塑膠外觀的案例
塑膠產品外觀白痕解決方向
塑膠產品外觀白痕解決方向
■型創科技 / 羅偉航 應用工程師
前言
塑膠外觀問題有很多類型，最常見的就是縫合線問題，這也是最容易找出原因的外觀問題，一般通過提高模溫、改變澆口位置或者通過引流到非外觀面的方法都能有效解決。但有時候產品外觀會出現一些令人感到頭痛困惑的問題，無論怎么調參數，改了多少次模具，都還是會出現。這就是我們今天要講的白痕/發白/“氣紋”問題。
為什么外觀面會發白？
這個缺陷用黑色料會更加明顯，打出來很容易看到一圈或一塊發白痕跡（圖1），現場的師傅或設計人員對產生發白痕跡的原因都有自己的見解，有的說這是“氣紋”，有的說是材料導致的白霧，因為這類發白的地方離澆口都比較近，所以有些師傅在無法通過參數調好時，都會要求模具部改澆口。假如是“氣”造成的問題，那么可以通過以下方法來排查：
1.空射材料，看出來的料是否有很濃的白氣、水蒸氣。
2.射出的時候，炮筒是否會時不時發出劈里啪啦的響聲。
3.如果是瓦斯氣殘留造成，則在模具表面用清洗劑擦拭后再射出10模，看是否還有缺陷。
假如有前兩點的情況發生，則可以從材料方面入手，測量材料的含水率是否過高。但是假如這三點都沒有發現問題，則基本可以排除“氣”的問題。
圖1.發白痕跡
那么為什么會出現這種發白的問題呢？像圖1這個產品，它的澆口在上方的非外觀面，我們通過打短射樣件發現該白痕在充填開始就存在。說明這個問題和后面的保壓階段無關。既然問題出現在充填階段，我們就需要了解一下熔膠在普通注塑下的流動行為。（圖2）這是熔膠在模穴內的流動，我們稱為噴泉流場。熔膠在模穴內分為三層：固化層、剪切層、中心流動層。由于塑膠加工溫度一般在230~320℃之間，而模溫在40~80℃之間，所以熔膠在接觸到模壁的時候會迅速冷卻，形成一層固化層。
展開 【視覺檢測】機器視覺在塑膠件外觀缺陷檢測方面的應用
塑膠在我們的生活中被應用得十分廣泛，手機、電腦、電器、餐具、家具、汽車、醫療器械……無處不在。對于中大型工廠來說，每天都有大批量的塑膠件被生產出來，如果僅靠人力來對這數量龐大的產品進行缺陷檢測，無疑需要投入巨大的人力成本和管理成本，而且還難以保證檢測的效率和準確率。因此，引進機器視覺檢測設備就尤為必要。
塑膠件成型后，會出現一些不良問題，常見的包括變形、飛邊、批鋒、裂紋、缺料、污漬、顏色不均、黑點、色差、頂白、印刷不良、尺寸不符等外觀缺陷。
機器視覺檢測設備是全自動檢測作業，它實現了自動上料、自動檢測、自動剔除NG產品、自動裝料的一站式檢測流程。塑膠件被振動盤依次送入玻璃盤，工業CCD相機高速拍照，再由昊天宸研發團隊開發的檢測軟件系統對拍照圖片進行高速度、高精度、高穩定性的實時檢測、分析、計算，判斷樣件是否合格，然后將結果輸出、統計，發現不良品進行自動剔除。
和傳統的人工檢測方式相比，采用機器視覺檢測技術對塑膠件外觀缺陷進行檢測，優勢非常突出，更高效、更快速、精度更高，能夠大幅降低工廠在品檢方面的人工成本，從而增加企業收益。昊天宸科技多年深耕于機器視覺檢測領域，為塑膠件、PCB線路板、新能源電池、半導體、精密五金等行業客戶提供一站式機器視覺檢測解決方案，設備可非標定制，滿足不同企業的不同檢測需求。
塑膠透明件被廣泛運用于各個行業，并起著不可或缺的作用，比如各類日用品材料、照明器材、光學儀器類材料、光纖材料、封裝材料、光盤材料，等等。在透明件質檢過程中，外觀檢測是不可缺失的一環。今天我們就和大家分享機器視覺在塑膠透明件外觀檢測中的應用。
機器視覺檢測設備在塑膠透明件外觀檢測中的應用
在塑膠透明件生產過程，由于各種因素的影響，容易導致產品表面出現各種缺陷，影響產品的外觀和性能。
展開 塑膠制品質量檢測：多重方法的綜合應用
</p><p><strong>強度檢測</strong></p><p>塑膠制品的強度直接關系到其在正常使用條件下的耐久性和可靠性。拉伸試驗、壓縮試驗、沖擊試驗等強度檢測方法，為制造商提供了塑膠制品在不同受力環境下的表現數據。這種基于科學的方法，確保了塑膠制品在極端條件下不失其穩固堅韌的特性。從汽車的零部件到醫療器械的外殼，強度檢測為塑膠制品的實用性和可靠性樹立了堅實的基石。</p><p><strong>功能性檢測</strong></p><p>不同塑膠制品在不同領域有各自的功能需求，因此功能性驗證變得至關重要。密封性、化學穩定性、電氣性能等功能性檢測，確保了塑膠制品在特定條件下能夠安全、可靠地發揮其作用。無論是醫療器械的材質選擇，還是電子產品的電氣性能，功能性檢測都為塑膠制品在不同領域的應用提供了用途與安全的雙重保障。</p><p><strong>塑膠檢測的應用場景</strong></p><p><strong>醫療安全與精密</strong></p><p>在醫療器械領域，工業用CCD相機的外觀檢測為一次性注射器、醫用管道等提供了精密安全的保障。其高分辨率和自動化特性，使得微小的外觀問題無處遁形，確保了患者的安全和醫療過程的順利進行。</p><p><strong>行車安全與穩定</strong></p><p>汽車內外部的塑膠零部件經過強度檢測的驗證，保證了車輛在行車過程中的安全性和穩定性。從車身外觀到內飾設計，強度檢測為汽車工業的高標準提供了堅實支持。</p><p><strong>科技創新與可靠性</strong></p><p>塑膠制品在電子產品中的應用日益廣泛。通過功能性檢測，這些塑膠制品能夠穩定地承載電氣性能，保障了電子產品的可靠性。從手機殼到電子元件的外殼，功能性檢測為科技創新提供了可靠的保障。
展開 塑膠制品質量檢測：多重方法的綜合應用
無論是醫療器械的材質選擇，還是電子產品的電氣性能，功能性檢測都為塑膠制品在不同領域的應用提供了用途與安全的雙重保障。
塑料檢測的應用場景
醫療安全與精密
在醫療器械領域，工業用CCD相機的外觀檢測為一次性注射器、醫用管道等提供了精密安全的保障。其高分辨率和自動化特性，使得微小的外觀問題無處遁形，確保了患者的安全和醫療過程的順利進行。
行車安全與穩定
汽車內外部的塑料零部件經過強度檢測的驗證，保證了車輛在行車過程中的安全性和穩定性。從車身外觀到內飾設計，強度檢測為汽車工業的高標準提供了堅實支持。
科技創新與可靠性
塑膠制品在電子產品中的應用日益廣泛。通過功能性檢測，這些塑膠制品能夠穩定地承載電氣性能，保障了電子產品的可靠性。從手機殼到電子組件的外殼，功能性檢測為科技創新提供了可靠的保障。
環保與可持續
在包裝行業，塑膠制品的外觀檢測和功能性檢測，確保了包裝物在運輸和儲存中不會出現破損，保持了包裝物品的衛生和完整性。這有助于減少資源浪費，實現環保和可持續發展。
結語
塑膠制品質量檢測是現代制造中的關鍵一環，涵蓋了外觀、強度和功能性等多個維度。工業用CCD相機的應用為外觀檢測帶來了高效、準確的解決方案，而強度檢測和功能性檢測則為塑膠制品的實用性和可靠性提供了堅實保障。從醫療到汽車，從電子到包裝，多種質量檢測方法的綜合應用，為塑膠制品的制造商提供了全方位的質量保障，推動著現代制造業的不斷創新和發展。
文章摘錄自ACMT SMARTMOLDING 2023/9月刊
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塑膠制品質量檢測：多重方法的綜合應用
無論是醫療器械的材質選擇，還是電子產品的電氣性能，功能性檢測都為塑膠制品在不同領域的應用提供了用途與安全的雙重保障。
塑料檢測的應用場景
醫療安全與精密
在醫療器械領域，工業用CCD相機的外觀檢測為一次性注射器、醫用管道等提供了精密安全的保障。其高分辨率和自動化特性，使得微小的外觀問題無處遁形，確保了患者的安全和醫療過程的順利進行。
行車安全與穩定
汽車內外部的塑料零部件經過強度檢測的驗證，保證了車輛在行車過程中的安全性和穩定性。從車身外觀到內飾設計，強度檢測為汽車工業的高標準提供了堅實支持。
科技創新與可靠性
塑膠制品在電子產品中的應用日益廣泛。通過功能性檢測，這些塑膠制品能夠穩定地承載電氣性能，保障了電子產品的可靠性。從手機殼到電子組件的外殼，功能性檢測為科技創新提供了可靠的保障。
環保與可持續
在包裝行業，塑膠制品的外觀檢測和功能性檢測，確保了包裝物在運輸和儲存中不會出現破損，保持了包裝物品的衛生和完整性。這有助于減少資源浪費，實現環保和可持續發展。
結語
塑膠制品質量檢測是現代制造中的關鍵一環，涵蓋了外觀、強度和功能性等多個維度。工業用CCD相機的應用為外觀檢測帶來了高效、準確的解決方案，而強度檢測和功能性檢測則為塑膠制品的實用性和可靠性提供了堅實保障。從醫療到汽車，從電子到包裝，多種質量檢測方法的綜合應用，為塑膠制品的制造商提供了全方位的質量保障，推動著現代制造業的不斷創新和發展。
文章摘錄自ACMT SMARTMOLDING2023/9月刊
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展開 塑膠件的結構設計：倒角篇
二、對于塑膠件
由于塑膠件的成型方式與機加件不同，塑膠件的倒角設計更多的是以圓角為主，斜角為輔（斜角更多的是為了造型需要以及有些結構起到導向作用，還有壁厚漸變過渡），圓角的設計有以下好處：
1、流動性
塑膠件在注塑成型過程中，熔融樹脂的流動性很重要，圓角提供更小的流動阻力，圓角越大，越有利于充填。
在原始設計中，尖角很容易在注塑過程中因渦流造成空氣滯留，導致局部高溫使得零件尖角處燒焦，造成外觀缺陷。優化后增加半徑以保證塑料熔體的流動。
2、塑膠件的強度
熔融聚合物流過和流過鋒利的邊緣會引起剪切，進而導致聚合物鏈斷裂。這些較短的聚合物鏈導致塑膠件的平均分子量較低；因此塑膠件的強度和性能可能會降低。添加圓角半徑，即使是很小的半徑，也將有助于流動并有助于防止這種剪切現象。
3、應力集中
疲勞破壞是由裂紋擴展引起的，而裂紋的形成主要在應力集中部位和構件表面。在截面尺寸突然改變處，如轉角處，要采用半徑足夠大的過渡圓角。從相關曲線可知，隨R的增大，有效應力集中系數迅速減小。圓角有助于將應力分布在更大的表面上，防止受力部分快速變形甚至開裂。（尤其是耐應力開裂性差的聚碳酸酯材料，如果成型條件不當或塑膠件結構不合理，則會產生很大的內應力，特別容易產生應力開裂。）
圖：應力集中系數與圓角的關系曲線
4、便于模具加工、提高模具強度
塑膠件上設計了圓角，模具的對應部位也呈圓角，這就增加了模具的堅固性，模具在淬火或使用時不致因應力集中而開裂，因而也增加了模具的強度。
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很多小伙伴常常會疑惑：“地鐵列車”有沒有方向盤啊？它們是如何轉彎的？今天就給大伙小小科普一下。
首先，“地鐵列車”的正確叫法為“電客車”，它只是軌道交通車輛大家族中的一種。我們一般把所有在軌道跑的具有自身動力的車列統稱為列車。軌道交通電客車和鐵路上的列車一樣都沒有方向盤。它們在不同線路間的轉向與變道都是通過軌道的變換來實現的。
負責軌道銜接與轉換的設備叫道岔。用的較多的是單開道岔，道岔由轉轍器，連接部分，轍叉及護軌三個單元組成。轉轍器包括基本軌，尖軌和轉轍機械。
接下來我們通過動畫的形式，來了解道岔與輪對的關系，車輛運行過程中，輪對是如何經過道岔的。
輪緣（紅色部分）的作用主要防止列車出軌
（其實就是把車輪“卡”在鐵軌上）
道岔可以引導車輪朝一個方向運行。
當道岔開通直股時，右邊的輪對通過基本軌與尖軌的空隙，護軌確保輪對不會偏離基本軌，保證列車沿正確方向前進。
當道岔開通反位時，護軌確保左車輪不會偏離基本軌。
而道岔就像是“轉向器”，決定了軌道的方向，也就引導列車運動的方向啦，轉轍機則是用來控制轉向器的方向盤。
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當今科技的發展，數位產品的幾何設計逐漸輕薄化、短小化，人們對塑膠產品的外觀精細度要求越來越高。如何保證塑件產品的品質，有效的掌握造成塑件變形的關鍵因素，并提出相對應且有效的解決對策是業界一直以來追求的目標。
隨著模流分析技術的進步，CAE人員對產品開發初期如何預判產品潛在的變形問題越來越重視。在CAE技術模擬塑件變形的趨勢和量值時，選擇正確的變形數據呈現方式尤為重要。因此，如何縮小量測差異，選擇正確的報告呈現手法也成為模流分析的重要技術。
宇航股份將于2017年11月16日舉辦Moldex3D在【塑件變形導因剖析與解決對策】之應用培訓講座。本次培訓課程通過實際案例的剖析，系統的講解塑件變形的關鍵因素，從中提煉出適合您的解決方案，掌握模流分析的詳細量測方式以及正確的變形數據報告呈現方式。
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【專業積累】88條模具設計常用基本知識，模具達人必備寶典
01
什么是表面粗糙度？
在技術交流中，很多人習慣使用“表面光潔度”指標。其實，“表面光潔度”是按人的視覺觀點提出來的，而“表面粗糙度”是按表面微觀幾何形狀的實際提出來的。因為要與國際標準(ISO)接軌，國標中早已不再使用“表面光潔度”這個表達術語，正規、嚴謹的表達均應使用“表面粗糙度”一詞。
表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很小（在1mm以下），它屬于微觀幾何形狀誤差。
具體指微小峰谷Z高低程度和間距S狀況。
展開 塑料成型最常見的十種注塑工藝
應 用 ?
汽車儀表盤，門板、空調風管等
五）納米注塑成型（NMT）
NMT(NanoMoldingTechnology)：是金屬與塑膠以納米技術結合的工法，先將金屬表面經過奈米化處理後，塑膠直接射出成型在金屬表面，讓金屬與塑膠可以一體成形。納米成型技術根據塑膠的位置分為兩類工藝：
1、塑膠為非外觀面的一體成型
2、塑膠為外觀面的一體成型
工 藝 特 點 ?
1、制品具有金屬外觀質感，
2、制品機構件設計簡化，讓產品更輕、薄、短、小，且較CNC加工法更具成本效益。
展開 如何利用CAE檢測產品外觀問題
圖9：一段射速及澆口降速的模流分析結果
CAE結果的外觀判定標準？
很多客戶都會提出一個問題，這些CAE結果是否有固定的判定標準？比如剪切率數值在多少以內才不會有外觀問題，波前溫度在多少以內才不會有問題。像網上有流傳不同塑膠的最大剪切率數值，是不是只要CAE結果低于那個值，就不會有外觀問題呢？答案很顯然是否定的，以上所講的剪切率、速度矢量、波前溫度這些CAE結果，都是通過間接方式，綜合來判斷，而不像縫合線結果可直接判斷。以應力痕為例：成型品的厚薄、射出速度的快慢，以及模溫、料溫的高低都會影響剪切層。假如你的剪切率高，但是模溫、料溫同時也控制在較高且均勻的情況下，或者產品厚薄差異不大，設計過渡合理的情況下，實際打出來的樣件可能也不會有外觀問題。
所以CAE使用者除了運用軟件，還應具備一定的產品設計、模具設計以及成型工藝能力。這樣才有利于每位CAE工程師建立屬自己的結果判定標準，比如3C產品和家電產品的標準肯定也不一樣。CAE軟件作為工具，在不同的使用者下發揮出來的價值也不同。希望這篇文章能給予工程師們一些啓發，如有不正之處，歡迎交流討論。
參考資料
[1]. 圖8、圖9參考文章《塑膠產品外觀白痕解決方向》—羅偉航，https://dafpl.xetlk.com/s/2DQ44D
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智能手表5大品牌CMF設計趨勢！
特別說明的是：雖然本文列出的這幾款手表案例均未采用塑膠材質外觀結構件，但塑膠目前是智能手表中常用材料，應用體量較大。
1. 蘋果：Apple Watch Series 7
造型方面
蘋果最新發布的智能手表采用的是當下主流的窄邊框（收窄40%）大屏幕（擴大20%）設計，整體造型多用曲線曲面的元素，前蓋是3D曲面設計，平滑圓潤。厚度最大處達到上一代的兩倍，底面則是平坦的造型，極大的提升了堅固抗摔性能。
圖 歷代蘋果手表的外形設計比較
CMF方面
材料上：
表殼材質上有三種可選，100%再生鋁金屬、不銹鋼及鈦金屬，環保且高端。工藝均十分精湛細膩，質感極為高級；
手表前蓋采用的是高強度水晶玻璃材質，物理機械性能優異，搭配OLED面板，觸控傳感器集成在里面；
表帶的材質及配色選擇性非常高，包括尼龍編織材料、皮革、布料等。
色彩設計上，飽和度均降低，給人一種沉穩大氣的感覺。其中鋁金屬新配色有五種：綠色、藍色、紅色、星光色、午夜色；不銹鋼的配色有三種：銀色、石墨色和金色；鈦金屬表殼的配色有兩種：偏白色和深空灰色。而表帶的色彩選擇就更為豐富，可以多達幾十種。
紋理沒有太花哨，更多是體現在表帶上，表殼采用磨砂工藝打造啞光質感，與光面的表鏡形成光啞對比效果，檔次升級。
2. 華為：WATCH 3 系列
造型方面
屏幕造型采用的是大圓形、曲面設計，非常經典。ODM廠為歌爾股份，OLED顯示屏則由京東方和和輝光電提供。
展開 【制造工藝】超全的塑料、橡膠成型工藝總結，輕松get新知識
應 用：
汽車儀表盤，門板、空調風管等
5、納米注塑成型（NMT）
中興Grand S EXT
NMT(Nano Molding Technology)：是金屬與塑膠以納米技術結合的工法，先將金屬表面經過奈米化處理後，塑膠直接射出成型在金屬表面，讓金屬與塑膠可以一體成形。
工藝流程：
納米成型技術根據塑膠的位置分為兩類工藝：
1、塑膠為非外觀面的一體成型
2、塑膠為外觀面的一體成型
工藝特點：
1、制品具有金屬外觀質感，
2、制品機構件設計簡化，讓產品更輕、薄、短、小，且較CNC加工法更具成本效益。
3、降低生產成本并且高結合強度，及大幅降低相關耗材的使用率
適用的金屬與樹脂材料：
1、鋁、鎂、銅、不銹鋼、鈦、鐵、鍍鋅板、黃銅；
2、鋁合金的適應性較強，包括1000到7000系列；
3、樹脂包括PPS、PBT、PA6、PA66、PPA；
4、PPS具有特別強的粘合強度(3000N/c㎡)。
應 用：
手機外殼、筆記本電腦外殼等
Lenovo筆記本
注塑機設備供應商：
1.加拿大赫斯基（HUSKY）公司
2.日本東芝注塑機
3.宇部
4.東洋toyo
5.奧地利恩格爾公司
6.力勁
……
二、擠出成型（型材）
擠出成型：又稱擠塑成型，主要適合熱塑性塑料的成型，也適合部分流動性較好的熱固性和增強塑料的成型。
展開 塑膠件的結構設計：分型面（線）篇
分型面與塑膠件表面相交的分界線，叫做分型線，英文為：Parting Line，因此分型面在業內一般簡稱PL面。由于成型模塊之間接觸不可能做到毫無間隙，塑膠件成型后，這條間隙復制到塑膠件上便形成一條類似批鋒的殘膠痕跡，因看起來像一條線，所以稱為分型線，也叫夾線。
如果說，分型面主要是針對模具而談，那么分型線就是分型面在塑膠件上的體現，分型線的粗細會影響塑膠件的外觀、功能。因此，在塑膠件的結構設計時，需要特別注意。
02 分型面的種類
我們一般把塑件件外形最大輪廓處的分型面稱為主分型面，其他的為輔助分型面。
分型面的形式
1、平面分型面：平面分型面是比較常見的、簡單的，它是一個垂直于開模方向的平面，如下圖所示。
2、階梯分型面：根據一些塑件的具體情況，將分型面做成階梯狀，如下圖所示。
對于階梯分型線，由于型腔一側受力較大，在型腔兩側產生注射偏心力，造成定半模和動半模之間存在相對滑動傾向，其滑動方向如下圖所示。所以應首先選擇階梯面淺（垂直投影面積較大的一側）的分型面，如下右圖。
在排模時，將兩個模腔對稱排列，如下圖所示。使模體兩側承受的注射力平衡，使模具結構緊湊。
如果階梯分型面階梯落差太大，可考慮設計枕位，局部做階梯分型面。
有些零件，階梯面比較多，如果跟隨階梯形狀設計分型面，分型面變得復雜，為了簡化分型面，可考慮把分型面做成平面，缺點是在零件外觀面會有夾線，因此，這種分型方式多用在內部件
3、斜面分型面：成型部分的分型面為斜面，并沿著斜面做出一段封膠面（目的是便于省模），然后再拉平（目的是便于加工定位取數），如圖所示。
4、曲面分型面：跟斜面分型面類似，先做出一段封膠面，然后再拉平，如圖所示。
展開 解決注塑模具成型難題，型創科技&ACMT技術平臺助您一臂之力！
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三、模流分析
??用CAE射出仿真技術改善產品結構
??塑膠產品外觀白痕解決方向
??CAE模流分析101招
??引用CAE模流分析技術在閥式熱流道系統之模具設計
??自動化IC封裝模擬分析工作流程
??模擬毛細力點膠制程，要完整考慮點膠及爬膠
??新型纖維流動耦合模型，預測準確度成功獲實驗驗證
??多材質產品翹曲，需考慮前一射嵌件影響
??產業長期困擾的耳流仿真新黏度模型有解了
??導入新發泡預測模型，氣泡收縮行為將無所遁形
??如何用最少時間找出最佳產品幾何設計
??如何用CAE工具設定熱塑性射出成型制程
??進階模內裝飾模擬技術縮短開發周期
??模流分析應用注塑壓縮成型提高車燈透鏡質量案例
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四、射出成型
??射出制程的冷卻時間加工條件
??模具澆口設計考量及最大剪切速率
??決定多模穴射出件的流動平衡性
??塑膠射出的表面浮纖現象
??射出加工螺桿技術數據
??澆口固化時間
??科學試模對于射出成型工藝的優化
??注塑成品精度與成型參數及模穴公差之關系
??基于感測信息之厚件射出成型表面微縮痕質量監測
??剖析全球最新塑膠注塑成型技術新知
??塑膠射出成型產品之雙折射預測
??注塑工藝中的溫度控制解決方案
??MeltFlipper? 熔膠管理與控制技術
??如何消除射出件上的虎皮紋缺陷？
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