塑胶产品外观白痕解决方向

塑胶产品外观白痕解决方向

■型创科技 / 罗伟航 应用工程师

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前言

塑胶外观问题有很多类型，最常见的就是缝合线问题，这也是最容易找出原因的外观问题，一般通过提高模温、改变浇口位置或者通过引流到非外观面的方法都能有效解决。但有时候产品外观会出现一些令人感到头痛困惑的问题，无论怎么调参数，改了多少次模具，都还是会出现。这就是我们今天要讲的白痕/发白/“气纹”问题。

为什么外观面会发白？

这个缺陷用黑色料会更加明显，打出来很容易看到一圈或一块发白痕迹（图1），现场的师傅或设计人员对产生发白痕迹的原因都有自己的见解，有的说这是“气纹”，有的说是材料导致的白雾，因为这类发白的地方离浇口都比较近，所以有些师傅在无法通过参数调好时，都会要求模具部改浇口。假如是“气”造成的问题，那么可以通过以下方法来排查：

1.空射材料，看出来的料是否有很浓的白气、水蒸气。

2.射出的时候，炮筒是否会时不时发出劈里啪啦的响声。

3.如果是瓦斯气残留造成，则在模具表面用清洗剂擦拭后再射出10模，看是否还有缺陷。

假如有前两点的情况发生，则可以从材料方面入手，测量材料的含水率是否过高。但是假如这三点都没有发现问题，则基本可以排除“气”的问题。

图1.发白痕迹

那么为什么会出现这种发白的问题呢？像图1这个产品，它的浇口在上方的非外观面，我们通过打短射样件发现该白痕在充填开始就存在。说明这个问题和后面的保压阶段无关。既然问题出现在充填阶段，我们就需要了解一下熔胶在普通注塑下的流动行为。（图2）这是熔胶在模穴内的流动，我们称为喷泉流场。熔胶在模穴内分为三层：固化层、剪切层、中心流动层。由于塑胶加工温度一般在230~320℃之间，而模温在40~80℃之间，所以熔胶在接触到模壁的时候会迅速冷却，形成一层固化层。模温越低，固化层越厚，那么熔胶的流动通道则越小，所需的射压越大。

图2.流动喷泉流场

假设螺杆以固定的线速度往前推进，那么熔胶在尺寸小的浇口里的流率就会远远高于在模穴内的流率。这个时候，料头前端的冷料就会迅速在模穴表面固化，后面进来的热熔胶无法把冷料带走，从而出现（图3）C的情况，假如浇口射速更快甚至有可能出现喷流、烧焦等情况。

图3.射速快慢对产品外观的影响

解决方向

从上述理论可以总结出产生白痕的两个因素：一是料头前端存在冷料，此问题在冷流道设计或温控较差的热流道上都会发生。二是从浇口进入模穴的速度变化太剧烈，导致冷料一下子固化在模穴表面，冷料无法平稳过渡。由于和后面进来的热熔胶有较大温差，导致产生白痕色差问题。

成型工艺上可以通过高模温、多段射速尝试调整。高模温可以减少固化层厚度，甚至改变熔胶喷泉流动的行为（如RHCM急冷急热），多段射速主要在浇口处进行减速，待熔胶平稳过渡后再提速。但是在浇口如此小的体积里做精准的速度变化，需要响应速度快的注塑机（建议全电机）。如图（4）为东洋电动机的压力曲线图，设定一段速度（33mm/sec）和在浇口降速至（2mm/sec）的情况。速度响应基本和设定值贴合。

图4.全电机速度压力曲线图

我们分别做了速度分段和模温的实验，验证了该方向的可行性。图（5）

图5.模温及射速多段设定实验结果

通过模流分析中的剪切率结果（图6），模拟一段射速和浇口降速的设定，结果和实际结果相似。即外观面的速度变化越大，越有机会产生这种外观的色差问题。

图6.一段射速及浇口降速的模流分析结果

从模具设计上，需要避免过长的冷流道设计，尽量使冷流道的厚度能够平稳过渡，侧浇口可通过改成扇形浇口，通过增加浇口横截面积来进行减速。

从产品设计上，需要尽量避免产品厚度差异过大，厚薄交接处需要做过渡处理。

以上就是塑胶产品外观白痕的解析以及解决方向。

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