塑件燒焦

射出成型不良-塑件燒焦

在塑膠或樹脂射出成型的過程中,樹脂被加熱到一定溫度並被注入模具內。這個過程中,樹脂中的氣體會釋放出來,如果這些氣體不能迅速且有效地通過模具的排氣槽排出,就會在模具內形成壓力,進而引起氣體燒焦。這不僅會影響產品的外觀,還會影響其性能,甚至可能導致產品報廢。

1. 何謂燒焦

氣體燒焦是指在成型時成型品表面的燒焦現象。
當樹脂填充模腔時,原有的空氣會從排氣槽排出(圖1)。此時,樹脂所產生的氣體也會從排氣槽排出。但是,如果模具的排氣槽被堵塞,或流動末端本來就沒有排氣槽,氣體便無法排出,受到壓縮後形成高溫,從而導致樹脂被燒焦(圖2)。

2. 塑件燒焦的生成原因

(2-1) 射出速度偏快

隨著樹脂的填充,模腔內的空氣和樹脂中所含的氣體會從排氣槽排出。但是,如果射出速度太快,氣體就會來不及從排氣槽排出,並會因受到隔熱壓縮而形成高溫,進而導致氣體燒焦。VP切換偏慢時,也會因同樣的原因而容易產生氣體燒焦。

(2-2) 模具排氣不順

當排氣槽的排氣能力偏低時,也會發生氣體燒焦,模具排氣槽排氣能力不足的兩大主要原因。

第一種情況是排氣槽的厚度本身就比較薄(圖3)。在這種情況下,排氣槽的排氣效率自然會比較低,容易在射出過程中形成壓力,導致氣體燒焦。

第二種情況是在使用過程中排氣槽被模垢堵塞。模垢主要是由於樹脂或塑膠分解、降解後留下的殘留物質所造成,這些殘留物質積聚在排氣槽處,逐漸形成堵塞,影響排氣效率。

此外,當樹脂中含有過多的氣體時,氣體燒焦的情況也會變得更加嚴重。特別是那些在生產過程中會添加再生料的模具,更是需要有足夠的排氣槽來確保氣體可以順利排出,防止氣體燒焦的發生。

(2-3) 模具溫度或樹脂溫度偏高

當模具溫度或樹脂溫度偏高時(雖說是次要原因),氣體燒焦也有加重的趨勢。

3. 塑件燒焦的對策

(3-1) 減慢射出速度

氣體燒焦是因氣體被急劇壓縮並形成高溫而引起的。因此減慢注射速度可降低氣體燒焦。當成型品的形狀受到限制時,請調整VP切換位 置或使用多段射出。如果無論如何也解決不了問題,則應通過強化排氣槽等措施來改善排氣狀況。

(3-2) 改善排氣狀況

關於排氣槽,請檢查下列情況。

(a) 是否被模垢堵塞?
如果堵塞,請予以清理。性能較差的排氣槽容易發生堵塞。
(b) 增強排氣槽的能力
增加數量和厚度。
(d) 是否位於適當的位置?
如果流動末端沒有做排氣,則毫無意義。在發生燒焦的位置有效地配置排氣槽。

●【克服射出成型燒焦的三個原則】

射出成型是一種常見的塑料加工方法,它通過高壓將熔融狀態的塑料材料注入模具中,冷卻固化後脫模,以獲得所需形狀的塑料製品。然而,在這個過程中,如果處理不當,塑料材料可能會出現燒焦的情況,這不僅會影響產品的外觀和性能,還會降低生產效率和增加生產成本。因此在試模或生產過程中,遇到燒焦的問題,可參考以下影片裏面說的三個原則。在進行問題處理時,就比較能夠清楚如何下對策。

4. 絕熱壓縮的產生

絕熱壓縮這一現象在物理學領域中極其重要,它描述了在一個封閉的容器內,氣體在沒有熱量傳遞的情況下,壓縮過程如何導致氣體溫度的增加。當我們將氣體壓縮,其內部分子的運動加快,導致氣體溫度的提升。這個現象的一個重要應用就是在柴油引擎的點火機制中沒有使用火星塞來點燃燃料。

在柴油引擎中,當推桿被迅速壓下,空氣被壓縮,而在極短的時間內,它與外界幾乎沒有熱量交換,這就是所謂的絕熱壓縮。在這個過程中,施加在空氣上的力做的功被轉換成空氣內部的動能,導致溫度的上升。當空氣溫度達到某一臨界點,足以點燃燃料,引擎就會啟動。

當你了解上述說明(或參考以下影片內容),你會發現,射出成型的燒焦問題跟絕熱壓縮很相似。射出速度越快時,在充填末端就越容易產生燒焦。了解這一問題的形成原因,其實就很容易去下對策處理了。

●【射出成型不良缺陷的燒焦與絕熱壓縮】

☆ 其他參考資料及文章

● 【模具排氣系統】(按圖超連結)

● 【模具排氣槽的分類】(按圖超連結)