射出成型不良-塑件表面應力痕

內容目錄

1. 應力痕的形成

(1-1) 說明1

塑膠是高分子材料，其分子鏈較長，一般射出成形後，在產品中的分子的排布是無序沒有規則性的。當在成形過程中的高溫熔化與快速冷卻，在冷卻時有的分子鏈被拉長得狀況下固化下來。固化下來的被拉長的分子鏈有短收縮的要求，即分子鏈有勢能的存在，就是我們平時所說的應力痕。ㄧ般常發生在拐角處與流速大的地方。

(1-2) 說明2

射出件的表面於光線下的反射度直接反映出它的光亮度。光線在投射到射出件的表面後，會改變方向(反射)。射出件的表面越平滑，所反射的光線的散射角度便會越小，反而越粗的的表面，散射角度就會越大。到射出件的表面約趨於平滑，其光亮度會越高。要達到這樣的效果，拋光後拋光後的模壁必要有清晰的投影，而有蝕效的模壁卻不需要。光亮度不平均的現象是由於熔料接觸到冷卻系統不平均的模面和射出收縮不一致所引起(圖1)。

2. 原因分析

(2-1) 剪切流動造成的流動應力

塑膠材料在成型過程中會因為高剪切作用造成分子鏈結構的高度定向現象，此種是屬於熔膠剪切流動所形成的壓力(圖2)。

(2-2) 冷卻收縮造成的熱應力

因不均勻冷卻造成成品內分子鏈的不均勻收縮，當成品溫度快速冷卻到塑膠的凝固溫度以下時，冷卻收縮造成分子鏈間應力無法完全釋放，此種情況是屬於冷卻所形成的應力(圖3)。

(2-3) 結晶作用或模內壓力產生的殘留應力

結晶性材料之不平衡結晶作用或是模穴壓力對不同位置分子鏈之不同影響都會形成殘留應力。

3. 對策處理

(3-1) 產品結構方面

(a) 建議客戶把產品修改到肉厚平均的設計。
(b) 如結構有肉厚差時，建議客戶做過渡平緩。

(3-2) 模具方面

(a) 對應位置可採取咬花處理(儘量選擇有光澤且粗的規格)。
(b) 考慮對應位置水路是有足夠(儘量做到充分且平衡)。
(c) 考慮排氣是否足夠(在相對應的地方做入子(排氣入子或透氣金屬等))。
(d) 調整進澆口的位置。

(3-3) 成型方面

(a) 適當延長冷卻時間
(b) 可以考慮適當提高模溫或公母模打溫差
(c) 適當降低保壓壓力和保壓時間

(3-4) 後加工改善

(a) 素材擦拭等方式，如羊毛氈、科技泡棉。
(b) 噴砂處理。
(c) 機械加工等等。

(3-5) 其他

其他對策處理方式如下(圖4)。

4. 案例分析

(4-1) 肉厚分化過渡

塑件結構分化過渡不夠，目前 1.4/(1.0-0.6)= 3.5 ( 太小，外加調機又受限於肉厚問題(圖5) )建議3D結構修改加大分化，由1.4加到2.8即 2.8/(1.0-0.6)=7，或是盡可能的做到最大至少5倍，肉後分化過渡解應力痕問題依模廠經驗最少要有5 ~15倍。以下是應用肉厚分化的改善說明，肉厚分化會因肉厚的差異以及外觀製程而呈現不同的效果，尤其是咬花紋路，因為應力痕的問題基本上都是在咬花紋路上面發生。