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聚氨酯(TPU)注塑成型制品不良原因的判定及处理方法(二)
2016-5-14
来源:未知
点击数: 2510          作者:未知
  • 热塑性聚氨酯(TPU)注塑成型时,干燥预热后的TPU粒料从注塑机料斗输送进加热的料筒,呈熔融状态时,经螺杆(或柱塞)的推进作用及料筒前端的喷嘴注射进入温度相对较低的闭合模具中,充满模腔,并在受压下冷却固化,脱模后获得与模型型腔相同的TPU产品。

    TPU注塑成型工艺看出,TPU注塑成型产品最重要的模塑条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和时间。针对TPU的特性,特别是其加工温度波动范围尤为狭窄的特点,要求注塑机必须具备精确的温度调节和控制系统,否则会因各种因素造成制品缺陷。如果我们把次废品的成因涵盖在四个主要因素当中,那就是原料、模具、注塑机及注射条件。

    TPU成型产品,原则上都是依据标准规格要求制造的。但它的变化仍是相当广泛并具有突发性。有时,在生产过程中会产生凹陷、气泡、裂痕、变形等次废品。因此就要从次废品中来了解判断问题所在并提出解决办法,这是专业技术和实践经验的积累。其实有时只需变更操作条件或原料、模具、机器方面稍做处理和调整,就可以解决问题。本文以螺杆式注塑机生产TPU制品为例,列举了TPU注塑成型制品缺陷可能发生的问题及原因,并加以探讨解决之道。

     

     

    1制品有凹陷

    TPU制品表面的凹陷,会降低成品品质及强度,同时也会影响产品外观。凹陷的原因与使用的原料、成型技术及模具设计均有关系,如原料的缩水率、注射压力、模具的设计及冷却装置等。


    表七.粘模可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    注射压力或熔料筒温度过高

    降低注射压力或熔料筒温度

    保压时间过长

    减少保压时间

    冷却不充分

    增加冷却循环时间

    模具温度过高或过低

    调整模温及两侧相对温度

    模具内有脱模倒角

    修理模具去除倒角

    模具进料口不平衡

    限制原料流程,尽可能接近主流道

    模具排气设计不良

    设置合理的排气孔

    模蕊错位

    调整模蕊

    模具表面太光滑

    改善模具表面

    脱模剂缺乏

    在不影响二次加工时,使用脱模剂

    8制品韧性降低

    韧性是使材料断裂所需要的能量。引起韧性降低的主要因素有:原料、回收料、温度及模具等。而制品的韧性降低,将直接影响制品强度和机械性能。

    表八.韧性降低可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    原料潮湿

    彻底焙干原料

    回收料掺入比例过大

    降低回收料掺入比例

    熔料温度太高或太低

    调整熔料温度

    模具浇口太小

    增加浇口尺寸

    模具浇口接合区过长

    减少浇口接合区长度

    模具温度太低

    提高模具温度

    9制品充填不足(制品短射)

    TPU制品充填不足是指熔融的材料未完全流遍成形窨的各角落之现象。

    充填不足的原因有成型条件设定不当、模具的设计制作不完善、成型品的肉厚壁薄等。在成型条件方面的对策是增高材料、模具温度,增大注射压力、注射速度及提高材料的流动性。模具方面可增大浇道或流道尺寸,或对浇口位置、大小、数量等进行调整修改,使熔融材料流动顺畅。再者,为了使成形空间内的气体顺利疏散,可在适当位置设置排气孔。

    表九.充填不足可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    供料不足

    增加供料量

    制品过早固化

    提高模具温度

    熔料筒温度太低

    提高熔料筒温度

    注射压力低

    提高注射压力

    注射速度慢

    增加注射速度

    注射时间短

    增加注射时间

    模具温度低或不均

    调整模具温度

    射嘴或漏斗阻塞

    拆除清理

    浇口位置不当

    调整更改

    流道小

    加大流道

    浇道或溢口小

    加大浇道或溢口

    螺杆止逆环磨损

    更换

    成形空间内气体未排出

    在适当位置增加排气孔

    10制品有结合线

    结合线是熔融材料二道或二道以上合流的部分所形成的细线,通常亦称焊接线。结合线不仅影响制品的外观,同时也不利于制品的强度。结合线发生的主要原因有:

    1.制品形状(模具构造)所致材料的流动方式;

    2.熔融材料合流性不良;

    3.熔融材料合流处混入空气、挥发物或难熔物等。

    升高材料和模具温度,可使结合线的程度减至最小。同时,改变浇口的位置、数量,使结合线的位置移往他处;或在熔合部设置排气孔,迅速疏散此部位的空气及挥发物;或在熔合部附近设材料溢流池,将结合线移至溢流池,再将其切除等都是有效地消除结合线的对策。

    表十.结合线可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    注射压力、时间不足

    增加注射压力、时间

    注射速度太慢

    提高注射速度

    熔料温度低

    提高熔料筒温度

    背压低、螺杆转速慢

    提高背压、螺杆转速

    浇口位置不当、浇口及流道太小

    改变浇口位置或调整模具入口尺寸

    模具温度太低

    提高模具温度

    材料固化速度过快

    降低材料固化速度

    材料流动性不佳

    提高熔料筒温度,改善材料流动性

    材料有吸湿性

    增加排气孔,控制材料品质

    模具内空气排除不畅

    增加排气孔或检查排气孔是否堵塞

    原料不洁或掺有他料

    检查原料

    脱模剂剂量太多

    少用脱模剂或尽量不用

    11制品表面光泽不良

    TPU制品表面失去材料本来的光泽,形成层膜或模糊状态等,皆可称为表面光泽不良。

    制品表面光泽不良,大都是由于模具成形表面研磨不良引起。当成形空间表面状态良好时,提高材料和模具温度可增强制品表面光泽。使用过多的难融剂或油脂性难融剂亦是表面光泽不良的原因。同时,材料吸湿或含有挥发物及异质物混入污染也是造成制品表面光泽不良的原因。所以,要特别注意模具和材料方面的因素。

    表十一.表面光泽不良可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    注射压力、速度太低

    适当调整

    模具温度太低

    提高模具温度

    模具成形空间表面有水或油脂污染

    擦拭干净

    模具成形空间表面研磨不充分

    模具打光

    不同材料或异物混入

    清洗料筒,过滤原料

    原料含有挥发物

    提高熔料温度

    原料有吸湿性

    控制原料预热时间,彻底焙干原料

    原料的剂量不足

    增加注射压力、速度、时间及原料剂量

    12制品有流痕(线纹)

    流痕是熔融材料流动的痕迹,以浇口为中心而呈现的条纹模样。

    流痕是最初流入成形空间内的材料冷却过快,而与其后流入的材料间形成界线所致。为了防止流痕,可提高材料温度,改善材料流动性,调整注射速度。

    残留于射嘴前端的冷材料,若直接进入成形空间内,则会造成流痕。因此在浇道与流道的汇合处或流道与分流道的交接处设充分的滞料部位,可有效地防止流痕的发生。同时,也可通过增大浇口尺寸来防止流痕的发生。

    表十二.流痕可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    原料熔融不佳

    提高熔料温度、背压,加快螺杆转速

    原料不洁或掺有他料,干燥不足

    检查原料,彻底焙干

    模具温度太低

    提高模具温度

    浇口附近温度太低

    提高温度

    浇口太小或位置不当

    加大浇口或更改位置

    保压时间短

    延长保压时间

    注射压力或速度不当

    调整至适当

    成品断面厚薄相差太多

    变更成品设计

    13注塑机螺杆打滑(无法进料)

    表十三.螺杆打滑可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    料管后段温度过高

    检查冷却系统,降低料管后段温度

    原料干燥不完全

    彻底焙干原料及适当加润滑剂

    料管及螺杆磨损

    修理或更换

    料斗进料部位故障

    排除进料部位故障

    螺杆退后速度过快

    降低螺杆退后速度

    料筒没清洗干净

    清洗料筒

    原料颗粒过大

    减小颗粒尺寸

    14注塑机螺杆无法转动

    表十四.螺杆无法转动可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    熔料温度低

    提高熔料温度

    背压过高

    降低背压

    螺杆润滑不足

    适当添加润滑剂

    15注塑机注射嘴漏料(流涕)

    表十五.注射嘴漏料可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    料管温度过高

    降低料管温度,尤其是射嘴段

    背压调整不当

    适当降低背压及螺杆转速

    主流道冷料断脱时间早

    延迟冷料断脱时间

    松退行程不够

    增加松退时间,更改射嘴头设计

     

    16材料未熔尽

    表十六.材料未熔尽可能产生的原因及处理方法

    产生原因

    处理方法

    熔料温度低

    提高熔料温度

    背压过低

    提高背压

    料斗下部过冷

    关闭料斗下部冷却系统

    模塑周期短

    增加模塑周期

    材料干燥不足

    彻底焙干材料

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