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成型缺陷分析 | 開裂、裂紋、微裂和發白
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有的成型制件并沒有局部破碎,只是表面產生微細的開裂,根據其程度和外觀上的差別,把較嚴重的叫開裂或裂縫,較輕微的叫做微裂或龜裂,龜裂同裂紋看起來很像,但本質上是差異的兩種意思,即龜裂不是象空隙樣的缺陷,因加上的應力在平行方向排列的高分子自身,因而如對其加熱,就能返回沒有龜裂的狀態,用這種方法就能夠區分出龜裂和裂紋。其中微裂不僅在成型后產生;放置后或與溶劑蒸氣等接觸時也會發生。

而ABS和耐沖擊聚苯乙烯根本不產生這種現象,卻以頂桿推頂部位發白的形式表現出來,采用熱風加溫則可消除這種發白現象。產生上述現象的原因有下兩幾點。白化指應力白色化,從圖上應力屈服曲線同裂紋白色化的過程知見,的確要化費能量。白色化后只要加少許的能量就會發生裂紋。(圖A)


應力龜裂我們考慮可能是由于溶劑、油、藥品的作用使制品的結合力降低而產生(如下)



脫模不暢
成型時模具的拔模斜度不足,成為倒拔模斜度,或模具型腔凸模粗糙拋光極差,因此制件脫模困難,使推出力過大,產生應力,往拄造成制件破損或發白。由于主澆道拋光不好使制件粘在靜模、或者動模上,有側壁凸凹并采用硬性脫模時,更容易產生這種現象。

總之發生這種缺陷時,首先應注意模具的拋光,并在增大拔模斜度的同時在成型制件開裂處附近增設頂桿,使制件不彎曲、合理地脫模。對于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)成型制件,因塑料本身較脆、表面要求有光澤,大多采用鍍鉻模具成型。然而電鍍具有平面不易鍍覆的性質,卻易放覆到轉角處;因而成為倒拔模斜度,所以必須予以特別注意。

另外,因聚碳酸脂(PC)、PVC等材料容易粘在模具的鍍鉻層上,特別在角落上成為倒錐體,所以要給以注意。聚碳酸脂(PC)容易在模具鑲塊處產生裂紋,象這樣的情況最好在材料里加進增強玻璃纖維為好。有殘余應力的制品因溶劑、油、藥品的付著,會產生裂紋(以下講的應力龜裂),微量的油付上后會產生很多的裂紋效應。

脫模斜度要足夠,脫模銷要分布平衡,制品上不要設計有銳角,還有要盡量避免制品的厚度差異。只要仔細觀察龜裂產生的位置,即可確定原因。

過填充
由于過分擔心成型縮孔,結果注入模腔的熔料過多,使成型制件內部產生極大的應變。這時收縮變得很小,不但容易開裂,并且放置一段時間后內部應變更容易造成微裂。

要消除過填充的開裂可提高熔料溫度、降低注射壓力、提高模具溫度,但只要保證熔料易于注入模腔即可。根據成型制件外觀等有關原因,必須以過填充的方式成型時,為使制件不發生微裂,成型后應進行后處理(如熱處理),這對消除內部應變是有效的。

冷卻不充分
在未完全硬化時就將制件頂出,有時頂針周圍開裂或發白。通過充分冷卻或改變模具本身的冷卻方式,等完全硬化后方可頂出。也可以降低模具溫度、延長冷卻時間。

然而,有的模具的局部冷卻不充分,在通常成型條件下還有時不能防止變形。這種情況應考慮變更冷卻水的路徑、冷卻水道的位置或追加冷卻梢孔,尤其應考慮不用水冷,采用空氣冷卻等方式。

嵌件周圍開裂
置入嵌件成型時由于塑料的收縮,應力顯著地集中在嵌件周圍。這個力雖然能牢固地保持住嵌件,但是應力過大時嵌件周圍塑料往往開裂。

在注射成型的同時嵌入金屬件時,最容易產生應力,而且容易在經過一段時間后才產生龜裂,危害極大。這主要是由于金屬和樹脂的熱膨脹系數相差懸殊產生應力,而且隨著時間的推移,應超過逐漸劣化的樹脂材料的強度而產生裂紋。

要減少嵌件周圍的開裂,有效的是預熱嵌件或盡量縮小收縮差,進行塑化處理效果更明顯(即金屬鑲塊預先加熱,則可以緩和成型時的殘余應力,同樣的原理,用成型后的退火代替鑲塊加熱也是一種方法)。

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