注塑件外觀面熔接痕的整改

丁鳳南

摘 要：注塑成型是現代塑料成型最重要的方法之一。經過多年的開發研究，其工藝過程日趨完善，能夠成型的材料和制品領域越來越廣泛。但是，由于人們對塑料制件的綜合性能要求伴隨著行業的發展也在逐步提高，特別是家電行業，而熔接痕是注塑過程中所形成的最常見缺陷之一，它不僅會降低制品的力學強度，而且還有可能影響制品外形的美觀。本文主要研究熔接痕的形成原理，找出影響熔接痕出現的主要原因，并據此設計優化方案，盡可能減小甚至消除熔接痕所帶來的影響。

關鍵詞：注塑成型 熔接痕 整改

一、概述

某塑膠模具廠自導入平板電視產品以來，由于產品結構的限制，后殼外觀面上的熔接線問題一直很嚴重，導致產品不良率居高不下，嚴重地影響了產品的質量和生產效率。雖然在模具設計、制造和注塑等多個環節使用了各種改善方法，但效果一直不明顯。為此公司只能通過增加噴油手段來覆蓋產品的熔接線，這樣不但引起產品成本的陡然上升，而且引發了很多噴油的次生問題，延長了整個產品的制造周期。

二、熔接痕的形成機理

塑料制品的“熔接痕”是指兩股熔融物料相接觸時形成的形態結構和力學性能完全不同于其他部分的三維區域。注塑件中最常見的熔接痕有兩種基本類型：一種是因塑件結構特點或尺寸較大，為減小熔體流程和充模時間，采用兩個或兩個以上澆口時，從不同澆口進入型腔的熔體前鋒相遇處形成的熔接痕，稱為冷熔接痕；另一種是當型腔內裝有型芯和嵌件時，熔體繞經這種障礙物時分為兩股，繞過障礙物后兩股熔體又重新匯合形成的熔接痕，稱為熱熔接痕。另外，當制件壁厚過分懸殊時，流體流經型腔時所受的阻力不同，在壁厚處阻力小，流速快，而壁薄處阻力大，流速慢。由于這種流動速度的差別，使來自不同壁厚的熔體，以不同的流速相匯合，最終在匯合處形成熔接痕。

三、形成熔接痕的原因分析

針對產品熔接線明顯問題，我們多次進行現場調查和分析，從“人、機、料、法、環”五個方面進行分析，歸納總結出影響熔接線的多種因素。繪制魚刺圖如下：

四、原因確認

1.產品結構設計不合理

對于此種產品結構，筆者部門已經多次向客戶提出更改要求，但未得到客戶認同。

2.試模工程師未調試多種參數

在調機方面影響熔接線的因素有：模溫、料溫、注塑壓力、速度和鎖模力。為了準確地找到主要原因，我們對產品試模進行跟蹤，全程陪同調機人員重新對各種參數進行調試，但改善效果并不明顯。

3.模溫機不穩定

經測定，模溫機對模具溫度的控制存在1℃～2℃的偏差，但實測模具溫度正常。

4.機筒加熱圈不穩定

通常注塑機機筒加熱圈溫度偏差在1℃是可以接受的。經測定，注塑機機筒加熱圈溫度在0.5℃上下偏差，在可接受的范圍內。

5.材料中添助劑過多

所用材料一般為HIPS，屬于非結晶性聚合物，形成的熔接線質量不是很好，如果再添加其他一些助劑，熔接線質量會更差，我們經對材料跟蹤確定材料中確實添加了2%的色母、助潤劑。但這些后殼產品是客戶指定材料，不能更換。

6.塑料原料未完全烘干

在注塑時如果材料未烘干，材料里面的水分受熱分解產生氣體，如果氣體來不及排出型腔，就會產生明顯的熔接線。但經過對塑料原料的烘干進行實際跟蹤確定，烘料員是完全按照材料的烘干要求進行的。

7.模具澆口數量和位置不合理

澆口的數量和位置的確定很重要，每增加一個澆口就會相應地縮短流長比。若使用一個澆口進料，其流長比會很大，料流匯合地方的溫度很低，很容易出現明顯的熔接線。同時澆口的位置也對熔接線的形成有重要影響。

8.設計師未設計排氣槽

在注塑過程中，若是模具排氣不良，波前收口處會卷入空氣或揮發物，在兩股熔料相遇時所形成的熔接線就會很明顯。針對排氣槽問題對模具進行檢查，確定所有鑲件都按排氣槽標準做了排氣設計，模具排氣通暢。

9.原料的污染導致產品融合困難

如果原料有污染，那么兩股料在融合時熔接線也會很明顯，經過對原材料進行跟蹤調查，發現原料中參有水口料，但經確認，加入水口料對熔接線有一定的影響，但影響不大。

10.熔料中卷入脫模劑等異物

如果在熔料中混有脫模劑，那么在兩股熔料匯合處的熔接線肯定明顯，經現場調查確定，此現象確實經常發生，但在產品生產前試模工程師已經將模具中的防銹劑清除干凈。

我們對以上10項末端原因進行多次分析并做了有針對性的試驗，確認有9項末端原因屬于偶發現象，且發生后能及時發現，及時處理，故只作為一般原因，而其中僅1項為主要的末端原因：模具澆口數量和位置不合理。

五、制定對策

針對澆口數量與位置這一主要因素，我們決定使用兩個針閥進料。根據針閥的進出方式類型，我們經過多次的共同研討，應用CAE軟件嘗試以下方案，其排列組合如下。

1.普通針閥+普通針閥

普通針閥式熱嘴沒有順序進料，只能兩個熱嘴同時打開，由于熔接線都是兩股熔料對碰而形成的，結果在產品的外觀面上產生三條明顯熔接線存在，因此此方案排除。

2.普通針閥+順序針閥

使用此方法，控制順序針閥打開時間，可以消除一條熔接線，但還有另外一條明顯的熔接線產生，因此，此方案排除。

3.順序針閥+順序針閥

用兩個順序針閥進料，打破常規的思維方式，先讓第一個針閥進料，等到熔料流到第二個針閥時，第二個針閥再打開，這樣可以控制澆口的開閉，實現順序開閉，控制進料平衡。由此可以消除了所有熔接線，能生產出質量穩定的高品質產品，因此采用此方案。

六、效果檢查

1.有形經濟效益

通過此次活動，取得了巨大的效益。

（1）經過實施完成后，針對產品熔接線問題一次試模成功，原來平均每套模試2次，一次試模+改模費用為1萬元，優化模具設計后僅試模就可以節約成本2萬元左右。支出：熱流道設計加工費約1.5萬元。

（2）經過使用CAE優化模具設計以后，僅噴油費用每個產品可以節約5元。

（3）優化設計后，鎖模力大大下降，原來生產26吋后殼一般要用850噸注塑機，現在只需要650噸即可。850噸注塑機每小時開機費用為230元/小時，650噸注塑機每小時開機費用為180元/小時。產品成型周期35秒，那么每個產品的開機即可節約成本0.5元。由此，產品單價可節約：5+0.5=5.5元，創造了可觀的經濟效益。

2.無形效益

（1）此方法可用于解決相近類型模具熔接線的問題。

（2）大大提高產品的注塑率。

（3）促進了模具設計觀念的變革。

（4）客戶滿意度大大提高，加強公司在業內的領先地位。

（作者單位：海南省技師學院）endprint

摘 要：注塑成型是現代塑料成型最重要的方法之一。經過多年的開發研究，其工藝過程日趨完善，能夠成型的材料和制品領域越來越廣泛。但是，由于人們對塑料制件的綜合性能要求伴隨著行業的發展也在逐步提高，特別是家電行業，而熔接痕是注塑過程中所形成的最常見缺陷之一，它不僅會降低制品的力學強度，而且還有可能影響制品外形的美觀。本文主要研究熔接痕的形成原理，找出影響熔接痕出現的主要原因，并據此設計優化方案，盡可能減小甚至消除熔接痕所帶來的影響。

關鍵詞：注塑成型 熔接痕 整改

一、概述

某塑膠模具廠自導入平板電視產品以來，由于產品結構的限制，后殼外觀面上的熔接線問題一直很嚴重，導致產品不良率居高不下，嚴重地影響了產品的質量和生產效率。雖然在模具設計、制造和注塑等多個環節使用了各種改善方法，但效果一直不明顯。為此公司只能通過增加噴油手段來覆蓋產品的熔接線，這樣不但引起產品成本的陡然上升，而且引發了很多噴油的次生問題，延長了整個產品的制造周期。

二、熔接痕的形成機理

塑料制品的“熔接痕”是指兩股熔融物料相接觸時形成的形態結構和力學性能完全不同于其他部分的三維區域。注塑件中最常見的熔接痕有兩種基本類型：一種是因塑件結構特點或尺寸較大，為減小熔體流程和充模時間，采用兩個或兩個以上澆口時，從不同澆口進入型腔的熔體前鋒相遇處形成的熔接痕，稱為冷熔接痕；另一種是當型腔內裝有型芯和嵌件時，熔體繞經這種障礙物時分為兩股，繞過障礙物后兩股熔體又重新匯合形成的熔接痕，稱為熱熔接痕。另外，當制件壁厚過分懸殊時，流體流經型腔時所受的阻力不同，在壁厚處阻力小，流速快，而壁薄處阻力大，流速慢。由于這種流動速度的差別，使來自不同壁厚的熔體，以不同的流速相匯合，最終在匯合處形成熔接痕。

三、形成熔接痕的原因分析

針對產品熔接線明顯問題，我們多次進行現場調查和分析，從“人、機、料、法、環”五個方面進行分析，歸納總結出影響熔接線的多種因素。繪制魚刺圖如下：

四、原因確認

1.產品結構設計不合理

對于此種產品結構，筆者部門已經多次向客戶提出更改要求，但未得到客戶認同。

2.試模工程師未調試多種參數

在調機方面影響熔接線的因素有：模溫、料溫、注塑壓力、速度和鎖模力。為了準確地找到主要原因，我們對產品試模進行跟蹤，全程陪同調機人員重新對各種參數進行調試，但改善效果并不明顯。

3.模溫機不穩定

經測定，模溫機對模具溫度的控制存在1℃～2℃的偏差，但實測模具溫度正常。

4.機筒加熱圈不穩定

通常注塑機機筒加熱圈溫度偏差在1℃是可以接受的。經測定，注塑機機筒加熱圈溫度在0.5℃上下偏差，在可接受的范圍內。

5.材料中添助劑過多

所用材料一般為HIPS，屬于非結晶性聚合物，形成的熔接線質量不是很好，如果再添加其他一些助劑，熔接線質量會更差，我們經對材料跟蹤確定材料中確實添加了2%的色母、助潤劑。但這些后殼產品是客戶指定材料，不能更換。

6.塑料原料未完全烘干

在注塑時如果材料未烘干，材料里面的水分受熱分解產生氣體，如果氣體來不及排出型腔，就會產生明顯的熔接線。但經過對塑料原料的烘干進行實際跟蹤確定，烘料員是完全按照材料的烘干要求進行的。

7.模具澆口數量和位置不合理

澆口的數量和位置的確定很重要，每增加一個澆口就會相應地縮短流長比。若使用一個澆口進料，其流長比會很大，料流匯合地方的溫度很低，很容易出現明顯的熔接線。同時澆口的位置也對熔接線的形成有重要影響。

8.設計師未設計排氣槽

在注塑過程中，若是模具排氣不良，波前收口處會卷入空氣或揮發物，在兩股熔料相遇時所形成的熔接線就會很明顯。針對排氣槽問題對模具進行檢查，確定所有鑲件都按排氣槽標準做了排氣設計，模具排氣通暢。

9.原料的污染導致產品融合困難

如果原料有污染，那么兩股料在融合時熔接線也會很明顯，經過對原材料進行跟蹤調查，發現原料中參有水口料，但經確認，加入水口料對熔接線有一定的影響，但影響不大。

10.熔料中卷入脫模劑等異物

如果在熔料中混有脫模劑，那么在兩股熔料匯合處的熔接線肯定明顯，經現場調查確定，此現象確實經常發生，但在產品生產前試模工程師已經將模具中的防銹劑清除干凈。

我們對以上10項末端原因進行多次分析并做了有針對性的試驗，確認有9項末端原因屬于偶發現象，且發生后能及時發現，及時處理，故只作為一般原因，而其中僅1項為主要的末端原因：模具澆口數量和位置不合理。

五、制定對策

針對澆口數量與位置這一主要因素，我們決定使用兩個針閥進料。根據針閥的進出方式類型，我們經過多次的共同研討，應用CAE軟件嘗試以下方案，其排列組合如下。

1.普通針閥+普通針閥

普通針閥式熱嘴沒有順序進料，只能兩個熱嘴同時打開，由于熔接線都是兩股熔料對碰而形成的，結果在產品的外觀面上產生三條明顯熔接線存在，因此此方案排除。

2.普通針閥+順序針閥

使用此方法，控制順序針閥打開時間，可以消除一條熔接線，但還有另外一條明顯的熔接線產生，因此，此方案排除。

3.順序針閥+順序針閥

用兩個順序針閥進料，打破常規的思維方式，先讓第一個針閥進料，等到熔料流到第二個針閥時，第二個針閥再打開，這樣可以控制澆口的開閉，實現順序開閉，控制進料平衡。由此可以消除了所有熔接線，能生產出質量穩定的高品質產品，因此采用此方案。

六、效果檢查

1.有形經濟效益

通過此次活動，取得了巨大的效益。

（1）經過實施完成后，針對產品熔接線問題一次試模成功，原來平均每套模試2次，一次試模+改模費用為1萬元，優化模具設計后僅試模就可以節約成本2萬元左右。支出：熱流道設計加工費約1.5萬元。

（2）經過使用CAE優化模具設計以后，僅噴油費用每個產品可以節約5元。

（3）優化設計后，鎖模力大大下降，原來生產26吋后殼一般要用850噸注塑機，現在只需要650噸即可。850噸注塑機每小時開機費用為230元/小時，650噸注塑機每小時開機費用為180元/小時。產品成型周期35秒，那么每個產品的開機即可節約成本0.5元。由此，產品單價可節約：5+0.5=5.5元，創造了可觀的經濟效益。

2.無形效益

（1）此方法可用于解決相近類型模具熔接線的問題。

（2）大大提高產品的注塑率。

（3）促進了模具設計觀念的變革。

（4）客戶滿意度大大提高，加強公司在業內的領先地位。

（作者單位：海南省技師學院）endprint

摘 要：注塑成型是現代塑料成型最重要的方法之一。經過多年的開發研究，其工藝過程日趨完善，能夠成型的材料和制品領域越來越廣泛。但是，由于人們對塑料制件的綜合性能要求伴隨著行業的發展也在逐步提高，特別是家電行業，而熔接痕是注塑過程中所形成的最常見缺陷之一，它不僅會降低制品的力學強度，而且還有可能影響制品外形的美觀。本文主要研究熔接痕的形成原理，找出影響熔接痕出現的主要原因，并據此設計優化方案，盡可能減小甚至消除熔接痕所帶來的影響。

關鍵詞：注塑成型 熔接痕 整改

一、概述

某塑膠模具廠自導入平板電視產品以來，由于產品結構的限制，后殼外觀面上的熔接線問題一直很嚴重，導致產品不良率居高不下，嚴重地影響了產品的質量和生產效率。雖然在模具設計、制造和注塑等多個環節使用了各種改善方法，但效果一直不明顯。為此公司只能通過增加噴油手段來覆蓋產品的熔接線，這樣不但引起產品成本的陡然上升，而且引發了很多噴油的次生問題，延長了整個產品的制造周期。

二、熔接痕的形成機理

塑料制品的“熔接痕”是指兩股熔融物料相接觸時形成的形態結構和力學性能完全不同于其他部分的三維區域。注塑件中最常見的熔接痕有兩種基本類型：一種是因塑件結構特點或尺寸較大，為減小熔體流程和充模時間，采用兩個或兩個以上澆口時，從不同澆口進入型腔的熔體前鋒相遇處形成的熔接痕，稱為冷熔接痕；另一種是當型腔內裝有型芯和嵌件時，熔體繞經這種障礙物時分為兩股，繞過障礙物后兩股熔體又重新匯合形成的熔接痕，稱為熱熔接痕。另外，當制件壁厚過分懸殊時，流體流經型腔時所受的阻力不同，在壁厚處阻力小，流速快，而壁薄處阻力大，流速慢。由于這種流動速度的差別，使來自不同壁厚的熔體，以不同的流速相匯合，最終在匯合處形成熔接痕。

三、形成熔接痕的原因分析

針對產品熔接線明顯問題，我們多次進行現場調查和分析，從“人、機、料、法、環”五個方面進行分析，歸納總結出影響熔接線的多種因素。繪制魚刺圖如下：

四、原因確認

1.產品結構設計不合理

對于此種產品結構，筆者部門已經多次向客戶提出更改要求，但未得到客戶認同。

2.試模工程師未調試多種參數

在調機方面影響熔接線的因素有：模溫、料溫、注塑壓力、速度和鎖模力。為了準確地找到主要原因，我們對產品試模進行跟蹤，全程陪同調機人員重新對各種參數進行調試，但改善效果并不明顯。

3.模溫機不穩定

經測定，模溫機對模具溫度的控制存在1℃～2℃的偏差，但實測模具溫度正常。

4.機筒加熱圈不穩定

通常注塑機機筒加熱圈溫度偏差在1℃是可以接受的。經測定，注塑機機筒加熱圈溫度在0.5℃上下偏差，在可接受的范圍內。

5.材料中添助劑過多

所用材料一般為HIPS，屬于非結晶性聚合物，形成的熔接線質量不是很好，如果再添加其他一些助劑，熔接線質量會更差，我們經對材料跟蹤確定材料中確實添加了2%的色母、助潤劑。但這些后殼產品是客戶指定材料，不能更換。

6.塑料原料未完全烘干

在注塑時如果材料未烘干，材料里面的水分受熱分解產生氣體，如果氣體來不及排出型腔，就會產生明顯的熔接線。但經過對塑料原料的烘干進行實際跟蹤確定，烘料員是完全按照材料的烘干要求進行的。

7.模具澆口數量和位置不合理

澆口的數量和位置的確定很重要，每增加一個澆口就會相應地縮短流長比。若使用一個澆口進料，其流長比會很大，料流匯合地方的溫度很低，很容易出現明顯的熔接線。同時澆口的位置也對熔接線的形成有重要影響。

8.設計師未設計排氣槽

在注塑過程中，若是模具排氣不良，波前收口處會卷入空氣或揮發物，在兩股熔料相遇時所形成的熔接線就會很明顯。針對排氣槽問題對模具進行檢查，確定所有鑲件都按排氣槽標準做了排氣設計，模具排氣通暢。

9.原料的污染導致產品融合困難

如果原料有污染，那么兩股料在融合時熔接線也會很明顯，經過對原材料進行跟蹤調查，發現原料中參有水口料，但經確認，加入水口料對熔接線有一定的影響，但影響不大。

10.熔料中卷入脫模劑等異物

如果在熔料中混有脫模劑，那么在兩股熔料匯合處的熔接線肯定明顯，經現場調查確定，此現象確實經常發生，但在產品生產前試模工程師已經將模具中的防銹劑清除干凈。

我們對以上10項末端原因進行多次分析并做了有針對性的試驗，確認有9項末端原因屬于偶發現象，且發生后能及時發現，及時處理，故只作為一般原因，而其中僅1項為主要的末端原因：模具澆口數量和位置不合理。

五、制定對策

針對澆口數量與位置這一主要因素，我們決定使用兩個針閥進料。根據針閥的進出方式類型，我們經過多次的共同研討，應用CAE軟件嘗試以下方案，其排列組合如下。

1.普通針閥+普通針閥

普通針閥式熱嘴沒有順序進料，只能兩個熱嘴同時打開，由于熔接線都是兩股熔料對碰而形成的，結果在產品的外觀面上產生三條明顯熔接線存在，因此此方案排除。

2.普通針閥+順序針閥

使用此方法，控制順序針閥打開時間，可以消除一條熔接線，但還有另外一條明顯的熔接線產生，因此，此方案排除。

3.順序針閥+順序針閥

用兩個順序針閥進料，打破常規的思維方式，先讓第一個針閥進料，等到熔料流到第二個針閥時，第二個針閥再打開，這樣可以控制澆口的開閉，實現順序開閉，控制進料平衡。由此可以消除了所有熔接線，能生產出質量穩定的高品質產品，因此采用此方案。

六、效果檢查

1.有形經濟效益

通過此次活動，取得了巨大的效益。

（1）經過實施完成后，針對產品熔接線問題一次試模成功，原來平均每套模試2次，一次試模+改模費用為1萬元，優化模具設計后僅試模就可以節約成本2萬元左右。支出：熱流道設計加工費約1.5萬元。

（2）經過使用CAE優化模具設計以后，僅噴油費用每個產品可以節約5元。

（3）優化設計后，鎖模力大大下降，原來生產26吋后殼一般要用850噸注塑機，現在只需要650噸即可。850噸注塑機每小時開機費用為230元/小時，650噸注塑機每小時開機費用為180元/小時。產品成型周期35秒，那么每個產品的開機即可節約成本0.5元。由此，產品單價可節約：5+0.5=5.5元，創造了可觀的經濟效益。

2.無形效益

（1）此方法可用于解決相近類型模具熔接線的問題。

（2）大大提高產品的注塑率。

（3）促進了模具設計觀念的變革。

（4）客戶滿意度大大提高，加強公司在業內的領先地位。

（作者單位：海南省技師學院）endprint