ProE_模流分析教程9

【国立勤益技术学院CAE实验室】讲义 《模流分析基础入门》 谢庆雄博士 编着 @ 版权所有 允许下载、复制、打印，但禁止贩售或用于商业用途   第8章 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 排除 塑料射出成形制程相当复杂，牵涉因素众多，当发现问题时，应该先确定制程的稳定性，确定瑕疵并非由于过度制程所引起的。排除射出成形问题并没有固定的步骤，但是，至少针对有些因为操作特性所导致的瑕疵，可以建议有效的改善方法。 8-1  包风 包风(air traps)是指熔胶波前将模穴内的空气包覆，它发生在熔胶波前从不同方向的汇流，或是空气无法从排气孔或镶埋件之缝隙逃逸的情况。包风通常发生在最后充填的区域，假如这些区域的排气孔太小或者没有排气孔，就会造成包风，使塑件内部产生空洞或气泡、塑件短射或是 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面瑕疪。另外，塑件肉厚差异大时，熔胶倾向于往厚区流动而造成竞流效应(race-tracking effect)，这也是造成包风的主要原因，如图8-1所示。 图8-1  熔胶波前从不同方向汇流，而造成包风。 要消除包风可以降低射出速度，以改变充填模式；或者改变排气孔位置、加大排气孔尺寸。由于竞流效应所造的包风可以藉由改变塑件肉厚此例或改变排气孔位置加以改善排气问题。包风的改善方法 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 如下： (1) 变更塑件 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ：缩减肉厚比例，可以减低熔胶的竞流效。 (2) 应变更模具设计：将排气孔设置在适当的位置就可以改善排气。排气孔通常设在最后充饱的区域，例如模具与模具交接处、分模面、镶埋件与模壁之间、顶针及模具滑块的位置。重新设计浇口和熔胶传送系统可以改变充填模式，使最后充填区域落在适当的排气孔位置。此外，应确定有足够大的排气孔，足以让充填时的空气逃逸；但是也要小心排气孔不能太大而造成毛边。建议的排气孔尺寸，结晶性塑料为0.025厘米（0.001英吋），不定形塑料为0.038厘米（0.0015英吋）。 (3) 调整成形条件：高射出速度会导致喷射流，造成包风。使用较低的射出速度可以让空气有充足的时间逃逸。 8-2  黑斑、黑纹、脆化、烧痕、和掉色 黑斑（black specks）和黑纹（black streaks）是在塑件表面呈现的暗色点或暗色条纹，如图8-2所示。褐斑或褐纹是指相同类型的瑕疵，只是燃烧或掉色的程度没那么严重而已。发生黑斑或黑纹的原因是塑料有杂质污染、干燥不当，或是塑料在料筒内待料太久而过热裂解。 图8-2  (左)黑斑和(右)黑纹 脆化（brittleness）的原因是材料裂解，使分子链变短，分子重量变低，结果使得塑件的物理性质降低。塑件脆化可能导致断裂或破坏，如图8-3所示。 图8-3  塑件脆化导致断裂 烧痕(burn marks)是塑件接近流动路径末端或包风区域的暗色或黑色小点，如图8-4所示，其形成主因是模穴内的空气无法逃逸，受压缩造成高热而烧焦。 图8-4  烧痕 掉色(discoloration)是指塑件从原始的塑料颜色发生变化的瑕疵，这可能是因为塑料裂解或污染所造成的，例如：塑料在料筒内待太长的时间；料筒温度太高，造成塑料变色；回收再研磨塑料、不同颜色塑料、来路不明塑料造成的污染。 假如射出速度太快或射出压力太高，可能导致流道系统和模穴内的气体无法在很短的充填时间内从排气孔排出，会造成包风；竞流现象加上不当的排气系统也会造成包风。结果，模绪内的空气受压缩，压力与温度升高，使得流道路径末端或包风区域的塑件表面的塑料裂解而造成烧痕。 造成塑料裂解的因素包括： (1) 料筒温度：太高的料筒温度可能使塑料裂解，造成烧焦。塑料熔点太高可能造成不当的料筒温度，烧坏热对偶，或者使温度控制器失效。应该降低设定的料筒温度或缩短加热时间。 (2) 高螺杆转速：塑化阶段的螺杆转速太快，造成过量的磨擦热，使材料裂解。 (3) 狭小的流动路径：熔胶流经狭小的流动路径，会造成大量的剪切热，使塑料裂解。 (4) 塑料污染：使用两种塑料射出成形时，第一种塑料在料筒内的余料可能因为第二种塑料需要较高成形温度而烧焦。此外，受污染塑料、回收再研磨塑料都可能污染下一批次射出成形的塑料。 (5) 射出体积：假如射出量低于射出机最高射出量的20％，塑料可能因为在料筒内待料太久而发生裂解。对于温度敏感的塑料更是如此。 塑料过热可能裂解或燃烧而造成黑斑、黑纹、脆化、烧痕、和掉色等表面瑕疵，塑料在具有刮痕的粗糙料筒内加热，等待了过长的时间就会裂解造成塑件表面瑕疵。塑料或空气中可能会有污染，其它如受污染的回收再研磨塑料、不同成分的塑料、不同颜色的塑料或是低熔点材料等等杂质都可能造成黑斑和黑纹，空气中的脏东西也会造成塑件表面的暗点。 改善这些表面瑕疵的方法说明如下： (1) 调整材料准备过程：塑料贮藏筒和料斗都应加盖，以免原料污染。设定适当的干燥条件，过量的干燥时间或干燥温度，塑料内挥发物会被驱离，可能造成塑料脆化或裂解。塑料供货商可以提供塑料的最佳干燥条件。如果低强度材料的制程条件不恰当，可能造成脆化，可以考虑改用高强度和热安定性良好的塑料。脆化也可能是因为添加太多回收再研磨的塑料所致，尝试降低添加之回收再研磨的塑料量。更换塑料时应彻底清理射出系统，彻底清理料斗，避免塑料与料斗内不同颜色或来路不明的塑料混合。 (2) 变更模具设计：在流动路径末端发现黑斑，可能是不良的排气系统所造成的。受压缩的包风可能燃烧，造成表面瑕疵，应该改善排气系统。在模具设置适当的排气系统，以排除包风。流动路径的末端和盲孔的排气系统特别重要。建议结晶性塑料的排气孔大小为0.025 mm (0.001英吋)，不定型塑料的排气孔为0.038 mm (0.0015英吋)。太过狭窄的竖浇道、流道、浇口、甚至塑件肉厚都可能产生过量的剪切热，使得已经过热的材料更劣化，造成塑料裂解。可以尝试加大竖浇道、流道及／或浇口。对于导热性太低的模具材料，可以降低冷却速率来改善塑件表面条件。 (3) 定期清理模具：射出成形前应先清理模具。可能是射出机的因素造成树脂堆积和裂解，应该检查树脂流动的顺畅性，定期清理堆积废料。黑纹有可能是滑块和顶钉的润滑油脂所造成的，应定期清洁顶针和滑块。应定期清洁或抛光流道系统表面，以免这些区域累积污垢。黑纹可能是受到料筒壁面或螺杆表面污染，特别是进行两种塑料的射出成形时，前一种塑料可能还维持在料筒内，必须完全清理。 (4) 选择适合模具的射出成形机规格：选择比较适合所使用塑料的螺杆，使塑料达成一个比较好的混合熔胶状态。可以向塑料供货商要求提供适当的螺杆设计信息，以避免塑料过热而裂解。射出量一般应该维持在机器规格的20~80%。对于温度敏感的材料则使用更窄的温度范围。检查料筒／螺杆表面的刮痕或齿痕，以免累积塑料，而造成塑料过热或燃烧。检查固加热片或控制器是否失效，以免造成塑料过热。塑料射出成形之模流分析软件可以协助模具选择适当规格的射出机，如此，可以避免塑料停留在料筒内太长的时间。 (5) 调整成形条件：假如料筒和喷嘴温度太高，料筒内的塑料可能过热而导致裂解，可以降低料筒温度和喷嘴温度。另外，可以降低背压、螺杆转速、射出速度或射出压力，以避免太高的剪切热造成裂解。另外，应检查料筒和喷嘴的加热片，校准热对偶，以确定料筒和喷嘴的温度。 8-3  表面剥离 表面剥离（delamination）是指塑件表面的层状剥离塑料，如图8-5，其造成的原因为： ● 混合材料之间的兼容性不佳。 ● 成形制程使用了过量的脱模剂。 ● 模穴内的熔胶温度太低。 ● 湿气太重。 ● 浇口和流道具有尖锐转角。 图8-5  表面剥离 表面剥离的改善方法说明如下： (1) 改变塑料准备程序：避免采用性质不明的塑料或回收塑料。遵守塑料干燥的指示，在射出成形前确实将塑料干燥。过多的湿气加热会造成蒸气，导致塑件表面剥离。 (2) 变更模具设计：将浇口与流道的转角平滑化，可以避免造成塑料剥离。 (3) 调整成型条件：假如熔胶温度太低，塑件层之间可能无法键结，受到顶出的作用力，可能使塑件剥离，应尝试提高料筒温度和模具温度。尝试提高背压。避免使用过量的脱模剂解决脱模问题，应该改良顶出系统或排除其它的脱模困难。(调高射出速度和调高降背压或许可以改善塑件表面剥离。) 8-4  尺寸变化 尺寸变化(dimensional variation)指在相同的射出机之成形条件下，每一批成形品之间或每模射出的各模穴成形品之间，所得到的塑件尺寸都会变化，如图8-6所示。其造成的原因为： ● 射出机控制系统不稳定。 ● 成形窗口太狭窄。 ● 成形条件不恰当。 ● 射出单元的Check ring损坏。 ● 塑件性质不稳定。 ● 流道不平衡。 图8-6  塑件尺寸变化 改善塑件尺寸变化之方法说明如下： (1) 改良塑料准备程序：假如每批射出塑件都会改变尺寸，应与塑料供货商洽谈改变塑料批号。假如塑料太潮湿，必须预先干燥。不规则的塑料颗粒尺寸可能使熔胶产生不同程度的混合，导致不稳定塑件的尺寸变化，尝试降低添加回收塑料比例。 (2) 变更模具设计／组件：针对模具与塑料设计适当的流道与浇口和系统。可以使用塑料射出成形的模流分析软件进行流道系统尺寸最佳化，以确保熔胶平顺地充填模穴。假如塑件于顶出时造成弯曲或扭曲，则应调整顶出系统。 (3) 检查射出机组件：假如加热片或热对偶损坏而造成不稳定的熔胶流动，应予更换。假如check ring 损坏或磨耗，应予更换。 (4) 调整成形条件：提高射出压力与保压压力，以确定充填与保压足量的塑料进入模穴。检查冷却系统以确定均匀的模穴温度。设定适当的螺杆计量行程与射出行程，螺杆旋转速度和背压，使成形条件落入成形窗口。 8-5  鱼眼 鱼眼(fish eyes)是一种塑件表面的瑕疵，导致于未熔化的塑料被压挤到模穴内，而呈现在塑件表面的瑕疵，如图8-7所示。其形成的原因包括： ˙料筒温度太低。 ˙添加太多的再研磨塑料。 ˙塑料受污染。 ˙螺杆转速太低和背压太低。 图8-7  鱼眼 改善塑件发生鱼眼的方法说明如下： (1) 改良材料准备程序：将不同的塑料分开储存于不同的容器或袋子内，以避免塑料相互掺杂。根据塑件品质的要求，降低所添加再研磨塑料的比例。假如允许使用再研磨塑料时，首先应该尝试添加10%看看，再逐渐调整比例。 (2) 调整成形条件：提高料筒温度。在塑化阶段提高螺杆转速，以造成更大量的磨擦热，将塑料熔化。提高背压，使塑料均匀混合成熔胶状态。塑料供货商通常可以提供塑料的料筒温度、背压、螺杆转速等信息，但还要根据现场状况进行调整。 (3) 检查射出机组件：检查加热片、热对偶和控制器的功能是否正常。料筒是否太短而无法塑化树脂。 8-6  毛边 毛边(flash)指在模具的不连续处（通常是分模面、排气孔、排气顶针、滑动机构等）过量充填造成塑料外溢的瑕疵。如图8-8所示。造成毛边的原因包括： (1) 锁模力太低：射出机锁模力太低，不足以维持成形制程的模板紧闭，会发生毛边。 (2) 模具有缝隙：假如模具结构变形、分模面不够密合、机器规格不当、成形条件不当、分模面卡料等因素都可能造成分模面接触不完全，造成毛边。 (3) 成形条件：熔胶温度太高或射出压力太高等造成荣焦流动性过高的不当成形条件都会造成毛边。 (4) 不当的排气：设计不当和不良的排气系统、或是太深的排气系统都会造成毛边。 图8-8  毛边 改善塑件发生毛边方法说明如下： (1) 调整模具设定：检查模具的对准和模板的翘曲变形。确定模具有适当的排气孔。模具的公、母模不能对齐或密合性不佳都会造成毛边，必须正确密闭地安装设定模具。铣削模面，使得模穴周围能够维持足够的密合压力。假如成形时造成模板变形，应增加支撑柱块或加厚模板，以防止模板变形。清理模面，分模面有未清理干净的塑料会造成模具无法密合，产生毛边。检查适当的排气孔尺寸。 (2) 调整机器设定：检查射出机的锁模力规格与设定。当机器有足够的锁模力容量，就应调高锁模力。当机器的锁模力不足时，就应提高射出机规格。 (3) 调整成形条件：假如熔胶温度太高，可能因为太低的黏滞性而在模板之间溢料，可以观察喷嘴的滴料(droop)情况来判断。减低充填行程的长度，可以降低射出量。加长射出时间或者降低射出速度。应该降低充填速度，特别是降低接近充填完成时的充填速度，可能改善毛边。降低射出压力和降低保压压力，可以减低需求之锁模力。降低料筒温度和喷嘴温度，因为太高的熔胶温度会降低塑料的黏度，造成较稀薄的熔胶层，可能发生毛边。也应注意：避免使用太低的熔胶温度，以至于需要更高的射出压力而产生毛边。 8-7  流痕 流痕(flow marks)是塑件在浇口附近之涟波状的表面瑕疵，如图8-9所示，其产生原因是塑件温度分布不均匀或塑料太快凝固，熔胶在浇口附近产生乱流、在浇口附近产生冷塑料或是保压阶段没有补偿足够的塑料。造成这些问题的因素包括：低熔胶温度、低模具温度、低射出速度、低射出压力或者流道和浇口太狭小。最近根据使用镶埋玻璃模具进行观察分析得知，流痕的缺陷也可能因为熔胶流动波前部份在模穴壁面冷却，并且与后到的熔胶持续翻滚和冷却之效应。 图8-9  流痕 改善塑件流痕的方法说明如下： (1) 变更模具设计：改变流道系统的冷料井尺寸，使得在充填阶段，熔胶波前的较低温塑料不会进到模穴。通常，冷料井的长度等于流道直径。流痕的产生有可能是因为流道系统和浇口尺寸太小而提前封口，使得保压阶段的补偿塑料无法进入模穴。对于特定之模具与塑料，加大流道与浇口尺寸。缩短竖浇道的长度，或者改用热流道设计取代冷流道设计。应改善模具的排气能力。 (2) 调整成形条件：应该提高塑料的流动性，所以可以提高模具温度、提高喷嘴温度、提高料筒温度、提高射出压力、提高射出速度、提高保压压力和加长保压时间。 (3) 改善塑件设计：塑件不宜有太急剧的肉厚变化。 8-8  迟滞效应 迟滞效应（hesitation）或迟滞痕迹是一种塑件表面的瑕疪，它导因于熔胶流经薄肉区或肉厚突然变化区域，造成流动停滞，如图8-10所示。当熔胶射入厚度变化的模穴，会往厚区与阻力较小的区域充填，结果使薄区流动停滞，一直到薄区以外部份都完成充填，停滞的熔胶才继续流动。但是，停滞太久的熔胶可能会在停滞处就先行凝固，当凝固的熔胶被推到塑件表面，就会产生迟滞痕迹。 迟滞效应可能经由变更塑件肉厚或改变浇口位置而改善。要排除塑件的迟滞痕迹，必须考虑重新设计塑件与模具，微调成形条件也是可以思考的方向。说明如下： (1) 变更塑件设计：缩减塑件肉厚变化。 (2) 变更模具设计：浇口位置应该远离薄肉区或肉厚突然变化区域，如此，使迟滞效应延后发生，或在较短时间内结束。图8-11显示不当的浇口位置所造成熔胶迟滞流动。将浇品移离薄肉区可以减低迟滞效应。 (3) 调整成形条件：提高熔胶温度及／或增加射出压力。 图8-10  停滞流动的熔浇造成迟滞效应 图8-11  不当的浇口位置所造成的熔胶迟滞流动。 8-9  喷射流 当熔胶以高速流过喷嘴、流道、或浇口等狭窄的区域后，进入开放或较宽厚的区域，并且没有和模壁接触，就会产生喷射流(jetting)。蛇状发展的喷射流使熔胶折合而互相接触，造成小规模的缝合线，如图8-12所示。喷射流会降低塑件强度，造成表面缺陷及内部多重瑕疪。 相较之下，正常的充填模式之熔胶波前则不会产生这些问题。改善塑件之喷射流瑕疵的方法说明如下： 图8-12  喷射流与正常充填的比较 (1) 更改模具设计：通常喷射流问题出现在浇口设计，你可以重新安置或变更浇口设计，以引导熔胶与侧壁金属模面接触。使用重迭浇口或潜式浇口，如图8-13。以逐渐扩张的熔胶流动面积来减低流动速度；使用凸片或扇形浇口，如图8-14，可以提供熔胶从浇口到模穴较平顺的转移，降低熔胶的剪应力和剪应变。加大浇口与流道尺寸，或缩短浇口长度。检讨冷料井是否设计不当。 图8-13  使用重迭浇口或潜式浇口以避免喷射流 图8-14  使用凸片或扇形浇口以避免喷射流 (2) 调整成形条件：调整为最佳的螺杆速度曲线，使熔胶波前以低速通过浇口，等到熔胶探出浇口外再提高射速，以消除喷射流，如图8-15。亦可能调整料筒温度以逐量提高或降低各段熔胶的温度，以消除喷射流，此改善方法的原因仍未确定，但是可能与模嘴膨胀效应和熔胶性质（例如黏度和表面张力等）之改变有关系。对于大多数的塑料，降低温度使得模口膨胀效应增大；但是，也有塑料（例如PVC）则因为升高温度而增大模嘴膨胀效应。 图8-15  调整为最佳的螺杆速度曲线，以消除喷射流。 8-10  波纹 波纹(ripples)是指接近流动长度末諯的指纹般的小涟波，如图8-16所示。 图8-16  波纹 根据最近对于镶埋玻璃模具所进行之观察分析，波纹缺陷的产生是由于熔胶流动波前部份在模穴壁面冷却，并且与后到熔胶的持续翻滚冷却之效应，如图8-17所示。与浇口形状、熔胶温度相比较，熔胶流动波前速度和模具温度对于波纹的产生有很大的影响。提高熔胶波前速度或模具／熔胶温度可以帮助来消除波纹。 图8-17  (1)正常充填不发生波纹；(2)冷模温和低熔胶波前速度造成波纹。 改善塑件之波纹的方法说明如下： (1) 改良塑件设计：增加塑件厚度。 (2) 变更模具设计：确定塑件有合适的流道系统，包括竖浇道、流道和浇口。在整个模具安排适当的排气系统，特别是流动路径的末端。 (3) 调整成形条件：提高模具温度，提高熔胶温度。但仍要避免待料在过高的温度太久，以免塑料裂解。提高射出速度，以提高黏滞热，降低熔胶黏度。提高射出压力，但仍不宜超出机器的负载。正常操作的射出压力应限制在射出机最大压力负载的70~85%，以免损伤射出机的液压系统。 8-11  短射 短射(short shot)是熔胶无法充满整个模穴的现象，特别是薄肉区或流动路径的末端区域。任何会增加熔加熔胶流动阻力，或是妨碍足量塑料流入模穴的因素，都可能造成短射，包括： 射出塑料剂量不足，料斗无塑料、进料遭异物阻塞、止回阀磨耗等造成 射压不足或漏料。 流动阻力太大，可能是塑件肉厚太薄、浇口位置不当、或是流道与浇口 长度太长。 熔胶流动性不足，可能是熔胶温度及／或模壁温度太低。 排气不良，排气孔不当，造成模穴压力高涨，无法充填完全。 射出机射压不足、射出体积不足、射速太低、料筒温度太低、塑化能力 不足。原因在于熔胶流动阻力太大或流动路径阻塞。太低的射速可能使 塑料在充饱模穴之前就凝固。 迟滞效应使塑料提早凝固、不良的充填模式、或是过长的射出时间。 短射有时候也可以应用来进行试模，以观察或决定熔胶充填模式。改善塑件短射的方法说明如下： (1) 变更塑件设计：应设法使射出的熔胶容易流动，以减低短射问题。策略性增加塑件的部份肉厚，例如使用导流器，以促进熔胶流动。 (2) 变更模具设计：增加浇口尺寸与／或数目，以缩短流动长度。增大流道系统尺寸，以减少流动阻力。增加排气孔尺寸与数目。设计优良的熔胶传送系统可以得到比较平衡的充填模式。充填模穴应先充填厚肉区，再充填薄肉区，如此可以避免迟滞效应，避免熔胶提早凝固。模穴内的包风也会导致短射。将排气孔设置在适当的位置，通常要接近最后充填区域，以利排气。假如同一模穴内持续地短射，可能是模具冷却不均匀所引起的，或者因冷却管路不通畅所造成的浇口和流道也可能不平衡。 (3) 调整成形条件：首先检查料斗是否有足够的塑料，或是进口处塑料结块，假如没有问题，可以尝试增加射出体积。其次，检查止回阀与料筒是否过度磨耗，这可能导致射出压力损失及漏料。尝试增加射出速度以产生更多的黏滞热，降低熔胶黏度。提高料筒温度及／或提高模壁温度，较高的温度可以促进熔胶的流动。但必须避免熔胶待料于过高温度太长而造成裂解。高模温也会延长冷却时间。尝试增加射出压力，但是不得超出射出机的规格，以免损害机器的油压系统，一般都限制操作压力为最大射出压力的70~85%。亦不得因为太高的射出压力而造成毛边。 (4) 检查射出机规格：射出机规格可能不足，无法完成射出行程。假如使用多模穴模具，可以先堵塞部分的模穴。 (5) 小心准备塑料：假如不同模穴之间随机地发生短射，可以检查是否有未融化的塑粒或杂质。 8-12  银线痕 银线痕(silver streaks, or splays)是空气或湿气挥发、异种塑料混入分解而烧焦，在塑件表面溅开的痕迹，它会从浇口处以扇形方式向外辐射发展，如图8-18所示。塑料于储存时会吸收相当程度的湿气，假如成形前未经过适当的干燥，湿气会在射出成形时转变成水蒸气，在塑件表面造成喷溅的痕迹。塑料在塑化阶段，会包覆适量的空气在熔胶内，假如空气无法在射出阶段逃逸，也会在塑件表面留下银线痕。此外，有些裂解的塑料或烧焦的塑料粒子会在塑件表面留下银线痕。 图8-18  银线痕 改善塑件银线痕的方法说明如下： (1) 小心准备塑料：根据塑料供货商的建议，在射出成形前仔细地进行塑料干燥。注意塑料是否含有挥发物。更换塑料时，彻底清除料筒内的旧塑料。旧塑料容易造成颗粒烧焦。 (2) 变更模具设计：加大竖浇道、流道及／或浇口。太狭窄的竖浇道、流道、浇口、甚至塑件设计，可能造成过量的剪切热，使得塑料过热而裂解。检查排气孔尺寸是否恰当。推荐的排气孔尺寸，结晶性塑料为0.025 mm（0.001英吋），不定形塑料为0.038 mm（0.0015英吋）。加大冷料井。 (3) 调整成形条件：选择适合模具的射出机规格，细心挑选成形条件可以使射出成形的塑料延后裂解。提高背压，以降低混入熔胶内的空气。降低熔胶温度，降低射出压力或降低射出速度。改善排气系统，务必使空气和蒸汽很容易逃逸。 (4) 检查射出机规格：检查螺杆的压缩比是否太小。 8-13  凹陷与气孔 凹陷(sink marks)是指塑料的射出量低于模穴容积，造成塑件表面局部下陷，一般发生在塑件的厚肉区，或者是肋、凸毂、内圆角之相接平面上。气孔(voids)是成品内部的真空气泡。发生凹陷和气孔是因为塑件冷却时，在厚肉区局部收缩，而且没有补偿足够的塑料。另外，因为散热不平均等因素，在与肋或外突特征相接平面之另一侧常常发生凹陷。造成凹陷与气孔的制程因素包括：射出压力和保压压力太低、保压时间太短或冷却时间太短、熔胶温度太高或模具温度太高、和局部的几何特征。 当外侧的材料冷却与凝固之后，塑料内层开始冷却，塑料收缩导致表层塑料向内拉，因而造成凹陷。假如表层的刚性够强，譬如使用 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 塑料，则表层凹陷可能被内层的气泡取代，如图8-19所示。 图8-19  塑料射出量不足而没有足够补偿时，塑件因为收缩导致凹陷或气孔。 改善塑件银线痕的方法说明如下： (1) 变更塑件设计：一般而言，粗厚件易产生凹痕。修改设计的塑件厚度，将厚度变化最小化。添加表面特征以隐藏凹痕，例如在发生凹痕的表面设计一系列的齿状(serrations)，如图8-20。重新设计肋、凸毂、角板厚度为连接基板肉厚的50~80%。图8-21是建议的设计。 (2) 变更模具设计：将浇口重设置在厚肉区或接近厚肉区，以便在薄肉区凝固之前进行保压。增加更多的排气孔或加大排气孔，方便空气逃逸。流道或浇口太小时，可能造成保压不完全。加大浇口和流道尺寸以延后浇口凝固时间，让更多量的塑料于保压阶段挤入模穴。尝试改善模具的冷却系统。当要射出大面积和薄组件时，可能必须使用大浇口或多浇口系统。 图8-20  肋的设计以消除凹陷和气孔。 图8-21  肋、凸毂、角板的设计建议以消除凹陷和气孔。 (3) 调整成形条件：增加射出成形终点的缓冲量。缓冲量应维持约3 mm（0.12英吋）。浇口无法在压力降低之前凝固，于是造成收缩凹陷，这情形可能以增长射出时间、增加射出压力或加长冷却时间，以增加保压阶段的进胶量来改善。增长螺杆前进时间及降低射出速率。降低熔胶温度和降低模具温度。顶出时熔胶温度太高，可能造成脱模的凹痕。假如模温太低，组件表面先于内部成形，可能造成内部空洞。此时可以提高模面温度或加长成形周期来改善情况。检查止回阀是否造成漏料。 (4) 小心准备塑料：含湿气的塑料可能会造成气孔。塑料的收缩率太大也容易产生气孔。 8-14  缝合线与熔合线 缝合线（weld lines）的形成是因为不同方向移动的熔胶之汇流。熔合线（meld lines）是两股平行流动的熔胶波前之间的接合线。塑件有靠破孔、镶埋件、多重浇口或因肉厚变化而产生竞流效应时，都会造成缝合线／熔合线。假如无法避免在塑件造成缝合线／熔合线，应该调整浇口的位置和尺寸，使缝合线或熔合线发生在低应力或不明显的区域。 传统上以两股熔胶的汇流角度来区分缝合线和熔合线，如图8-22所示，汇流角度小于135°时产生的是缝合线，大于135°时产生熔合线。可以注意到的是汇角度在120°~150°时，缝合线的表面痕迹将会消失。 图8-22  缝合线与熔合线 一般认为缝合线的品质比熔合线差，因为在缝合线形成后，较少分子跨越缝合线相互融合。提高缝合线和熔合线区域的温度和压力可以改善其强度。考量塑料强度与外观时，一般都不容许产生缝合线，添加纤维的强化塑料更是如此，因为纤维通常平行于缝合线配合；而无法跨越缝合线，如图8-23所示。 缝合线的强度决定于两股熔胶波前相互交织的能力，缝合线区域的强度可能是无缝合线区域的10~90%，因为范围宽广，能够促成较佳缝合线品质的成形条件应值得检验，包括： 高射出压力和高射出速度。 高熔胶温度与高模壁温度。 在接近浇口处产生缝合线。 两股汇流的熔胶波前的温度差必须小于10℃。 图8-23  添加纤维的强化塑料之熔胶波前 假如缝合线在充填完全以前形成，而且立即进行保压，结果的缝合线较不明显，而且强度较强。对于复杂几何形状的塑件，流动分析模拟可以针对模具的设计变更加以预测缝合线／熔合线的位置，并且监控各股熔浇波前之温度差。 改善塑件缝合线／熔合线的方法说明如下： (1) 变更塑件设计：增加壁厚，以帮助压力的传送，并且保持较高的熔胶压力。调整浇口位置与尺寸，或减小塑件的厚度比。参阅图8-24。 (2) 变更模具设计：加大浇口与流道的尺寸。将排气孔设在缝合线／熔合线，以消除包风，避免塑件的强度减弱。改变浇口设计以去除缝合线／熔合线，或者在接近浇口处形成承高压与高保压压力的缝合线／熔合线。 图8-24  改良流道系统以获得较佳强度的缝合线 (3) 调整成形条件：假如塑件在缝合线处有破裂的倾向，可以在塑料过热的范围以内，适度提高熔胶温度、模具温度、射出速度、或射出压力。熔胶温度太低造成熔胶波前无法交互编织在一起。然而熔胶温度太高也可能造成树脂裂解，仍无法产生好的编织面。射出压力太低而无法逼迫熔胶在熔合线结合。 (4) 小心准备塑料：提高熔胶流动性有助于减小缝合线，所以在塑件功能许可范围内，可以考虑改用流动指数(MI)值较高的塑料。 【国立勤益技术学院CAE实验室】讲义 《模流分析基础入门》 谢庆雄博士 编着 @ 版权所有 允许下载、复制、打印，但禁止贩售或用于商业用途