塑胶模具设计：如何消除3种注塑制品表面缺陷？

注塑制品表面可见的缺陷包括暗斑、光泽差异或者雾化区，以及表面起皱或被称作橘皮。通常这些缺陷发生在浇口附近或者远离浇口区域的尖锐转角后面。从模具和成型工艺两方面着手，能够找出产生这些缺陷的原因。

• 制品上的暗斑

暗斑出现在浇口附近，就像昏暗的日晕。在生产高粘度、低流动性材料的制品时，如PC、PMMA或者ABS时尤为明显。在冷却的表面层树脂被中心流动的树脂带走时，制品表面就可能出现这种可见的缺陷。

人们通常认定这种缺陷频繁发生在充模和保压阶段。事实上，暗斑出现在浇口附近，通常发生在注射周期的开始阶段。试验表明，表层滑移的发生实际上要归因于注射速度，更确切地说是熔体流前端的流动速度。

即使当熔体进入模具时的注射速度是恒定的，它的流动速度也会发生变化。在进入模具浇口区域时，熔体流速很高，但是进入模腔以后即充模阶段，熔体流速开始下降。熔体流前端流速的这种变化会带来制品表面缺陷。

减小注射速度是解决这个问题的一种方法。为了降低浇口处熔体流前端的速度，可以将注射分成几个步骤进行，并逐渐增加注射速度，其目的是在整个充模阶段获得均一的熔体流速。

低熔体温度是制品产生暗斑的另一个原因。提高机筒温度、提高螺杆背压能够减少这种现象发生的几率。另外，模具的温度过低也会产生表面缺陷，所以提高模具温度是克服制品表面缺陷的另一个可行的办法。

模具设计缺陷也会在浇口附近产生暗斑。浇口处尖锐的转角能够通过改变半径来避免，在设计时要留心浇口的位置和直径，看看浇口的设计是否合适。

暗斑不但会发生在浇口位置，而且也经常会在制品尖锐的转角形成后出现。例如，制品的尖锐转角表面一般非常光滑，但是在其后面就非常灰暗且粗糙。这也是由于过高的流速和注射速度致使冷却表面层被内部流体取代发生滑动而造成的。

再次推荐采用分步注射并逐渐增加注射速度。最佳的方法是允许熔体只是在流过锐角边缘后其速度才开始增加。

在远离浇口的区域，制品发生角度的尖锐变化也会造成这种缺陷。因此设计制品时要在那些区域使用更为平滑的圆角过渡。

• 改善光泽差异

对于注塑制品来说，在有纹理的制品表面，其光泽的不同是最为明显的。即使模具的表面十分均匀，不规则的光泽也可能出现在制品上。也就是说，制品某些部位的模具表面效果没有很好地得以重现。

随着熔体离开浇口的距离逐渐增加，熔体的注射压力逐渐降低。如果制品的浇口远端不能被充满，那么该处的压力就是最低的，从而使模具表面的纹理不能被正确地复制到制品表面上。因此，在模腔压力最大的区域(从浇口开始的流体路径的一半)是最少出现光泽差异的区域。

要改变这种状况，可以提高熔体和模具温度或者提高压力，同时增加保压时间也能够减少光泽差异的产生。

制品的良好设计也能够减少光泽差异出现的几率。例如，制品壁厚的剧烈变化能够造成熔体的不规则流动，从而造成模具表面纹理难以被复制到制品表面。因此，设计均匀的壁厚能够减少这种状况的发生，而过大的壁厚或过大的肋筋会增加光泽差异产生的几率。另外，熔体不充分的排气也是造成此缺陷的一个原因。

• 橘皮的起源

“橘皮”或者表面起皱缺陷一般发生在用高粘度材料成型厚壁制品时的流道末端。在注射过程中，若熔体流动速度过低，制品表面会迅速固化。随着流动阻力的加大，熔体前端流将会变得不均匀，致使先固化的外层材料不能与型腔壁充分接触，从而产生了皱褶。

这些皱褶经过固化和保压后就会变成不可消除的缺陷。对于该缺陷，解决的方法是提高熔体温度并且提高注射速度。

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