?
熱塑性聚氨酯（TPU）注塑成型時(shí)，干燥預(yù)熱后的TPU粒料從注塑機(jī)料斗輸送進(jìn)加熱的料筒，呈熔融狀態(tài)時(shí)，經(jīng)螺桿（或柱塞）的推進(jìn)作用及料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度相對(duì)較低的閉合模具中，充滿(mǎn)模腔，并在受壓下冷卻固化，脫模后獲得與模型型腔相同的TPU產(chǎn)品。從TPU注塑成型工藝看出，TPU注塑成型產(chǎn)品最重要的模塑條件是影響塑化流動(dòng)和冷卻的溫度、壓力和時(shí)間。針對(duì)TPU的特性，特別是其加工溫度波動(dòng)范圍尤為狹窄的特點(diǎn)，要求注塑機(jī)必須具備精確的溫度調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)，否則會(huì)因各種因素造成制品缺陷。如果我們把次廢品的成因涵蓋在四個(gè)主要因素當(dāng)中，那就是原料、模具、注塑機(jī)及注射條件。TPU成型產(chǎn)品，原則上都是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求制造的。但它的變化仍是相當(dāng)廣泛并具有突發(fā)性。有時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生凹陷、氣泡、裂痕、變形等次廢品。因此就要從次廢品中來(lái)了解判斷問(wèn)題所在并提出解決辦法，這是專(zhuān)業(yè)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。其實(shí)有時(shí)只需變更操作條件或原料、模具、機(jī)器方面稍做處理和調(diào)整，就可以解決問(wèn)題。本文以螺桿式注塑機(jī)生產(chǎn)TPU制品為例，列舉了TPU注塑成型制品缺陷可能發(fā)生的問(wèn)題及原因，并加以探討解決之道。
TPU制品表面的凹陷，會(huì)降低成品品質(zhì)及強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)影響產(chǎn)品外觀。凹陷的原因與使用的原料、成型技術(shù)及模具設(shè)計(jì)均有關(guān)系，如原料的縮水率、注射壓力、模具的設(shè)計(jì)及冷卻裝置等。在注塑成型過(guò)程中，制品有時(shí)會(huì)出現(xiàn)有許多氣泡的制品，這會(huì)影響其強(qiáng)度及機(jī)械性能，對(duì)制品外觀亦大打折扣。通常制品因厚薄不均，或模具有突出肋時(shí)，物料在模具中冷卻速度不同，導(dǎo)致收縮不均，容易形成氣泡，所以對(duì)模具設(shè)計(jì)須特別留意。另外原料干燥不充分，仍含有部分水份，在熔料時(shí)受熱分解成氣體，容易進(jìn)入模腔內(nèi)形成氣泡。所以當(dāng)制品出現(xiàn)氣泡時(shí)，可檢查下列幾個(gè)因素，并做處理。裂痕是TPU制品的致命現(xiàn)象，通常表現(xiàn)為制品表面產(chǎn)生毛發(fā)狀的裂紋。當(dāng)制品有尖銳棱角時(shí)，此部位常發(fā)生不易看出的細(xì)裂紋，這對(duì)制品來(lái)說(shuō)是非常危險(xiǎn)的。生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生裂痕的主要原因如下：1.?脫模困難；
2.?過(guò)度充填；
3.?模具溫度過(guò)低；
要避免脫模不良所致的裂痕，模具成型空間須設(shè)有充分的脫模斜度，頂針的大小、位置、形式等要適當(dāng)。頂出時(shí)，成品各部分的脫模阻力要均勻。過(guò)度充填，是因施加過(guò)大的注射壓力或材料計(jì)量過(guò)多，使制品內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大，脫模時(shí)造成裂痕，在此狀態(tài)下，模具配件的變型量也增大，致使更難脫模，助長(zhǎng)裂痕（甚至破裂）的發(fā)生，此時(shí)應(yīng)降低注射壓力，防止過(guò)度充填。澆口部位常易殘留過(guò)大的內(nèi)部應(yīng)力，澆口附近易脆化，特別是直接澆口的部分，易因內(nèi)部應(yīng)力而破裂。 | |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| 脫模時(shí)模具產(chǎn)生真空現(xiàn)象 | 開(kāi)?；蝽敵鰰r(shí)慢速，加進(jìn)氣設(shè)備 |
TPU注塑制品出現(xiàn)翹曲、變形的原因是冷卻定型時(shí)間過(guò)短、模溫過(guò)高、不勻及流道系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)等。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)要盡量避免以下各點(diǎn)：1.?同一塑件中厚薄相差太大；
2.?存有過(guò)度銳角；
3.?緩沖區(qū)過(guò)短，使厚薄轉(zhuǎn)彎相差懸殊；此外，還要注意要設(shè)置合適的頂針數(shù)量和設(shè)計(jì)合理的模腔冷卻流道。表四為翹曲、變形可能產(chǎn)生的原因及處理方法 | |
| |
| 變更成型設(shè)計(jì)或增加加強(qiáng)肋條 |
| |
| |
| |
| |
| |
焦斑或黑紋是指制品有黑色斑點(diǎn)或黑色條紋的現(xiàn)象，其發(fā)生的主要原因是原料的熱穩(wěn)定性不良，由原料的熱分解所致。有效防止焦斑或黑紋發(fā)生的對(duì)策是防止熔料筒內(nèi)的原料溫度過(guò)高，減慢注射速度。熔料筒內(nèi)壁或螺桿有傷痕或缺口，則會(huì)附著部分原料，此部分原料會(huì)因過(guò)熱導(dǎo)致熱分解。此外，止逆閥亦會(huì)因原料滯留而引起熱分解。所以，使用粘度高或容易分解的原料時(shí)要特別注意防止焦斑或黑紋的發(fā)生。表五為焦斑或黑紋可能產(chǎn)生的原因及處理方法6、制品有毛邊
毛邊是TPU制品常遇到的問(wèn)題。當(dāng)原料在模腔內(nèi)的壓力太大，其所產(chǎn)生的分模力大過(guò)鎖模力，從而迫開(kāi)模具，使原料溢出形成毛邊。形成毛邊的原因可能有多種，如原料方面的問(wèn)題，或是注塑機(jī)的問(wèn)題，或是調(diào)校不當(dāng)，甚至模具本身也有可能。所以，在判定毛邊產(chǎn)生的原因時(shí)，要從易到難進(jìn)行。檢查原料是否徹底焙干、是否混入雜物、是否混合不同種類(lèi)的原料、原料粘度影響；
正確調(diào)校注塑機(jī)的壓力控制系統(tǒng)及注射速度的調(diào)整必須配合所采用的鎖模力；
模具某些部位是否有磨損、排氣孔是否阻塞、流道設(shè)計(jì)是否合理；
- 注塑機(jī)模板之間的平行度是否有偏差、模板拉桿受力分布是否均勻、螺桿止逆環(huán)和熔料筒是否磨損。
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| 檢查轉(zhuǎn)換壓力位置，重新調(diào)校提早轉(zhuǎn)換 |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| 檢查模具相對(duì)位置是否偏移，重新調(diào)校 |
| |
| |
TPU在注塑成型發(fā)生制品粘模時(shí)，首先要考慮注射壓力或保壓壓力是否過(guò)高。因?yàn)?，注射壓力太大?huì)造成制品過(guò)度飽和，使原料填入其它空隙而使制品卡在模腔中造成脫模困難。其次，當(dāng)熔料筒溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)使原料受熱分解變質(zhì)，在脫模過(guò)程中出現(xiàn)破碎或斷裂，造成粘模。至于模具方面的問(wèn)題，如進(jìn)料口不平衡，使制品冷卻的速率不一致，也會(huì)造成制品在脫模時(shí)發(fā)生粘模現(xiàn)象。 | |
| |
| |
| |
| 調(diào)整模溫及兩側(cè)相對(duì)溫度 |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
韌性是使材料斷裂所需要的能量。引起韌性降低的主要因素有：原料、回收料、溫度及模具等。而制品的韌性降低，將直接影響制品強(qiáng)度和機(jī)械性能。表八為韌性降低可能產(chǎn)生的原因及處理方法 | |
| |
| |
| |
| |
| 模具澆口接合區(qū)過(guò)長(zhǎng) | |
| |
TPU制品充填不足是指熔融的材料未完全流遍成形窨的各角落之現(xiàn)象。充填不足的原因有成型條件設(shè)定不當(dāng)、模具的設(shè)計(jì)制作不完善、成型品的肉厚壁薄等。在成型條件方面的對(duì)策是增高材料、模具溫度，增大注射壓力、注射速度及提高材料的流動(dòng)性。模具方面可增大澆道或流道尺寸，或?qū)部谖恢谩⒋笮?、?shù)量等進(jìn)行調(diào)整修改，使熔融材料流動(dòng)順暢。再者，為了使成形空間內(nèi)的氣體順利疏散，可在適當(dāng)位置設(shè)置排氣孔。表九為充填不足可能產(chǎn)生的原因及處理方法
結(jié)合線(xiàn)是熔融材料二道或二道以上合流的部分所形成的細(xì)線(xiàn)，通常亦稱(chēng)焊接線(xiàn)。結(jié)合線(xiàn)不僅影響制品的外觀，同時(shí)也不利于制品的強(qiáng)度。結(jié)合線(xiàn)發(fā)生的主要原因有：1.制品形狀（模具構(gòu)造）所致材料的流動(dòng)方式；
2.熔融材料合流性不良；
3.熔融材料合流處混入空氣、揮發(fā)物或難熔物等。升高材料和模具溫度，可使結(jié)合線(xiàn)的程度減至最小。同時(shí)，改變澆口的位置、數(shù)量，使結(jié)合線(xiàn)的位置移往他處；或在熔合部設(shè)置排氣孔，迅速疏散此部位的空氣及揮發(fā)物；或在熔合部附近設(shè)材料溢流池，將結(jié)合線(xiàn)移至溢流池，再將其切除等都是有效地消除結(jié)合線(xiàn)的對(duì)策。表十為結(jié)合線(xiàn)可能產(chǎn)生的原因及處理方法TPU制品表面失去材料本來(lái)的光澤，形成層膜或模糊狀態(tài)等，皆可稱(chēng)為表面光澤不良。制品表面光澤不良，大都是由于模具成形表面研磨不良引起。當(dāng)成形空間表面狀態(tài)良好時(shí)，提高材料和模具溫度可增強(qiáng)制品表面光澤。使用過(guò)多的難融劑或油脂性難融劑亦是表面光澤不良的原因。同時(shí)，材料吸濕或含有揮發(fā)物及異質(zhì)物混入污染也是造成制品表面光澤不良的原因。所以，要特別注意模具和材料方面的因素。表十一為表面光澤不良可能產(chǎn)生的原因及處理方法
流痕是熔融材料流動(dòng)的痕跡，以澆口為中心而呈現(xiàn)的條紋模樣。流痕是最初流入成形空間內(nèi)的材料冷卻過(guò)快，而與其后流入的材料間形成界線(xiàn)所致。為了防止流痕，可提高材料溫度，改善材料流動(dòng)性，調(diào)整注射速度。殘留于射嘴前端的冷材料，若直接進(jìn)入成形空間內(nèi)，則會(huì)造成流痕。因此在澆道與流道的匯合處或流道與分流道的交接處設(shè)充分的滯料部位，可有效地防止流痕的發(fā)生。同時(shí)，也可通過(guò)增大澆口尺寸來(lái)防止流痕的發(fā)生。13、注塑機(jī)螺桿打滑（無(wú)法進(jìn)料）表十三為螺桿打滑可能產(chǎn)生的原因及處理方法14、注塑機(jī)螺桿無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)表十四為螺桿無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)可能產(chǎn)生的原因及處理方法表十五為注射嘴漏料可能產(chǎn)生的原因及處理方法 | |
| |
| |
| |
| 增加松退時(shí)間，更改射嘴頭設(shè)計(jì) |
表十六為材料未熔盡可能產(chǎn)生的原因及處理方法
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦彈性體網(wǎng)）：TPU注塑成型工藝與缺陷解決方法總結(jié)
