熔接線可能是眾多注塑缺陷中最常見和最難消除的了。當熔體流動前沿在模具型腔中相遇時就很容易發(fā)生這種情況。糟糕的熔接線既可能只引起導(dǎo)致表面瑕疵,也可能會顯著削弱零件的結(jié)構(gòu),造成機械性能不良。
當塑料件的設(shè)計特征(如孔或加強筋)分裂熔體流,且分離流在相遇時未完全熔化時,就會出現(xiàn)熔接線。弱熔接線指的是在熔接線區(qū)域沒有兩股料流之間的結(jié)合(如上圖所示),造成產(chǎn)品的機械強度降低。
實質(zhì)上,熔接線可分為熔接線與熔合線,由匯合的角度決定(如下圖)熔合線通常是由平行的流體形成的。熔接線在小角度處形成。熔合線的強度大于熔接線,且不如熔接線明顯。質(zhì)量取決于材料類型、填充物的類型和量以及熔合線處的壓力和溫度。當流動前沿分裂并繞過孔之后合流,或具有多個澆口時,熔接線是不可避免的。避免使熔接線出現(xiàn)于有強度要求或者外觀平滑要求的區(qū)域。通常情況下,熔接線形成時的熔體溫度不低于注射溫度20°C時,其強度可較好(此指標是針對不加玻纖的強度,不是指外觀)。
第一是匯合角度,決定于外觀是否明顯,也由不同的產(chǎn)品表面來決定角度的多少,如紋面,光面,鏡面等,超光角度就越少,也如透明產(chǎn)品表面。對于紋面可以135度來定義,對于光面可以100度來定義,對于鏡面可以75度來定義。第二是匯合溫度,膠位匯合處兩端的前峰溫度,決定熔接線的強度,大于10度可認為對強度會有影響。引起弱熔接線的因素有很多,包括材料選擇、零件設(shè)計、模具和加工等等。某些材料比其他材料更具韌性。具有流線型結(jié)構(gòu)的材料(HDPE、PP、POM)通常會產(chǎn)生更高的強度,因為聚合物鏈更容易混合。在其他材料(PC、PMMA、ABS)中發(fā)現(xiàn)的含有苯環(huán)的隨機結(jié)構(gòu)降低了聚合物鏈容易融合的能力。這些苯環(huán)也增加粘度,減少收縮率,并增加強度,除了熔接縫合/熔合線。
流動前沿的溫度對穿過流動前沿邊界與聚合流中的鏈糾纏的分子鏈的影響很小。雖然許多客戶喜歡提高熔體溫度以提高流動性和熔接線強度,但聚合物中揮發(fā)物的增加容易降低熔接線強度。
通常提高注射速度、縮短填充時間和增加剪切速率可以降低填充期間聚合物的粘度,從而實現(xiàn)更好的鏈纏結(jié)和更好的填充。增加補縮或保壓壓力也有幫助。另一種促進熔接線鏈纏繞的方法是提高模具溫度。第三是壓力,在熔合處,兩種熔化了的樹脂受到擠壓,此處的粘合狀況取決于施加在該處的壓力。保壓越低,熔合就越明顯,強度也就越低,特別說明下,如兩股料最后填充時,兩端壓力不一樣,產(chǎn)品在料流匯合時就會產(chǎn)品偏移,引起潛流,這時就容易出現(xiàn)潛流線了。在此我們補充說明下潛流痕:潛流的形成如圖示意,兩股料流匯合時由于流動兩端壓力不平等,引起內(nèi)部流動往向一端,即在壓力低的一端形成多條潛流線(光面平板產(chǎn)品類會更為明顯)。在此,可利用Moldflow結(jié)果中的速度與拉伸率與熔接線移動結(jié)果來對此進行評估。還有一種情況,就是當填充帶來玻纖填充物的材料,往往在最后熔接線填充端處最易出帶浮纖的熔接線,對此情況是建議調(diào)整進膠位置,將流動匯合角度加大或增加益流骨來改變流向匯合方式來改善。
澆口位置會嚴重影響產(chǎn)品幾何內(nèi)的熔接縫或熔合線的位置。通過使用流動模擬,我們可以預(yù)測可能發(fā)生的位置。然而,澆口位置可以根據(jù)產(chǎn)品的功能來選擇,將熔接縫或熔合線放置在適當位置,讓產(chǎn)品滿足合適的功能。模具的澆注系統(tǒng)中澆口太多或太小,多澆口定位不正確或澆口到流料熔接處的間距太大,澆注系統(tǒng)的主流道進口部位及分流道的流道截面太小,導(dǎo)致料流阻力太大都會引起熔接不良,使塑件表面產(chǎn)生較明顯的熔接痕。對此,應(yīng)盡可能減少澆口數(shù),合理設(shè)置澆口位置,加大澆口截面,設(shè)置輔助流道,擴大主流道及分流道直徑。低溫熔料的分流匯合性能較差,容易形成熔接痕。如果說塑件的內(nèi)外表面在同一部位產(chǎn)生熔接細紋時,往往是由于料溫太低引起的熔接不良。對此,可適當提高料筒及噴嘴溫度或者延長注射周期,促使料溫上升。同時,應(yīng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的通過量,適當提高模具溫度。一般情況下,塑件熔接痕處的強度較差,如果說對模具中產(chǎn)生熔接痕的相應(yīng)部位進行局部加熱,提高成型件熔接部位的局部溫度,往往可以提高塑件熔接處的強度。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理設(shè)計
如果塑件壁厚設(shè)計的太薄可厚薄懸殊以及嵌件太多,都會引起熔接不良。薄壁件成型時,由于熔料固化太快,容易產(chǎn)生缺陷,而且熔料在充模過程中總是在薄壁處匯合形成熔接痕,一旦薄壁處產(chǎn)生熔接痕,就會導(dǎo)致塑件的強度降低,影響使用性能。在此文章產(chǎn)品熔接線可定義為熔接線與熔合線,可根據(jù)匯合角度與前峰溫度和壓力等來對應(yīng)評估,同時引出潛流線與浮纖線的問題點。而改善熔接線的方法就有,通過改變進膠位置來改善匯合角度,提高料溫與模溫來改善外觀,通過調(diào)整壁厚改善匯合時的角度,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理設(shè)計等方法。