如何解决注塑成型中的毛边问题?

【注释】:毛边、披风、披锋、飞边等都是一样意思,只是各家叫法不同。

毛边为何物?相信从事注塑的业内人士都知道,我就不再赘述。个人认为,毛边在注塑成型上还算不上是疑难杂症,却几乎是所有的注塑厂普遍存在的共同问题。究其原因,是因为毛边的种类实在太多,导致其产生的影响因素更是方方面面,来看注塑成型的四个要素:模具、机台、塑胶原料、成型参数,再将这四个要素展开,那么影响毛边的因素至少有几十种。只要对毛边分门别类,再一一排查,其实解决起来并不难。今天就跟随现代精密一起探讨探讨注塑成型中的毛边问题吧~

一.如何判断是模具问题引起的毛边

先把机台的保压卸掉,V/P切换位置上调打短射的样品,因为打短射时模腔压力最小,如果短射的样品任何一个局部位置有毛边,强调一下局部,一定是模具的问题,需要下模检查确认。靠破面的毛边,确认模仁是否有塌角和塌边,抛光或晒纹时是否有伤到边角,模仁是否有变形,模板是否有变形,滑块是否有后退,装模时是否未配合好,镶件是否有松动或未装到位。顶针或插破位置的毛边,需确认是否因为磨损导致间隙偏大。模具问题引起的毛边比较直观,找到问题立即修模。

在这里重点补充的是,模具问题产生的毛边,跟日常的生产管理息息相关,当然新模除外。压模是导致模具跑毛边的第一杀手,低压保护的设定至关重要,灵敏的机台低压保护设定合理的话,压一根头发丝都会报警,正是这样,有些责任心不强的技术员为了降低机台报警的频率,让自己轻松,故意把机台的低压保护压力设定很大,这种做法带来的后果极有可能是灾难性的。一旦产品或水口未取出压到,模具损伤的可能性极大,即使通过补焊能够修复,但模具的寿命一定会大打折扣。每一位现场的注塑主管都务必要紧盯机台的低压保护参数。另外,要注塑检查机械手,有些机械手灵敏度不够,未取到产品也不会报警,造成的后果就是压模,遇到这类问题,一定要立即停机检修机械手。日常的保养做不到位,也会导致模具逐渐压伤,每两小时清理一次模具分型面,确认是否有异物或胶丝,用气管吹模腔,清理一下胶粉,这些保养要求一定要形成作业指导书,并长期贯彻执行,绝对能大大减少模具损伤带来的毛边问题。生产排配时也要注意,避免小模具上大机台的现象发生,很容易把模具压塌或压变形,产能毛边。要降低模具问题引起的毛边,开模评估也同样不可忽视,模仁材质硬度是否满足,模仁强调是否足够,模具结构是否合理,撑头是否平衡,这些因素在开模评估时一旦疏忽,后期生产的毛边问题将很难克服。


二.如何判断是机台问题引起的毛边

打短射或缩水的样品,如果整个分型面跑毛边,除了检查模具,还应该检查机台。打手动开合模具,先观察压力表,确认模厚调整是否满足锁模力的要求,如果不足,重新调整模厚。补充一点,在调机过程中,如果模具温度有大副的升降变化,一定要重新确认一下锁模力,因为模具的热胀冷缩或影响到模厚的变化,但仅限于曲轴式的机台,直压式机台不会出现这个问题。

如果模厚调整后,分型面还有毛边,需重新核定是否机台吨位太小锁模力不够。关于模具理论需要的锁模力计算,一种方法是参照模流分析的数据;另外一种方法是运用经验公式,跟进产品垂直开模方向的投影面积计算。

如果锁模力没有问题,分型面的毛边可能是机绞不平衡导致,这种情况下毛边会固定分布在机台的同一侧,需对机台进行检修校正。


三.如何分析并解决成型参数设定不当引起的毛边?

成型参数的五个要素(温度,压力,时间,速度,计量)几乎都会导致毛边的产生,有时是一个因素引起的,有时是多个综合因素引起的。看似复杂,其实所有成型参数设定引起的毛边,都可归结于压力,当注塑压力超出了机台设定的锁模力或者模具局部的承受强度时,就会产能毛边。

如下采用模腔压力曲线来诠释压力与毛边的关系。

一个合理的成型参数下,从保压开始到结束,模腔压力上升到峰值后再下降的过程是一段平滑的曲线,这一结论是利用压力传感器监测模腔压力多次试验总结出来的,早在10年前,行业里就在推广用压力传感器检测产品是否有披风,变形,不饱,也是基于这条曲线设定上下限来实现的。

上面这条压力曲线,出现披风的机率非常高,在进浇口周围,分型面,强度不足的插破孔,都极有可能产生毛边,在标示点5以上的压力,基本上为过剩压力。出现这种情况的原因,有如下几个方面:

(1)V/P切换太迟。

一般是在射胶刚刚好跑满产品全部结构时,切换保压是最理想的,切换晚了,模腔压力急剧上升,压力过剩,就容易出现毛边,甚至还会引起产品变形,尺寸偏大,粘模,顶伤等一系列问题。

(2)射胶速度太快。

射胶过程同机台的开锁模一样,速度设定一般要遵循“慢-快-慢”的原则,特别是末端的射胶速度,过快的速度冲击,使模腔的压力迅速达到峰值,模具间隙过大或锁模力不足的情况下,就会出现毛边。

(3)保压压力过大或保压速度过快。

过大的保压压力或过快的保压速度,都会在保压过程中将塑胶迅速挤进模腔,从而导致模腔压力陡升,压力过剩,在浇口周围甚至整个分析面产生毛边,更严重的会导致胀模。产品结构允许情况下,在保压第一段设定一个很小的压力(10%以下)和很短的保压时间(1.5mm以上厚度的产品,可设定0.5秒左右),用来缓冲V/P切换的过渡,可以起到很好的预防毛边的效果。保压压力的设定一般要遵循一个原则:模腔里塑胶熔体温度低的位置先饱,温度高的位置后饱。温度低的位置一般分布在充填的末段,胶厚较薄的位置,分型面处,所以通常前段的保压压力不宜设定太高,尽量采用后段的保压压力来解决局部缩水问题或尺寸问题。调机时,压力的设定,从低到高逐步加大,建议每个周期加增加5%-10%的方式,直到找到合理的压力值,


四.塑胶熔体温度过高引起的毛边

当塑胶熔体温度过高后,其粘度会逐渐下降,流动性变好,单位面积需要的锁模力也会随着增加,模具局部间隙偏大或锁模力不足的情况下,就会出现毛边。引起塑胶熔体实际温度升高的原因也是多方面的,料管温度设定过高,熔胶计量过大,螺杆太粗,周期过长,背压过大,转速过快,都会导致塑胶的温度升高或直接导致粘度下降。当产品出现毛边的时候,这些参数要及时检查。


五.塑胶特性导致的毛边


PA,PP,POM这些结晶型塑胶,本身特性决定了它们有超高地流动性,对模具间隙的要求和机台锁模力的要求远高于一般的非结晶性塑胶,要预防产生毛边,在开模评估,机加工和配模时要充分考虑,控制好模具间隙;机台吨位的选择时,也要做初步的估算,或依据模流分析的锁模力值做参考。

关于毛边问题,最后再补充两点:

(1)在开模的前期评估时,充分评估浇口的分布,尽可能用最低的注塑压力做出合格的产品;结合塑胶材料的特性,充分评估好模具各部分的结构和强度,合理控制好模具间隙,在开模阶段提前做好毛边的预防,一定会比模具开出来后再去修补来得更轻松。

(2)在生产过程中,任何原因引起的毛边,都需要及时解决,浪费人力去加工是小事,造成模具更大的损伤,再来修修补补,只会造成恶性循环。

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