注塑车灯用塑料产品常见水丝缺陷分析及解决措施

注塑车灯用塑料产品常见水丝缺陷分析及解决措施

杨龙

身份证号码： 44092319930105****

摘 要：汽车行业的发展速度不断加快，对汽车灯具的要求越来越高。灯具的各项性能指标要符合规定，有较高的安全性，还要保证外观质量。由于塑料有很多的优点，即质量轻，具有很好的耐腐蚀性、导热低、具有良好的机械性能且容易成型等等。当前车灯的多数零部件均为注塑成型，包括反射镜、壳体、灯罩以及饰圈等等，在这个动态化加工过程中需要多种因素相互作用，比如，模具结构、模具材料、模具设备以及有关工艺参数等等，任何一个因素存在问题，都会影响产品质量。本文着重于研究车灯用塑料产品常见水丝缺陷分析及解决措施。

关键词：注塑车灯；塑料产品；常见水丝缺陷；原因；解决措施

引言：

在对车灯进行注塑成型的过程中应用CAE软件，能够对每个环节进行模拟，包括充填环节、保压环节、冷却环节以及翘曲环节等等，可以预测注塑结构，对于产品可能产生的缺陷提前分析，基于此对模具结构进行优化处理，使得试模成功率有所提高^[1] 。但是，在操作的过程中会受到诸多因素的影响，应用CAE软件进行模拟的时候很难获得等同于真实注塑过程的结果，当进行实际注塑生产的时候，需要从实际调试的具体情况出发，对所存在的缺陷以及原因进行分析，将相应的解决对策提出来，根据实际需要对工艺参数重新调整，还可以对模具结构进行修改，以使产品的外观要求得到满足。

一、注塑车灯生产中容易出现的问题

当注塑车灯进入到实际生产过程中，从产品外观上来看，很容易产生一些问题，主要为水丝、开裂、欠注、色差、黑点以及缩痕等等，其中比较常见的是水丝，容易导致产品报废，甚至质量不合格。水丝是在塑料充模的时候产生银纹或者气纹，在气体的干扰下，表面熔料方向很容易出现这种缺陷。在气体的成分中包括有多种气体，主要为空气、水汽以及分解气等等。如果气体已经突破了限度，当注射成型之后，模腔就会失去压力，此时在接近制品表面之处就会冒出气体，沿着料流的方向刻蚀之后，形成有泡点，而且连接成串，在阳光的照射下闪烁，这就是气纹，也被称为印纹^[2] 。在实际注塑的时候不可避免地产生气体，塑料的内部会残留一部分。如果模内的压力非常大，气体含量控制在一定更多限度内，此时气体分散，在塑料里面逐渐溶解。如果模内的压力缺乏，当气体含量突破了规定限度，此时气体就会从熔融塑料中大量释放，当达到制品表面的时候就会有银纹产生，在比较厚的壁体中困闭，气泡形成。

二、水丝的种类

（一）材料有较高的含水量导致水丝产生

在进行注塑成型的时候，如果料筒中进入比较潮湿的塑料粒子，当处于高温环境中，塑料中的“水分”经过汽化之后，就会形成气体在熔融塑料中混合。当进入到模具当中，含有水汽的塑料与模腔的内壁之间产生剧烈的摩擦，水汽经过牵拉之后就成为“丝状”。（图1：由于材料中含有水汽导致水丝产生）

图1 由于材料中含有水汽导致水丝产生

水丝有其自身的特点，即前端为圆形，从浇口的位置以扇形的方式散射到周围，为大片存在，对产品的外观造成一定的影响，而且产品比较脆，不能正常使用。所以，在注射成型的过程中，所有的原材料都需要烘干处理，根据材料的不同，对烘干温度以及烘干时间合理控制，并采用相应的烘干工艺技术，直到符合干燥要求为止，当水分符合湿含量要求即可^[3] 。

在没有充分干燥的情况下会有“水分”存在，此外，还会有其他的来源，具体如下：

其一，在大气中，塑料会吸收水分。每一种塑料粒子都有一定的吸潮能力，其中，聚碳酸酯塑料对水分的敏感度非常高，当塑料粒子经过干燥处理之后，在空气中暴露大约15分钟的时间，还需要重新干燥处理。在进行生产的时候，通常需要运行集中供料系统，如果输送系统不能很好地密封，比如烘干机的下料口以及输送管道都没有密封好，或者有死角积余料存在，就会出现原料吸潮的问题。

其二，模腔中含有水分。由于环境中空气含水量非常高，在模具温度已经低于露点的时候，就会凝聚成为小水珠，或者出现冷却水路泄漏的问题而进入到模穴当中。这些水分经过热汽化之后，就会形成水丝。

（二）热分解导致水丝产生

所谓的“注塑成型”，就是在注塑机的料筒中，塑料经过受热之后熔融，熔体在螺杆或者柱塞的推动和挤压作用下进入到模具中成型。通常而言，塑料之所以能够受热，主要的原因是螺杆的剪切热，占有率为70%以上，由于料筒加热丝引起的受热占有率为30%。高分子塑料经过受热之后过度分解，就会有水丝产生^[4] 。这种水丝的一个重要特点是密集度很高。产生这种缺陷的原因以及有效解决措施具体如下：

其一，没有合理设置工艺参数设置，比如，料温或模温的工艺参数设置过高，就会导致材料过热而出现分解的现象。不同的材料，物理性质不同，模温机料需要设置不同的温度。当炮筒中的熔体在强剪切的作用下就会存在背压过大现象，或者射出的速度以及螺杆运转速度非常快，这就需要从现场产品实际出发对工艺技术进行调整。

其二，设备出现不正常升温的问题。如果热流道提高温度的速度比较快，加热圈不正常等等，都会出现塑料过度加热的现象；如果模具的温度以及材料的温度都有所降低，水丝的现象没有得到改善，可以从喷嘴开始，对于发热圈逐段检修，使得机筒温度大大降低。

（三）原料中卷入空气导致水丝

在原料中如果卷入空气，会有水丝缺陷形成，这些水丝可以发出银光，而且有固定的位置。出现这种现象的主要原因是由于塑化的过程中背压设置不是很高，在螺杆的内部原料中不能及时排除空气，导致其进入到进入型腔中^[5] 。成型车灯普遍使用塑料件，对于储料背压的设置通常介于0.5兆帕至2.5兆帕之间。从常见材料的背压设置情况来看，PC背压设置为1.0兆帕至2.0兆帕之间；PMMA背压设置为0.8兆帕至2.0兆帕之间；PC+ABS背压设置为1.5兆帕至2.5兆帕之间；ABS背压设置为1.0兆帕至2.0兆帕之间；PP背压设置为1.0兆帕至2.0兆帕之间；PEI背压设置为1.0兆帕至1.5兆帕之间；PBT背压设置为0.5兆帕至1.0兆帕之间；PBT-CF30背压设置为0.5兆帕至1.0兆帕之间。

结束语：

通过上面的研究可以明确，注塑成型的过程中会受到多种因素的影响，需要找出其中的原因并提出相应的解决措施。进行工艺调试的过程中，采用改变参数的方式，当工艺稳定之后进行观察、分析，对于产生问题的原因作出准确判断。调试的方法是多种多样的，解决水丝问题的途径也比较多，需要从现场实际情况出发采取有效措施解决。

参考文献：

[1] 吴燕华， 王宏霞， 朱芬芳，等. 浅析注射成型塑料制品常见缺陷及解决方法[J]. 现代盐化工， 2020， 047(2):31-32.

[2] 叶志殷. 注塑模具设计过程中浇口尺寸对塑料制品力学性能的影响[J]. 中国塑料， 2020， 034(9):5-6.

[3] 徐海东. 浅析塑料化工工艺存在的缺陷及改进方法[J]. 中国化工贸易， 2019， 011(08):91-92.

[4] 靳淑祎. 基于DSP的嵌入式塑料制品表面缺陷在线检测系统[J]. 塑料科技， 2019，000(4):37-40.

[5] 杨军， 张汝英， 景晓阳，等. 透明塑料制品成型缺陷的形成及解决方法[J]. 湖南工业职业技术学院学报， 2021，000(5):1-5.