结构设计相关问题----夹水纹成因及剖析

前几天发了几个表面处理的贴，今天有点时间，也看到论坛上有很多后起之秀被注塑方面的问题所困扰，我将陆续把我在这方面的经验和体会写出来，与大家分享，也算是自己的工作总结。

      贴是原贴，如有雷同，纯属巧合。


       一：注塑件常见的表面缺陷及与结构、模具设计的关系
       二：夹水纹的成因及剖析
       三：如何通过注塑来保证产品的尺寸精度。
       四：注塑件变形的成因解决。

今天先谈谈夹水纹的成因及剖析：

       注塑就是熔融的塑胶料通过浇口进入模具型腔，经过定型冷却后形成一定形状的产品的过程。而许多产品上大都有通孔、有转角，熔融的塑胶料流动之时模具壁对其会有阻尼，有转角的地方阻尼会更大，所以即便是没有通孔的产品，熔融的塑胶料在里面的流动速度也会不一样，由于流速不均，所以不可能同时充满整个型腔，两种不同流速的熔融的塑胶料会在型腔的某一处会合，从而形成我们常说的夹水纹，亦称之为熔接线或接合线。这就是夹水纹形成的机理。

     接下来我们来分析一下，哪些因素会影响到胶料的流速。
     塑胶料种类繁多，这时就不多说，不同的塑料，其流动性能各不相同，流动性越好的塑料，在相同的条件下，其夹水纹越不明显。
     熔融的塑胶料在型腔内流动的过程中，由于其温度和模具之间存在着较大的温差，所以，胶料流动的距离越远，其温度降低得越多，其流动性就越差，在此处形成夹水纹的话，夹水纹就会越明显；模具温度越低，与料温的温差就越大，夹水纹越明显。
      产品转折，转角处的R角越小，熔融的塑胶料经过时压力损失越大，流速越小，走到结合线处的时间越长，因而会导至料温越低，夹水纹越明显。
      从夹水纹形成的机理可以看出，进胶点的位置对夹水纹亦有着直接的影响：不同的进胶位置，会对应不同的流动路径和流动速度，熔融的塑胶料走到终点的时间就会不同，因而温度降低也会不同，夹水纹的明显程度也会不同。进胶点离夹水纹越近，夹水纹越不明显。
       看到此处，我相信大家都已经明白，夹水纹的明显与否，关键在于熔融的塑胶料在夹水纹处的温度，胶料在此处的温度越低，夹水纹越明显。那么，除了上面那些因素以外，还有哪些因素会影响到胶料的最后温度呢？
       一方面是模具的排气。排气不良，不但会使产品产生高压从而烧焦产品，同时其压力也会对熔融胶料产生阻尼作用，增加胶料流动的时间，从而间接地降低了胶料最终的温度，使夹水纹益发明显。
      另一方面，进胶口的大小、胶料注塑温度、注射压力、螺杆转速、注射机的注塑容量等都足以对夹水纹产生影响：
       进胶口越大，注射压力损失越小， 熔融胶料的流速越快，胶料到达夹水纹处的时间越短，夹水纹越不明显，反之，其注射压力损失越大，注射时间也越长，夹水纹应当是越明显，但是因为胶料经过胶口时因为速度极高，由于磨擦的作用，在其它机台参数不变的情况下， 料温会有所升高，初速度会比大进胶口大，在一定的流道长度内，其夹水纹的明显程度不会比大的进胶口差（但有可能会形成喷射而产生流痕），但大胶件时，其夹水纹会比大进胶口更明显。
        注射温度的影响：注射温度越高，在共它条件不变的情况下，它到达终点时的温度也就越高，所以表夹水纹越不明显。

       注射压力的影响：注射压力越大，在其它条件不变的情况下，其流速越快，那么它到达终点时的温度也就越高，夹水纹越不明显。
       螺杆转速越快，在其它条件不变的情况下，其与胶料之间产生的磨擦热越多，等于相应提高了料温，所以夹水纹越不明显。在机台温度上到极限，而料温还可以再增加而不会分解的情况下这一招非常管用。
      注射容量的影响：有些产品，因为体积大，重量重，而本厂的机台只能勉强注饱，而我们知道，产品重量是注身容量的60%左右才是最合适的机台，如果超过其容量的70%，就会有可能出现不正常的问题，甚至走不满胶，产生夹水纹也就不怪了。


    总结：

     消除（淡化）夹水纹的方法（严格意义上来说夹水纹是不可消除的，这里所说的消除只是肉眼看不见）：

     1，升模温（主要是前模模温，有人对此有意见，说后模结构更复杂，应当对夹水纹的影响更大，而实际上呢，影响当然是有的，但确实没有前模的影响大，因为夹水纹明不明显我们也是从产品的外观来看的，而此外的产品外观，实际上就是产品接触前模的地方，所以我说主要是前模模温，并没说后模不应升温。当然如果前后模温差过大，也是不可以的，最坏的结果可能会导致产品分层，表面起皮）。

     2，改变进胶口位置，使之更接近产生夹水纹的地方。

     3，加大进胶口（必要时可以用扇形或圆形都可）。

     4，在可能的前堤下提高料温。

     5，产品胶厚尽量均匀，转角处做尽可能大的R角。

    6，在不影响产品外观和品质的前堤下加大注射压力（还应注意控制产品成本，因为压力增大，产品单重势必会增加，所以不得已才采用）。

     7，按机台注射容量的60%左右，选择合适的机台。

     8，改善模具的排气，产品试模后根据夹水纹的位置针对性增加排气。

     9，在适当时候可以增大螺杆转速。

     10，在夹水纹完全无法消除，但产品表面又需电镀等表面处理时，可以用抛光等机械手法去除夹水纹。

看到以前的贴子还有人在关注，心中甚慰，对其中的错别字做了更正，希望能帮到更多有需要的人。

顶楼主,

fsyfch 发表于 2010-7-3 12:05
顶楼主,

呵呵，来得好快！

支持一下，这样的分析好象见过类似的

楼主真厉害，知识面好广。呵呵，有几个疑问我提出来讨论一下。  
引用楼主的话“螺杆转速越快，在其它条件不变的情总值下，其与胶料之间产生的磨擦热越多，等于相应提高了料温，所以夹水纹越不明显”


在我的理解，在模具温度不变的情况下。增加料温，，这样温差是不是更大了？那夹水纹是不是应该更明显。..

引用“1，升模温（主要是前模模温）”

好像是后模加热油温（前模温度总会比后模高，夹水线应该是后模的复杂结构引起的，前模流动性会比较好）或者是有夹水线的地方局部加模温

cheng8598 发表于 2010-7-3 18:55
楼主真厉害，知识面好广。呵呵，有几个疑问我提出来讨论一下。  
引用楼主的话“螺杆转速越快，在其它条件不变的情总值下，其与胶料之间产生的磨擦热越多，等于相应提高了料温，所以夹水纹越不明显”


在我的理 ...

抱谦，打错字了，你引用文字中的“总值”应为“况”，现已更正。

请仔细看贴。

“前模局部加热”，你的意思我理解，但没见过有人做的，因为一来方法难以实现（前模内需植入热电偶），二则局部加热的效果肯定没有前模整个加热的好（请细看夹水纹这形成机理）。

消除夹水纹倒是还有一法，我以前在别的厂见过，有一种热油，喷上即可消除之，只是每啤都要喷，且在网上没有找到相关的油类，所以没有写进去。

顶楼主，我现在缺乏这类的知识，感谢分享。建议版大加分，鼓励这类增加知识的行为。

我上次离职时，找结构设计的工作时就欠缺在这种材料知识，那时候做了3D绘图两年，proE三维曲面造型很OK了，可是材料一点也不懂，在厦门这个城市很少只是3D绘图的工作，都是招结构工程师需要全能的人才。面试老过不了，很头痛。

现在进了目前这个公司后，听从以前那公司的同事的建议（她跟我是一个遭遇），有事没事就往注塑机台跑，看看材料，问问操作的师傅。收获不少，现在给我产品，我能认出五六种材料了。还没有学到头，继续加油，共勉！

wangxbjing 发表于 2010-7-3 18:37
支持一下，这样的分析好象见过类似的

       这个可没办法了，注塑工艺本就是一个很普通的工艺，这方面的文章也肯定多如牛毛，发此贴的目的无它，只是自己也曾从开思网上受益良多，尽自己的一份微溥之力罢了。

      但请版本大不要怀疑贴子的原创性，不信可以从网上搜搜，看有没有想同的 ，加分与否倒不在意。

lkbc 发表于 2010-7-3 20:09
顶楼主，我现在缺乏这类的知识，感谢分享。建议版大加分，鼓励这类增加知识的行为。

我上次离职时，找结构设计的工作时就欠缺在这种材料知识，那时候做了3D绘图两年，proE三维曲面造型很OK了，可是材料一点也不懂 ...

加油！！前面的路还长呢，我们厂的注塑主管和注塑工程师都是我负责招聘的呢，虽然我是做结构的。

   请继续关注我的贴子，对于上面几个没讲的方面我有时间都会讲到的，虽然可能没有太多的新意，但绝对是经验之谈，相信会对你有所帮助的。

楼主总结的很好很全面
模具方面还可增加：
1.采用热浇道以降低因熔体通过主流道产生温度及压力降低的影响
2.主流道在截面积及形状选取时应综合考虑压力降

调机方面应补充说明：
并非所有材料都对螺杆转速及背压敏感，有些材料切应变大（如ABS）,有些对温度更敏感（如PC），所以要提高熔体实际料温应综合考虑塑料本身的特性来优先选择增加螺杆转速还是直接升料管及模温