避免陷入溢料和缺料的循环

作者:IPL Plastics公司 Robert Gattshall 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-07-24
注塑成型过程中的一些常见问题之间可能存在负相关性,也就是纠正一个问题时可能会引发另一个问题,从而陷入一种此消彼长的循环状态

如今,用于注塑成型领域的技术非常多,它们为增加部件的复杂性,以及提高生产的质量和准确性提供了帮助。但即使已经取得了这么多的进步,加工商仍要面对两个难题——溢料和缺料。

笔者在其整个职业生涯中,有幸参观了很多不同的注塑成型工厂。这些工厂涉及许多行业,它们之间会共同分享的一件事是导致报废的主要原因——溢料和缺料。到目前为止,二者仍旧是注塑成型中的常见问题,其解决的难点在于,大多数的情况下,溢料和缺料之间存在一种负相关的关系,即纠正其中一个问题时,非常容易引发另一个问题。

例如,模具排气不充分可能导致缺料,为了解决此问题,可以增加排气孔的数量或现有排气孔的深度,但这样又可能引发溢料。假设现在已经出现了溢料,加工商可能会通过提高熔体黏度予以解决。熔体黏度的提高可通过降低其温度来实现,这会导致注射压力增加。这个增加的压力我们用△P(所用的最大压力与所要求的最大压力之间的差)来表示。由于所用压力超过了设备的最大可用注射压力,结果可想而知:压力无法满足熔体的注射需求,因此会不定时地发生缺料,使问题又回到了原点。

我们可以想象,溢料和缺料是两条线,二者之间存在一个非常狭窄的区域,作为加工商,我们的目标是找到一处中间位置,使其距离溢料和缺料都足够远,确保正常的工艺过程变化不会导致我们的工艺窗口触及这两条线。

溢料的根本原因

导致溢料的原因有很多,其中最常见的两个是型腔压力过大以及模具损坏。当型腔压力超过可用的合模力时就会引起溢料。而造成型腔压力过高的原因也有很多,其中包括浇口堵塞使某些型腔无法充满。模具损坏可能会使分模线无法正确密封,从而让塑料从型腔中逸出。

发生缺料

缺料或欠注射是指型腔填充不足,这通常会导致部件因缺少材料而丧失一些功能。凹陷和欠保压的部件有时可能与缺料有关,或者是缺料开始的征兆。缺料可能是由多种原因造成的,因此在解决问题之前必须先找出根本原因。常见的原因包括:排气不当,气体没有充分逸出而导致熔体无法流入型腔中;或者在注射时,螺杆上的止回阀没有合理关闭,熔体倒流。

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尝试修复欠注射(左)会导致溢料(右),反之亦然。更好的方法是从一个优化的过程开始,找出初始问题(缺料或溢料)的根本原因,然后予以解决

寻找根本原因,避免陷入循环

需要牢记的一点是,溢料和缺料是一种征兆,预示着更深层的问题,因此在尝试解决之前,必须了解导致这些征兆的根本原因。如果不了解原因,一看到缺料就贸然改动参数加大注射量很可能会引发溢料。一个具体的例子是,有碎屑卡住了止回阀迫使其保持打开状态从而造成了缺料,那么加大注射量可以纠正缺料问题,直到碎屑释放。不过,一旦碎屑从止回阀中释放出来,止回阀可以被正确关闭,那么增加的注射量会导致型腔压力超过合模力,造成模具溢料。

以笔者的经验,溢料和缺料都可能引发这种循环。而一旦陷入这种循环,可能需要在设备上对工艺进行多次调整。例如,一台设备出现了缺料问题,操作员通知了工艺技术人员,该技术人员可能没有调查根本原因就直接提高了保压压力,然后他观察了一次注射后发现缺料问题已经消失,就告诉操作员部件可以很好地进行保压了。

但笔者想要说明的是,更改工艺应该是纠正问题的最后阶段才做的事。如果设备原本运行良好,却突然出现了缺料,那说明工艺过程发生了一些变化,必须找到原因并予以解决。

回到刚才的例子:技术人员自认为问题已解决,操作员又开始运行设备进行生产,但过了一会,操作员发现部件上有溢料。不管造成缺料的原因是什么,我们可以确定的是,缺料这个问题是不定时的,而且增加保压压力正导致模具溢料。接下来,这名操作员又找了另一名技术人员,该技术人员注意到保压压力被加大了,而现在又出现了溢料,因此他会降低保压压力。压力降低后,溢料消失,技术人员再次以为问题解决了。但接下来会发生什么呢?导致缺料的问题会再次出现,使操作员又一次寻求帮助来解决缺料问题。根据工艺团队的技能水平、整个过程窗口的大小以及实际的根本原因,这种“循环”可能会持续几个小时甚至更长的时间。

一旦陷入溢料和缺料的循环中,第一步需要确定二者中的哪一个是问题的根本所在。它们之间是此消彼长的关系,因此要了解在最佳工艺条件下存在的是哪种缺陷。例如,我们当前看到的情况是缺料,但溢料可能是最终需要解决的问题。溢料可能会阻止操作员将保压压力增加到最佳设置值,以补偿正常的过程变化,这就会导致缺料问题的出现。此时,应该解决的问题是在最佳工艺设置下出现的溢料,而并非当前存在的缺料现象。

上面的例子对过程开发有重要的参考价值。也许你能通过降低保压压力来制造出一些美观的部件,但这并不意味着该工艺过程足够稳定,能适应生产中正常的过程变化。如果我们能够开发出一种能防止“正常的过程变化导致产品缺陷”的工艺,那么故障排除将变得更加简单,它可以帮助工艺技术人员作出更好的决策。

总之,在溢料和缺料之间找到理想的工艺过程对加工商而言始终是一项挑战,且笔者认为对大多数的加工商来说,它们仍将是导致废品的一个主要原因。但如何解决问题将决定你是陷入这种循环还是破局而出。

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