射出成型缺陷形成原因与对策-气泡篇(上)

富强鑫专研射出成型机近50年，基于本业的持续创新研究与开发，蓄积了丰富的成型场域实战经验与能量。然而在射出成型的作业过程中，容易受到「人、机、料、法、环」(也就是操作人员、射出机/模具、塑料原料、成型条件以及生产环境) 影响，进而产生各种成型缺陷，下表为常见的12种缺陷类型。
 

射出成型的不良缺陷类型相当多，我们首先针对气泡缺陷问题进行探讨与提出解决对策。

气泡的形成原因
在射出成型塑料零件时，因熔体内混入空气、水气或瓦斯气而产生各类如银纹、气泡等成型不良缺陷，这些气泡引起外观与物理性能缺陷往往难以解决。在排除气泡缺陷时，许多操作人员会错误地猜测气泡是什么，然后立即着手调整成型条件的工艺魔法来排除气泡缺陷。强烈建议工艺魔法并非是气泡排除的起手式，而是从定义气泡开始。

定义气泡种类
一般来说，发生在透明制品上的气泡可以直接观察到，而发生在不透明制品上的气泡有时从外表无法看到，只有将其剖开或采用其他手段才能发现。排除气泡缺陷前应先定义气泡内容物质的种类：
(1) 滞留气体：包括空气、水气、塑料添加剂挥发物或分解的气体。
(2) 真空泡：塑料遇冷收缩的气泡。
小提醒：要先确定气泡是哪种类型，找出根本原因与形成气泡的源头，再执行消除问题的下一步行动。

图：汽车车灯凸透镜-后收缩产生的气泡

确认气泡类型的方法
通过缓慢的加热含有气泡的零件，如热枪、红外线烤箱或类似的东西，让热量有足够的时间穿透零件肉厚层开始扩散，直到零件气泡区域软化，此时，气泡应该会改变形式。如果是滞留气体所形成的气泡，气体会受热并膨胀零件表面甚至破裂。如果气泡中没有空气，而是真空泡，则压力在零件的软化后作用推动表面的塌陷。
 

小提醒：勿超过2小时执行软化测试，尤其是吸水性材料会将空气中的水气吸收使其填满真空泡的孔隙，产生错误的判断。

假设测试的结果证明是滞留气体产生气泡，此滞留气体可能为：
(1)水气：吸水性塑料干燥不足或因空气潮湿导致料粒表面附着水气未清除。
(2)热分解的气体：往往是熔体温度与滞留时间的效益，或塑料添加剂的分解挥发，通常在干燥与塑化过程发生。
(3)空气：成型过程中未排除的原有空间气体。

确认滞留气体的种类，接下来探讨形成原因：
(1)气体干燥的水气问题：热风/除湿干燥设备选用错误导致塑料干燥未完全。
(2)除湿/塑化过程热分解气体问题：热裂解是所有热塑性材料的特性，是温度(含剪切效应)与时间的函数，螺杆设计、料管/干燥温度、转速设定或过长的周期与干燥时间皆有可能导致热裂解的副产物气体的逃逸困难。
(3)熔体流动的问题：例如缝合线汇流，零件几何特征的汇流、熔体喷射异常流动；模具非排气顶销，排气系统效率不良等导致滞留气体无法顺利排出模穴外，形成困气。
(4)文丘里效应：熔体流动过程中，肋条、顶针、射嘴与浇道衬套等位置配合不良、射嘴未对准以及热流道中的分流板可能产生将空气吸入熔体流中的文丘里效应。
 

小提醒：确定气体来自哪里比了解气体的成分更重要，利用一个简单的测试可以找出答案。