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学好moldflow模流分析必须要明白的知识

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发表于 2010-12-16 15:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

成型主要不良分析及对策

目的:

主要针对目前成型品产生不良有原因加以分析判断,在成型机,模具及原料方面提供参考因素从而有效的控制不良的产生,降低生产成本。

内容:

1 起疮:(银色条纹)

  成品表面,以CATE为中心,有很多银白色的条痕,基本上是顺着原料的流动方向产生。这种现象是许多不良条件累积后发生的,有时要抓住真正的原因很困难。

11 原料中如果有水分或其他挥发成分,未充分烘干,则表面上就会产生很多银条。

12 原料中偶然混入其它原料时,也会形成起疮,其形状呈云母状或针点状,容易与其它原因造成的起疮分别。

13 原料或料管不清洁时,也容易发生这种情况。

14 射出时间长,初期射入到模穴内的原料温度低,固化的结果,使挥发成分不会排除,尤其对温度敏感的原料,发常会出现这种状况。

15 如果模温低,则原料固化快也容易发生(14)之状况,使挥发成分不会排出除。

16 模具排气不良时,原料进入时气体不易排除,会产生起疮,像这种状况,成品顶部往往会烧黑。

17 模具上如果附着水分,则充填原料带来的热将其蒸发,与熔融的原料融合,形成起疮,呈蛋白色雾状。

18 胶道冷料窝有冷料或者小,射出时,冷却的原料带入模穴内,一部分会迅速固化形成薄层,刚开始生产时模温低也会开成起疮。

19 原料在充填过程中,因模穴面接触部分急冷形成薄层,又被后面的原料融化分解,形成白色或污痕状,多见於薄壳产品。

110 充填时,原料成乱流状能,使原料流径路线延长,并受模穴内结构的影响产生磨擦加之充填速度比原料冷却速度快,GATE位置处于筋骨处或者小容易产生起疮,成品肉厚急剧化的地方也容易产生起疮。

111 GATE以及流道小或变形,充填速度快,瞬间产生磨擦使温度急升造成原料分解。

112 原料中含有再生料,未充分烘干,射出时分解,则产生起疮。

113 原料在料管中停留时间久,造成部分过热分解。

114 背压不足,卷入空气(压缩比不足)。

起疮:表一

可塑化能力不足。

树脂过热分解(料管温度)

料管内原料停留久,造成部分过热。

射出压力过高。

螺杆卷入空气(背压不足)。

模具内排气不良。

模具温度低。

胶道冷料窝存储小。

GATE 过小或变形。

模具表面有水分。

模穴的形状不良(横截面或壁厚变化较多较急)。

原料中由水分及挥发成分。

原料烘干不足。

混入其它原料。

2 会胶线

  会胶线是原料在合流处产生细小的线,由于没完全融合而产生,成品正、反面都在同一部位上出现细线,如果模具的一方温度高,则与其接触的会胶线比另一方浅。


- J7 w" p0 I/ e) T# e1
提高原料温度,增加射出速度则会胶线减小.


! @: V* `+ w# N! t5 t4 m2 k* f; d8 n2
提高模具温度,使原料在模具内的流动性增加,则原料会合时温度较高,使其会胶线减小.


* d1 {' @$ ]6 x, f3 CATE
的位置决定会胶线的位置,基本上会胶线的位置都进胶方向一致.

! K/ u: t# N9 L2 K, f
4
模具中间有油或其它不易挥发成分,则它们集中在结合处融合不充分而成会胶线,

5 f! p' T; O, m1 C" Q
5
受模具结构的影响,完全消除会胶线是不可能的,所以调机时不要约束在去除会胶线方面,而是将会胶线所产生的不良现象控制中最小限度,这一点更为重要.

会胶线:表二

原料温度低,流动性不足

射出压力低

射出速度慢

灌嘴冷料或太长

灌嘴处变形造成阻力大(压力损失)

模具温度低

模具内排气不良

GATE 位置不良

GATE 流道过小

GATE 到会胶线产生位置的距离过长(L/T的关系)

模具温度不平衡

原料流动性不良

原料固化速度快

原料烘干不足

3 气泡

  成品壁厚处的内部所产生的空隙,不透明的产品不能从外面看到,必须将其刨开后才能见到.

  壁厚处的中心是冷却最慢的地方,因此迅速冷却,快速收缩的表面会将原料拉引起来产生空隙,形成气泡.

: T; L! e- |) q. e" ]
1
射出压力尽可能高,减少原料收缩。


* B8 l2 Y' \, y  Z# t2
成型品上肉厚变化急剧时,各部分冷却速度不同,容易发后气泡。


: m' U4 ?' f3 Y7 G  |3
由于停滞空气的原因而产生气泡。


. |( G" q' G6 s9 X0 W4 GATE
过小,成品肉厚变化快。


. D3 N- z( |$ M- R9 l, c1 n5
GATE固化前,必须保持充分的压力。

气泡:表三

原料温度高,气体产生机会多

射出压力低

射出速度过快或过慢

保压低

保压时间短

保压转换位置太快

原料温度低,流动性低

背压不足

冷却时间长

模具温度低

模具排气不良

GATE,流道胶口过小

原料

烘干不足

原料收缩比率大

4 翘曲:

  射出时,模具内树脂受到高压而产生内部应力,脱模后,成品两旁出现变形弯曲,薄壳成型的产品容易产生变形。

1 成型品还没有充分冷却时,进行顶出,通过顶针对表面施加压力,所以会造成翘曲或变形。

2 成型品各部冷却速度不均匀时,冷却慢收缩量加大,薄壁部分的原料冷却迅速,粘度提高,引起翘曲。

3 模具冷却水路位置分配不均匀,须变更温度或使用多部模温机调节。

4 模具水路配置较多的模具,最好用模温机分段控制,已过到理想温度。

翘曲:表四

原料温度低,流动性差

保压高

保压时间长

射出压力高

射出速度慢

冷却时间短

模具温度低

模具上有温差

模具冷却不均匀,不充分

脱模不良

原料

原料的流动性不够

5 流痕:

   原料在模穴内流动时,在成品表面上出现以GATE 为中心的年轮状细小的邹纹现象。


% [' b" V& s, M& g! g5 c1
增加原料温度以及模具温度,使原料容易流动。

0 p7 C* z, g3 x* R" u
2
充填速度慢,则在充填过程中温度下降,而发生这种现象。


- Q: X4 n( u3 i1 F3
如果灌嘴过长,则在灌嘴处温度下降,因此,冷却的原料最先射出,发生压力下降,而造成流痕。


* y' j: S# v0 n  J4
冷却窝小,射出初期,温度低的原料被先充填造成流痕。

流痕:表五

原料温度低,流动性不够

射出速度快或慢

灌嘴孔径过小或灌嘴过长

射出压力低

保压不足

保压时间短

模具温度低

模具冷却不适当

GATE 小或流道小

冷料窝存储小

原料

原料的流动性不良

6 欠肉

  成品未充填完整,有一部分缺少的状能,作为其原因认为有以下几点:

1 成品面积大,机台射出容量各可塑化能力不足,此时要选择能力大的机台。

2 模具排气效果不佳,模穴内的空气如果没有在射出时排除,则会由于残留空气的原因而使充填不完整,有时产生烧焦现象。

3 模穴内,原料流动距离长,或者有薄壁的部分,则在原料充填结束前冷却固化。

4 模具温度低,也容易造成欠肉,但是提高模温则冷却时间延长,造成成型周期时间也延长,所以,必须考虑从与生产效率相关角度来决定适当的模温。

5 熔融的原料温度低或射出速度慢,原料在未充满模穴之前就固化而造成短射的现象。

6 灌嘴孔径小或灌嘴长,要提高灌嘴温度,减小其流动的阻力,灌嘴的选择尽可能短,若选择灌嘴孔径小或灌嘴长的,则不仅使其流动的磨擦阻力加大,而且由于阻力的作用而使速度减慢,结果原料提前固化。

7 成品模穴数量较多,流量不平衡,要设整GATE 的大小来控制,GATE 小模穴阻力大往往会欠肉,如有热胶道系统,也可单独调整某欠肉模穴温度来控制。

8 射出压力低,造成充填不足。

欠肉:表六

射出能力(容量,可塑化能力)不足

原料料量不足(计量不足)

射出压力低

原料温度低,流动性不足

射出速度慢

灌嘴变形(温度 孔径)压损失

保压压力转换位置过快

射出时间设定过短

逆止阀破裂

螺杆直径大,射出压力低

灌嘴处溢料

GATE 或流道平衡不良(因此不同时充填)

模具排气不良

GATE 变形或流道小(压力损失)

模具温度低(原料温度过早的下降到熔点以下)

模穴壁厚过薄(与L/T的关系)

GATE 位置不适当

模具冷却不适当

原料

原料流动性不足

7 毛边

  成品出现多余的塑胶现象,多在于模具的合模处,顶针处,滑块处等活动处。

1 滑块与定位块如果磨损,则容易出现毛边。

2 模具表面附著异物时,也会出现毛边。

3 锁模力不足,射出时模具被打开,出现毛边。

4 原料温度以及模具温度过高,则粘度下降,所以在模具仅有间隙上也容易产生毛边。

5 料量供给过多,原料多余射出产生毛边。

毛边  表七

计量多(过分充填)

射出压力高

射出速度快

原料温度高

锁模力低

射出时间长

保压压力高

保压压力转换位置慢

计量不准确,有误差(背压、螺杆转速)

机台固、定板可动板平行不良

合模面接触不良

模具接触面上附有异物

模穴内有碰伤

模具温度高

模具刚性不良(强度不足)

滑动部位间隙配合不良

模具结构设计

原料的流动性太好

8.缩水

由于体积收缩,壁厚处的表面原料被拉入,因化时,在成品表面出现凹陷痕迹。缩水是成品表面所发生的不良现象中最多的,大多发生于壁厚处,一般如果压力下降则收缩机率就会较大。

1.2 q; {6 \6 J* _: C* F- Z: O6 f
模具设计时,就要考虑去除不必要的厚度,一般必须尽可能使成型品壁厚均匀;

2.; @- F3 v# P) Q
如果成型温度过高,则壁厚处,筋骨处或凸起处反面容易出现缩水,这是因为容易冷却的地方先固化,难以冷却的部分的原料会朝那移动,尽量将缩水控制在不影响成品品质的地方。

3./ h# h: ~; C2 V5 Q2 T
一般降低成型温度,模具温度来减少原料的收缩,但势必增加压力。

缩水  表八

射出时间短(GATE未固化时,保压就会结束)

保压低

计量不足

保压位置转换太快

射出压力低

射出速度慢

冷却时间短

原料温度高

逆止阀破损

灌嘴孔径变形(压力损失)或溢料

模具

模具温度高

模具冷却不均匀(模具部分高)

GATE

模具结构设计

顶针不适当

原料

原料收缩率大

9.不易脱模(顶凸)

模具打开时成品附在动模脱模,顶出时,顶破或顶凸成品。如果模具不良,会粘于静模。

1.
: N* x' I3 @% A+ l
模具排气不良或无排气槽(排气槽位置不对或深度不够)造成脱模不顺利;

2.
! k0 }3 ?' n7 m4 a& f+ a
射出压力过高,则变形大,收缩不均匀,对以脱模;

3.; i9 ~7 H6 k& ^" Q5 a: y% P
调节模具温度,对防止脱模不顺有效,使成型产品冷却收缩后,以便于脱模,但是,如果收缩过度,则在动模上不易脱模,所以,必须保持最佳模温。一般,动模模温比静模模温高出5℃—10℃左右,视实际状况而定。

4.# Y7 G$ O! ^8 k- e+ V+ B# O
灌嘴与胶口的中心如果对不准,孔偏移或灌嘴孔径大于胶道孔径,均会造成脱模不顺。

脱模不顺   表九

成型机

原料温度高

射出压力高

射出时间长

保压时间长

冷却时间短

保压高

模具

模具脱模角不够

模具温度高

模具排气不良

模具冷却不均匀

灌嘴孔径大于胶口孔径

灌嘴偏移

原料

原料流动性不足

原料收缩率小

影响MFI值因素

一:目的:为使成品MFI值合格,提供参考条件。

二:内容:影响成品MFI值的不合格因素大概可分为以下几点:

1.
3 Z5 Z+ M! e* W- b3 p! {
原料

1.  b! _+ y" o9 \/ T: P
1
选取整袋相同批号同种原料,从四角中及中央五个不同位置取出原料,分别测试其MFI数值,然后再测试五个位置原料混匀的MFI值,可判别出原料之差异,可考虑原料混凝土匀后吸入料桶内;

1.
; _. w" v7 x: ^: L0 b8 E4 w; j2
烘干机是否有故障,其烘干温度是否在原料烘干物性范围之内,烘干时间是否足够;

1.
5 ^2 |9 v2 ?+ C# U& e) ]' N6 c. B3
要保持原料桶内满桶,使热风均匀的充满整个空间,每颗料粒充分烘干,这样可充分发挥烘干机烘干效果;

1.
. m+ s9 o7 y" K+ m1 O. D" O7 M4
原料是否完全烘干,原料水份测试值要小于0.02%,水份测试操作方法要正确;

1.
8 E" x7 G4 v# r/ i! Z, m5
检查原料使用是否正确,是否混到其它种原料,可从外观,颜色及燃烧等方法区别;

1.
& L- F" I3 u# C# c( e6
原料在小料斗内停留时间太长是否过久,原料已装满小料斗,而使之无法烘干从而吸收水份使原料性能下降,可调整电眼及上料时间来控制;

1.
, N& K0 s4 e: i- W4 t, c- Z! I; {7
烘干机到机台入料口处上料管有无破损,漏气。

2.
! A( ~, S6 |- L; [1 s( I7 B9 x
料管温度

料管温度的设定对成品MFI数值起着直接作用。

2.
4 \. y+ x; H, A1
设定的料温是否在其物性范围之内,可参照原料物性表,温度设定不一定越低越好,要在一个合理的范围内,同时要考虑到对成品外观的影响。

3.
+ c' {6 j$ i9 i6 ?3 ^2
检查料管是否正常,感温棒安装是否正确及有无松动,可用温度量测仪量测其加热是否正常,方法如下:

221手动加料,融熔原料在料管内按其循环时间停留后再射出;

222温度仪探头迅速放入射出之融熔的原料内,左右晃动使探头始终位于熔融的原料中部,然后记录最高温度数值;

223如此动作反复做三次以上,选取最高温度数值与设定温度实际值相比较,由此可看出温度差异范围判断料管加热是否正常;

224为保证量测数值准确真实,每次量测后要将探头清理干净。               

热胶道温度

  为使热胶道温度检测准确,每次重启电源设定温度后要进行PID演算热胶道温度检查主方法同料温检查方法相同,但无滑胶口之热胶道系统要确保前端不会有溢料,流涕现象,会影响到MFI值及成品稳定性,有滑胶口之热胶道要检查PIN针动作有无变形,关闭时是否紧密,前端有无冷料。

螺杆

41 所使用机台螺杆直径大小,其L/D比及压缩比,基本上螺杆直径越小MFI值越好,L/D值越小越好,压缩比越短越好入料段深度越小越好。

42 逆止环有无破损,可从射出计量中作出判断。

43 螺杆压缩区的料温设定微高一些,这样做可降低由螺杆旋转磨擦产生的剪切热。

成型条件

51循环时间是否过久,使原料在料管内停留时间延长,造成过热分解。

52背压压力是否太高,螺杆转速太快,造成料管内产生很高的剪切热,使原料分解,原则上背压,转速低一些,尽可能降低剪切热,但背压要适当调整不要太低,以免使进入料管内气体不易排出,影响MFI,也容易造成品质不良。

5.5 l3 f1 ?- ~2 P# Y) j9 i5 k
3
射出压是否太高,射速应尽可能慢些,降低射出时产生的磨擦热。

54松退距离是否太长,将气体吸入料管内使原料分解。

其它因素

1 SPRUE 与灌嘴配合是否紧密,有无溢料现象。

2 灌嘴孔直径是否太细。

3 灌嘴孔前有无被压变形。

4 灌嘴孔是否太长。

5 灌嘴处电热是否紧靠其感温棒,不要相距太远而使温度加热失去真实。

6 成品表面是否有油污。

7 成品粉碎后,颗粒太大,测试MFI时较不易放入电热管内同时使加热时间延长,应保证颗粒小而且均匀,近似于原料粒大小为佳。

8 成品从取出直到MFE测试,一定要保证成品及粉碎颗粒清洁,不要用手直接接触,要戴干净的手套及使用干净的胶袋子。

9 GATE 是否小或变形,GATE 越大越好。

10 流道以圆形最好,容易充填。

例:以PC+PETUT10181357 原料为例,于5KGLOADING 单位g/10mim,常温25度,以下列温度测试出MFI值结果:

料号

测试温度

MFI

PC+PET UT1081-1357

255

18

265

122

275

275

由以上结果可得知温度对MFI值得影响严重性,尤其对温度相当敏感的原料,要特别注意料管温度的控制。

发表于 2010-12-17 21:59 | 显示全部楼层
不错 顶一下
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发表于 2010-12-17 22:08 | 显示全部楼层
不错 顶一下
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发表于 2010-12-26 10:14 | 显示全部楼层
楼主厉害啊
; r% s  [# [; n, _: |! l  W% [我是刚刚接触这个学科的新人,能发点入门资料给我学习下吗?6 `* B' K' s0 u) w6 w
我的邮箱woodshsl@126.com: |0 G; @# H  `! h& W: ?
谢谢
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发表于 2011-9-6 15:13 | 显示全部楼层
不错 顶,學習了
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头像被屏蔽
发表于 2011-9-7 21:37 | 显示全部楼层
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发表于 2011-9-7 21:57 | 显示全部楼层
谢谢分享,很不错的资料
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发表于 2011-9-7 22:04 | 显示全部楼层
楼主厉害啊
$ o! P* ^" {& k+ R8 Q* u
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发表于 2011-9-10 12:27 | 显示全部楼层
强烈要求斑竹整理到ftp中下载
; z. h* a: G: o0 T5 W! V
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发表于 2011-9-11 14:05 | 显示全部楼层
收藏备用·····
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