1、 成形不良的原因及對策射出成形品各種成形不良的原因大別如下:(1) 成形材料(樹脂) 本身的性質所致者.(2) 成形條件設定不當.(3) 模具設計或制作不完備.(4) 成形品設計不良.(5) 射出成形機成形能力不足.實際上,成形不良的原因並不單純,常伴隨上示多項原因引起,原因的追究及對策常有賴作業者的經驗與技術.1-1 充填不足充填不足(short shot)是熔融的材料未完全流遍成形空間的各角落之現象,如圖所示.充填不足的原因有成形條件設定不適當,模具的設計,制作不完備,成形品的肉厚太薄等所致.成形條件的對策是增高材料溫度(加熱缸溫度), 模具溫度,增大射出壓力,射出速度及提高材料的流動性.
2、模具方面可增大註道或成形空間內的氣體順利疏散,可在適當位置設置排氣孔.1-2 毛邊過剩熔融材料流入分模面或側向心型的對合面或銷類間隙等模具配件間隙時,會發生毛邊(burr).發生毛邊的基本原因除了成形機對成形品的投影面積無充分的合模力之外,大都是模具與成形材料所致.模具配件發生間隙或配件密著性不良的原因有模具構造設計制作不當, 模具配件的加工精度不良,裝配精度不良,配件變形或磨耗.模具成形空間內的熔融材料流動性太好時,也會造成毛邊過剩,防止的方法是降低模具溫度,材料溫度,射出壓力及射出速度,但必須配合前項的充填不足問題,否則可能造成顧此失彼的現象發生.1-3 收縮下陷收縮下陷(sink mar
3、k)是成形品表面產生凹陷的現象,主要原因是熔融材料冷卻固化時的體積收縮所致.收縮下陷易發生於成形品肉厚較厚的部份,肋或凸轂的背面,注道背面等肉厚不均的部份,如圖所示.因此為了防止收縮下陷,基本上,成形品的設計要適切,如圖所示.防止收縮下陷可適度調整成形條件,如降低模具溫度,材料溫度,增高射出壓力,延長射出壓力保持時間(保壓時間), 或依成形品的形狀或肉厚而在容易發生收縮下陷的部位追加設置澆口.收縮下陷是成形品收縮所致,易見於 PE,PP,PA 等成形收縮率大的結晶性塑膠料 .所之,以玻璃織維強化的塑膠或充填無機質的塑膠材料之成形收縮率甚小於基質的塑膠材料,其收縮下陷可減至最小.1-4 氣泡氣泡
4、(bubble)是在成形品內部形成的空隙 ,一般所謂的氣泡有成形品冷卻時 ,由於體積收縮差在肉厚較厚部形成的空洞與熔融材料中的水分,揮發物形成的氣體而封入成形品內部者.成形品肉厚過大或肉厚嚴重不均勻時,常會發生氣泡,如圖所示.此時,延長保壓時間或增高模具溫度,即可減輕氣泡發生的程度.再者,將成形材料充分幹燥,降低材料溫度,防止熱分解,亦可阻止氣泡之發生.1-5 破裂破裂(cracking) 是成形品表面產生毛發狀之裂紋,成形品有尖銳棱角時,此部份常發生不易看出的細裂紋.裂紋是成形品的致命不良現象,主要原因如下所示.(1) 脫模不易所致.(2) 過度充填所致.(3) 模具溫度過低而致.(4) 成
5、形品構造上的缺陷所致.若欲避免脫模不良所致的裂紋時,模具成形空間須設有充分的脫模斜度,檢討頂出銷的大小,位置,形式等,頂出時,成形品各部份的脫模阻力要均勻.過度充填是射出成形時,施加過大的射出壓力或材料計量過多,成形品內部應力過大,脫模時造成裂紋,在此種狀態下,模具配件的變形量也增大,更難脫模,助長破裂之發生,此時,宜降低射出壓力,防止過度充填.澆口部常易殘留過大的內部應力,澆口附近易脆化,特別是直接澆口的部份,易因內部應力而破裂,例如杯狀或碗狀成形品,易以澆口為中心而發生放射狀裂紋,如圖所示.1-6 白化成形品脫模之際,常遭受頂出銷的頂出力或有 undercut 部位時不適當的頂出而變形受力
6、時,該部變白稱為白化(blushing).白化並非裂紋, 但卻是裂紋之預兆 , 常見於 ABS、HIPS 、硬質PVC 等.白化是成形品內部顯著的殘留應力所致, 可套用脫模不良的對策.1-7 翹曲、扭曲翹曲、扭曲都是從模具取出的成形品產生之變形(strain),平行邊變形者稱翹曲(warping),如圖 11.27 所示.對角線方向的變形稱為扭曲(torsion),如圖所示.這些變形為成形時的各種內部應力所致,原因大致如下:(1) 脫模時的內部應力所致.(2) 模具溫度控制不充分或不均勻所致.(3) 材料或填充料的流動配向所致.(4) 成形條件不適當所致.(5) 成形品形狀、肉厚等所致.成形品
7、脫模時的內部應力所致的變形,是成形品未充分冷卻固化前,從模具頂出所致.模具內的成形品,若不均勻冷卻,則造成熱收縮不均勻,容易變形.結晶性塑膠的成形收縮大,因此,收縮差所致的變形也大,防止方法是注意模具的溫度控制.成形時的材料或填充料所致的配向性,也是成形品變形的主要原因,配向性所致的變形與模具構造有關系,如澆口的位置、形狀、大小、數目等,影響成形品的變形有重大的關連.防止成形品的變形,只調整成形條件是很難造成的,但為了減少內部的應力所致的變形,可減低射出壓力、縮短保壓時間、減低射出速度成形品的變形主要取決於成形品設計的良否，使用之成形材料的適池與否，因此，成形品設計時須加以注意一般為防止成形品
8、變形，可在剛成形后，以冷工模等對成形品施加外力，矯正變形或防止進一步的變形，但成形品在使用中若再次遇到高溫時又會復原，對此點須特別加以注意1-8 熔合線熔合線(weld line)是熔融材料二道或二道以上合流的部份所形成的細線.熔合線發生的原因如下所示:(1) 成形品形狀(模具構造)所致材料的流動方式.(2) 熔融材料的流動性不良.(3) 熔融材料合流處捲入空氣、揮發物或離形劑等異物.熔合線是流動的材料前端部合流時,此部份的材料溫度特別低所致,即合流部未能充分熔合所致.成形品的窗、孔部周邊難免會造成材料合流,而產生熔合線.但材料的流動性特別良好時, 可使熔合線幾乎看不見, 同時, 升高材料溫度
9、、增高模具溫度, 亦可使熔合線之程度減至最少.改變澆口的位置、數目,將發生溶合線的位置移位他處,或在熔合部設置排氣孔,迅速疏散此部份的空氣及揮發物,或如圖 11.29 所示,在熔合部附近設材料溢流池,將熔合線移至溢流池,事后再將其切除等皆是有效的處置對策.熔合線不僅有礙成形品之外觀,同時也不利於成形品強度,不含玻璃織維等填充料的非強化塑膠之熔合線部強度與其他部位相差無幾.但玻璃織維強化塑膠(FRTP)的玻璃織維在熔合部不融著,此部份的強度常低很多,圖 11.30 所示為其實驗例,在試片成形用模具的流道部份設變換閥,能以一點側狀澆及二點側狀澆口(成形后有熔合線)兩方式成形,試驗結果如表 11.8
10、 所示,玻璃織維(30%)強化塑膠的熔合部強度約為非強化者的 60%.1-9 流痕流痕(flow mark)是熔融材料流動的痕跡,以澆口為中心而呈現的條紡模樣 .流痕是最初流入成形空間內的材料冷卻過快,而與其后流入的材料間形成界線所致.為了防止流痕,可增高材料溫度,改善材料流動性,調整射出速度,圖 11.31 所示為射出速度與各種流動模樣的關系.殘留於射出成形機噴嘴前端的冷材料,若直接進入成形空間內,則會造成流痕,因此在注道與流道的會合處或流道與分流道的交接處設充分的滯料部,可有效的防止流痕的發生.同時,亦可增大澆口的尺寸來防止.1-10 噴流痕噴流痕(jetting mark)是從澆口往成形
11、空間內射出的熔融材料成紐帶狀固化,在成形品表面形成蛇行狀態,亦可視為流痕的一種,如圖所示.使用側狀澆口的成形品,在材料的流路中的無滯料部或不充足時,容易產生噴流痕,原固是急速通過澆口的冷材料直接進入成形空間,然后接觸成形空間表面而固化,接著被隨后進入的熱材料推流,而殘留蛇行痕跡.防止噴流痕的方法是在流道系統設置足夠的滯料部,或增大澆口面積、增高模具溫度、防止材料快速固化,或改變澆口形狀,采用重疊澆口或凸片澆口,如圖所示,或使從澆口進入成形空間的材料,一度碰撞成形空間內的銷類或壁面,再者,可減慢材料的射出速度.1-11 銀條銀條(silver streak)是在成形品表面或表面附近 ,沿材料流動
12、方向,呈現的銀白色條紋.銀條的發生大都是成形材料中的水分或揮分物或附著模具表面的水分等汽化所致,射出成形的螺杆捲入空氣時也會發生銀條.防止銀條的對策是首先充分幹燥成形材料,再者,增高模具溫度、降低材料溫度、減慢射出速度、降低射出壓力及升高螺杆背壓等.1-12 燒焦一般所謂的燒焦(burn mark), 包括成形品表面因材料過熱所致的變色及成形品的銳角部份或轂部、肋的前端等材料焦黑的現象.燒焦是滯留成形空間內的空氣,在熔融材料進入時未能迅速排出,被壓縮而顯著升溫,再將 材料燒焦所致.1-13 黑條黑條(break streak)是成形品有黑色條紋的現象,如圖 11.34 所示,其發生的主要原因是
13、成形材料的熱分解所致,常見於熱安定性不良的材料.有效防止黑條發生的對策是防止加熱缸內的材料溫度提高,減慢射出速度.加熱缸內壁或螺杆,若有傷痕或缺口,則附著於此部份的材料會過熱,引起熱分解.逆流防止閥亦會因材料滯留而引起熱分解,所以黏度高的材料或容易分解的材料要特別注意防止黑條的發生.1-14 表面光澤不良成形品表面失去材料本來的光澤,形成乳白色層膜,成為模糊狀態等皆可稱為表面光澤不良(haze).成形品表面光澤不良,大都是由於模具表面狀態所致,模具表面的研磨不良時,成形品表面當然得不到良好的光澤.但模具表面狀態良好時,增高材料溫度、模具溫度,可改良表面光澤.使用過多的離形劑或油脂性離形劑亦是表面光澤不良的原因.同時,材料吸濕或含有揮發物及異質物混入污染亦是造成成形品表面光澤不良的原因之一.1-15 表面剝離成形品表面成云母狀薄層裂痕的現象,稱為表面剝離.表面剝離(pelling)的原因在不同的材料混入或成形條件不當.例如一般用 PS 與 ABS、PE與 PP 混用時,因彼此間無相容性 ,故造成表面剝離. 平常的剝離發生是在於換料不完全,混用粉碎的再生料時,弄錯材料種類等.同時,材料溫度太低時,流動材料的內部發生交界面,亦會造成剝離現象.
