运用鱼刺图（因果图）解析注塑制品质量的影响因素

注塑制品质量是产品性能和市场竞争力的关键指标。为了深入解析其影响因素，我们采用鱼刺图（因果图）进行分析。

图1 鱼刺图（因果图）

将原料、注塑机、模具和成型条件作为四大主干因素，并进一步细化分析各因素下的子因素。

01原料

原料是影响注塑制品质量的基础因素。

原料种类：

• 不同种类的注塑原料具有不同的化学性质和物理特性，这影响到注塑制品的力学性能、耐热性、耐腐蚀性等。

• 根据制品的使用环境和功能需求进行原料种类的选择。

纯度与杂质：

• 杂质可能导致注塑制品出现气泡、裂纹、变形等缺陷，影响制品的外观和性能。

图2 PFA原料

含湿性：

• 原料中的水分含量过高会导致注塑过程中产生气泡、缩孔等缺陷。

• 注塑前应对原料进行干燥处理，确保水分含量在可接受范围内。

颗粒特性：

• 颗粒过大可能导致填充不均，颗粒过小则可能增加注塑机的能耗。

物理性质：

• 原料的熔点、粘度、流动性等物理性质会影响注塑过程的稳定性。

• 物理性质不合适的原料可能导致注塑过程中出现堵塞、溢料等问题。

图3  DAIKIN 211原料物理性质

批次一致性：

• 不同批次的原料可能存在差异，如成分、纯度、物理性质等，这可能导致注塑制品的质量不稳定。

02注塑机

• 注塑机作为注塑生产的核心设备，其性能稳定与否直接关系到制品质量。

注射精度：

• 注射精度的准确性影响注塑制品的尺寸和形状。

• 注射精度受到注塑机本身的精度和稳定性、模具的精度和耐磨性、原料的性质和工艺参数等多种因素的影响。

稳定性：

• 注塑机的稳定性包括机械稳定性和电气稳定性。

• 提高稳定性的方法包括采用优质的设计和材料、定期进行维护和保养、以及确保机器在稳定的环境中运行。

图4 注塑机示意图

锁模力：

• 选择设备时必须核算设备锁模力是否足够。

• 锁模力的选取相当重要，锁模力不够会使塑件产生飞边，不能成型薄壁塑件;锁模力过大，又易损坏模具。

温控精度：

• 决定塑料在注塑过程中的温度稳定性，影响熔融状态和物理性能。

螺杆剪切力：

• 优化螺杆剪切力需要合理调整螺杆转速和直径，选择适合的料管直径，并考虑原料的熔融特性。

塑化能力：

• 塑化能力决定螺杆转速、驱动功率螺杆结构、物料性能等。

• 一般注射机的理论塑化能力大于实际所需量的20%左右

03模具

模具作为注塑制品成型的载体，其设计和制造质量对制品质量具有决定性作用。

模具结构：

• 合理的模具结构有助于塑料在模具内均匀流动，减少内部应力和缺陷的产生。

• 不合理的模具结构可能导致制品变形、缩孔、开裂等质量问题。

流道与浇口设计：

• 浇口类型和位置的选择决定了塑料进入模具的方式和速度，直接影响制品的充模情况和表面质量。

• 浇口尺寸的大小决定了塑料的流动阻力和填充速度。

• 流道的设计则需要确保塑料流动的顺畅，减少阻力，提高填充效率。

图5  注塑模具浇筑系统

排气效果：

• 合理的排气槽设计和排气通道布局可以有效排除模具内的气体，避免气泡和熔接痕的产生。

冷却系统：

• 冷却时间的长短是基于保证塑件定型能开模取出而设定的。一般冷却时间占周期时间的70%~80%

图6 注塑机冷却过程

型腔精度：

• 模具的制造精度越高，制品的尺寸稳定性越好。模具在使用过程中会逐渐磨损，需要及时修正和维护，以确保型腔精度的稳定。

保养与维护：

• 定期的保养可以延长模具的使用寿命，减少故障和维修次数。

图7 螺杆磨损图

04成型工艺

• 成型工艺是注塑制品质量的关键因素之一。

料筒温度：

• 注塑机料筒一般有5-6个加热段，每种原料都有其合适的成型温度。

图8 注塑机料筒

模具温度：

• 在设计模具冷却系统时，要尽量保证模具的前模与后模的温度差异小(不超过20℃)，温度差异小有利于提高产品的成型质量和降低成本。

工艺参数：

• 工艺参数包括控制塑料熔体状态的参数、控制注射过程的参数以及控制成型件质量的参数。

• 注塑工艺参数与熔融状态下的熔体流动密切相关，能够控制材料的均匀分布，防止因注射速度不当导致的气泡、裂纹或焦化等缺陷，确保产品的机械性能。

注射压力：

• 注射压力的作用是克服注射过程中熔体流经喷嘴、流道和模腔的阻力，同时对注入模腔的熔体产生一定的压力，以完成物料补充，使塑件密实。

注射速度：

• 过快的注射速度可能导致制品产生短射、毛刺、气泡等缺陷；过慢的注射速度则可能导致制品产生流痕、熔接线等缺陷。

背压：

• 背压推荐值为5-10MPa，背压过低容易导致制品不稳定，增加背压会提高摩擦力对于塑化的影响，减少塑化时间。