注塑件應力開裂的案例
ABS注塑件總是應力開裂？
針對(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)注塑件在使用中經常出現放射狀裂紋,從而造成制件報廢的問題。人們在分析原因時往往只考慮成型工藝的影響,而忽視使用環境的影響。
通過試驗找到了ABS注塑件使用中產生的裂紋是因乙酸、油漆稀料等造成的外應力釋放所致,并提出了ABS注塑件設計、制造、裝配及使用的正確操作方法,為ABS注塑件的安全使用提供了科學依據。
(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)樹脂經共混改性后,形成了多種不同的牌號,其成型方法有注射、擠出、吸塑等,其中注射成型是主要的成型加工方法。注射成型主要有可成型復雜、尺寸精密的制件,易于實現自動化,操作簡單等優點,但也存在注塑件會出現各種各樣質量問題的缺點。
ABS注塑件質量分為內部質量和外部質量兩方面的內容。內部質量包括制件內部的材料組織結構形態,制件的密度、強度、應力等;
外部質量即為制件表面質量,常見的有欠注(未注滿)、分型線明顯(跑料)、凹陷(塌坑或縮痕)、變色(分解紋)、暗紋(黑印)、熔接痕(合料紋)、銀絲(水紋)、剝層(起皮)、流動痕(水波紋)、噴射流(蛇行紋)、變形(翹曲、扭曲)、光潔程度差(劃傷、劃痕)、龜裂(裂紋)、無光澤(不亮)、氣泡(空洞或中空)、白化(有白印)等。
影響ABS注塑件質量問題的因素很多,其中應力開裂是常見的致命缺陷之一,嚴重阻礙了ABS注塑件的應用。
1、ABS注塑件應力開裂原因分析
應力分類及產生過程聚合物受力后,內部會產生與外力相平衡的內力,單位面積上的內力即稱為應力。根據形成的原因應力可分為內應力和外應力。內應力包括主動應力和誘發應力兩種類型。主動應力是與外力(注塑壓力、保壓壓力等)相平衡的內力,故也稱為成型應力。
展開 ABS注塑件應力開裂原因及解決措施
外應力主要指注塑件使用中因受到外力的作用而產生的應變力。
對于塑料結構件,使用中往往與金屬固定件連接,為達到緊固、牢靠,從而使制件受到較大的剪切、擠壓,制件內部必然產生與外力相平衡的內力。
應力在注射過程中對制件質量的影響從理論上講,當聚合物注射充模后,如能在保壓壓力作用下以極其緩慢的冷卻速率固化,則聚合物大分子在模腔內就有充分的時間進行變形和重排,從而可使變形量逐漸與注塑壓力和保壓壓力的作用達到平衡,脫模后制件中無殘余應力,尺寸和形狀穩定。
然而,在實際生產中,出于對生產率的要求,上述方法幾乎是不可能的。即使生產中采用緩冷措施,所得到的冷卻速率對于大分子的變形和重排來講,仍然非常劇烈。
故充模后的聚合物在保壓壓力作用下冷卻固化時,大分子只能簡單地按照模腔形狀堆積在一起,而沒有時間進行趨向于穩定狀態的排列。所以,變形量與注塑壓力和保壓壓力的作用不相適應,脫模后制件內仍將存在較大的殘余應力。
大分子還將隨時間的延長繼續進行變形和重排,以便和成型時的應力作用結果相適應(消除殘余應力)。帶有較大殘余應力的制件經常會在不大的外力或溶劑作用下脆化開裂,即應力開裂。
應力開裂是注塑件常出現的質量問題之一,尤其是在氣候溫差變化較大的北方地區,應力開裂現象更為突出。裂紋多出現在制件的澆口、棱邊、熔接痕等應力較集中的部位。
另外,由于應力的作用,制件還常出現變形、翹曲、扭曲等缺陷。內應力從成型工藝上采取相應的措施,一般都可以使之降低到較低的限度。外應力往往容易被人們忽略,以致于把注塑件的開裂完全歸結于成型過程中產生的應力,使質量問題無法從根本上得到解決。
展開 【讓隱形應力無所遁形—1】注塑件總是莫名翹曲、開裂？元兇可能就是它——看不見的“內應力”
產品無緣無故變形、使用中突然開裂、光學性能不達標……
也許，一個共同的“隱形殺手”就藏在你的產品內部。
在注塑車間里，最令人頭疼的不是機器轟鳴，而是那些反復出現卻又找不到根源的質量問題：
產品剛脫模或放置一段時間后，就發生翹曲、變形，導致裝配困難或直接報廢。
制品在后續使用或組裝時，莫名出現脆裂、開裂，引發客戶投訴與質量索賠。
對于透鏡、導光條等光學部件，無論如何優化設計，總會出現畸變、雜散光，良率難以提升。
在進行噴涂、電鍍等二次加工時，涂層出現不均勻、起皺甚至剝離。
這些看似不同的問題，其根源往往指向同一個內部因素——塑料制品內部的殘留應力。它是在注塑成型過程中，由于不均勻的冷卻、收縮、分子取向等因素“凍結”在產品內部的內部力量。
這種應力肉眼無法看見，傳統檢測往往只能等到問題最終爆發（開裂、變形）后才能事后分析，導致調試周期長、廢品率高、質量風險大。
那么，有沒有一種方法，能讓這種隱形的“內傷”實時、直觀地呈現出來，從根源上預防這些問題呢？
關注我們，下期我們將為您揭秘：如何像擁有“火眼金睛”一樣，一鍵看清塑料內部的力量分布圖。鎖定我們，讓質量控制從“猜”變“看”。
展開 檢測注塑件內應力的三種方法
判斷：不得有任何斷裂現象，許可鑲件處有輕微裂紋及表面發白現象。
2、甲乙酮+丙酮沉浸法
將整機完整浸入21攝氏度的1:1的甲乙酮+丙酮的混雜液中，掏出后即時甩干，依上法檢討。
原理：根據介質應力決裂的現象，即溶濟分子滲透到樹脂的大分子之間后，降低了分子之間的彼此作用力。內應力大的地方在浸入前分子之間的作用力原來就有所削弱，浸入溶濟后這些減弱了的處所進一步減弱，而引起開裂，內應力小的地方在短時間內不會開裂。因此，可以從待鍍件表面開裂的時間和程度來斷定鍍件內應力的大小及其部位。從而斷定塑料件是否進行電鍍。
儀器法
用偏振光照耀塑料制件，視彩色光帶多寡，剖析內應力的強弱，它只適用于透明的制件。偏振光法所要的儀器昂貴，操作龐雜，且正確度不高，因為制件處理前后變化不顯著，光譜帶上涌現的光帶不一定都是內應力的影響，如制件表面的漣漪也會影響檢驗的成果。不外此法對制件的機能尚無任何影響，為無損檢驗，經檢驗過的制件可繼承電鍍和使用。
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從注塑到裝車——應力雙折射儀如何護航車載透明件全流程質量？
比如注塑成型是將融化的高分子材料填充至模具里，隨著溫度的差異一邊固化一邊流動，研發者必須把握流動狀況來提升產品良率。
雖然可以通過模擬軟件大概推測模流方向，但是并不能保證實際成品無法準確得知。但是通過應力雙折設備的軸方位信息，就可以準確的知道實際的模流方向，就是這么神奇！
當然真正高端的儀器設備怎么能少數據功能，例如PA系列配備的500萬像素的CCD，十秒就可以采集500萬個點的應力雙折射數據，然后再搭配軟件的分析功能，研發人員的福音。
精確、高效的產品質量控制方案
量產作為產品走向市場的最后一步，雖然有其他設備進行檢測，不過應用于產線卻仍然存在很多問題。
產品缺陷不能及時發現和解決；
不易用簡單有效的數字進行良品、不良品判斷等。
國高材分析測試中心率先引入WPA-200設備，為產業客戶提供從材料研發到量產的全鏈條應力檢測服務，解決了許多量產中的痛點。
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