moldflow&CAE模流分析对于产品缺陷的改善

模流分析 对于产品缺陷的改善
李吉 2010.6
目录
1.气泡的定义，形成原因，改善 气泡的定义，形成原因， 气泡的定义 2.烧焦的定义，原因，改善 烧焦的定义，原因， 烧焦的定义 3.流痕的定义，原因，改善 流痕的定义，原因， 流痕的定义 4.裂缝和龟裂的定义，原因，改善 裂缝和龟裂的定义，原因， 裂缝和龟裂的定义 5.凹陷的定义，原因，改善 凹陷的定义，原因， 凹陷的定义 6.批锋的定义，原因，改善 批锋的定义，原因， 批锋的定义 7.熔接线的定义，原因，改善 熔接线的定义，原因， 熔接线的定义 8.短射的定义，原因，改善 短射的定义，原因， 短射的定义 9.银条的定义，原因，改善 银条的定义，原因， 银条的定义 10.翘曲的定义，原因，改善 翘曲的定义，原因， 翘曲的定义
流痕(冷胶) 流痕(冷胶) flow lines/cold slug
定义：
以浇口方向为中心，树脂流动的痕迹以同心圆的 形状在成形品的表面刻印的现象。没有横浇道的 单模穴比多模穴更容易出现流痕现象，因为多模 穴在横浇道里设计了冷料井来限制冷胶。
流 痕 产 生 的 原 因 ：
材料本身流动性不够好，或其他因 素导致流动缓慢。熔胶越缓慢越容 易冷，射压和保压不足以将冷凝的 表皮压紧在模面上，流下了溶胶在 流动方向的缩痕。
模具温度过低 树脂迅速固化则引起排气不完全,因此需提高模温。 流道.浇口过小 因流动阻力增大,填充速度慢,树脂迅速固化.所以必需加大进浇口.流道. 模具的排气不良 模具排气不良的话,可以增设排气沟,或排气梢. 模具制品面有油或水分,或付着脱模剂 模具制品面有油或水分或付着脱模剂时,因树脂热蒸发而成气体状,随 着树脂的冷却固化而液化.所以需清除模具,并限制脱模剂的使用.
披锋 flash
定义：
熔融树脂流入模具的分割面和型芯的结合面等 的间隙，成形后会发生披锋。
原因： 1.锁模力过大； 2.射出速度太快； 3.最大射出压过大。
改善： 确认是否在正常的锁模力条件下发生披锋。 降低树脂温度和模具温度，减慢设出速度。 变更保压切换位置，减低峰压。
熔接线 weld lines
原因与改善： 原因与改善：
1.流动性不好 流长对壁厚比大的型腔要选用流动性好的材料。在不产生披锋的前 提下，选用流动性最好的材料。 2.采用润滑剂不当 一般润滑剂的含量在1%以内。当流长对壁厚比大时，润滑剂的含量 需要提高，以确保冷却层紧贴在模具型腔表面直到产品定型，那么流 痕就没有机会产生了。 3.模温太低 模温太低会使料温下降得太快，提高模温，保持较高料温.
定义：
熔接线是在有孔穴的产品或多点进胶的产品 中，塑料熔体在模腔中汇合时，不能完全融合 而在汇合处形成线形凹槽。
影响熔接线质量的因素： 1.料峰汇合时的角度。 2.熔接线形成时的压力。 3.熔料温度和模具温度。
改善： 提高树脂温度和模具温度 加快射出速度。 型腔内的空气或其他成分若妨碍塑胶的融合，要减慢射出速度。
裂缝和龟裂 crack/crazing
定义：
裂缝是各种明显的有形损坏如产品分离或破坏 。 龟裂是因为材料由于受过载而产生特征变白，受 载区域颜色比原材料要亮一些，该处产生永久变 形。
裂缝和龟裂是产品的致命缺陷！产生的原因主要有：
(1) 脱模不良所致； (2) 过度充填所致； (3) 模具温度过低； (4) 产品结构上的缺陷所致。 改善： 为避免脱模不良所导致的该类缺陷，母模各部份要有充分的拔模斜度,要 研磨型腔表面,并检查顶针、斜顶等顶出机构的粗细、配置等,顶出时成型品 各部份的脱模阻力要均匀，确保出模顺畅。 过度充填是因为施加了过大的射出压力或材料计量过多,从而导致成品内 部应力过大,脱模时造成裂纹,在这种状态下,产品的变形也将增大,更难脱 模，这样，产品的骨位常破裂,此时应使用低射出压力、低树脂温度、低模具 温度,防止过度充填。 浇口部位常常容易残留过大的内部应力, 易脆化,特别是直接浇口的部份, 易因内部应力而破裂,易以浇口为中心,发生放射状裂纹.
翘曲 warpage
定义：
产品顶出后不规则的尺寸变化。
原因与改善
1.产品的厚、薄差异太大 薄的地方先冷，厚的地方后冷。厚薄差异大时，体积收缩率 差异大，残余应力大。当残余应力克服了零件的强度，就会产 生翘曲。 使用治具或其他工具来改善翘曲，或许可以治标，但是不能治 本，因为这种方法是无法消除残余应力的。当产品移到高温或 者其他恶劣的环境中，残余应力会释放出来，翘曲还是会产生。 治本的办法是做好产品设计，使得厚度均一，冷却时，体积收 缩率差异小，残余应力小，翘曲自然就小。
Thank you!
2.前、后模温差大 因冷却产生的残余应力对壁厚的中心面不对称，弯曲力矩 大，容易翘曲。更改冷却设计， 减小前、后模温差，可以减小 曲。 3.模温太低 模温太低，残余剪切应力大，又没有足够的时间将残余应力 释放，容易翘曲，甚至开裂。提高模温可以减少开裂。
4.浇口的数目或位置不当 4.浇口的数目或位置不当 无论浇口的位置或数目不当，都会使得流长太长，流阻太大，相 应射压也要增大，塑胶分子被拉、压挤、机械应力被强行加入，残余 应力大，容易翘曲。 浇口附近压力高，塑胶体积收缩率小，最后充填处压力低，塑胶 体积收缩率大，流长太长时，上下游塑胶收缩率差异大，残余应力 大，容易翘曲。 5.Sprue、runner和gate的位置不当 5.Sprue、runner和gate的位置不当 Sprue 、runner、gate位置不当时，融合线会在强度敏感处产生， 融合线本来就弱，应力又大，裂纹往往从融合线开始。
凹陷 sink mark
定义：
产品表面局部塌陷。
原因与改善： 肋太厚 肋的厚度最好的底板厚度的50%。 和肋相对的模面温度太高 加强该部位的冷却。 浇口、流道太小 加大浇口和流道的大小。 料管温度太高，融胶密度太小 降低料管温度，溶胶密度增大。 冷却时间不够 延长冷却时间，增厚冷却层。 Cushion或保压不足 调整cushion值，运用合理的保压曲线。 止回阀失灵 检查止回阀，必要时更换。
应力龟裂问题： ABS材料成型后数日收缩较多,不立刻发生龟裂,却在若干时间后才 发生。应力龟裂的潜变期为21天左右。 金属嵌件之应力龟裂: 塑料的膨胀系数为金属的数倍,成型后收缩;发生应力造成该部位之 龟裂,严重者破裂。 配向所致的应力龟裂问题: 塑料的分子在拉伸状态下固化、即模具表面温度太冷时,分子配向容 易发生,而配向引起的应力会造成龟裂现象发生。
银条 sliver streaks
定义：
银条是成型品表面或表面附近，沿材料流 动方向，呈现银白色条纹。
原因与改善： 原因与改善：
树脂滞留或过热 由树脂所发生的气体量多,这些气体排出不完全而固化时会产生银线, 由树脂所发生的气体量多,这些气体排出不完全而固化时会产生银线,因 此需清除加热缸,并下降树脂温度. 此需清除加热缸,并下降树脂温度. 射出压过高. 射出压过高.射出速度过快 产品有急速的肉厚变化的话,流动中的压缩树脂急速地减压而膨胀, 产品有急速的肉厚变化的话,流动中的压缩树脂急速地减压而膨胀,挥发 分解气体与模穴接触后液化,因此需降低射出压.射出速度, 分解气体与模穴接触后液化,因此需降低射出压.射出速度,并减小肉厚变 化情况. 化情况. 树脂干燥不充分 树脂的干燥不充足,在料筒内蒸发的水分产生气泡,尤其对于有吸湿性的 压克力树脂、ABS树脂等必须充分干燥.
Moldflow分析中可以获得大量的数据 Moldflow分析中可以获得大量的数据
气泡、空洞 气泡、 bubbles/blister
定义：
气泡是出现在产品表面下的残留空气或空洞，透明 部件中的气泡尤为明显。一般是由于残留空气，湿 气或厚的横截面导致。
原因： 一般是由于残留空气，湿气或厚的横 截面所导致。 改善： 为了防止树脂的热分解而降低树脂温 度，同时施加背压，防止空气进入树 脂中。 为了防止空气的吸入，减少螺杆的后 退距离，降慢后退速度。 厚度变化较大的产品，模具内的气体 很难排出去，也很容易吸入空气，要 放慢射出速度。 延长保压时间，提高模具温度。
4.一模多穴的产品，部分充填不足 4.一模多穴的产品， 一模多穴的产品 加快射出速度，使其能均匀充填。如果在加快速度以后，造成峰 压过大的现象，要调整保压切换的位置，抑制峰压。 5.射出加速A 5.射出加速A、B、C的设定 射出加速 如果由于加速不快而引起成形品充填不足时，从C调到B，在由B调 到A。相反，由于加速过快使模具内的空气无法而引起充填不足时， 从B调到C（调慢）。 6.料斗口的阻塞和树脂的吸入不良而引起计量不足， 6.料斗口的阻塞和树脂的吸入不良而引起计量不足，从而造成充 料斗口的阻塞和树脂的吸入不良而引起计量不足 填不足 降低料筒最后部分的温度，增加通水量。如果是使用再生材料的 话，要么的提高背压设定，或是分析材料的大小。
6.顶出不均 6. 顶出时产品尚热，顶出不直、不均、不一致，产品容易发生翘曲。 检查顶出系统，并作必要的调整。适度润滑所有运动零件。 7.保压压力不足或保压时间不当 保压压力太高，不仅塑胶的残余应力高，而且，塑胶的压应力也 高，容易翘曲。 保压压力太低，浇口附近发生回流，容易翘曲。 螺杆推到底后，螺杆至少停留原处2秒，以保持缓冲。 保压时间太短，螺杆松退时，浇口附近发生回流，残余应力大， 容易翘曲。保压压力要适中，保压时间要延长到浇口凝固为止。
烧焦 burn marks
定义：
一般所谓的烧焦,包括成形品表面因材料过热所致 的变色及成型品的锐角部份或较深骨位的前端等 材料焦黑的现象.
原因：
烧焦是滞留在成型空间内的空气,在熔融树脂进入时未能迅速排 出,被压缩而显著升温,进而将材料烧焦所致.
改善：
减慢射出速度。 降低树脂温度，同时树脂不要在料筒内长期滞留。 清洁，或加大模具排气。
4.sprue、runner或gate太小 sprue、runner或gate太小，流阻提高，如果射压不足，融胶波前的推 进会越来越慢，塑料会越来越冷。 5.排气不足 排气不良，会使融胶充填受阻，融胶波前不足以将冷凝的表皮压紧在 型腔的表面，流下融胶在流动方向的缩痕。型腔排气最好采用全周长的 排气。 6.射压和保压不足 提高射压和保压，冷凝层得以紧压在型腔的模面上，直到产品定型， 流痕就没有理由产生了。