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PCB工藝 塑料射出后成品發(fā)生縮水、凹陷的原因與解決方法

2020-05-19 12:01:49 813

首先要了解,大部分物體都有所謂「熱脹冷縮」的現(xiàn)象,塑料制品也是一樣,塑料射出時必須使用高溫來熔融樹脂,注塑入模具后,冷卻塑形。 所以塑料制品從模具內(nèi)成型后一定會有縮水(shrinkage)的情形發(fā)生,這本來就是天經(jīng)地義的事,而且所有的塑料原料的規(guī)格書中也都會注明其縮水率,更專業(yè)的還會提供橫向及縱向的縮水率。


所以一般我們看到的塑料縮水問題應該是屬于局部縮水不均所造成的外觀現(xiàn)象,另外兩種現(xiàn)象:「射不飽料」與「包風」,則因為外觀現(xiàn)象與「局部縮水不均」相似,所以也常被歸為「縮水」問題。


下面就針對這三種不同原因所造成的縮水、凹陷現(xiàn)象,說明其原因與解決方法(這里的部份數(shù)據(jù)來自網(wǎng)絡收集,有些則是自己的經(jīng)驗整理):


1. 射不飽料


塑料模腔內(nèi)填料不足所造成的縮水,通常是由于入料量不足所引起,而入料量一般又由于射出壓力、或是塑料制品的剖面太厚或厚薄不均差異太大所造成。


其慣用的解決的方法通常如下,目的就是增加注膠量:


增加射出的壓力、延長射出的時間。(架設同一模具,射出壓力小的條件,比射出壓力大的容易縮水。)


增加入料量。


提高保壓、延長保壓時間。(假設相同的模具結構,離注澆口遠的地方比較容易發(fā)生縮水的問題,因為距離注澆口越遠,其注塑壓力就越小,注塑的時候就很難保壓,自然也就所得厲害些。


加大料道澆口尺寸。


將料口移到容易縮水的地方


加快射出的速度。有些模具沒有預熱的系統(tǒng),這時候必需要加快塑料射出的速度,以防止塑料在模具中過早冷卻,以致于阻擋了后續(xù)的注膠量。


降低射出速度。適用在有預熱系統(tǒng)的模具,目的是讓塑料可以完全注塑到模據(jù)內(nèi)的每個地方。


通過肉厚的部位時減速。


2. 包風


「包風」是因為空氣無法有效逃離模腔以致塑料無法有效注射入模具中的某個角落所形成的缺料問題。 一般「包風」最常用的解決方法就是增加逃氣孔(vent),但是逃氣孔的地方久了會容易生成毛邊(flash)。


下列的手法也可以改變「包風」的位置或降低包風的現(xiàn)象:


降低射出的速度。 讓空氣可以有時間可以逃離模腔內(nèi),也可以將低轉(zhuǎn)角的地方射不飽料的問題,適合用在有預熱系統(tǒng)的模具。


改變注膠道口的位置。 讓塑料料在模具內(nèi)流動的路徑改變,空氣殘留的位置也會跟著變化。


3.塑料射出后冷卻速率不均勻


大部分的物體都有所謂「熱脹冷縮」的現(xiàn)象,塑料成品也是一樣,依照一定的縮水率,塑料肉越厚的地方其縮水的尺寸也會越大。


想象一塊厚2.0cm的圓條狀塑料成品射出后,塑料外圍的地方因為接觸空氣,所以會先冷卻,體積也最先縮小,但是塑料成品中間的溫度因為被包在里面,所以一時還無法冷卻下來,這時候外邊已經(jīng)開始冷卻的部份因為體積縮小了,就會去拉扯內(nèi)部還沒冷卻的塑料部份,所以越晚冷卻的地方,其體積就會變得越少。 結果就是在其上下夾層的中間內(nèi)外兩個圓圈的地方產(chǎn)生縮水痕。

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把這樣的觀念應用在某些塑料成品厚薄不均且相差很大的設計上,比如說一片5cm見方的成品,一樣給它厚2cm好了,其外面的四周正中心處長了一道0.5cm厚0.5cm寬的凸緣。 比較薄的地方(0.5cm × 0.5cm凸緣)會先冷卻,體積也跟著縮小定型,可是比較厚的地方(中間5cm × 5cm )則在之后才慢慢冷卻下來,體積也跟著縮小,這時候就縮水就會發(fā)生上下兩面正中間的表面,因為外凸緣的地方已經(jīng)先冷卻下來了,沒有地方偷肉,只好偷上下表面的肉了。


針對這類因為塑料射出后冷卻速率不均勻所造成的縮水問題,其解決方法有:


延長冷卻時間。有些模具會設計冷卻用的水路,水路的位置最好安置在塑料肉比較厚的地方,也可以延長在模具內(nèi)的冷卻時間。 目的都是為了用來平衡塑料各處冷卻的速度。


在縮水的地方設計凹槽。既然縮水是由于冷卻比較慢所造成,偷掉一下塑料肉(凹槽)就可以讓其接觸空氣的面積加大,也就可以加快冷卻的速度,縮水也就不會發(fā)生在這個地方。


降低模溫。這樣射出后的成品溫度到冷卻后室溫的溫差可以變小。

標簽: pcba

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