ABS樹脂成型品的問題原因及對策
成形品龜裂
化學(xué)應(yīng)力
疲勞破壞
電鍍產(chǎn)品裂縫
成形不良
銀色條紋
缺料
漩紋
波流痕
色紋
熔合紋
溢料
剝離
拉絲
凹痕
翹曲、扭曲
耐候劣化
涂裝不良
針眼
龜裂
吸入
反彈
結(jié)合不良
一:成形品龜裂
龜裂的種類、簡單的原因和解決方法
破壞的種類
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破壞原因
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特長及解決方法
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延展性破壞
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單純地由于外力過大
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斷口(裂縫)泛白·排除過大的外力
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脆性破壞的種類
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破壞原因
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特長及解決方法
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化學(xué)應(yīng)力龜裂*
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藥品與應(yīng)力
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明顯的情況,斷口為鏡面。
·藥品、原料的變更
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疲勞破壞
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外力與反復(fù)施加負(fù)荷的施加方法
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斷口呈現(xiàn)貝殼紋。**
·抗疲勞性材料的使用
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涂裝產(chǎn)品的破壞
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外力與涂膜的物性差(沖擊、延伸)
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·排除外力
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電鍍品的破壞
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外力與電鍍膜的物性差(沖擊、延伸)
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·排除外力
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物性下降(劣化)的破壞
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外力與成形品的物性下降(劣化)
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├不同種類原料的混入
├耐候(光)性劣化
├熱劣化
└模腔內(nèi)發(fā)生熱劣化或分解
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·消除混入原因
·使用耐候性原料
·使用耐熱性原料
·采用適當(dāng)?shù)某尚螚l件
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抗沖擊性差的材料的破壞
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外力與成形品的低強度
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·使用抗沖擊性材料
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低溫條件下的破壞
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外力與成形品的強度下降
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·使用抗沖擊性材料
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蠕變破壞
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長期承受負(fù)荷
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·降低初期變形(負(fù)荷)
·加大斷面系數(shù)
·減小應(yīng)力
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*:環(huán)境應(yīng)力龜裂 **:貝殼紋
化學(xué)應(yīng)力龜裂
1.
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龜裂的說明及形成過程
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2.
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化學(xué)應(yīng)力龜裂的同義詞
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3.
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龜裂的實例及解決方法
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4.
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抗化學(xué)性實驗(化學(xué)應(yīng)力龜裂的確認(rèn)實驗)
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連接各等級產(chǎn)品的抗化學(xué)性一覽表
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1.
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龜裂的說明及形成過程
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化學(xué)應(yīng)力龜裂是由于低于樹脂(原料)拉伸強度的拉伸應(yīng)力而造成的典型性脆性破壞。 當(dāng)成形品發(fā)生拉伸應(yīng)力的部位(承受負(fù)荷的部位)附著或者接觸藥品后,隨著時間的推移, 藥品與應(yīng)力之間發(fā)生相互綜合反應(yīng),這種現(xiàn)象被稱為化學(xué)應(yīng)力龜裂現(xiàn)象,產(chǎn)生的龜裂被稱為化學(xué)應(yīng)力龜裂。 龜裂表面光滑,龜裂明顯時,呈鏡面狀態(tài)。
關(guān)于形成過程,有人說是因為∶由于應(yīng)力作用(施加負(fù)荷的狀態(tài)下)使分子之間產(chǎn)生間隙, 藥品滲透到間隙中導(dǎo)致分子間的凝聚力(分子間的強力結(jié)合)下降,引起分子移動而造成龜裂。 但原因尚未得到完全證實。
如果能夠解決藥品或應(yīng)力兩者之中的任何一個原因,則可以解決化學(xué)應(yīng)力龜裂問題。
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2.
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化學(xué)應(yīng)力龜裂的同義詞
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同義詞列舉如下∶
·環(huán)境應(yīng)力龜裂或環(huán)境應(yīng)力破壞(Environmental stress Cracking,簡稱ESC)
·應(yīng)力龜裂(應(yīng)力龜裂或應(yīng)力破壞)
·溶劑龜裂(溶劑龜裂或溶劑破壞)
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3.
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龜裂的實例及解決方法
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接觸軟質(zhì)氯乙烯、軟質(zhì)填料類物質(zhì)
軟質(zhì)氯乙烯、軟質(zhì)填料類物質(zhì)中添加了可塑劑,這些可塑劑是造成化學(xué)應(yīng)力龜裂的代表性的藥品。 軟質(zhì)氯乙烯產(chǎn)品中包括塑料管、電線等。
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電線類的產(chǎn)品,是在電線外面加上聚乙烯、硅橡膠、乙烯·丙烯橡膠等護套,或者被覆。 填料類物質(zhì)包括硅橡膠、乙烯·丙烯橡膠、氟系材料等。如果不能避免接觸軟質(zhì)氯乙烯,則改為使用耐藥品性等級的樹脂。
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金屬插入成形及金屬部件的壓入
金屬部件經(jīng)常附著生產(chǎn)過程中使用的沖壓油、切削油、防銹油等加工油。如果去油處理不完全, 這些加工油則會成為導(dǎo)致化學(xué)應(yīng)力龜裂的藥品原因。在樹脂與金屬部件接觸的部位存在著成形殘留應(yīng)力或由于壓入而造成的膨脹力, 這些是導(dǎo)致化學(xué)應(yīng)力龜裂的應(yīng)力原因。
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充分進行金屬部件的去油處理。將金屬部件進行預(yù)加熱處理后使用。
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擰緊螺絲
在擰螺絲的地方產(chǎn)生較大的應(yīng)力。特別是碟形螺絲產(chǎn)生過大應(yīng)力的可能性較高。這些應(yīng)力均為導(dǎo)致化學(xué)應(yīng)力龜裂的應(yīng)力原因, 如果在這些地方附著藥品,則產(chǎn)生龜裂。
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請設(shè)計不用碟形螺絲的形狀。同時使用墊圈。使用適當(dāng)?shù)呐ぞ匕馐謹(jǐn)Q緊螺絲。
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成形品的螺紋形狀
樹脂管的連接部位有呈螺紋形狀的地方,安裝樹脂螺絲進行部件連接。如果擰得過緊則有可能產(chǎn)生較大的應(yīng)力, 特別是螺絲槽的部分應(yīng)力較為集中。如果這些產(chǎn)生應(yīng)力的部位附著了藥品,則產(chǎn)生龜裂。
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使用適當(dāng)?shù)呐ぞ匕馐謹(jǐn)Q緊螺絲。如果即使使用適當(dāng)?shù)呐ぞ匕馐秩匀话l(fā)生龜裂的情況,則改為使用耐藥品性等級的原料。 連接各等級產(chǎn)品的抗化學(xué)性一覽表
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為了清除成形品的塵埃和污垢而使用的清潔劑
為了清除成形品的塵埃和污垢,通常使用各種清潔劑。通常的清潔劑中含有揮發(fā)性的藥品(酒精類),很可能成為導(dǎo)致化學(xué)應(yīng)力龜裂的藥品原因。 特別是在較薄部位和厚度不均勻的部位存在著成形殘留應(yīng)力,如果這些部位附著了清潔劑,則致產(chǎn)生龜裂。
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清潔劑用水稀釋后使用。
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廚房用具
廚房、餐飲店的用具附著植物油的可能性較大。植物油是導(dǎo)致化學(xué)應(yīng)力龜裂的代表性藥品。
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改用耐藥品性等級原料。 連接各等級產(chǎn)品的抗化學(xué)性一覽表
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衛(wèi)生間及浴室(浴池)用品
用于衛(wèi)生間及浴室(浴池)的清潔劑中,一般導(dǎo)致發(fā)生化學(xué)應(yīng)力龜裂的藥品較多。
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改用耐藥品性等級原料。 連接各等級產(chǎn)品的抗化學(xué)性一覽表
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金屬部件滑動部位使用的機油、潤滑油的附著
上述機油、潤滑油中,根據(jù)種類不同,一部分是導(dǎo)致發(fā)生化學(xué)應(yīng)力龜裂的藥品原因。 這些機油、潤滑油如果附著到相鄰樹脂產(chǎn)生應(yīng)力的部位,則有可能產(chǎn)生龜裂。
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使用氟系列的機油、潤滑油。
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4.
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抗化學(xué)性實驗(化學(xué)應(yīng)力龜裂的確認(rèn)實驗)
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如照片所示,在有一定曲率的工具上放置實驗片,涂抹藥品。
在一定的環(huán)境下放置一定時間后發(fā)生龜裂,確認(rèn)物性的劣化。這種實驗方法被稱為彎曲式固定應(yīng)變法。實驗條件
應(yīng)變范圍:0.2~1.0%(0.1%間隔) 1.2~1.6(0.2%間隔)
實驗環(huán)境∶溫度23±2℃ 、濕度50~60%
放置時間∶48小時
實驗片形狀∶厚度2×寬度10×長度150mm
(注釋)對于有可能附著、接觸的藥品,事先進行耐藥品實驗,確認(rèn)其化學(xué)應(yīng)力龜裂性是非常重要的。
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疲勞破壞
1.
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龜裂的說明及形成過程
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2.
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發(fā)生疲勞破壞的部件、部位
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3.
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提高耐疲勞性的解決方法
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4.
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疲勞實驗
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1.
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龜裂的說明及形成過程
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在實際使用狀態(tài)下成形品(原料)反復(fù)承受負(fù)荷,經(jīng)過一定的反復(fù)承受負(fù)荷之后, 遠遠小于靜態(tài)屈服應(yīng)力的負(fù)荷致發(fā)生破壞(龜裂)。
這種現(xiàn)象被稱為原料的疲勞現(xiàn)象,破壞被稱為疲勞破壞。斷口呈現(xiàn)疲勞特有的貝殼紋。
直接影響破壞的應(yīng)力主要是剪應(yīng)力,造成原料之間產(chǎn)生滑動,形成無數(shù)的小破壞區(qū)后發(fā)生破損,呈現(xiàn)貝殼紋。
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2.
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發(fā)生疲勞破壞的部件、部位
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· 鍵盤用品、各種操作盤開關(guān)部位的樹脂彈簧部位
· 裝卸式滑入配合(snap fit)
· 凈水器等水壓容器及氣壓容器
· 其它反復(fù)承受負(fù)荷的所有部位
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3.
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提高耐疲勞性的解決方法
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· 對于樹脂的彈簧部位和滑入配合(snap fit),考慮到彈性特性(彈力)及流動性等要素,力圖達到薄形化。
· 由于耐疲勞性與應(yīng)力值有關(guān),所以減少負(fù)荷或者從結(jié)構(gòu)上(設(shè)計上)分散負(fù)荷可以降低發(fā)生應(yīng)力。
· 為了防止發(fā)生作為疲勞破壞起點的龜裂,可以采取以下措施∶
·采取措施避免應(yīng)力集中。例如∶設(shè)計適當(dāng)?shù)膱A弧半徑R
·增加成形品表面的平滑性
·將應(yīng)力值較高的肋線頂端的邊緣部位改為圓形
· 由于對樹脂具有侵蝕性的油類、清潔劑及其它藥品的附著將會嚴(yán)重?fù)p壞樹脂的耐疲勞性,故此請避免附著上述物質(zhì)。
· 由于熔合部位容易成為發(fā)生疲勞破壞的起點,因此在反復(fù)承受荷重的部位不進行熔合。為此,應(yīng)設(shè)計適當(dāng)?shù)牧鞯罎部凇?/span>
· 使用具有較好的耐疲勞性的材料。
選擇具有耐疲勞性的等級時,請通過電子郵件(左側(cè))與弊司聯(lián)系。
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4.
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疲勞實驗
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●
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實驗規(guī)格及條件
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實驗規(guī)格 ASTM D671-63T B法 (懸臂彎曲、定負(fù)荷方式)
實驗條件、實驗試片、請參閱右圖。
反復(fù)速度∶1800回/min.
負(fù)荷(應(yīng)力)通常為14.7~29.4N (13.3~26.6MPa)
實驗溫度∶23度
使用實驗儀∶東洋精機公司生產(chǎn)的 B-50型(容量為490N)
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●
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儀器工作原理、實驗方法
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通過馬達使不對稱質(zhì)量進行旋轉(zhuǎn),在回轉(zhuǎn)軸上離心力發(fā)生作用。
由于離心力造成的水平方向的振動受到簧片的限制,實驗試片只承受垂直方向的振動負(fù)荷。
實驗試片上發(fā)生的應(yīng)力(或者被施加的負(fù)荷)隨著不對稱質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)半徑的變化而變化。
本實驗儀器的應(yīng)力是一定的,振幅是不一定的(隨著實驗試片的彈性率而發(fā)生變化)。
本實驗測試不同應(yīng)力(負(fù)荷)下實驗試片發(fā)生疲勞破壞時的振動次數(shù)。Y軸為應(yīng)力,X軸為反復(fù)次數(shù),制作坐標(biāo)圖。
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電鍍產(chǎn)品的龜裂
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具有代表性的電鍍產(chǎn)品的龜裂
電鍍層的龜裂(高溫時)
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樹脂層的龜裂(低溫時)
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原因
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主要原因在于熱應(yīng)力,即∶由于環(huán)境溫度變化導(dǎo)致電鍍層與樹脂層的膨脹量或收縮量有所差異, 從而產(chǎn)生了超過各自材料特性(材料強度)的拉伸應(yīng)力。以進行電鍍處理時的溫度為基準(zhǔn),高溫時在電鍍層, 低溫時在樹脂層發(fā)生龜裂。
材料
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楊氏彈性模量(MPa)
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線膨脹系數(shù)(1/deg.C)
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銅
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1.23×10**5
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16.6×10**-6
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鎳
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2.01×10**5
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12.8×10**-6
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鉻
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2.48×10**5
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8.2×10**-6
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ABS樹脂
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1,900~4,000
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60~95×10**-6
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個別時候,由于樹脂表面附著殘留電鍍液,也會發(fā)生化學(xué)侵蝕。
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解決方法∶
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最基本的解決方法是除去進行電鍍處理的樹脂飛邊。
此項處理目的在于避免由于環(huán)境溫度的變化而導(dǎo)致在該部位發(fā)生的熱應(yīng)力過于集中。
· 對于合模部位進行布輪拋光等,使該部位平滑。
· 盡量使?jié)部诿嫣幚淼闷交?/font>
· 使邊角(特別是銳角)部位的弧度加大。
高溫環(huán)境發(fā)生的龜裂
造成龜裂的原因在于金屬層的延展性不足,或者電沉積時拉伸應(yīng)力過大,為此,應(yīng)調(diào)整電鍍液、 增大析出膜的延展性,降低電沉積應(yīng)力。
低溫環(huán)境發(fā)生的龜裂
造成龜裂的原因在于金屬層的剛性妨礙了樹脂的收縮,為此,應(yīng)使金屬層的厚度變薄,降低束縛力。 從上述表格中記載的材料特性可以看出∶應(yīng)加厚緩沖材料銅膜的厚度,而減小鎳、鉻膜的厚度。
為了降低與金屬層之間的膨脹差,需要選擇線膨脹系數(shù)低的等級產(chǎn)品。
應(yīng)注意樹脂部件(特別是隆起部位等)的殘留電鍍液,根據(jù)情況改變設(shè)計避免發(fā)生化學(xué)侵蝕。 此外,降低成形時發(fā)生的殘留應(yīng)變也是比較有效的辦法。
關(guān)于專用等級產(chǎn)品,請參閱 電鍍級一覽表。
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參考
對于沒有除去飛邊溢料的圓筒形部件進行電鍍處理時,金屬層及樹脂層發(fā)生龜裂的圖像如下。
部件名稱
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外徑mm
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內(nèi)徑mm
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楊氏彈性模量(MPa)
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線膨脹系數(shù)(1/deg.C)
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樹脂層
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100
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60
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2,300
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8.0×10**-5
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金屬層
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110
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100
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200,000
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1.0×10**-5
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飛邊溢料部位∶ 高5mm 頂角60
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可以看出∶高溫時導(dǎo)致裂縫的拉伸應(yīng)力集中在飛邊溢料金屬層的內(nèi)側(cè)(紅色顯示)。 如果發(fā)生龜裂,則可以斷言龜裂的起點為飛邊溢料金屬層的內(nèi)側(cè)。
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在低溫時,在飛邊溢料的正下面的樹脂層內(nèi)壁出現(xiàn)了較大的應(yīng)力。 原本應(yīng)該縮小的內(nèi)徑由于受到金屬層的束縛,反而有所加大。 金屬層的束縛導(dǎo)致發(fā)生了樹脂層的拉伸應(yīng)力。
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結(jié)果
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可以發(fā)現(xiàn)∶在金屬層,應(yīng)力集中產(chǎn)生在飛邊溢料的外表面(高溫時小),隱藏著以該部位為起點發(fā)生龜裂的危險性。
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二:成形不良
在進行ABS樹脂成形時出現(xiàn)的各種問題。產(chǎn)品設(shè)計、樹脂選定、成形條件,其中之一或者復(fù)數(shù)的原因?qū)е掳l(fā)生問題。
請根據(jù)下述目錄,根據(jù)現(xiàn)象對不良內(nèi)容加以理解。
銀色條紋(SILVER STREAKS)
干燥不充分
發(fā)生原因
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干燥不充分
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發(fā)生要素
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干燥設(shè)備與干燥條件不合適
·干燥溫度、時間不當(dāng)
·干燥機的熱風(fēng)量不足
·空氣濾網(wǎng)堵塞
·進料斗容量不適當(dāng)(干燥時間短)
·溫度調(diào)節(jié)器不良
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發(fā)生部位
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從通過澆口之后的部位乃至成形品全體
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發(fā)生形態(tài)
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柳條形狀,又細又長
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解決方法
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改變干燥條件
·設(shè)定最佳干燥條件
·調(diào)節(jié)干燥機的熱風(fēng)量
·清理空氣濾網(wǎng)
·設(shè)定最佳進料斗容量
·修理溫度調(diào)節(jié)器
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銀色條紋(SILVER STREAKS)
氣體混入
發(fā)生原因
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氣體混入
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發(fā)生要素
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成形條件
·注嘴、模腔的溫度較低
·注嘴接觸成形(注嘴先端的樹脂固化)
·模具過度冷卻
·模腔內(nèi)混入空氣
·成形溫度、注射壓力及注射速度過高
·模腔溫度分布設(shè)定不適當(dāng)
·背壓不足
·回扣量過多
模具
·冷流的(cold flow)混入
·沒有冷渣井
·注口、流道、澆口過少
·混入澆口殘渣(限于隧道型澆口)
樹脂
·粉碎品混合過多,混入粉末
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發(fā)生部位
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從澆口到較遠的部位隨機發(fā)生
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發(fā)生形態(tài)
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較寬,但較短
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解決方法
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重新設(shè)定成形條件
·改變模腔的設(shè)定溫度
·確認(rèn)螺桿的旋轉(zhuǎn)數(shù)是否合理
·確認(rèn)背壓是否合理
·確認(rèn)回扣量是否合理
·確認(rèn)模具溫度是否合理
改變模具
·設(shè)置冷渣井
·修改注口、流道、澆口
·變更流道的高度和角度
材料方面的變更
·確認(rèn)粉碎品的混合量是否合理
·除去粉末
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銀色條紋(SILVER STREAKS)
熱分解、劣化
發(fā)生原因
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熱分解、劣化
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發(fā)生要素
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在清機(purge)的狀態(tài)下空射發(fā)泡時
·加熱條不合格(注嘴加熱器局部加熱)
·注嘴、模腔溫度、注射速度、螺桿旋轉(zhuǎn)數(shù)過高
·在模腔內(nèi)部發(fā)生殘留
在清機(purge)狀態(tài)下空射、不發(fā)泡時
·注嘴接觸不良
·注口、流道、澆口過少
·澆口的位置不適當(dāng)
·在熱流道中停滯
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發(fā)生部位
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從通過澆口之后的部位乃至成形品全體
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發(fā)生形態(tài)
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象線香的煙火一樣又細又長
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解決方法
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在清機(purge) 的狀態(tài)下空射發(fā)泡時
·修理加熱條
·設(shè)定最合理的注嘴、模腔溫度、注射速度及螺桿旋轉(zhuǎn)數(shù)
·使成形機容量/成形品容量的比例適宜
在清機(purge)狀態(tài)下空射、不發(fā)泡時
·確認(rèn)注嘴接觸
·修改注口、流道及澆口
·變更澆口的位置
·重新變更熱流道的設(shè)定溫度及注射速度
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缺料(SHORT-SHOT, SHORT-MOLD)
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缺料(SHORT-SHOT, SHORT-MOLD)
缺料是指在注射成形過程中,一部分模具內(nèi)沒有充填樹脂便進行冷卻固化的現(xiàn)象。
缺料現(xiàn)象是由于
·樹脂的流動特性(粘度特性)
·模具設(shè)計(澆口設(shè)計、肋線·隆起部等的襯套結(jié)構(gòu)、排氣機能的有無等)
·直雕結(jié)構(gòu)
·成形條件
·成形機性能
等原因造成的。
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形態(tài)
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応強
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部位
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面內(nèi) 肋線
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隆起部 兩端
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尨場
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原因
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產(chǎn)生氣體 壁厚
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氣體量 樹脂粘度
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缺料時的檢查要點和檢查項目
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樹脂流動特性不足(樹脂粘度較高)∶檢查項目及解決方法
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· 模具溫度 → 在可以取出產(chǎn)品的溫度范圍內(nèi)提高溫度!
但是,成形周期將會變長,應(yīng)充分注意在模腔內(nèi)的停留時間。
*請參閱成形條件手冊
· 螺桿有問題 → 更換防止逆流環(huán)。
但是,限于注射時緩沖劑量不均勻或者逆流的情況。
· 供料不穩(wěn)定
→ 降低模腔的后部溫度。 進料口樹脂堵塞的情況
→ 增加進料口冷卻水的用量。 進料口樹脂堵塞的情況
→ 調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)谋硥骸?nbsp; 背壓不足或過剩
· 注射速度 → 提高。
即使設(shè)定高注射率但填充時間仍然沒有變化時,則有可能因為是成形機機能不全,或者注口、流道及澆口的壓力損失過大而造成的, 需要另行研究、修改成形機的機能及模具的設(shè)計。
*請參閱成形條件手冊
· 注射壓力 → 提高。
即使設(shè)定高注射壓力但仍然不能避免出現(xiàn)問題時,有很大可能是因為上述同樣的理由所造成的。
· 樹脂溫度 → 在使用可能的范圍內(nèi)提高樹脂溫度。
*請參閱成形條件手冊
· 等級變更 → 改用流動性好的等級產(chǎn)品。
*等級檢索 產(chǎn)品選擇
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模具設(shè)計∶檢查項目及解決方法
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厚度不均勻 (同一模具內(nèi)同時存在較厚部位和較薄部位)
→使模具內(nèi)厚度均勻。但是,缺點在于肋線和隆起部的頂面有可能造成凹痕,為此應(yīng)注意壁厚。
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肋線、隆起部的結(jié)構(gòu)(在特定的肋線、隆起部發(fā)生問題的情況)
→作為形狀部位的襯套(套件結(jié)構(gòu)),使封死的頂端部位的氣體容易排除。
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滯后現(xiàn)象(由于流動方式或澆口排列不合理而造成)
→改變澆口的設(shè)計(方式、尺寸、位置、個數(shù))
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冷卻結(jié)構(gòu)不合理(模具溫度不均勻的情況)
→變更模具溫度調(diào)節(jié)(冷卻結(jié)構(gòu)) 變更模具溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的性能。
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漩流(JETTING)
漩流現(xiàn)象是指通過澆口的樹脂沒有粘合,在成形品的表面形成流紋的現(xiàn)象。
偙在成形的初期階段,溫度較低的樹脂從注嘴注射到模具表面,粘度加大,成為旋渦狀, 后來受到溫度較高的樹脂的不斷擠壓,留下痕跡。
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·低速注射成形
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·高速注射成形
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原因
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· 樹脂溫度較低的情況,溶融樹脂的粘度加大,從模具注射的樹脂粘度進一步提高,造成
流動抵抗力加大,發(fā)生漩流現(xiàn)象。
模具溫度較低時,注射到模具內(nèi)部的樹脂突然遇冷,粘度加大而導(dǎo)致出現(xiàn)漩流。漩流現(xiàn)象多半發(fā)生在澆口較小的情況,注射到模具內(nèi)部的樹脂的流速增大,導(dǎo)致發(fā)生漩流現(xiàn)象。
澆口橫斷面積 x 流速 = 一定注射量
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解決方法
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· 成形條件
·提高樹脂溫度,降低樹脂粘度。
·使用非結(jié)晶性樹脂時,將模具溫度設(shè)定在低于使用樹脂的熱變形溫度20~30℃左右為宜。
·也可以降低注射速度。
· 模具
·為了降低樹脂通過澆口時的流速,也可以加大澆口的橫斷面積。
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波流痕(FLOW MARK)
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波流痕是指在模具內(nèi)部,樹脂流過以后以澆口為中心呈現(xiàn)的條紋現(xiàn)象。
經(jīng)注口和流道冷卻的樹脂在模具內(nèi)部進一步被冷卻,粘度加大。充模后,與金屬面接觸的樹脂在半固體的狀態(tài)下被壓入, 為此,在成形品的表面形成了與流動方向呈直角的條紋。
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波流痕(FLOW MARK)
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厚度不均勻型波流痕
厚度發(fā)生變化的部位光澤不均勻
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原因
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解決方法
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熔融樹脂在通過厚度不均勻部位之前與通過以后后的流速、冷卻速度、 向模具施加的轉(zhuǎn)印壓力等均不相同,造成光澤不均勻。
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·提高模具溫度
·提高成形溫度
·加快注射速度
·加高流道、澆口高度
·改善成形品的形狀(高低差別)
設(shè)定弧度,使樹脂流動順暢
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成形品厚度不均勻引起的波流痕的發(fā)生狀態(tài)
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成形溫度引起的波流痕的發(fā)生狀態(tài)
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充模
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模具
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模具
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充模
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低速
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220度
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中速
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240度
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高速
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280度
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在模具上涂上紅色印泥,掌握波流痕的發(fā)生狀態(tài)
由于高度不同導(dǎo)致發(fā)生波流痕起點的驗證結(jié)果
厚度不均勻部位的出口拐角邊緣為發(fā)生剪切的起點。
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波流痕(FLOW MARK)
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唱片圖紋型波流痕
出現(xiàn)以澆口為中心的條紋現(xiàn)象
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原因
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解決方法
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經(jīng)注口和流道冷卻的樹脂在模具內(nèi)部進一步被冷卻,粘度加大。充模后,與金屬面接觸的樹脂在半固體的狀態(tài)下被壓入, 為此,在成形品的表面形成了與流動方向呈直角的條紋。
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·加快注射速度
·加大注射壓力、保持壓力
·提高樹脂和模具溫度
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波流痕(FLOW MARK)
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鋸齒型波流痕
有光澤的部位及無光澤的部位交錯在一起形成的鋸齒狀波流痕
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原因
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解決方法
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發(fā)生原因在于流體先端(flow-front)的不穩(wěn)定流動。
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·降低注射速度
·提高樹脂、模具溫度
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色紋(COLOR STREAK)
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色紋現(xiàn)象是指成形品的一部分的色調(diào)發(fā)生變化,或者成形品出現(xiàn)條紋。
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與本來的顏色相比,發(fā)生了色變的事例
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原因
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· 主要是因為著色劑的熱穩(wěn)定性不夠,比較容易發(fā)生在熔合部位、肋線結(jié)構(gòu)部位等容易發(fā)生剪切流動的部位。
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解決方法
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· 改用熱穩(wěn)定性良好的著色劑。
· 成形條件最好設(shè)定為hot―slow―熱而慢(樹脂及模具的溫度較高,成形速度較低)。
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成形品發(fā)生條紋現(xiàn)象的事例
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原因
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· 著色劑的分散不良
(可以利用壓縮成形機生產(chǎn)片材來判斷著色劑的分散是否良好。)
· 成形機(模腔內(nèi))內(nèi)部堆積樹脂的清洗作用。
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解決方法
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· 改善混料時的分散性。
· 充分清洗模腔內(nèi)部。(請利用弊司的UMG清潔劑)
· 檢查螺桿頭及逆流防止環(huán)等是否出現(xiàn)異常。
· 改換成形機。
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熔合線(WELD LINES)
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熔合線是指2個以上的流體先端(flow-front)會合時產(chǎn)生的V字形缺口的絲狀細線痕。
在鑲嵌、方格或者多個澆口的情況下勢必產(chǎn)生熔合線,但是目前尚沒有理論性的解決辦法,為此應(yīng)盡可能控制在最低限度, 或者必要時采取將其從商品面上移動到側(cè)面等措施。
另外,通常不太了解的人有可能誤認(rèn)為是裂縫。應(yīng)力集中的部位很有可能導(dǎo)致產(chǎn)生強度問題,因此從商品規(guī)格上考慮同樣需要事先研究對策。
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如果會合角度在120°以上,熔合線將會消失。
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原因 熔合線的發(fā)生要素
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· 成形品的形狀
·孔(格子、圓孔、角孔)
·厚度差別(厚度不同)
· 樹脂
·流動性(粘度)
模具
· ·模具溫度
·澆口(個數(shù)、位置)
·排氣孔(方式、位置)
·冷卻管配置(模具溫度分布)
· 成形機
·性能(精度、應(yīng)答性)
·注射、可塑化
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解決方法 減少熔合線的成形條件
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· 樹脂溫度 ->高
· 模具溫度 ->高
· 注射速度 ->慢
*如果加快注射速度,熔合線將會變得不明顯(深度變淺),但長度將有增加傾向。
· 保持壓力 -高
*熔合的V字形缺口的壓縮效果使得熔合線變得不明顯。
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驗證 減輕熔合線最有效的是模具溫度
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普通成形
模具溫度 40℃
熔合部位(中央)
寬度:大約10μm 深度:大約120μm
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快速heat/cool(加熱、冷卻)成形
模具溫度 100℃
熔合部位(中央)
肉眼看不見
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溢料 (FIN、FLASH、SPEW)
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指熔融狀態(tài)的樹脂流入模具的間隙(合模面、滑動擠切面、套件等)時產(chǎn)生的多余的樹脂。
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澆口
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溢料
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成形機
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原因
· 成形機的合模力不足
· 模具的老朽化
解決方法
· 為了解決合模力不足問題,根據(jù)以下公式概算合模壓力,選擇成形機。
合模壓力=投影面積×模具內(nèi)有效注射壓力/1000kg
ABS樹脂的模具內(nèi)有效注射壓力按照大約400kg/cm2計算。
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模具
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原因
· 合模力不足。
· 模具合模面精度不夠。
· 由于模具設(shè)計結(jié)構(gòu)原因,成形品的位置為懸臂型。
解決方法:1.改用合適的成形機
2.原因在于模具面時,需要與模具加工廠家進行研究。
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材料
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原因 :樹脂的粘度較低
解決方法:原因在于材料的粘度時,降低樹脂的溫度、或者改用其它流動性高等級的樹脂。
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剝離( DELAMINATION )
剝離是指成形品呈云母狀的薄層進行剝落的現(xiàn)象。嚴(yán)重時,則象剝皮一樣在比較大的范圍內(nèi)出現(xiàn)剝落。
由于混入PS,導(dǎo)致在斷面(右)出現(xiàn)層狀剝離現(xiàn)象。
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有時在剛成形時就出現(xiàn)剝離現(xiàn)象,但大多數(shù)是隨著出現(xiàn)龜裂而發(fā)生剝離。
原因1) 混入與ABS樹脂相溶性差的樹脂(PP、PS及其它)。
解決方法 進行清洗
模腔內(nèi)部進料口內(nèi)部空氣輸送線內(nèi)部干燥機內(nèi)部
原因2) 樹脂溫度及模具溫度極低的情況下,外壁與流動層之間的溫度差造成薄的固化層,導(dǎo)致發(fā)生剝離現(xiàn)象。
解決方法 使樹脂的溫度標(biāo)準(zhǔn)化
提高樹脂溫度
提高模具溫度
拉絲(STRINGINESS)
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開模時產(chǎn)生的細樹脂絲附著在模具內(nèi)部,在下一次注料時轉(zhuǎn)印到成形品上, 在成形品的外面留下筋狀的凹凸,影響成形品外觀的現(xiàn)象稱做拉絲。
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注口處產(chǎn)生的細樹脂絲
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轉(zhuǎn)印到成形品上的樹脂絲
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原因 主要原因在于注口的溫度過高
解決方法
降低注口溫度。其它可以重復(fù)使用回扣和模腔。
提高開模速度也可以強制性地切斷拉絲, 但是由于模具結(jié)構(gòu)(滑動結(jié)構(gòu)等),
這樣會降低模具的壽命,需要注意。
可以使用防止拉絲環(huán)(市場銷售產(chǎn)品)。
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成形不良現(xiàn)象∶凹痕(SINK。停粒遥、SHRINK。停粒遥耍
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指成形品外表出現(xiàn)凹痕的現(xiàn)象。
主要是對于外觀要求較高的產(chǎn)品,根據(jù)要求水準(zhǔn)不同凹痕是否被判斷為不良品的情況也有所不同。 有時,根據(jù)產(chǎn)品外觀要求,被判斷為外觀不良的情況也時有發(fā)生。
凹痕與樹脂的體積收縮(等溫PVT特性)有關(guān),在注射成形過程的各個部位、每一時刻,即∶從注射時的熔融狀態(tài)到保壓過程、 冷卻過程的固化狀態(tài),均有可能產(chǎn)生凹痕。
充模后的熔融樹脂通過模具表面時被冷卻、固化。在成形品從外表面開始冷卻固化(保壓、冷卻)的過程中, 根據(jù)設(shè)定的注射條件(保壓壓力/時間),當(dāng)伴隨著PVT特性的體積變化(體積收縮)無法補償時, 成形品表面的樹脂由于內(nèi)部的熔融樹脂的體積收縮而產(chǎn)生拉伸作用,結(jié)果形成了降低產(chǎn)品品位的凹痕。
另一方面,如果成形品表面具有抵抗收縮力的強度(有固化層)時,成形品的內(nèi)部則出現(xiàn)孔巢(空洞), 而外觀上卻看不出問題。對于產(chǎn)品形狀(隆起、肋線、壁厚、厚度不均勻等)、或者模具結(jié)構(gòu)(冷卻管設(shè)計、模具材質(zhì)、 冷卻媒體等)潛在因素,只有在產(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計的階段事先采取措施才能解決。
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原因和解決方法
凹痕 檢查內(nèi)容及項目
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部分凹痕(里面形狀的影響/流體先端)
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影響項目
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原因
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解決方法
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產(chǎn)品
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厚度
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厚、厚度不均勻(。
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去厚、均勻化、加厚
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澆口位置、方式
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不適宜(設(shè)計上的限制)
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增加個數(shù)、改變方式
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成形條件/成形機性能
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原材料溫度
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高(低)
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降低(提高)
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模具溫度
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高(低)
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降低(提高)
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注射速度
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快(慢)
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放慢(加快)
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V/P變換
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快
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慢
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保壓壓力
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低
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加大
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保壓時間
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短
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延長
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背壓
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低(測量有偏差)
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加大
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螺桿旋轉(zhuǎn)數(shù)
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旋轉(zhuǎn)造成升溫
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降低
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緩沖劑量
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量不足、偏差
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增加(不得過量)
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機械性的逆流
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改用正常部件
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測量
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不足
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增加
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合模力
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不足(產(chǎn)生溢料)
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增大
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模具
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注嘴孔
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斷面小(。
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增大
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注口
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斷面小(。
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增大
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流道
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斷面。ㄐ。
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增大
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澆口
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斷面小(。
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增大
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冷卻回路
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不足(溫度不均一)
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升溫/使溫度均一
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方式不恰當(dāng)(效率)
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改變方式
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流量小/壓損大
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改善效率
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模具材料性質(zhì)
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冷卻效果欠佳
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使用熱傳導(dǎo)性能好的材料
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成形品整體的凹痕
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影響項目
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原因
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解決方法
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產(chǎn)品
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厚度
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厚(。
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調(diào)整適宜的板厚
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澆口位置、方式
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不適宜(設(shè)計上的限制)
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增加個數(shù)、改變方式
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成形條件/成形機性能
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原材料溫度
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高(低)
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降低(提高)
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模具溫度
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高(低)
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降低(提高)
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注射速度
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快(慢)
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放慢(加快)
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V/P變換
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快
|
慢
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保壓壓力
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低
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加大
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保壓時間
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短
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延長
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背壓
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低(測量有偏差)
|
加大
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螺桿旋轉(zhuǎn)數(shù)
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旋轉(zhuǎn)造成升溫
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降低
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緩沖劑量
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量不足、偏差
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增加(不得過量)
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機械性的逆流
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改用正常部件
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測量
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不足
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增加
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合模力
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不足(產(chǎn)生溢料)
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增大
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模具
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注嘴孔
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斷面。ㄐ。
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增大
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注口
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斷面小(。
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增大
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流道
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斷面。ㄐ。
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增大
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澆口
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斷面。ㄐ。
|
增大
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冷卻回路
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不足(溫度不均一)
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升溫/使溫度均一
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方式不恰當(dāng)(效率)
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改變方式
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流量。瘔簱p大
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改善效率
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模具材料性質(zhì)
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冷卻效果欠佳
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使用熱傳導(dǎo)性能好的材料
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成形不良現(xiàn)象∶翹曲、扭曲(WARP、TWIST)
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翹曲變形是指由于成形品內(nèi)部各部位在進行成形時的收縮量不同而造成的變形、翹曲。
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造成翹曲的主要原因∶
模具溫度分布差異導(dǎo)致的面收縮差、成形品厚度差造成的收縮差和冷卻時間差
分子取向?qū)е碌臍埩魬?yīng)力(結(jié)晶程度差)
使用強化纖維材料時,由于流動方向與流動垂直方向的收縮差異大,故此在設(shè)計模具時應(yīng)充分考慮澆口的設(shè)計(個數(shù)和位置)。
例如∶理想的情況是∶成形品的各部位收縮量(率)相同,成形時只要加工與模具形狀相似、但尺寸縮小的成形品, 無論使用什么收縮率的樹脂,都不會發(fā)生翹曲。然而,在實際成形過程中,上述原因錯綜存在。從模具中取出之后, 為了使內(nèi)部應(yīng)力降至最低的成形品(能量最。,總是產(chǎn)生翹曲變形
此外,在設(shè)計模具時還要考慮到成形品冷卻不充分、突起結(jié)構(gòu)不完善而導(dǎo)致變形的可能性。
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翹曲、扭曲的檢查內(nèi)容和項目
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原因
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1
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成形品的形狀
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厚度分布
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不均勻的部位同時存在。
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形狀剛性不足
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肋線等的形狀剛性不足。肋線構(gòu)造有時會導(dǎo)致發(fā)生翹曲,因此需要仔細研究壁厚和高度
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2
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模具
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冷卻回路
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模具溫度分布不均勻,冷卻回路過長(IN→OUT的溫度差大)、控制不良、冷卻方法。
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模具材質(zhì)
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熱傳導(dǎo)率低(冷卻效率低)
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澆口、流道
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設(shè)計欠佳
由于澆口個數(shù)不足、位置欠佳導(dǎo)致保壓過程壓力分布不均勻。
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突起結(jié)構(gòu)
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突起平衡欠佳、突出pin單位面積的排出負(fù)荷過大。
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脫模
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抽出模芯方向的拋光不足、抽出傾斜不足。
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3
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成形機及附加設(shè)備
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合模力不足
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不能設(shè)定充分的保壓條件(壓力、時間)。
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模具溫度調(diào)節(jié)器
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冷媒的流量不足(雷諾指數(shù)沒有達到紊流域)、與模具熱容量
相比設(shè)備性能不足。
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4
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成形條件
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樹脂溫度低
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粘度高則壓力傳播性能下降,在保壓過程中不能保證收縮量的均一。
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模具溫度
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如果溫度過低,粘度增大,壓力傳播力下降,在保壓過程中不能保證收縮量均一。 在取向(應(yīng)力)不能緩和的情況下進行凍結(jié)(固化),
產(chǎn)生各向異性的殘留應(yīng)力。
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注射壓力
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高或低(超出樹脂流動特性的流動長度)。
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保壓壓力
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高或低(由于澆口附近的樹脂過充模(over parking)、澆口密封不良
導(dǎo)致逆流)。
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保壓時間
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短或長(澆口附近的樹脂過充模(over parking)、澆口密封不良導(dǎo)致逆流)。
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冷卻時間
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短(原材料強度的溫度依賴性)。
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三:耐候(光)劣化
長期在戶外或者室內(nèi)螢光燈照射下的環(huán)境下使用ABS樹脂,將造成樹脂變色或物性降低。 在此,對于造成耐候(光)劣化的原因加以說明。
ABS樹脂的耐候性問題起因于聚丁二烯成分的光劣化問題。光劣化導(dǎo)致橡膠的承受沖擊的作用消失。 此外,其特征在于該劣化只發(fā)生在表層。
現(xiàn)象
·顏色發(fā)生變化 -由于顏色材料的劣化導(dǎo)致變色。底材樹脂變色。
·光澤發(fā)生變化 -底材樹脂的變性(劣化、龜裂)
·物性發(fā)生變化 -表層的耐候性劣化造成微小龜裂,產(chǎn)生缺口效果導(dǎo)致抗沖擊強度下降。
為了防止耐候劣化,請考慮使用耐候性等級產(chǎn)品系列 使用實例 及 技術(shù)資料
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耐候變色的明顯事例 (促進劣化實驗 光照天氣 無雨)
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ABS樹脂
紅色系列著色
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ABS樹脂
藍色系列
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未照射
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100小時
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200小時
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500小時
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對于防止耐候(光)變色,需要考慮顏色材料的劣化問題,為此慎重考慮選用顏色原料是十分重要的。 對于紅、藍、黃、綠等鮮艷的顏色,需要事先選擇耐候性良好的原料;旌系念伾牧系耐松珒A向的不同,可視為顏色變化。
指定顏色時請務(wù)必注明 「需要耐候(光)性」。
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光氧化劣化導(dǎo)致樹脂表面的變化(促進劣化實驗 光照天氣、掃描電鏡觀察)
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不曝光
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500小時
光澤降低程度較小,但發(fā)生了微細的龜裂。
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雨天曝光
1000小時
樹脂成分分解,表面起霜呈粉狀,失去光澤。(又稱∶起霜)
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光氧化劣化導(dǎo)致特性變化的圖像
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耐候性劣化引起的劣化層厚度大約為一百多微米。光氧化反應(yīng)使樹脂表面形成黃色的薄層劣化層, 阻止氧氣在劣化層中擴散滲透,并起到遮光的作用。因此,光氧化反應(yīng)得到一定的控制,不再繼續(xù)擴散到深層。 為了控制劣化層的發(fā)生,推薦使用耐候性等級產(chǎn)品。
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四:涂裝不良
ABS樹脂作為最容易涂裝的樹脂被廣泛地利用在需要涂裝的產(chǎn)品上。
然而,由于等級產(chǎn)品的選擇、成型條件、涂料、稀釋劑、涂裝方法等原因有可能導(dǎo)致涂裝不良。 請參閱照片顯示的不良現(xiàn)象和解決方法。
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涂裝不良的主要問題現(xiàn)象
<原因和解決方法的詳細內(nèi)容,請參閱左側(cè)的相關(guān)網(wǎng)頁和以下照片>關(guān)于涂裝用途,請利用「 涂裝專用等級產(chǎn)品」。
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1.針 眼
尿烷涂裝時的常見現(xiàn)象,在涂裝產(chǎn)品的表面出現(xiàn)微小的針孔。
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例∶使用尿烷涂料
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原因1
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混入空氣
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涂膜在含有氣泡的狀態(tài)下進行干燥時,氣泡膨脹,穿破涂膜表面而造成針眼。此現(xiàn)象與底料無關(guān), 在高溫多濕、涂層較厚、涂裝時間較短、使用揮發(fā)速度較快的速干性稀釋劑的情況下,容易發(fā)生。
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解決方法
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·改善涂裝環(huán)境
·延長涂裝時間
·降低涂料粘度
·降低稀釋劑的揮發(fā)速度
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原因2
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殘留應(yīng)變
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涂料溶劑侵蝕到存在內(nèi)部應(yīng)變的樹脂底材上,產(chǎn)生裂縫。溶劑進一步侵蝕到裂縫中, 在干燥過程中隨著溶劑的蒸發(fā)、氣化,沖破涂膜表面,產(chǎn)生針眼。
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解決方法
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·改用侵蝕性較弱的溶劑
·改變涂料與溶劑的調(diào)配比率
·對沒有涂裝的成形品事先進行回火處理(60~70℃、20~60分鐘)
·提高模腔、模具溫度。
·降低注射壓力,提高注射速度。
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2.龜裂
與針眼現(xiàn)象一樣,由于溶劑侵蝕造成涂裝表面產(chǎn)生裂縫。該現(xiàn)象多發(fā)生于丙烯涂裝。
發(fā)生龜裂現(xiàn)象的部位通常是澆口附近、成形品邊緣,特別是邊緣部位發(fā)生較多。
關(guān)于涂裝用途,請利用「 涂裝專用等級產(chǎn)品」。
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例∶使用丙烯涂料
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原因
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涂料中的溶劑侵蝕到樹脂底料中殘留翹曲較大的部位,引起化學(xué)龜裂。
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解決方法
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·改用侵蝕性較弱的溶劑
·改變涂料與溶劑的調(diào)配比率
·進行回火處理(60~70℃、20~60分鐘)
·提高模腔、模具溫度。
·降低注射壓力(保壓),提高注射速度。
*通常,緩凝劑的添加對于發(fā)生化學(xué)龜裂產(chǎn)生不良影響。
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3.吸入
吸入現(xiàn)象是指涂料中的溶劑侵蝕到成形品澆口附近、厚度不均勻部位、熔合部位附近等,造成涂膜光澤不均勻,產(chǎn)生微小裂縫的現(xiàn)象。
關(guān)于涂裝用途,請利用「 涂裝專用等級產(chǎn)品」。
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正常部位
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吸入部位
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例∶涂料為金屬光澤丙烯涂料
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原因
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澆口白暈、波流痕、漩紋等不良現(xiàn)象容易發(fā)生在澆口附近,而且進行回火處理也難以解決。
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解決方法
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·改用侵蝕性較弱的稀釋劑
·適當(dāng)提高涂料的粘度
·提高模腔、模具溫度
·降低注射壓力和注射速度
·改變澆口的種類(例如∶采用柄形澆口)
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4.反彈
是指涂裝品表面出現(xiàn)直徑1mm以上的凹陷的現(xiàn)象,可以透過涂膜看到底層。關(guān)于涂裝用途,請利用「 涂裝專用等級產(chǎn)品」。
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例∶尿烷涂料
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原因
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比涂料的表面張力(涂裝力低下)低的污染物質(zhì)附著在成形品表面時,發(fā)生反彈現(xiàn)象。
·離型劑(硅油)
·機油
·靜電產(chǎn)生的灰塵、雜物等
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解決方法
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·改善涂裝環(huán)境,去除造成上述原因的物質(zhì)
·對成型品的表面進行去油處理(使用n-正己脘、IPA等)
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5.結(jié)合不良
是指涂裝品表面涂膜剝落的現(xiàn)象之一。通常在涂膜性能試驗時出現(xiàn)此現(xiàn)象。關(guān)于涂裝用途,請利用弊司的「 涂裝專用等級產(chǎn)品」。
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例∶基盤目視試驗出現(xiàn)的結(jié)合不良
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原因
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成型品的表面附著油膩、離型劑等污染物質(zhì)時,容易造成結(jié)合不良。 此外,底材和涂料的融和性(溶解性、可涂性等),或者涂裝條件(稀釋劑、粘度、涂膜厚度)也會造成影響。
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解決方法
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·對成型品的表面進行去油處理(使用n-正己脘、IPA等)
·改用凝集力較弱的涂料(凝集力<附著力----不易剝落)
·增加涂膜厚度
·提高注射速度(調(diào)大取向,提高稀釋劑的滲透性)
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