今天繼續給大家講解注塑成型中常見的缺陷——黑點、黑斑。這些缺陷在大多數注塑成型過程中都會頻繁出現,而且產品要求越高,黑點的比例就越難控制,從而導致很大的損失。因此,降低生產中黑點缺陷的發生率,就成為了廠家節約成本的重要途徑!
黑點的出現與產品設計并無關系,但工業設計師應該學會如何識別它們。
注塑成型中的黑點和黑斑是什么?
黑點是指沿著塑料制品的熔接痕、背筋、凸起或靠近流動末端的拐角處形成的局部燒焦現象。黑點也可以不規則地出現在各個位置。有時,這些黑點甚至會成線狀分布,形成黑線。

注塑產品出現黑點
黑斑分布特征
黑點雜質的特點是顆粒小,呈黑色或褐色,一般無反光,顆粒大時雜質呈層狀,質脆,易破碎,破碎后呈多孔狀。其分布特點主要有以下兩個方面:
A.有的在整個區域不規則地分布,有的在局部不規則地分布,有時只偶爾出現在特定的區域。
B. 這些黑點和雜質有時只出現在產品表面,有時則遍布表面和深層。但靠近表面的內部黑點顏色比表面的黑點淺,較深的黑點則完全看不見。
如何辨別黑點?
有人會問:黑點需要識別嗎?黑點不就是我們常說的與產品本身顏色不同的點嗎?如果你在放大200倍的顯微鏡下觀察你的產品,幾乎不可能挑出一個沒有任何異色點(完全是一種顏色)的產品。放大后,你會看到產品表面有許多不同顏色的黑點……因此,任何產品的評判都必須有一個標準。
黑點的判斷標準
標準從何而來?對于注塑件供應商來說,必須清楚兩個標準:
A.原料供應商提供的黑點管控標準。B.產品對應客戶的外觀檢測標準(黑點管控標準)。
如果原材料的異色斑控制標準低于客戶對產品外觀的控制標準,那么在生產過程中異色斑的不良率就會很高,因此注塑供應商需要確保材料的異色斑控制標準與產品客戶的驗收標準一致(最好是嚴于客戶的標準)。
對于客戶標準,您可以點擊“注塑件驗收標準”了解更多信息。
識別黑點的方法
常見的形狀各有不同,肉眼看到的大多是“圓形”,放大后則會出現片狀、多點聚集、云狀、條狀等形狀。所以我們一般是根據點的面積來判斷。那是不是要把產品表面的每一個地方都仔細檢查一遍,看有沒有黑點呢?這個很費時間。一般產品端客戶會有一個標準的檢測方法:在標準光照下,在標準距離下,在標準時間內沒有出現(異色斑點)的產品一般就是合格產品。
如何處理注塑件上的黑斑
所有發現有黑點、黑斑或黑線的注塑件均視為缺陷產品。
黑點是怎么形成的?
黑點的來源一般有兩種:材料碳化——材料在高溫(或長時間)下降解;污染——雜質。
碳化
大部分高分子材料在加工過程中需要經過加熱、剪切等過程,在此過程中,材料碳化是不可避免的(100%)。對于注塑機來說,有很多地方會增加碳化的機會:
(1)螺桿表面磨損
螺桿表面的磨損會導致熔體停留在那里,久而久之就會發生碳化;
(2)殘留熔融塑料
機器的各個連接點,如螺桿頭、噴嘴、法蘭等,都容易形成縫隙,熔體在此停留并產生碳化黑點。
(3)生產周期長
在生產過程中,較長的周期,或大型機器(小產品),會導致材料在桶中停留時間過長,增加碳化的可能性。
(4)附著力
冷卻的塑料重新熔化時,許多工程材料(如PC,其在冷卻后對金屬表面的附著力很好)即使重新加熱也能殘留在金屬表面,經過一段時間(高溫)就會形成碳化層,這是生產中產生黑點缺陷的根源。因此,在短暫停工(<4H)時需要保溫,防止螺桿內物料硬化黏附,而較低的保溫溫度又不會導致碳化。因此,建議保溫溫度一般在軟化點以上約20C-30C(例如PC的軟化點約147C,建議保溫溫度約180C)。停機時,需要將料筒內物料排出,再通過不易碳化的物料通過機器,然后直接關閉電源。
(5)螺桿容量
制品大小與螺桿大小決定保壓時間,小制品遇到大機臺,料本身在機筒內停留時間可能過長,時間過長容易造成小分子降解、碳化。對于大部分材料來說,保壓時間以5分鐘以內為宜,最長不超過15分鐘,若時間較長,宜降低機筒后端溫度,減少高溫時間。保壓時間計算公式:機臺最大射出量*熔體密度*周期*系數(2.0-2.5)/制品重量;或最大測量長度*周期*系數/(溶劑凝固位置-射出料殘量)
(6)連接死角
在螺桿與筒體內部的火箭頭、法蘭、噴嘴等連接處,會形成一些熔料不易流動(滯留)的“死角”,造成停留時間過長,導致降解變色(產生一些黃色條紋、黑點等)。首先,裝配時要保證螺紋完整、裝配精確,接觸端面不能損壞。嚴重時需要更換!
(7)表面磨損
不平整的表面更容易磨損螺桿表面,使螺桿皮料更容易“殘留”,這對黑點缺陷有顯著影響。金屬機筒螺桿根據材料不同,磨損程度也不同。一般來說,PC 或PMMA需要硬化(鍍層)螺桿。對于填充材料(玻璃纖維、礦粉),則需要合金螺桿。而且即使使用合金螺桿,一段時間后仍需更換!
(8)化學腐蝕
腐蝕性水、CO2、O2、氫的鹵化物——如鹽酸、酸性殘留物、電解液、雜質等。在加工過程中,螺桿或機筒表面的腐蝕也會使表面“留痕”,產生黑點。與磨損類似,對于一般材料,普通氮化處理螺桿即可滿足要求,但對于防火材料,采用氮化+電鍍層,甚至厚鍍層處理的螺桿(機筒)更有利于防止化學腐蝕。
污染
生產環境:外界環境中其他物質的顏色可能不同,耐溫性可能較低,容易產生黑點。對于淺色材料,如果在開放式車間環境中使用普通的熱風干燥設備進行生產。這里至少存在兩個問題:
A.長時間干燥,空氣從開放環境吸入并加熱進入料斗,如果超過16H,普通透明材料就會變成淺灰色顆粒...意味著不良率可達100%。在正常生產中,料斗周期為4-12H,但進氣污染比例仍然很高。
B.生產過程中,一般剛開模不久的模具表面就會積聚很多灰塵(機器本身是帶電設備,雖然接地,但不可能“0靜電”),生產工藝也是“異色斑”產生的因素之一,所以對于淺色產品,對“異色斑”要求較高的,建議在無塵車間生產。
前面提到,材料粒子多為機器加工而成,本身就有一定比例的黑點(因此需要取得廠商的標準),再加上材料耐高溫、耐高溫氧化等特性,在能力不足的情況下,加工過程會相當痛苦,容易出現發黃(條紋)、發黑(條紋、斑點)等問題。
怎樣改善黑斑?
前面我們討論了短期保溫和直接停機時的一些注意事項和步驟。但清洗機筒螺桿需要注意方法:
1. 清潔
(1)一般我們可以使用比較硬的材料來清理螺筒,利用刮擦的原理,初步清理掉一些表面的殘留物,比如PMMA材質(硬度比較高)!比如:未干的PS、PC(未干的不會很快融化,而且比較硬)等。二手注塑機回收
(2) 清洗填充料類型,可用PC+GF料清洗,因為玻璃纖維(GF)在一般加工溫度范圍(<=400C)下是固體,我們都知道玻璃很硬,注意不要用此方法清洗一般材質螺絲,會造成嚴重磨損,注意清洗時,記得反復升溫(20C)和降溫(20C)清洗,原理:A、黏度改變;B、內壓改變,兩者皆可帶走更多殘留物。
(3)黑點嚴重時,直接拆下螺桿機筒進行拋光。
2. 維護
停機時:如前所述,清理生產物料(工程級物料)是必不可少的,這一步,在我的理解中,更多的是一個管理和維護的過程!清理桶內的殘留物料,這里相對高粘度的物料是清理的好選擇。
這種改性料首先需要在溫度上和生產料接近,其次就是粘度要好,我們建議使用一些專用清洗料來進行清洗,這種專用清洗料粘度非常好,在清洗過程中它的互換性非常好,而且這種清洗料的化學活性好(兼容性非常好),這樣在停機的時候可以繼續和機筒內物料的一些“滯留點”、死角位置進行化學反應,在下次開機的時候,可以帶走更多的殘留物(減少黑點出現的幾率)。
清洗完顏色(多拍幾次)后,最后拍空(建議最少停留時間15分鐘,給它一些時間反應兼容性)。當然,換料生產也可以改善黑點。這種材料的顏色清潔能力比普通材料強很多,這樣可以非常有效的節省很多時間。它的特點是它可以在桶里停留相對較長的時間。同時它與里面的一些死角材料兼容,減少后續黑點的產生。
結論
不難看出,黑點的產生與注塑廠的設備、環境有著一定的關系,更與注塑廠對車間的管理有關系,大慶中億一直強調車間生產的6S管理,這個時代是注塑科學化的時代,也是注塑智能化的時代。