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熱塑性聚氨酯（TPU）注塑成型時，干燥預熱后的TPU粒料從注塑機料斗輸送進加熱的料筒，呈熔融狀態時，經螺桿（或柱塞）的推進作用及料筒前端的噴嘴注射進入溫度相對較低的閉合模具中，充滿模腔，并在受壓下冷卻固化，脫模后獲得與模型型腔相同的TPU產品。從TPU注塑成型工藝看出，TPU注塑成型產品最重要的模塑條件是影響塑化流動和冷卻的溫度、壓力和時間。針對TPU的特性，特別是其加工溫度波動范圍尤為狹窄的特點，要求注塑機必須具備精確的溫度調節和控制系統，否則會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主要因素當中，那就是原料、模具、注塑機及注射條件。TPU成型產品，原則上都是依據標準規格要求制造的。但它的變化仍是相當廣泛并具有突發性。有時，在生產過程中會產生凹陷、氣泡、裂痕、變形等次廢品。因此就要從次廢品中來了解判斷問題所在并提出解決辦法，這是專業技術和實踐經驗的積累。其實有時只需變更操作條件或原料、模具、機器方面稍做處理和調整，就可以解決問題。本文以螺桿式注塑機生產TPU制品為例，列舉了TPU注塑成型制品缺陷可能發生的問題及原因，并加以探討解決之道。
TPU制品表面的凹陷，會降低成品品質及強度，同時也會影響產品外觀。凹陷的原因與使用的原料、成型技術及模具設計均有關系，如原料的縮水率、注射壓力、模具的設計及冷卻裝置等。在注塑成型過程中，制品有時會出現有許多氣泡的制品，這會影響其強度及機械性能，對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，物料在模具中冷卻速度不同，導致收縮不均，容易形成氣泡，所以對模具設計須特別留意。另外原料干燥不充分，仍含有部分水份，在熔料時受熱分解成氣體，容易進入模腔內形成氣泡。所以當制品出現氣泡時，可檢查下列幾個因素，并做處理。裂痕是TPU制品的致命現象，通常表現為制品表面產生毛發狀的裂紋。當制品有尖銳棱角時，此部位常發生不易看出的細裂紋，這對制品來說是非常危險的。生產過程中發生裂痕的主要原因如下：1.?脫模困難；
2.?過度充填；
3.?模具溫度過低；
要避免脫模不良所致的裂痕，模具成型空間須設有充分的脫模斜度，頂針的大小、位置、形式等要適當。頂出時，成品各部分的脫模阻力要均勻。過度充填，是因施加過大的注射壓力或材料計量過多，使制品內部應力過大，脫模時造成裂痕，在此狀態下，模具配件的變型量也增大，致使更難脫模，助長裂痕（甚至破裂）的發生，此時應降低注射壓力，防止過度充填。澆口部位常易殘留過大的內部應力，澆口附近易脆化，特別是直接澆口的部分，易因內部應力而破裂。TPU注塑制品出現翹曲、變形的原因是冷卻定型時間過短、模溫過高、不勻及流道系統不對稱等。因此在模具設計時要盡量避免以下各點：1.?同一塑件中厚薄相差太大；
2.?存有過度銳角；
此外，還要注意要設置合適的頂針數量和設計合理的模腔冷卻流道。焦斑或黑紋是指制品有黑色斑點或黑色條紋的現象，其發生的主要原因是原料的熱穩定性不良，由原料的熱分解所致。有效防止焦斑或黑紋發生的對策是防止熔料筒內的原料溫度過高，減慢注射速度。熔料筒內壁或螺桿有傷痕或缺口，則會附著部分原料，此部分原料會因過熱導致熱分解。此外，止逆閥亦會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要特別注意防止焦斑或黑紋的發生。6、制品有毛邊
毛邊是TPU制品常遇到的問題。當原料在模腔內的壓力太大，其所產生的分模力大過鎖模力，從而迫開模具，使原料溢出形成毛邊。形成毛邊的原因可能有多種，如原料方面的問題，或是注塑機的問題，或是調校不當，甚至模具本身也有可能。所以，在判定毛邊產生的原因時，要從易到難進行。檢查原料是否徹底焙干、是否混入雜物、是否混合不同種類的原料、原料粘度影響；
正確調校注塑機的壓力控制系統及注射速度的調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、流道設計是否合理；
- 注塑機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、螺桿止逆環和熔料筒是否磨損。
TPU在注塑成型發生制品粘模時，首先要考慮注射壓力或保壓壓力是否過高。因為，注射壓力太大會造成制品過度飽和，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，當熔料筒溫度過高時，會使原料受熱分解變質，在脫模過程中出現破碎或斷裂，造成粘模。至于模具方面的問題，如進料口不平衡，使制品冷卻的速率不一致，也會造成制品在脫模時發生粘模現象。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，將直接影響制品強度和機械性能。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象。充填不足的原因有成型條件設定不當、模具的設計制作不完善、成型品的肉厚壁薄等。在成型條件方面的對策是增高材料、模具溫度，增大注射壓力、注射速度及提高材料的流動性。模具方面可增大澆道或流道尺寸，或對澆口位置、大小、數量等進行調整修改，使熔融材料流動順暢。再者，為了使成形空間內的氣體順利疏散，可在適當位置設置排氣孔。
結合線是熔融材料二道或二道以上合流的部分所形成的細線，通常亦稱焊接線。結合線不僅影響制品的外觀，同時也不利于制品的強度。結合線發生的主要原因有：1.制品形狀（模具構造）所致材料的流動方式；
2.熔融材料合流性不良；
升高材料和模具溫度，可使結合線的程度減至最小。同時，改變澆口的位置、數量，使結合線的位置移往他處；或在熔合部設置排氣孔，迅速疏散此部位的空氣及揮發物；或在熔合部附近設材料溢流池，將結合線移至溢流池，再將其切除等都是有效地消除結合線的對策。TPU制品表面失去材料本來的光澤，形成層膜或模糊狀態等，皆可稱為表面光澤不良。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。當成形空間表面狀態良好時，提高材料和模具溫度可增強制品表面光澤。使用過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，材料吸濕或含有揮發物及異質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。
流痕是熔融材料流動的痕跡，以澆口為中心而呈現的條紋模樣。流痕是最初流入成形空間內的材料冷卻過快，而與其后流入的材料間形成界線所致。為了防止流痕，可提高材料溫度，改善材料流動性，調整注射速度。殘留于射嘴前端的冷材料，若直接進入成形空間內，則會造成流痕。因此在澆道與流道的匯合處或流道與分流道的交接處設充分的滯料部位，可有效地防止流痕的發生。同時，也可通過增大澆口尺寸來防止流痕的發生。
原文始發于微信公眾號（艾邦彈性體網）：TPU注塑成型制品缺陷的產生原因與解決方法
