CAE模流分析101招-第71招、射出成型技术的挑战与缺陷介绍【挑战与缺陷篇】

■Moldex3D/ 林秀春 协理

【内容说明】

射出成型技术所碰到的挑战主要有「开发时程与交期缩短」、「低成本要求」、「新材料」、「精密成型技术」、「薄壁成型技术」、「新制程技术」、「人员培训与传承不易」等。

图1：射出成型条件设定工艺鱼骨图 

目前传统训练员工的方式大约为，从错误中学习、有经验的带刚进门的新鲜人就是所谓的师徒制，不然就是派外训参加技术研讨会或者请顾问指导，相对于公司所需花费的成本昂贵，公司也会考虑是否值得。并且不同员工接受相同的培训课程，重复利用相关资源困难，员工无法进行完整有系统的培训，无法有效累积训练时数与经验。

图2：模具产品试模工艺鱼骨图

另外，不同单位的人员所负责的工作也不相同，例如产品与机构设计新进人员通常不具有射出成型之相关经验。

图3：螺杆说明与有关的设定规则与程序

同时也不容易觅得合适的训练课程，使得培训效果无法收到预期的效果，员工的学习成果无法累积成为公司的资产。

射出成型数字化教学系统(MPE)之三大优势

• 训练效果与传统方式截然不同；
• 可降低长期教育训练投资成本；
• 可成为公司内部系统网络云端射出成型知识数据库。强化公司组织在模具、塑料材料、射出机应用知识经济时代的竞争力。

射出成型技术基础，包含可以使所有与射出成型制程有关的设计人员、制造人员与生。产线人员据以作日常决策的专业知识。相关的课程包含以下单元：

• 射出成型机：射出成型机结构各部运作及主要功能解说。射出机虚拟操作
• 模具：两板模、三板模及热浇道模具操作及内部结构解说。
• 塑胶材料特性：塑料材料性质、种类、组成结构与加工行为说明。
• 进阶的介绍：压力与充填速率的目的、操作与结果。温度，流速与冷却如何影响产品结构、温度，流速与冷却如何影响成型条件与产品性质。
• 塑胶材料：高分子链结构，产品内部结构：结晶、非结晶与排向、塑料流动行为、塑料如何流动、排向与改变黏度，高分子链排向如何影响产品强度，摩擦生热与纤维排向。
• 试模鱼骨图说明：了解整个射出流程的重要知识，每个工段都有详细介绍。
• 深入螺杆说明：详细解说与螺杆有关的设定规则与程序，包括背压、螺杆转速(RPM)与时间。

几种射出成型品缺陷介绍与原因分析

有经验者就可以从模流分析的计算机试模选择虚拟射出机器控制调整成型条件，3D CAD产品设计与模具设计等角度寻找有效益的解决对策。

简单列出12种射出成型品缺陷与导致的原因

1.塑料充填不饱模短射（图4）

造成原因：料管储料体积不足、机台射压偏低、或者产品局部厚度太薄。

图4：塑料充填不饱模短射图

2.塑料充填不饱模短射形成包封（图5）

造成原因：塑件厚度厚薄不均。

图5：塑料充填不饱模短射形成包封图

3.多浇口形成结合线（图6）

造成原因：多点进浇或者流动不一致。

图6：多浇口形成结合线

4.埋入件偏移形成靠破缺料（图7）

造成原因：埋入件固定点不牢造成射出时模内偏移靠在母模侧使塑料无法充填形成靠破缺料。

图7：埋入件偏移形成靠破缺料

5.二射高温造成一射再融表面出现痕迹（图8）

造成原因：多射材质加工温度过于接近，导致二射高温射出让一射再次融化流动。

图8：二射高温造成一射再融表面出现痕迹

6.溢料、毛边（图9）

造成原因：模具间隙过大或者射压过大造成。

图9：溢料、毛边

7.埋入件形成龟裂（图10）

造成原因：金属件与塑料件的缩收率不同造成。

图10：埋入件形成龟裂图

8.翘曲变形（图11）

造成原因：主要为产品设计在厚度与结构差异所造成，也可能在射出时的压力差或温度差异过大所产生的因素。

图11：翘曲变形图

9.表面蛇纹以及黄化（图12）

造成原因：浇口设计过小或者射出速度不当所产生，射速太快容易剪切升温加热造成塑料烧焦黄化。

图12：表面蛇纹以及黄化图

10.表面浮纤（图13）

 造成原因：加纤塑料如果模具温度太低产品容易表面浮纤。

图13：表面浮纤图

11.表面局部凹陷（图14）

造成原因：产品局部厚度较大、保压不足所造成。

图14：表面局部凹陷图

12.气体流入或困住塑件产品厚度（图15）

造成原因：造成原因可能为模具内的排气不良困气在模内被卷入到产品,也可塑件厚度局部太厚造成真空气泡，图中有设计较厚的肋条并打入气体，造成气体渗透到平面厚度形成气泡。