模壓制品缺陷型式、發(fā)生原因、糾正措施

1、模壓制品缺陷型式、發(fā)生原因、糾正措施中國玻璃鋼工業(yè)協(xié)會模壓專業(yè)委員會 匡伯銘 為了界定和解決出現(xiàn)的故障，采用一套有規(guī)則的工藝方法是很關鍵的。對于在排除故障/缺陷的過程中這會有助于避免誤判。舉例而言，如果缺陷來自成型過程則應集中力量從工藝參數(shù)和設備上著手，最終希望能正確、快速地排除故障，下述的指導性意見將是有益的。當問題產生后應如何排除故障?1首先應快速反應，因為隨著時間的拖延，問題會愈加復雜。例如，工藝參數(shù)要變、材料配方也會變，模塑零件的供應商說不定會退出。2研究所有的問題，要系統(tǒng)地進行，不可帶偏見，決不要跳過某些環(huán)節(jié)而下結論。3要認真聽取他人對問題的描述，決不能自己主觀臆測。4要了解問題的第

2、一手資料，首先要聽取壓機工和檢驗員的分析，只有生產現(xiàn)場的觀察才是首位的。5要對問題作出最后的定論，要對問題的性質、環(huán)境、時間一一做出回答。6根據(jù)你自己的調研制備一張可能引起各種缺陷的原因表，就像本文所提示的各種信息。7利用這張表的可能原因，邏輯地鑒定其可能的趨勢，并利用本章的指導意見盡力地糾正它，為了避免混亂，盡量在此刻只考慮其一個原因。 Blisters 氣泡 乃是加壓BMC基材時出現(xiàn)氣體導致在制品表層突起。 可能的原因及糾正的措施：1BMC原料中的“干玻纖”引起模塑料鋪層中的空隙，這些空隙在成型時其內集合的氣體可能膨脹為氣泡。要完全糾正就要在制備BMC時改變工藝或減少玻纖的含量。

3、2BMC原料被濕氣、壓機的油花、潤滑油或外脫模劑所沾染，在成型時受熱可能轉變成蒸汽而引成氣泡，碳酸鈣和硬脂酸鹽都是親水物質故所以容易沾染水份。3捕獲空氣的機會應減到最少，這種機會取決于BMC鋪料的面積和位置，實際上采用減少鋪料的面積，類似像金字塔一樣鋪放在模具中央部位是有效的，可以迫使空氣在成型中跑在BMC料流的前面而逸出。4當合模至最后尺寸前，應盡量減慢合模速度，較低的合模速度會減少物料的攪動并削弱捕獲空氣的機會。5上述較低的閉模速度如果結合較低的模溫，能導致較平坦地流動和較少的予凝膠，也減少了捕獲空氣的機會，但固化時間必須加長。6減少模塑的壓力是有效的，可形成較平坦的料流，減少了捕獲空氣的

4、機會。7檢查模具安裝的平行度和壓機本身的平行度。由于模具安裝失水準會引起料流之攪動(不平坦流動)就會增加捕獲空氣的機會。8超量的引發(fā)劑或阻聚劑能引起予凝膠和不平坦流動，同樣，低收縮添加劑也會引起氣體的產生，此刻，改進BMC的配方就有必要。9材料的粘度極大地影響料流，故要調整其到適當?shù)姆秶綍r要注重不同的粘度水平將在多大程度上影響到氣泡發(fā)生的位置與頻度。10.制品變截面變厚度部位能改變平坦的料流，過厚的截面在固化時并不能得到充分的熱度和壓力，為此可從產品設計上進行檢討。11.通常成型中捕獲的空氣會使制品發(fā)生缺肉、自燃和氣泡，因此適當?shù)某隽巷w邊是必要的，利于排氣。12過分干硬的料團致使料流不穩(wěn)定

5、，導致予凝膠，針孔和氣泡。  Cobwebbing 蜘蛛網白色螺旋絲束狀的熱塑性塑料的集聚，這種癥狀指示熱塑性塑料和聚酯是不相容的。 可能的原因及糾正的措施：1由于起始增稠不快，熱塑性塑料添加劑從基體復合物中分離出來，應使復合物起始一小時增稠到50萬Cps。2某些熱塑性塑料添加劑與聚酯不相容。3添加劑過量必然蜘蛛網嚴重，其加入量愈少愈好，但對收縮率的控制又會出現(xiàn)問題。  Contamination 污染 出現(xiàn)外來物質在制品表面。 可能的原因及糾正的措施：1填料和硬脂酸鹽等粉末吸濕之后易造成不均勻增稠與固化，產生氣泡。用于清理壓制品飛邊的壓縮空氣中含有水汽和油花是一個重要的污

6、染源，必須在成型的全過程中予以密切關注，容易引起污染等多種缺陷。2模塑料中的空氣塵埃和設備中的油花等沾染，應從凈化環(huán)境方面根本著手。3模具本身有雜質或其它污染，也必然導致制品被污染。4污染的其它途徑包括：飛邊、修整上一制品的碎屑、工作臺、混雜的加料工藝。 Surface Cracks 表面裂紋(發(fā)裂) 裂紋出現(xiàn)在表面但并未穿透制品的基體。 可能的原因及糾正的措施：1在根切(倒稍)的部位最易發(fā)生，尤其當開模時，會有較大的應力作用在該部位，如果制品在模具內卡得過緊，則容易在頂出桿部位造成發(fā)裂。2頂出銷的運動不平衡或不正常，會導致脫模時發(fā)裂。3過快的頂出速度也是導致過度的應力作用于模塑制品

7、上。4完全固化的零件具備足夠的強度來抵抗脫模時的應力，要求延長固化時間和稍稍提高模溫來保證充足的固化。5在模內的流動距離愈短或料流速度愈低，則發(fā)生玻纖取向的機會愈少，也就迫使零件的薄弱部位產生的機率也小。6模塑時發(fā)生在制品熔接線部位的材料強度最弱，也就不一定能抵抗住脫模的應力。故調整鋪料的尺寸和位置，就有可能改變這個局面。7應用外脫模劑有利于脫模，自然也減少應力。但外脫模劑僅用于新模、破損之鍍鉻面、剪切邊等場合。8減少引發(fā)劑的用量或降低其活性，對增加剛脫模零件的強度是有效的。9頂出銷部位之飛邊應減到最小，過度的飛邊將造成零件頂出時的阻力，增加裂紋形成之危險，頂出銷部位有一定間隙使其空氣逸出但又

8、不能產生過度的飛邊。10一般都使模具的型腔部份比型芯部份高出10-15對于消除前述脫模鎖住和根切的影響是有益的。  Fracture Cracks 破碎性裂紋 穿透零件基體的裂紋。 可能的原因及糾正的措施：1當模具根切嚴重，容易鎖模，造成起模或頂出時破裂。2頂出銷不平衡嚴重時，同樣易造成出模時困難而破裂。3頂出速度過快。4玻纖取向、料流前沿，熔接線都是零件的薄弱區(qū)，故鋪料的圖案應使料流的行程最短或先在薄弱區(qū)塞上一塊小料。5材料未充分固化就必然導致制品強度不足，增加固化時間和提高模溫均能提高制品的熱強度。6模具未安裝水平，好比使模具產生根切一樣，有了倒梢必導致破裂。7頂出銷部位的飛邊過

9、于嚴重，也類似于根切，要仔細調整到適當?shù)拈g隙。 Dieseling 焦燒 由于空氣或苯乙烯未能逸出，在此模溫下被點燃，制品變色，當然這個部位也就填不滿而缺肉。 可能的原因及糾正的措施：1鋪料的面積過大，往往造成空氣或苯乙烯不能被趕出，故增加料流的距離，減緩料流的速度，讓空氣或苯乙烯沿模具的剪切邊或頂出銷排出。2剪切邊(披縫)過小、過緊，不利于排氣，調整到適當?shù)拈g隙是有利的。3發(fā)生在模具冷熱交界處，材料之固化有強烈的差異，而且氣體也不易排出。  Dull Surface 無光澤發(fā)暗之表面 失去表面光澤的制品。 可能的原因及糾正的措施：1固化不完全會導致表面失光。2壓力不足一方

10、面容易缺肉，另一方面易造成個別位置的表面并未能與模具的表面相接觸。3模具止動塊承壓墊的誤差，引起加在料團上的壓力不一致，而這個誤差往往是零件的碎片填在止動塊上，不良的模具結構或模具未調平等原因造成的，一般要求加在料流上的壓力應該是均衡的。4料團的收縮率愈小愈能保證制品表面緊緊貼住，也不容易失光，故調整收縮率為重要前提。5料團的反應性不足導致不適當?shù)墓袒蕛?yōu)選引發(fā)劑的種類和添加量是很需要動一番心思的，當然也可選用高活性的UP。6模具表面本身已經磨損或積有浮垢，可用外脫模刑或苯乙烯來清潔這些污垢，模具表面一定要保持持續(xù)的拋光程度。7過度的料流長度能引起相分離，低收縮添加劑被分離，而造成失光，故要

11、求有恰當?shù)匿伭蠄D案。8料團在模壓前放置在空氣中的時間過久，使苯乙烯過度揮發(fā)，易引起予凝膠、相分離和表面失光。  Edge Chip and Fiber Pulls 銳邊撕裂(咬邊) 微小的、不規(guī)則形狀的撕裂，位于零件剪切邊的部位，而造成工件不完整的損傷。 可能的原因及糾正的措施：1過度的飛邊就含有一定量的玻纖，頂出時粘附在零件的剪切邊上，可能會將玻纖拉出，并形成缺角的碎片，故要小心地拋光剪切邊并認真調整間隙。2較慢頂出和慢慢起模會減少這種機會，實際上過厚的飛邊也并不容易保持的。3過度的料流和運動，會增加飛邊的量，因此降低合模速度和壓力是有效的。4假定是由于鋪料的原因，玻纖取向平行于剪

12、切邊，就會使剪切邊更加脆弱，因此改變鋪料的圖案、有可能增加碎片的抵抗度。5一個較高粘度的料團會減少玻纖之取向，減少碎片的機會。6某一部位碎片撕裂總有痕跡，及時地使用一些外脫模劑來避免撕裂的出現(xiàn)。減少模腔與模芯之間的溫差，有可能減少剪切邊的厚度。Flow Marks 流動痕跡 肉眼就能現(xiàn)察到表面的玻纖取向。請注意，相分離和纖維裸露有大致相同的外貌，容易混淆。 可能的原因及糾正的措施：1過長料流距離就會增加流痕，顯現(xiàn)玻纖取向，盡力保持玻纖之隨機分布。2過慢的閉模速度就會形成流動痕跡，故增加閉模速度對取向之隨機性是有好處的。3較低的粘度增加玻纖取向之機會。4某些低收縮添加劑趨向于使玻璃纖維泛到表面層

13、，重新選用低收縮添加劑之品種和用量，有可能掩蔽玻纖在表層之下。5壁厚迅速變化之部位容易引起玻纖之取向。6料團過度暴露在空氣中，失掉苯乙烯，容易引起予凝膠和流痕。 Knit Lines/Flow Lines 熔接痕 零件上過度脆弱的部位都發(fā)生于料流匯合的區(qū)域，在這個區(qū)域增強的玻纖不易引成搭接與架橋，因此熔接痕是零件強度的薄弱區(qū)。 可能的原因及糾正的措施：1過長的料流距離與分塊的鋪料方法將導致玻纖取向和熔接線，將料團直接加到易發(fā)生熔接痕的部位是有效的。2快速的閉模速度易引起玻纖取向，過高的模溫產生予凝膠，而影響到材料較好地熔接，降低合模速度，降低模溫能使嚴重的熔接痕趨緩。3特定的模具設計

14、，如：過長的料流距離、料團分流和型芯等形成孔的料流前沿而導致熔接痕，如果熔接線發(fā)生在零件的邊緣，則在此設置溢流口是有效的。4在某種情況下，在易發(fā)生熔接痕的部位事先放置特定的玻纖網或編織紗是有利的。  Laking 暗斑 可能的原因及糾正的措施：1上模要同時壓平在下模的止動塊上，方能保持對材料的均勻壓力。2壓力不足導致不平穩(wěn)之料流，或者厚薄變截面處就有可能與模具表面接觸不良，造成局部暗斑。3予凝膠的小片也有可能形成暗斑，糾正辦法：減少料團與模具接觸的時間、降低模溫、降低物料之活性或增加合模速度。4假如模溫過低就會出現(xiàn)獨立的冷片或熱片，導致不均勻固化和收縮。5料團收縮率控制不良，固化時材

15、料過早剝離模具而失光，應優(yōu)化低收縮添加劑的品種和水平。6料團暴露在空氣中時間過長，引起予凝膠和暗斑。  Nonfill 缺肉 制品局部缺損，充不滿。 可能的原因及糾正的措施：1檢查上模是否均勻落在止動塊上然后適當加些料，保持有0.03左右的過壓量。2料團接觸模具表面時間過長有予凝膠，就會阻止料流順利充模，而導致缺肉。3合模過慢引起予凝膠。4壓力不足。5過長的料流距離，引起予凝膠在先。6料團粘度過大。7料流活性過高或模溫過高而引起予凝膠，改變引發(fā)劑和樹脂是有效的。8排氣不好，未逸出的空氣引起缺肉，空隙和焦燒。9多模腔壓模中的某一腔加料過多導致另一模腔的壓力失衡。 Phasin

16、g(Thermoplastic Separation) 相分離低收縮添加劑在料流時從料團中分離出來形成表面發(fā)粘、熱塑性樹脂富集，顏色不勻。可能的原因及糾正的措施：1料團過度的暴露并與熱模接觸，容易造成相分離，縮短鋪料的時間是有效的，這樣可以保持料團的均質性。2非常短的料流距離往往會導致相分離，增加料流的距離和料流的運動，將使低收縮添加劑在系統(tǒng)中有較好的混合，從而減少相分離的機會。3過高的壓力能引起熱塑性塑料添加劑與熱模芯的親合而造成從基體中分離，適當減少其壓力。4熱塑性塑料喜歡附著在熱模表面，熔融并自基體分離，適當降低其模溫，能減少這種現(xiàn)象。5料團之粘度過分低，當流動時熱氣塑性塑料添加劑容易從

17、基體中分離，例如，初始粘度的升速低于500,000Cps/小時，則有可能低收縮添加劑并未鎖定在基體之中，增加料團之粘度和初始的增粘速度。6某些熱塑性塑料比其它同類趨向于相分離，故過量添加這種熱塑性塑料會加劇相分離，仔細優(yōu)選新的熱塑性塑料添加劑。首先是可增粘性，其次是均質的相容性。7使用熱塑性塑料添加劑最小用量的料團配方，使用超細顆粒之填料或增加它的投料量，來鎖定熱塑性塑料添加劑，避免使用非常規(guī)的脫模劑。  Porosity 針孔直徑為1.0mm以下的獨立的一個或一組小孔出現(xiàn)在表面。 可能的原因及糾正的措施：1過短的料流長度可能捕捉空氣引起針孔，適當?shù)匮娱L料流的距離，利于排氣。2鋪料過

18、于接近模具邊緣，雖好充滿模具但往往吃不上足夠的壓力，適當?shù)卦黾恿狭浚沽蠄F受到均勻的正壓力。3揮發(fā)性物質(外脫模劑、壓機潤滑油、濕氣)等沾染在模具上或料團上，固化時易產生氣體而變成針孔。4過低的粘度引起料流太快，易捕獲空氣，而過高的粘度料流不暢，又會引成予凝膠同樣會捕捉空氣，故要優(yōu)選料團之粘度。5太低的壓力引起不均勻的料流，極易產生予凝膠和捕獲空氣。6太高的模溫，極慢的合模也會引起予凝膠導致針孔。7鋪料時成獨立的小塊小片能捕獲少量空氣引成針孔。8模具閉合時能讓空氣逸出，就可避免氣泡、針孔、焦燒等。故要及時清潔剪切邊和頂出銷。9有時出于模具過于復雜迫使料流距離冗長，導致予凝膠在料流末端捕捉空氣，

19、可在模具上設立溢流槽(overflow)，可讓料團捕捉的空氣溢出模腔，消除氣。10如在成型前料團暴露在空氣中的時間過長，以致于過分干硬，就不容易流動，發(fā)生予凝膠和捕捉空氣。11假如上下模的模溫過于接近(3)尤其當模芯溫度高過模腔，剪切邊間隙變小，甚至封死?？諝獾耐ǖ辣婚]死，一般講，只要不粘在模腔中，總是模腔溫度高于模芯。 Pregel 予凝膠 制品表面不良之色斑，通常發(fā)暗、粗糙而且伴有針孔，這都是先于料流之前已經開始固化。 可能的原因及糾正的措施：1料團停留在模具表面的時間過長，引起過早固化即予凝膠。2過慢的合模速度，提供了先于料流結束之前就予凝膠之機會，增加合模速度是有效的。3過高的模溫或活

20、性過高的引發(fā)劑容易引起予凝膠。4料團暴露在空氣中的時間過長，變得干硬，干的料團阻止料流，造成予凝膠、捕捉空氣。  Resin-Rich Area 樹脂富集 制品表面的某個區(qū)域纖維含量過低。可能的原因及糾正的措施：1過分長的料流能引起玻纖取向，并在延伸的料流中短缺玻纖。2過分快的合模速度增加了料流速度，導致玻纖取向和玻纖分布不均勻，較慢的閉模速度能使基料帶動玻纖有序流動，減少樹脂富集。3過低的粘度就無能力帶動玻纖一起流動，很容易引起料流范圍內的樹脂富集。Rib Readout 肋條顯露 由于材料的收縮所引起的在背面有肋條部位的表面凹陷，或者背面有臍子、凸臺或者此處肉厚，尤其發(fā)生在淺色制

21、品上。 可能的原因及糾正的措施：1當料團直接鋪在肋條或凸臺上，迫使玻纖直接擠進肋條與凸臺，就引起這種缺陷。如果延伸材料的流動，可能會促使玻纖在肋條或凸臺上部架橋，而阻止材料在肋條與凸臺上部的收縮，不會造成凹陷，故要優(yōu)化鋪料方法和料流距離。2當模腔和模芯在大致相同的溫度時，會促使制品的內外表面幾乎同時固化，而當增加型腔一側的模溫(通常是外表面)會使其先固化，而阻止表面的凹陷，一般增加10-15。3優(yōu)選低收縮添加劑，控制其收縮率到最小。4增加肋條或凸臺部位玻纖的架橋機會，宜采用較長的玻纖。5如果肋條寬度和表面厚度比例不適當很容易造成表面凹陷，一般肋條過窄或表面過薄都是不利的，有文獻推薦b/t=0.

22、75(b為肋條寬度，t為表面厚度)。6過高的壓力會增加肋條顯現(xiàn)，使用二次壓力法，即在成型后10-30sec減壓之原來壓力的25-50的保壓壓力至成型結束。  Scumming 浮渣 在制品表面的暗條和疵斑轉移并殘留到模具表面，這通常是由于配方中非正常的內脫模劑和不相容的低收縮添加劑在一定溫度下覆蓋上去的。 可能的原因及糾正的措施：1非常低的模溫，內脫模劑未能熔融(也包括低收縮添加劑)，引起零件發(fā)粘，樹脂分離和泛渣。2料團置停在模具表面時間過長，導致內脫模劑及低收縮添加劑未到時就分離。3增加料流的距離起到再次混合的作用，當然徹底清潔模具表面也是有效的。4從前一只零件表面的殘留物還會轉移

23、到后一只零件的表面產生同樣的缺陷，認真清潔模具表面、噴灑外脫模劑。5低收縮添加劑與基體樹脂不相容，必將在模塑時分離而引起模具和零件同時形成浮渣。6過量之低收縮添加劑甚至會增加這種缺陷。7使用阻聚劑，延緩膠化的發(fā)生，或者選用低活性引發(fā)劑，降低模溫這些都使料流運動中低收縮添加劑的分離趨于減弱。 Shelf-Life Stability    適用期的穩(wěn)定性 某些配方中的添加劑不利于料團的貯存，會影響到料團過早膠化。 可能的原因及糾正的措施：炭黑、鐵黑、鈷蘭等大劑量顏料會激發(fā)提早膠化，正確選用顏料并使用適當?shù)膭┝烤统闪酥匾囊蛩亍?使用阻聚劑能有效地延長存放期

24、。但必須注意與基體物料充分混合，使其對以后固化的時間影響最小。2料團儲芷的環(huán)境溫度直接影響到適用期，建議在10-15的冷室內存放。  Sticking 發(fā)粘 制品與模具表面發(fā)生物理粘結，導致脫模困難和裂紋。 可能的原因及糾正的措施：1浮渣、模具污染或模具檢修不良都能引起制品粘在模具上，噴灑外脫模劑有助于補充內脫模劑的不足。2不完全的固化阻止料流完成，固化后收縮容易抱緊十分合身的模芯部份，故增加模溫、延長保壓時間卻是有益的。3偏離中央的料流能引起模具的歪斜，一旦壓力釋放，模具回到原來的位置，發(fā)生機械鎖握。4模具的直接原因導致輕微的倒稍，易發(fā)生瑣定零件，需拋光或重鍍表面。5太多或太少的收

25、縮，在某些模塑條件下也容易引起機械鎖定，要調整低收縮添加劑的種類和數(shù)量。 Streaking(Abrasion) 劃痕 擦傷發(fā)暗的區(qū)域，沿著料流的方向尤其是有色料表面在玻纖富集的區(qū)域發(fā)生劃痕。 可能的原因及糾正的措施：1過分外延的鋪料方法使玻纖束容易取向并導致表面劃痕，盡量使鋪料回縮一些。2料團中已存有個別膠化塊，出現(xiàn)在表面上就像劃痕的樣子，降低模溫；使料團與模具表面接觸時間減小，阻止予凝膠，消除劃痕。也要注意在料團配方中選用合適的阻聚劑和引發(fā)劑。3料團之粘度過低容易在運動中引起玻纖取向，導致劃痕(紋理)，增加料團之粘度減少取向并可降低紋理。4一旦低收縮添加劑從基體中分離出來，就會使料流瓦解，而出現(xiàn)紋理和劃痕，慎選低收縮添加劑的品種和用量。5未很好維護或模具表面未鍍鉻、硬度不足會被料流擦傷，引起紋理尤其當淺色或白色料團內含結晶Ti02的高含量，其晶體也有可能導致擦傷模具表面。6過分干枯之料團會造成予凝膠，產生紋理。7油品、油脂和污物在料流中能引起制品表面之紋理，仔細檢查料團及原材料有無污染之情況。