者注射速度过大；

（2）料筒温度、熔体温度过高；

（3）保压时间过长或冷却时间过短；

（4）尚未充分冷却就顶出，由于顶针对表面施压造成翘曲变形。

4、产品结构

（1）长条形结构翘曲加剧；

（2）产品结构不对称导致不同收缩；

（3）产品壁厚不均匀，突变或过薄，导致薄壁部分冷却较快引起翘曲。

解决方案：

主要应从产品和模具设计方面着手解决，而依靠成型工艺调整的效果是非常有限的。

1、材料：

（1）选择收缩性较小的材料，内部的长条形纤维会顺着流动方向发生取向。沿着取向方向收缩小、垂直取向方向收缩大，取向引起的收缩不均会导致产品变形；

（2）如PA66或PA+GF料都容易变形，评估时特别注意，提前做模流分析。

2、产品结构和模具：

（1）由于塑胶从熔体转变为固体体积必然收缩，厚度大收缩大，厚度小收缩相对也小，收缩不均产生的内应力导致产品变形。只能通过优化产品设计，尽量使产品壁厚均匀；（2）模具的冷却系统设计合理，使得产品能够冷却均匀平衡，控制模芯与模腔的温差。（3）合理确定浇口位置及浇口类型，可以较大程度上减少产品的变形，一般情况下，可采用多点式浇口，在评估阶段多做几种模流分析方案来验证最小变形；

（4）模具设计合理，确定合理的拔模斜度，顶针位置和数量，检查和校正模芯，提高模具的强度和定位精度；

（5）改善模具的排气功能。

3、成型工艺：

（1）降低注射压力、注射速度，采用多级注射，减小残余应力导致的变形；

（2）降低熔体温度和模具温度，熔体温度高，则产品收缩小，但翘曲大，反之则产品收缩大，翘曲小；模具温度高，产品收缩小，但翘曲大，因此，必须视产品结构不同，采取不同的方案，对于细长塑件可采取治具固定后冷却的方法；

（3）调整冷却方法或延长冷却时间，保证塑件冷却均匀，如不能按传统的方法做运水就需

考虑做3D打印水路模仁或镶件，保证冷却充分；PA66料产品收缩变形大出模后泡水；（4）设置螺杆回退来减小压缩应力梯度，使产品平整。

◆残余应力（Residual Stress）的影响

残余应力是指出模后未松弛而残余在产品中的各种应力之和，是在聚合物加工特别是注射成型过程中，注塑件在脱模后由于内部存在残余应力，发生表面翘曲变形的现象。注塑产品残余应力通常会导致翘曲变形，引起形状和尺寸误差；同时残余应力导致的银纹及其他缺陷，都会使构件在使用过程中过早失效，影响其使用性。所以，只有残余应力接近零时，脱模比较顺利，并能获得满意的产品。

1.残余应产生原因：

注塑产品的残余应力有两个来源：一个是取向残余应力，一个是收缩残余应力。对于注塑成型工艺而言，熔体的注射温度、模腔温度、熔体充填时间和充填速度、保压压力以及流道的长短都会对流动应力产生影响。

2.取向残余应力产生位置：

（1）浇口位置：因射速快或保压时间长而容易产生挤压取向应力；

（2）壁厚急剧变化处（胶位突变）：特别是由厚到薄处，会因壁薄位置剪切力强而产生挤压取向应力；

（3）料流充填不平衡处：会因为过度充填造成局部挤压而产生挤压取向应力。

3.收缩残余力产生位置：

（1）主要发生在壁厚不均产品上，壁厚变化剧烈的位置，由于热量散发不均匀，所以容易产生不同的收缩取向；

4.产品结构

（1）壁厚分布不均匀，在壁厚变化区域，产生剪切速率的变化，导致应力的发生；

（2）尖角位置易产生应力集中。

5.模具

（1）浇口大小及位置设置不当也会导致料流填充不平衡，局部位置可能会过度充填，产生较大挤压剪切应力。

6.成型工艺

（1）在确保注塑的前提下，保证合理的注射压力可避免局部压力过大产生应力；

（2）保压压力与时间过长都会增大浇口处的分子取向而产生较大残余应力；

（3）模具温度太低会导致应力不能及时释放而残留；

（4）提高熔体成型温度将会降低黏度，降低分子链的取向应力，从而降低残余应力。

解决方案：

1、模具

（1）分流道安排平衡合理，增加分流道尺寸；

（2）模具的冷却系统设计布置合理，尽量使制作表面各部分以均匀的冷却速率固化；（3）模腔厚度均匀，避免出现大的变化；

（4）改进模具浇口位置、浇口设计，避免流程太长导致不同位置压力传递不同；

（5）合理的模具设计，避免尖角的存在而形成应力集中。

2、成型工艺

（1）提高注射速度、注射压力，采用多级注射，减小残余应力导致的变形；

（2）调整模具温度到合适的值；

（3）提高熔体温度；

（4）适当减少保压压力、保压时间，避免应力集中。优化保压设置，使用两段保压。第一段在远浇口端，使用高压，降低远浇口端的收缩；第二段在近浇口端，使用低压，增加近浇口端的收缩，确保产品收缩一致。

二、结合线（Weld Line ）

结合线又称为熔接痕、熔接线、熔接缝、夹水纹，两股相向或平行的熔体前沿相遇，就会形成结合线，结合线不仅使塑件的外观质量受到影响，而且使塑件的力学性能如冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率等受到不同程度的影响，特别是纤维增强材料。通常两股汇合熔体前端的夹角（熔接角）越小，产生的结合线就越显著，产品质量就越差。当熔接角达到120º-150º时，结合线消失。

产生原因：

1.材料

（1）塑料流动性差，熔体前锋经过较长时间后汇合产生明显熔接痕；

（2）黑色产品结合线更加明显。

2.模具和产品

（1）流道过细，冷料井小；排气不良；

（2）产品壁厚过小或差异过大；

（3）浇口截面、位置不合理，造成波前汇合角过小；

（4）模具温度过低；

（5）司筒针过高，导致局部胶位过薄，周边先填充，向中间交汇产生结合线。

3.成型成艺

（1）注射时间过短；

（2）注射压力和注射速度过低；

（3）背压设定不足；