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如何识别和解决注塑气泡缺陷？
创建于01.13
在制造业中，成品零件出现外观或结构问题是很常见的。一个令人头疼的问题是内部气孔或气泡。您是否曾在透明零件脱模后发现内部有起泡或空洞？这会严重影响零件的合格率和强度。本指南将解释注塑成型中的气泡缺陷。我们将介绍它们出现的原因、如何区分不同类型以及如何修复它们，以便您能保持生产顺利进行。
识别罪魁祸首：气泡与真空空洞
在实施修复之前，您需要弄清楚问题所在。在注塑成型方面，并非所有气泡都相同。大多数类似气泡的问题要么是气体气泡，要么是真空空洞。注塑成型，并非所有气泡都相同。大多数类似气泡的问题要么是气体气泡，要么是真空空洞。
视觉差异
- 气体气泡：通常，这些气泡来自被困住的空气、水或变质的塑料。它们通常看起来像小的、圆形的或拉长的空腔。如果您发现许多微小的云状物，或者气泡呈黄色或棕色，那很可能是气体或热损伤。
- 真空空洞：这些仅在冷却过程中发生。随着塑料冷却，它会收缩。如果零件的外皮过快硬化，而中心仍然是熔融状态，收缩的材料会相互拉开，形成一个充满真空的孔洞。这些通常出现在零件最厚的区域，外观通常清晰而锐利。
“加热测试”诊断
区分它们的一个简单现场测试是火焰测试。如果您用喷灯小心地加热受影响的区域，气体气泡通常会膨胀或“爆裂”，因为捕获的气体压力会增加。然而，真空空隙通常会向内塌陷，因为塑料软化时，里面没有空气可以向外推——只有真空。
根本原因与针对性解决方案：技术深度解析
基于行业标准和顶级模塑专家的先进故障排除经验，解决气泡缺陷需要关注模塑的“四大支柱”：材料、机器、模具和工艺。
1. 困气和排气不当
气体气泡的一个常见原因是困气，有时也称为柴油发动机效应。当熔融塑料进入模具时，它必须将已存在的空气挤出。如果空气无法排出，它就会被压缩并被推入塑料中。
根本原因：流动路径末端或深处通风不足。
针对性的解决方案：
- 更好的通风：确保您的通风口干净且尺寸正确（对于大多数塑料，通常深度为0.0005到0.0015英寸）。
- 减慢注射速度：在模具填充时减慢注射速度可以给空气更多的时间逃逸。
- 浇口位置：如果塑料进入模具的方式导致湍流，空气可能会被困住。检查您的浇口位置。
2. 湿气和挥发物（干燥问题）
许多工程级树脂是吸湿性的，这意味着它们会吸收空气中的水分。当这些颗粒进入加热的料筒时，水分会变成蒸汽，产生“银纹”或内部气泡。
根本原因：干燥时间不足、干燥剂干燥器故障或料斗中的材料“环境时间”超过限制。
目标解决方案：
- 验证露点：检查您的干燥器是否达到 -40°C (-40°F) 的露点。
- 正确预干燥：严格遵循材料数据表 (TDS)。例如，聚碳酸酯 (PC) 通常需要在 120°C 下干燥 3-4 小时。
- 降低熔体温度：高温会加剧水分变成蒸汽。
3. 真空气泡和过度收缩
真空气泡纯粹是物理学的结果——材料收缩的程度超出了机器的补偿能力。
根本原因：浇口在零件内部完全冷却之前就已冻结（固化）。一旦浇口冻结，就没有更多的塑料可以被“填充”到型腔中来填补收缩分子留下的空间。
目标解决方案：
- 增加保压压力和时间：这是解决气泡最有效的方法。保持高压直到浇口完全固化。
- 降低熔体温度：较冷的塑料比极热的塑料收缩得少。
- 增大浇口：较大的浇口会保持开启更长时间，从而允许更长的填充阶段。
4. 螺杆和料筒动力学（背压）
有时，在塑料进入模具之前就会出现气泡。
根本原因：如果背压过低，螺杆在回收并为下一次注射做准备时，空气可能会被吸入料筒。
目标解决方案：
- 增加背压：将背压提高到 50 到 150 psi 之间。这将压缩熔化的塑料并将任何被困住的空气推出去。
- 检查止回阀：如果止回阀泄漏，它会影响压力并导致气穴。它还可能导致注射末端塑料垫层不一致的问题。
5. 热降解和停留时间
如果塑料在高温下在料筒中停留时间过长，聚合物链会“断裂”，释放出气体作为副产物。
根本原因：料筒相对于注射量过大（停留时间长），或者加热带出现故障。
目标解决方案：
- 确定塑料在料筒中停留的时间：确保塑料在料筒中停留的时间不超过 2-5 分钟（具体取决于塑料类型）。
- 寻找过热区域：使用高温计检查塑料的实际温度是否与机器设定的温度一致。
通过优化注塑成型工作流程进行主动预防
被动等待结果可能会导致成本增加。为避免问题，最好在设计和设置阶段改进您的工艺。
保持壁厚均匀
在设计零件时，保持整个零件的壁厚一致非常重要。如果厚薄区域相邻，薄壁区域会先硬化。这会阻止材料流向较厚的区域，从而导致出现空洞。如果您需要较厚的区域，请使用方法来保持整个零件的厚度一致。
战略性浇口位置和尺寸
浇口应设置在零件最厚的部分。这样可以在最容易收缩的区域施加最大的压力。此外，浇口必须足够大，以便在型腔最厚的部分充分填充之前保持开启状态。
模流分析
使用软件模拟注塑过程有助于在制造模具之前预测气泡和收缩。这样，您可以根据信息更改排气口和浇口的位置。这从一开始就确保了更稳定的工艺。
为什么预防在注塑过程中很重要？
很容易直接丢弃带有气泡的零件，但这并不是真正的解决方案。深入了解注塑过程中气泡问题的根本原因至关重要，因为：
- 结构完整性：气泡不仅仅是难看；它会削弱零件。对于承载重量的零件，气泡可能导致其过早断裂或失效。
- 成本效益：大量报废零件会侵蚀您的利润。浪费在不良零件上的能源、材料和机器时间都无法挽回。
- 品牌声誉：对于医疗设备或高端电子产品等行业，清晰和完美是不可妥协的。交付有内部缺陷的部件可能会损害长期客户关系。
通过掌握熔融温度、注射压力和模具设计之间的平衡，您可以从被动故障排除转变为主动质量保证。
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