• 型創(chuàng)科技 / 王海滔 應(yīng)用工程師
• (轉(zhuǎn)載自繁體版ACMT電子技術(shù)月刊No.086)

前言

料花（也稱水紋或銀紋）是塑料射出成型產(chǎn)品中最常見的缺陷之一，如圖1。這是一種外觀缺陷，通常表現(xiàn)為脫色條紋，通常是銀色的色調(diào)，沿著成型部件的表面。

圖1：料花(splay)缺陷

產(chǎn)生料花的三個(gè)主要原因是熱、濕和剪切，其中熱是主要原因。本文主要針對(duì)由熱引起的缺陷，并提出改善它們的方法。

料花的形成

我們先回顧一下塑膠在充填下的流動(dòng)行為。如圖2在射出成型過程中，呈噴泉流動(dòng)的高溫熔融態(tài)塑膠會(huì)進(jìn)入相對(duì)低溫的模腔當(dāng)中，當(dāng)兩者接觸并進(jìn)行熱交換，將形成最先復(fù)制模具微結(jié)構(gòu)的固化層。而后繼續(xù)前進(jìn)熔膠會(huì)與固化層發(fā)生剪切作用，如果是在過度剪切下將產(chǎn)生高熱量以及剪切拉伸力，容易使塑料分子降解。

在以上描述過程中就存在可能形成料花的情況：

? 根據(jù)射出材料的選擇，常規(guī)熱塑性材料熔體溫度在175℃~390℃，在此溫度下材料未干燥徹底，其中水分會(huì)轉(zhuǎn)化為水汽；

? 過度剪切作用下，塑料分子本身以及其中低分子添加劑容易分解為氣體揮發(fā)物；

? 背壓不足、螺桿轉(zhuǎn)速不良、松退設(shè)定過大、射出速度不當(dāng)?shù)龋伎赡芫砣肟諝猓ê?/p>

? 有模具附著物的融入，如水滴、油、瓦斯氣、脫模劑等。

因?yàn)樗怏w揮發(fā)物流動(dòng)性較好，將被熔膠裹挾并隨著噴泉流動(dòng)行為甩至產(chǎn)品的表面并且受流動(dòng)剪切拉伸形成筋條狀的流動(dòng)痕，凍結(jié)后最終在產(chǎn)品上形成許多的條紋，這是所謂的料花。了解到料花形成的原因，我們就能通過檢查，快速確認(rèn)異常的工藝。

圖2：塑膠充填過程下的流動(dòng)行為

料花的檢查手段

排除熱影響

當(dāng)抽樣塑料顆粒在水分檢測(cè)時(shí)幾乎沒有水分，但料筒溫度偏高或過高，基本可以確定與熱有直接關(guān)系。在現(xiàn)場(chǎng)中，如果由螺桿剪切產(chǎn)生太多的熱量，通常只認(rèn)為「料筒溫度設(shè)定過高」，實(shí)際上還可能是料筒內(nèi)部未完全達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，造成過高的剪切導(dǎo)致料花缺陷。筒溫變化至少需要20分鐘，材料才會(huì)在新的熱浸溫度下安定下來。

重要的是要驗(yàn)證實(shí)際材料匹配設(shè)置的筒溫。如果溫度匹配，觀察控制器的溫度波動(dòng)是否高于或低于設(shè)定值。此外，較差的干燥機(jī)熱性能同樣是一個(gè)常見原因。觸摸干燥機(jī)軟管也是一種很好的檢查方式，如頂部軟管或回流管是熱的。

背壓

需要重點(diǎn)關(guān)注，過度的背壓可能導(dǎo)致過度剪切狀況。如果背壓設(shè)置得太高，塑料通過壓縮區(qū)時(shí)就會(huì)過熱，還會(huì)導(dǎo)致材料脆化，導(dǎo)致零件質(zhì)量差。對(duì)背壓的改變至少需要20分鐘，以使剪切變化生效，并使筒溫進(jìn)入新的熱浸狀態(tài)。

在壓縮區(qū)過度加工的材料具有較短的分子鏈，這可能會(huì)削弱零件強(qiáng)度并改變收縮率。

干燥條件

過度干燥的材料會(huì)導(dǎo)致裂解變性。在射出機(jī)停機(jī)四小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，注意干燥器的溫度。大多數(shù)材料的普通干燥溫度為100°C附近。這個(gè)溫度通常足夠溫暖，既可以保持干燥的材料不受潮，又可以防止破壞材料性能或添加劑。

滯留時(shí)間

螺桿停留時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)造成料花。在填充模具腔之前，在料筒中滯留太久的材料會(huì)變得過熱，導(dǎo)致裂解。糾正這種情況的一種方法是使進(jìn)料區(qū)溫度大大降低。這減少了在物料進(jìn)料開始時(shí)的熱量，以及減少物料在熱區(qū)的時(shí)間長(zhǎng)度。

同樣需要重要注意，螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)該比冷卻時(shí)間長(zhǎng)1.5到2秒。螺桿過早停止計(jì)量轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間停留在筒底的物料容易被加熱至過熱。

總結(jié)

與熱有關(guān)的料花缺陷通常很容易識(shí)別，但情況并不總是容易糾正。在對(duì)這些熱缺陷進(jìn)行故障排除時(shí)，最佳做法是檢查可能導(dǎo)致熱發(fā)散的所有條件。把熱量從你的驗(yàn)證過程中一一排除，直到過熱的情況得到糾正。通過對(duì)當(dāng)前成型條件的仔細(xì)分析，一切是根據(jù)事實(shí)，而不是猜測(cè)，進(jìn)行流程修正料花情況。

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