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PCB工藝 塑料射出后成品發(fā)生縮水、凹陷的原因與解決方法

2020-05-19 12:01:49 819

首先要了解,大部分物體都有所謂「熱脹冷縮」的現(xiàn)象,塑料制品也是一樣,塑料射出時(shí)必須使用高溫來熔融樹脂,注塑入模具后,冷卻塑形。 所以塑料制品從模具內(nèi)成型后一定會有縮水(shrinkage)的情形發(fā)生,這本來就是天經(jīng)地義的事,而且所有的塑料原料的規(guī)格書中也都會注明其縮水率,更專業(yè)的還會提供橫向及縱向的縮水率。


所以一般我們看到的塑料縮水問題應(yīng)該是屬于局部縮水不均所造成的外觀現(xiàn)象,另外兩種現(xiàn)象:「射不飽料」與「包風(fēng)」,則因?yàn)橥庥^現(xiàn)象與「局部縮水不均」相似,所以也常被歸為「縮水」問題。


下面就針對這三種不同原因所造成的縮水、凹陷現(xiàn)象,說明其原因與解決方法(這里的部份數(shù)據(jù)來自網(wǎng)絡(luò)收集,有些則是自己的經(jīng)驗(yàn)整理):


1. 射不飽料


塑料模腔內(nèi)填料不足所造成的縮水,通常是由于入料量不足所引起,而入料量一般又由于射出壓力、或是塑料制品的剖面太厚或厚薄不均差異太大所造成。


其慣用的解決的方法通常如下,目的就是增加注膠量:


增加射出的壓力、延長射出的時(shí)間。(架設(shè)同一模具,射出壓力小的條件,比射出壓力大的容易縮水。)


增加入料量。


提高保壓、延長保壓時(shí)間。(假設(shè)相同的模具結(jié)構(gòu),離注澆口遠(yuǎn)的地方比較容易發(fā)生縮水的問題,因?yàn)榫嚯x注澆口越遠(yuǎn),其注塑壓力就越小,注塑的時(shí)候就很難保壓,自然也就所得厲害些。


加大料道澆口尺寸。


將料口移到容易縮水的地方


加快射出的速度。有些模具沒有預(yù)熱的系統(tǒng),這時(shí)候必需要加快塑料射出的速度,以防止塑料在模具中過早冷卻,以致于阻擋了后續(xù)的注膠量。


降低射出速度。適用在有預(yù)熱系統(tǒng)的模具,目的是讓塑料可以完全注塑到模據(jù)內(nèi)的每個(gè)地方。


通過肉厚的部位時(shí)減速。


2. 包風(fēng)


「包風(fēng)」是因?yàn)榭諝鉄o法有效逃離模腔以致塑料無法有效注射入模具中的某個(gè)角落所形成的缺料問題。 一般「包風(fēng)」最常用的解決方法就是增加逃氣孔(vent),但是逃氣孔的地方久了會容易生成毛邊(flash)。


下列的手法也可以改變「包風(fēng)」的位置或降低包風(fēng)的現(xiàn)象:


降低射出的速度。 讓空氣可以有時(shí)間可以逃離模腔內(nèi),也可以將低轉(zhuǎn)角的地方射不飽料的問題,適合用在有預(yù)熱系統(tǒng)的模具。


改變注膠道口的位置。 讓塑料料在模具內(nèi)流動的路徑改變,空氣殘留的位置也會跟著變化。


3.塑料射出后冷卻速率不均勻


大部分的物體都有所謂「熱脹冷縮」的現(xiàn)象,塑料成品也是一樣,依照一定的縮水率,塑料肉越厚的地方其縮水的尺寸也會越大。


想象一塊厚2.0cm的圓條狀塑料成品射出后,塑料外圍的地方因?yàn)榻佑|空氣,所以會先冷卻,體積也最先縮小,但是塑料成品中間的溫度因?yàn)楸话诶锩?,所以一時(shí)還無法冷卻下來,這時(shí)候外邊已經(jīng)開始冷卻的部份因?yàn)轶w積縮小了,就會去拉扯內(nèi)部還沒冷卻的塑料部份,所以越晚冷卻的地方,其體積就會變得越少。 結(jié)果就是在其上下夾層的中間內(nèi)外兩個(gè)圓圈的地方產(chǎn)生縮水痕。

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把這樣的觀念應(yīng)用在某些塑料成品厚薄不均且相差很大的設(shè)計(jì)上,比如說一片5cm見方的成品,一樣給它厚2cm好了,其外面的四周正中心處長了一道0.5cm厚0.5cm寬的凸緣。 比較薄的地方(0.5cm × 0.5cm凸緣)會先冷卻,體積也跟著縮小定型,可是比較厚的地方(中間5cm × 5cm )則在之后才慢慢冷卻下來,體積也跟著縮小,這時(shí)候就縮水就會發(fā)生上下兩面正中間的表面,因?yàn)橥馔咕壍牡胤揭呀?jīng)先冷卻下來了,沒有地方偷肉,只好偷上下表面的肉了。


針對這類因?yàn)樗芰仙涑龊罄鋮s速率不均勻所造成的縮水問題,其解決方法有:


延長冷卻時(shí)間。有些模具會設(shè)計(jì)冷卻用的水路,水路的位置最好安置在塑料肉比較厚的地方,也可以延長在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間。 目的都是為了用來平衡塑料各處冷卻的速度。


在縮水的地方設(shè)計(jì)凹槽。既然縮水是由于冷卻比較慢所造成,偷掉一下塑料肉(凹槽)就可以讓其接觸空氣的面積加大,也就可以加快冷卻的速度,縮水也就不會發(fā)生在這個(gè)地方。


降低模溫。這樣射出后的成品溫度到冷卻后室溫的溫差可以變小。

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