2.4　注塑模最終結構方案與注塑件上缺陷痕跡綜合整治技術

注塑件在成型加工的過程中，除了會出現注塑模結構成型痕跡之外，還會產生注塑件成型加工痕跡，即缺陷痕跡或弊病痕跡。注塑件上缺陷痕跡是不允許出現的痕跡，因為注塑件上缺陷痕跡不僅會影響制品的美觀性；也會影響到注塑件力學性能和非力學性能；還會影響到注塑件的機械性能、化學性能、電性能和光學性能以及其他的性能；更會影響到注塑件的強度和剛性，進而影響注塑件的使用性能。存有缺陷痕跡的注塑件被視為廢品，所以存有注塑件上缺陷痕跡制品的模具，要通過缺陷整治達到注塑件合格后才能判斷模具的合格。換句話說存在注塑件上缺陷痕跡的制品，注塑模也被視為待合格模具。所以，只有通過試模加工出合格的制品，才能確定模具的合格。

造成注塑件上缺陷痕跡的原因有很多，最為關鍵的是要排除因模具結構不當所產生的注塑件上的缺陷痕跡。注塑件上出現的缺陷存在著多種形式，整治起來十分困難。有時整治好了這個缺陷，另外又冒出其他的缺陷。還有些缺陷可以稱作是頑癥，在反復試模與修理模具之中，就是得不到有效的根治，甚至就是模具多次重新制造仍然整治無效。因此，因模具結構的不當會造成模具的返修和報廢，模具的返修和報廢會造成模具交付日期的延誤和經濟上的損失。

在制訂注塑模結構可行性方案時，一定要考慮到注塑件上缺陷痕跡預期分析的結果，這便是注塑模最終結構方案的可行性分析。要將注塑件上缺陷痕跡消滅在注塑模方案可行性分析階段，確保注塑模結構方案不存在因模具結構不當產生注塑件上的缺陷痕跡。對于非注塑模結構缺陷痕跡，通過試模找出產生的原因之后，便能很容易地達到根治缺陷的目的，這樣便于注塑模結構方案與模具結構缺陷痕跡得到統一的解決。這就是注塑件上缺陷痕跡以預防為主、整治為輔的策略。

注塑件成型的目的，不外乎是要確保注塑件的形狀、尺寸和精度的合格；確保注塑件的性能符合使用的要求；確保注塑件不出現次品和廢品。前者主要是依靠模具結構和制造精度來保證，中間主要是依靠高分子材料的性能和質量及加工來保證，而后者主要是依靠注塑件缺陷的綜合整治來保證。不管是熱塑性塑料還是熱固性塑料，也不管是注射成型還是壓塑成型。注塑件和壓塑件在成型的過程中，都會存在著各種各樣的缺陷（弊?。@是不爭的事實，這也不是以個人客觀的意志所轉移的。注塑件上的缺陷綜合整治技術，就是應用辯證方法論來綜合整治塑料件上缺陷的一種理論。

2.4.1　注塑件上缺陷痕跡的識別與分析

注塑件上缺陷痕跡，可以根據注塑件上缺陷的痕跡進行識別，有如醫生對病癥的診斷。如果有缺陷痕跡規范文本（行業標準），可以通過實物比對文本的圖片和說明進行分辨；也可以根據實際經驗進行分辨。注塑件上的缺陷痕跡除了小部分是隱藏在注塑件內部或是以應力分布的形式，用眼睛觀察不到，大部分的缺陷痕跡都顯現在注塑件的表面上，是很容易被觀察到的。但是，要整治這些缺陷痕跡確實不太容易。在整治這些缺陷痕跡之前，必須對這些缺陷痕跡的產生原因進行詳細的分析，再找到產生缺陷痕跡的真正原因后才能夠確定整治的措施。

2.4.2　注塑件上缺陷痕跡的綜合論治

注塑件上產生缺陷的因素有多種，能夠迅速而準確地找到缺陷產生的原因，并制訂出整治的措施，就是我們必須要做的事情。因此，尋找這種治理注塑件上缺陷的方法就顯得特別重要。整治注塑件上的缺陷是個涉及多門學科和多種技術的綜合性技術，而缺陷產生原因的分析及整治方法，更是屬于一種科學的辯證方法。只有將缺陷產生與整治的因果關系科學地處理好了之后，才會有完善的缺陷痕跡處治成果。有了注塑件缺陷的綜合辨證論治的理論，便可以對缺陷的形成有清晰的認識，這樣就為后面的注塑件缺陷的綜合辨證施治創造有利的條件。

整治注塑件上的缺陷（弊?。┯腥玑t生治療人的疾病一樣，疾病產生的病因和治療的機理存在著多套的辨證治療的理論。成型件有注塑件、壓塑件、壓鑄件和鑄鍛件等多種的形式，同樣它們生成的缺陷和整治也存在著多套的辨證整治理論。因為對應有成型加工缺陷便存在著對應形成的因素，而對應有產生的因素就有對應的整治措施，這樣整治注塑件上缺陷（弊病）就需要我們用辨證的方法科學地去根治。

2.4.3　注塑件缺陷綜合整治方法的分類

注塑件缺陷的綜合辨證論治和辨證施治，存在著先期預防和后期整治兩種方法。先期預防是在試模之前，或者說是在制訂模具結構方案的同時，甚至是在注塑件設計的同時，就需要預先對注塑件缺陷進行預期分析。這樣才可以有效地避免模具結構設計的失敗，這是一種主動的整治方法。后期注塑件缺陷的整治，是指在試模時對所發現的注塑件上的缺陷進行再整治。這種方法不能夠有效避免模具結構設計的失敗，是一種被動的整治方法。

注塑件缺陷預期分析可分成兩種：一種是注塑模計算機輔助工程分析（CAE）對注塑件缺陷的預期分析方法，簡稱CAE法；另一種是注塑件缺陷圖解預期分析的方法，簡稱圖解法。注塑件缺陷的整治是在注塑件試模之后，對形成的缺陷進行整治的方法。注塑件缺陷的整治也有兩種方法：一種是排查法或排除法，另一種是痕跡法。不管是CAE法和圖解法，還是排查法和痕跡法，都需要具有豐富的缺陷分析和整治的經驗。

注塑件上的缺陷預期分析方法和試模之后的缺陷整治方法，統稱為注塑件缺陷綜合辨證整治的方法，可稱為注塑件缺陷綜合辨證論治，簡稱為缺陷綜合論治。缺陷綜合辨證整治法由CAE法、圖解法、排查法和痕跡法組成，這樣就可以形成系統而全面整治缺陷的方法。

CAE法和圖解法，主要是針對注塑件或成型件進行缺陷的預測分析，通過預測分析預先去除注塑件因模具結構產生的缺陷，進而根據分析的結論改進注塑件的結構，并還能影響到模具澆注系統的形式、尺寸、位置和數量以及模具結構方案的制訂。

（1）CAE法

注塑模計算機輔助工程分析（CAE）方法，簡稱CAE法。CAE法是通過計算機利用已有的注塑件三維造型，對熔體注射的流動過程進行模擬操作。該法可以很直觀地模擬出注射時實際熔體的動態填充、保壓和冷卻的過程，并定量給出注塑件成型過程中的壓力、溫度和流速等參數，進而為修改注塑件和模具結構設計以及設置成型工藝參數提供科學的依據。

CAE法可以確定模具澆口和澆道的尺寸和位置，冷卻管道的尺寸、布置和連接方式。還可以通過反復變換分型面的形式和澆注系統的形式、尺寸、位置和數量，得到不同的熔體流動和充模效果，從而找出對應模具的結構。也可以預測注射后注塑件可能出現的翹曲變形、熔接痕、氣泡和應力集中的位置等潛在缺陷，并代替部分試模工作。

該種方法存在著某些不足和局限性，并且不能主動調整注塑件在模具中的位置、分型面形式和澆注系統形式、尺寸、位置和數量，需要人為地進行調整。此外該技術還在不斷地完善之中。但是，只要掌握了操作方法，其運作很簡單，當然還需要有一定缺陷分析的具體經驗。注塑模計算機輔助工程分析（CAE）方法，目前只能夠運用在注塑件翹曲變形、熔接痕、氣泡和應力集中的位置的分析。對于其他類型的缺陷和成型工藝方法，目前的軟件還不能進行分析?，F今開發的該類軟件較多，使用者應根據自己的條件適當地進行選擇。

（2）圖解法

注塑件缺陷痕跡圖解分析法，簡稱圖解法。注塑件缺陷預期分析圖解法是在繪制了注塑件2D零件圖的基礎上，根據澆口形式、尺寸、位置和數量，繪制出熔體料流充模和排氣的路線、熔體流量和流速分布圖以及熔體匯合圖、內應力和溫度的分布圖。據此可以分析出缺陷形成的形式、特征和位置的一種方法，被稱為圖解法。該法可以進行塑料溫度分布預期分析、塑料收縮的預期分析、排氣時氣體流動狀態預期分析、內應力分布的預期分析，從而可以進行各種缺陷的預期分析。對外露的缺陷痕跡應繪制注塑件的缺陷痕跡分析圖，而對注塑件內部的缺陷痕跡應采用解剖的方法或進行X光透視的方法，并繪制注塑件內部的缺陷痕跡分析圖來進行分析。

圖解法原理與CAE法相同，區別只是運用了2D圖形進行缺陷的分析。CAE法不能進行分析的缺陷和成型加工方法，圖解法都能進行有效的分析，當然，CAE法能分析的缺陷，圖解法也能進行有效的分析。故其分析范圍寬、不受程序和軟件的限制、分析方法靈活，但需要豐富的分析經驗。CAE分析方法和圖解分析法兩者相結合，才是很好的缺陷預案分析方法。缺陷預期圖解分析法，可以運用在注塑件、壓塑件、壓鑄件及所有型腔模成型的成型件缺陷分析中，還可以分析成型件所有的缺陷。該法為新創的方法，還有待于推廣和開發，只不過沒有運用到計算機進行編程而已。

（3）排查法

缺陷排查法或排除法是先制訂出影響缺陷產生的各種因素，然后用排查的方式，一項一項地梳理產生缺陷的因素，最終找出真正產生缺陷的原因的一種方法，簡稱排查法或稱排除法。因為影響注塑件產生的缺陷因素是多種的，可以通過缺陷的排查法，逐步清除掉不會影響缺陷產生的因素，留下的便是產生影響缺陷的因素。排除過程中為了提高效率，可以采用優選法進行，再通過對比的方法，找出真正產生缺陷的因素，從而確定整治缺陷的措施。這種方法是應用一項一項地排查和試模，再排查再試模的方法。其效果緩慢、過程長、對經濟和試模周期會產生不良的影響。具體排除過程是根據對注塑件上所出現的缺陷，先列出可能產生缺陷的所有原因，然后再對原因逐項排查。

（4）痕跡法

缺陷痕跡法是利用注塑件上的缺陷痕跡，再通過注塑成型痕跡技術的切入直接找出產生缺陷原因的一種方法，簡稱痕跡法。俗話說得好：“事出有因”，塑料件上生成的缺陷，不是無緣無故地憑白產生，一定是有其原因的。于是可以追蹤這些缺陷痕跡的線索，順藤摸瓜找出產生缺陷的原因，從而制訂出整治的措施。注塑件上的缺陷，一般是以痕跡的形式表現出來，故可以根據痕跡的形狀特征、色澤、大小和位置上的區別，再通過痕跡法的準確識別，就可以迅速地找出產生缺陷的原因，進而可以很快地確定整治缺陷的措施。痕跡法的針對性強、準確，并且查找迅速，可以極大地減少試模的次數。

但是需要掌握大量的豐富缺陷痕跡的經驗才能使用痕跡法，為了使缺乏缺陷痕跡的經驗人也可以運用痕跡法，這就需要制訂出注塑成型痕跡技術規范文本或行業標準。規范文本中有產生各種缺陷痕跡的圖片或照片，規范出各種缺陷痕跡的定義、形式和特征以及整治的方法，只要人們對照規范文本就能立即辨認出注塑件上的缺陷，找出缺陷產生的原因和整治的措施。規范文本有如中醫的“本草綱目”一樣，根據書中圖樣便可以識別中草藥和所能治理的病癥。這是利用注塑件上的缺陷痕跡，再通過注塑成型痕跡技術的切入直接找出產生缺陷原因的一種方法，它可以準確而迅速地查找到缺陷的成因及確定整治的措施。該法是新創的方法，目前還不夠成熟，特別是在還沒有制訂出注塑件缺陷規范文本的情況下，會造成讀者不能很容易地運用痕跡法。

上述四種缺陷整治的方法，顯然CAE法和圖解法是在缺陷的預測分析時使用，通過預期分析，可以在確定模具結構預案的同時就能剔除注塑件上因模具結構所產生的缺陷。一般對注塑件可能出現的翹曲變形、熔接痕、氣泡和應力集中缺陷，可以用CAE法進行預測分析，是因為這幾種缺陷用CAE法分析比較成熟。而其他缺陷就必須運用圖解法來進行分析，是因為CAE軟件沒有其他缺陷分析的軟件。又由于缺陷的預測分析不可能將所有缺陷都剔除掉，這是因為人們的主觀意識和實際情況總是存在著出入。這樣只有通過試模才能發現塑料件上現存的缺陷，有了缺陷就必須整治。因為缺陷痕跡技術分析法是從注塑件上的缺陷痕跡入手，針對性強，并且準確迅速，因此，應該先使用痕跡技術分析法進行整治。當缺陷痕跡技術分析法無法解決時，才可以使用缺陷排查法。

通過上述，可以說綜合缺陷分析法是一項全面而科學的技術分析辯證的方法，它們可獨立進行缺陷的分析，也能聯合進行缺陷的分析和整治，更能相互驗證分析的結論。這些分析方法切實可行，并具有實際的可操作性。注塑件上缺陷的問題是件十分困擾人們的事情，有些人不是積極主動地去解決問題，而是消極被動地掩蓋問題，這是不可取的。如在注塑件上存在著流痕，先是用砂紙將流痕打掉，再噴上油漆。又如遙控器盒上的熔接痕處治不了，用油漆一噴了事。如此的做法，不僅增加了工序、浪費了資源，還污染了環境。噴油漆表面上是掩蓋了問題，但由于熔接痕是注塑件強度最薄弱的地方，而該處如果正好是受力最大的位置，那注塑件就會出現破裂的現象。更重要的是欺騙了消費者?？梢娮⑺芗系娜毕輪栴}不是一個小問題，解決缺陷問題需要一種切實可行的方法，綜合缺陷分析法就是這種方法。

2.4.4　注塑件上成型加工痕跡的應用

注塑件上缺陷痕跡不會無緣無故地產生，注塑件在成型加工過程中哪一方面的因素與實際加工出現不適應的情況，注塑件上就會出現相應的缺陷痕跡。注塑件上缺陷的痕跡為我們整治缺陷提供直接的線索，只要我們沿著注塑件上缺陷痕跡的線索，就能找到整治缺陷的辦法。注塑件在試模中產生的缺陷肯定是要整治的，試模的目的就是要暴露出缺陷，發現了缺陷才好采取措施去整治。這和治病一樣，人有了病要治病。治病最重要的原則是以預防為主、治病為輔。同樣缺陷整治原則也是以預防為主、整治為輔。這樣就可以盡量避免缺陷的產生，盡量提高試模合格率，以防止產生注塑模報廢重做的后果。預防的辦法是先對注塑件的缺陷進行缺陷預測，就是應用缺陷論證的方法預先測定注塑模設計時可能會產生的缺陷，從而采取適當的措施去提前預防缺陷的產生。對試模或加工過程中已經出現的缺陷，則要采用“辨證施治”的方法，采用針對缺陷癥狀的措施去根治缺陷。

［例2-2］　殼體分型面為螺紋根部的端面，澆口為分型面上側澆口，殼體的材料為聚乙烯。

（1）殼體缺陷類型

如圖2-22所示。外表面存在明顯的流痕，流痕為存在于殼體外表面上深顏色的凸起斑塊狀物體。半球形外殼表面還存在明顯的縮痕，從殼體投影方向上，還容易發現輪廓線呈凹陷的現象；在殼體側澆口的背面還存在熔接痕（圖中沒有表示出來）；半球形外殼表面還存在過熱痕。

（2）缺陷痕跡與塑模結構成型痕跡的區別

這些缺陷痕跡的特征與注塑件的注塑模結構成型痕跡有著形狀和性質的天壤之別，因此，注塑模結構成型痕跡與缺陷痕跡是十分容易進行區分的。如果有缺陷痕跡規范文本即行業標準，缺陷痕跡的整治就會變得簡單多了；如無缺陷痕跡規范文本，則需要依靠經驗進行辨別。

（3）缺陷形成分析與整治

從殼體表面上缺陷痕跡的辨認入手，可以得出殼體表面上存在著流痕、熔接痕、縮痕和過熱痕，再在殼體2D圖繪制塑料熔體充模圖的基礎上進行缺陷形成分析。

①殼體澆口與熔料填充分析　殼體如圖2-23（a）所示，殼體痕跡的分析如圖2-23（b）所示。由于側澆口處在半球形外殼與螺紋相連接的端面上，在注射機的壓力下，熔融的料流先直對著型芯，再從型芯與模腔之間分別由兩側并向上逆向絮流失穩和向下順流呈穩流狀態逐層的進行填充。

②缺陷形成分析　有了塑料熔體充模圖，就可以對塑料料流和氣體充模進行缺陷的形成進行分析。

a.流痕。如圖2-23（b）所示，先進入型腔中的料流遇到低溫的型芯，料溫迅速下降后，兩股料流前鋒薄膜所生成的冷凝分子團撒布在料流的流程上。隨著料流溫度的降低，冷凝分子團逐漸長大便形成了流痕。流痕分布的區域，是在以澆口作為分界線的整個料流填充的面上。

b.熔接痕。如圖2-23（b）所示，是因從澆口處充模的塑料熔體直接沖擊注塑模型芯產生了降溫，低溫的分流料流在側澆口的背面匯合后形成的熔接不良。

c.縮痕。如圖2-23（b）所示，縮痕也是很明顯，這由于殼體壁厚δ=3mm，冷卻時收縮量較大。一般情況是遠離澆口處熔料先冷卻先收縮，近距澆口處后冷卻后收縮。因此，從半球的球冠處開始先冷卻先收縮，澆口處后冷卻后收縮。故殼體從澆口至半球的球冠表現為逐漸增大收縮的傾向，在遠端得不到補充塑料情況下，呈現如圖2-23（b）所示的縮痕。

d.過熱痕。如圖2-23（b）所示，由于熔體是自下而上填充，注塑模中的氣體也是自下而上被壓縮后，在球冠處所產生的熱量上升。當壓縮到一定的壓強時，便從某一薄弱環節噴射出來。壓縮氣體的溫度又進一步提高，熾熱的氣體使塑料過熱產生炭化而出現過熱痕。過熱痕是殼體外表面上黑顏色的部位，這是該部位因高溫壓縮空氣噴出而產生炭化的原因。

③消除缺陷措施　可見，殼體缺陷痕跡產生的原因是：側澆口的位置和形式不當，只有改變澆口的位置和形式才能消除缺陷。如圖3-23（c）所示，將側澆口改成點澆口，點澆口設置在半球的球冠頂部，這樣塑料熔體料流是自上而下順流平穩填充，模腔中氣體也是自上而下從分型面順利地排出。并在半球形外殼與螺紋相連接的端面上設置適當數量的冷料穴，上述的缺陷便可迎刃而解。但是，原來側澆口的注塑模方案是二模板的標準模架，改成點澆口后要采用三模板的標準模架，為此注塑模的修理要頗費周折。如果在注塑模設計之前進行了注塑件缺陷的預期分析，就能完全避開產生的這些缺陷而改動注塑模的后果。

可見主澆道和分澆道的截面大小對注塑件上的缺陷痕跡有著直接的影響，但影響最大是澆口的形式、截面大小、數量和位置。

注塑件上存在著各種缺陷痕跡，是我們觀察這些缺陷痕跡的實物，我們可以對癥分辨，再進而分析這些痕跡產生的原因，最終制訂出處治這些缺陷的辦法。這種從觀察到分析再處置這些缺陷的技術稱為缺陷痕跡技術。可見對注塑模結構成型痕跡和成型加工痕跡這兩種痕跡表象的同時觀察和分析及處治，是對注塑模結構形式的判斷和整治缺陷的最有效的方法。

注塑件上成型加工痕跡是一種語言，它們會向我們陳述缺陷痕跡產生的原因。但是，我們必須要熟悉這種語言，才能剖析和整治缺陷痕跡。一般某一種缺陷痕跡是由某一至兩種原因造成的，最多不會超過三種，這樣我們排查的范圍就會縮小。

注塑件成型加工工藝人員重點關注是加工缺陷的存在，雖然注塑件成型加工工藝人員能夠采用注塑件成型加工工藝參數去整治某些加工的缺陷，但是，運用成型加工工藝參數去整治加工的缺陷存在著兩種不足：一是通過提高熔體溫度和注射壓力的措施，增加了能耗和塑料用料。二是有些是因為注塑模澆注系統和結構的不合理性所產生的缺陷，通過調整注塑件成型加工工藝參數是無法到達整治缺陷的目的。只要注塑模結構方案是合理的，包括澆注系統和溫控系統的合理性，就不會產生缺陷。缺陷只是因注塑件成型加工工藝參數和非注塑模結構不合理所產生的，通過調整注塑件成型加工工藝參數值和其他影響因素，整治就會變得簡單多了。

［例2-3］　注塑件資料：名稱為片，如圖2-24（a）所示。材料為聚乙烯，型腔處整體在定模部分。

（1）問題件的缺陷

片的正、反面都產生了明顯的流痕，如圖2-24（b）所示，還存在著不同程度的縮痕。

（2）問題件痕跡的識別

從澆口痕跡的辨別，可以得出澆口為側澆口，澆口為長方形，澆口位于定模型腔的下側。

（3）產生缺陷原因的分析

注塑模為一模四腔，脫件板脫模（無頂桿痕跡）結構，澆口是在靠近動模方向。由于模腔內存在著五個型芯，澆口又處在外周圓的兩型芯之間。料流從澆口流出就會遇到中間和兩旁的三個型芯的阻擋，呈射線狀并自下向上逆向絮流失穩填充型腔。高溫的料流與低溫型芯接觸后，料流迅速地降溫而形成冷凝分子團。冷凝分子團隨著料流撒落在熔體的流程中，并逐漸地增大，待熔體冷硬后，便形成了具有對稱性的流痕，如圖2-24（b）所示。

（4）整治方案

存在著對現有注塑模修理和重新制造兩種方案，出于經濟考慮，現有注塑模報廢后，才能著手重新制造注塑模方案。

①整治方案一　如圖2-24（c）所示?？蓪⒕匦蔚膫葷部诟某缮刃螡部冢淖兞狭魈畛涞牧鲃臃较颉亩梢员苊飧邷氐牧狭髟谂龅降蜏氐男托竞螅杆俚亟禍?，再填充注塑模型腔的流動狀態所形成的低溫分子團，因而可以減緩流痕和縮痕的程度。

②整治方案二　片的型腔設置在動模部分，將扇形澆口設置在靠近定模的方向，使熔體的料流自上而下順流呈穩流狀態填充型腔，流痕和縮痕將會全部消失，但注塑模的結構將要重新改制，但存在著經濟損失。

（5）實際效果

按方案一的整治，基本上能達到產品的質量要求。其方法是用銼刀將長方形澆口修成扇形澆口即可，從而可以避免采用方案二的措施。

澆口的形式頗多，應該根據塑料成型特性、注塑件形狀、尺寸、要求、注塑件生產批量、成型條件及注射機結構等因素，綜合考慮選用合理的澆口形式、截面的大小和澆口位置及數量。

［例2-4］　有關注塑件成型加工時出現亮痕的整治，亮痕可分成兩種類型：一是ABS/PC料；二是PA料。在成型后注塑件表面會出現白色或光亮的表面，將這種光亮表面稱為亮痕。

（1）長條盒亮痕

材料：ABS/PC料類型的亮痕如圖2-25所示，長條盒如圖2-25所示。1、2和3三處的側澆口在注塑件同一側的長邊框上，注塑模結構為動模脫模。因為注塑件的轉角均為圓角，亮痕就出現在圓弧處與圓弧相鄰的兩平面上。

①亮痕　如圖2-26（b）所示，在注塑件R圓弧外表面和R的兩鄰邊外平面上均存在著亮痕，內表面上則不存在亮痕。

②亮痕分析　首先要排除注塑模在亮痕部分型腔的表面粗糙度是否過小的因素。那么，為什么亮痕只出現在注塑件R弧形面及R的兩鄰邊平面上？而其他地方就沒有亮痕？

如圖2-26（b）放大圖所示，因為中心層料流的流程是不變的，因此，中心層料流的流速v中保持不變。而外層的流程增長，內層的流程減小，在填充過程中，外層流速v外增大，與注塑模型腔壁的摩擦也就加大了，產生的熱量便增加了。由于料流R弧形面與R的兩鄰邊平面上料溫的增加及高分子拉升后變細，于是產生了這種亮痕，這就說明了料流由徑向流動是產生亮痕的原因。料流內層的流程和流速都減少了，但是料溫和高分子大小不會有變化，所有不會產生亮痕。

③整治方法　既然料流R向流動是產生亮痕的原因，那么就應該將料流方向由R向流動改成軸向流動，這樣就不會存在料流的流程和流速變化的狀況，也就消除了注塑件亮痕產生的因素，如圖2-26（c）所示。為了不改變原來注塑模的結構，兩處澆口Ⅰ—Ⅰ的具體設置，可采用二次潛伏式點澆口，如圖2-26（a）左剖視圖所示。將點澆口設置在內壁處，并且是多組對稱澆口的澆注系統。如此改動后，還可以消除三處側澆口所產生的熔接痕問題。

（2）PA料類型的亮痕

整個內外表面上都存在著亮痕，特別是凹圓弧面內亮痕更為嚴重。另外，敲擊存在著亮痕注塑件發出聲音是沉悶的，而敲擊沒有亮痕的注塑樣件所發出的聲音是清脆的。

亮痕分析：注塑件亮痕的缺陷問題，在許多黑色注塑件或多或少都存在著這種現象，其中以聚酰胺（尼龍）料表現得更為嚴重一些。其原因是與水有關，尼龍具有吸水的特性。我們知道水遇熱后會出現霧化現象，遇冷會結成霜，水分干涸之后的水跡是白色的。脫模后熱的成型注塑件遇冷干燥返白，其實平面上也有，只是曲面上更為突出而已，這是因為曲面上返白物質的密度較平面大一些。可以做一個試驗，將有亮痕的PC注塑件，全部浸泡在水中煮一個小時后取出，自然冷卻，這種亮痕就會消失，就說明了只要在注塑件成型之后增加一個后處理工序就可以解決問題。這樣，自然是吸水的注塑件聲音沉悶，脫水的注塑件聲音清脆。

［例2-5］　錐臺盒如圖2-27（a）所示，材料為ABS，收縮率為0.3%～0.8%。缺陷：處于錐臺盒開口端厚壁與薄壁交界處的外表面上，出現了收縮痕，如圖2-27（b）所示。不管如何進行收縮量計算，都是無法解決縮痕的缺陷。

（1）縮痕分析

塑料收縮率在一般的情況下，是順著熔體流動方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，這就是塑料的收縮率各向異性。先忽略ABS收縮率的各向異性，將收縮率設定為0.6%。在同一種收縮率的狀況之下，對厚薄壁縮痕的深度進行計算。如圖2-27（b）放大圖I所示，3mm壁厚的收縮量為3×0.6%=0.018mm，1.5mm薄壁的收縮量為1.5×0.6%=0.009mm，縮痕的深度為t=0.018-0.009=0.009mm。即使將收縮率各向異性的因素考慮進去，縮痕也是客觀存在的。

（2）熔接痕形成原因分析

根據上面的計算結果，可以判斷是由于錐臺盒壁的厚薄不同所致，因為不同壁厚的塑料，其收縮量不同，從而產生了縮痕。

（3）缺陷的論治

物質具有熱脹冷縮的特性，壁厚薄不一致，是產生收縮量不一致的原因，這也是不以人的意志為轉移的。那么整治縮痕就沒有了辦法嗎？我們應辯證地看待縮痕的兩面性問題：一方面是物質具有熱脹冷縮的特性；另一方面可以通過創造適當的條件來整治縮痕。如果注塑件在冷卻的過程中一方面是收縮，另一方面如能及時補充注塑，就不會出現注塑件的縮痕。因此，必須抓住這種可以操作的條件，既要解決注塑件壁厚不一致的問題，又要解決物料在冷卻收縮時材料補充的問題。

（4）整治方案

要解決根治注塑件縮痕的問題，就要從產生注塑件縮痕的本質著手。

①整治方法之一　如圖2-28（a）所示，將注塑件壁厚設計成一致，是解決注塑件縮痕的根本方法之一。為了提高注塑件的剛性，可設計加強筋。為了使錐臺盒的蓋能夠進行定位，設計的加強筋至錐臺盒端面應保留有一定的距離S。由于錐臺盒的所有壁厚相同，它們的收縮量也就相同，故不會產生縮痕?？s痕主要出現在加強筋的背面，此時只要采用保壓補塑的辦法就能解決縮痕的問題。

②整治方法之二　為了緩解縮痕的程度，可以采用收縮率較小的塑料或采用添加了填充料（玻纖）的增強塑料去成型，收縮率小了收縮量自然也小。也可以在縮痕的位置上設置b×t裝飾槽，這樣可掩蓋縮痕，如圖2-27（b）所示。這些措施都可減緩縮痕的程度或掩蓋縮痕，但不能根治縮痕。

③整治方法之三　采用延長注塑成型時間、冷卻時間和保壓時間，增大注射壓力和背壓壓力，使注塑件能得到充分的補塑，縮痕也會小一些，甚至可以消除一些微小的縮痕。另外澆口可開深一些，使澆口融料冷凝慢一些，從而可以充分地進行保壓補塑。

④整治方法之四　可采用補償法來消除縮痕，就是利用補料槽或冷料穴中的物料，在注塑件冷卻收縮時進行物料的補充，從而消除注塑件的縮痕。

a.補償法一，如圖2-27（c）所示。在注塑件收縮處，將縮痕用激光掃描生成一個三維造型后，再鏡像生成三維電極造型。然后做成電極，在模腔壁上打出和縮痕同樣的補料凹槽。料流填充時，在縮痕處多出了一個與縮痕一樣的物料，注塑件收縮時，會得到同等收縮量的補償。自然可消除縮痕。但用電極打制凹槽時的深淺要控制好，只要有差異，在注塑件不是留有凸臺就是還存留有很小的縮痕。當然，為了消除縮痕，采用補料凹槽補償法實在是沒有必要。

b.補償法二，如圖2-28（b）所示。在注塑件壁厚不能改動的情況下，注塑模設計時，在厚壁與薄壁交界沿周面處設計成冷料穴，由于冷料穴存有的物料多，冷凝固化慢。開始時可通過澆口保壓補塑緩解縮痕，當澆口熔體冷凝硬化之后，停止補塑，并消除了注射壓力。注塑件收縮的補充物料，可由冷料穴中的物料得到補充，從而可以起到根治縮痕的作用。

由于冷料穴設置在厚壁與薄壁交界沿周面處，冷料穴中的冷凝料需要取出，才能進行下次注塑件的注射成型加工。這樣成型注塑件型腔的型芯，可由上型芯1和下型芯2組成，通過連桿5和鍥緊塊6可將上型芯1和下型芯2連接在一起。連桿5裝有圓柱銷3，以便于上型芯1和下型芯2的連接和連桿5的定向。楔緊塊6可以通過斜導柱滑塊抽芯機構（未畫出）進行連接和拆卸。

［例2-6］　墊片如圖2-29（a）所示，材料為低密度聚乙烯，特點為薄壁件。

（1）存在的缺陷

填充不足、熔接痕和流痕等缺陷。

（2）缺陷分析

由于型芯Ⅰ為長方形，型芯Ⅱ為正方形與半圓形的組合體。熔體料流的流動狀況如圖2-29（a）所示。熔體料流充模繞過型芯Ⅰ時，其前鋒經過長方形型芯Ⅰ匯合后形成了三角形的渦流區。三角渦流區內容易儲存氣體，加之是冷凝熔體的渦流形成了熔接痕，熔接痕的強度和剛度是注塑件上最差的部位。而型芯Ⅱ的料流形成的喇叭區，所產生的熔接痕也很明顯。矩形側澆口所噴吐的熔體，在料流碰到型腔壁后，便改變流向進行填充。因為注塑件型孔的形狀無法改變，故料流在型芯Ⅰ和型芯Ⅱ處的流動狀態和熔接痕也無法改動。澆口處的熔體的流速v1變化較大，加之型腔較長，容易生成震蕩流而形成流痕。好在墊片只是起到了襯墊的作用，無強度和剛度要求，熔接痕的問題也就可以剔除掉。

（3）整治措施

根據熔體充模的分析，缺陷產生的原因，主要是三處型芯分流作用和熔體料流充模的狀態所造成。

①改進方案一　將矩形側向澆口改成扇形澆口，如圖2-29（b）所示。由于熔體料流噴射的范圍擴大而形成了噴射流，澆口處熔體的流速變得平緩，便不易產生流痕。如果出現了填充不足的現象，可適當地修寬澆口，再在產生熔接痕的位置上設置冷料穴，讓料流前鋒的冷凝料進入冷料穴，便可減緩熔接不良的程度。

②改進方案二　若將澆口改成多個點澆口，并分布在如圖2-29（c）所示的位置上形成局部擴散流，可減少熔體流動的流程，熔體的溫度降低得極少，有利于料流平穩填充，填充不足、熔接痕和流痕等缺陷都可以消除，還可以進一步提高墊片成型的質量。但因注塑模的改動量過大，注塑模需要從二模板改成三模板，整個澆注系統要推翻重新制造，存在著經濟損失。這種情況只有在注塑模重新制造時，才可以采用。這也從一個側面說明了注塑模結構方案制訂階段，就能對注塑件的缺陷作預期分析，便能有效地避免這些缺陷的產生。

這說明只要注塑模結構方案合理，就不會出現因注塑模結構不合理的缺陷，這樣就不用會出現需要修理和重新制造的風險。

［例2-7］　注塑件資料：名稱為耳罩圈，如圖2-30所示。材料為ABS，形狀特點為平邊為逐漸抬高的環形薄壁件。

（1）問題件的缺陷

填充不足的缺陷如圖2-31所示。如圖2-32（a）所示，熔接痕可以根據Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ處的澆口位置和熔體在注塑模型腔中流動狀況的分析來確定。如圖2-32（a）所示，該注塑模有三處澆口，三處澆口流動的熔體必定存在著三處匯交處，1、2及3處便是熔接痕所在位置。

（2）問題件的缺陷分析

三處澆口Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ均為側向澆口，三處澆口都是直對著型芯，如圖2-32（a）所示。高溫熔體在壓力作用下，熔體的前鋒直接沖擊著型芯再分流填充，熔體前鋒的溫度迅速降低，從而形成了冷凝薄膜。由于型腔僅有1mm的空間，加之流經匯交1處的流程長，料流在流動的過程中，熔體前鋒的溫度進一步下降，以致還未流到匯交1處時，便凝固出現填充不足的缺陷。匯交2和匯交3處因流程短，雖然不會出現填充不足的缺陷，但熔體的前鋒沖擊著型芯降溫后的熔接，必將導致匯交處產生熔接痕。

（3）整治方案

鑒于耳罩圈出現填充不足和熔接痕數量較多缺陷的事實，又根據缺陷分析的根源是由于澆注系統的結構形式、位置和澆口數量所產生的，整治方案主要是針對澆注系統進行整改。

①整治方案一　整治方案一是在原注塑模結構的基礎上進行經濟型整改的方案。該方案只是對注塑模的澆注系統稍作修改，修改所發生的費用極少，并且該整改方案能達到立竿見影的效果。整改措施如圖2-32（b）所示。

a.由于有三處側向澆口，便存在著三處熔體料流的匯交處，即三處熔接痕。要減少熔接痕的數量，就必須減少側向澆口的數量?？梢詴翰还軡部谑遣捎檬裁礃拥男问剑戎槐Ａ魞蓚€側澆口，將中間的澆口給封死。又因矩形側向澆口中的熔體在填充注塑模型腔時，會直接沖擊著型芯而降溫，故應該將矩形側向澆口改成兩個扇形澆口。利用轉角R，可以避免大部分熔體直接沖擊著型芯降溫而提高其流動性。同時，熔接痕的數量也可以減少一處。

b.考慮到熔體的前鋒，直接沖擊著型芯后的溫度產生突降的原因，將3×2mm×3mm的側向澆口改成2×（3mm×1mm）×90°的扇形澆口。使熔體呈扇形填充注塑模的型腔，可以避免熔體直接沖擊型芯降溫。同時在產生熔接痕的地方設置冷料穴，讓已降溫了熔體的前鋒進入冷料穴，從而減緩熔接痕處熔接狀況，增大熔接痕處的強度。

c.預測整改效果。填充不足的缺陷肯定會徹底消失；熔接痕的數量將減少一處；熔接痕也會變得不明顯，熔接痕處的強度也會大幅度提高，應該說能夠滿足注塑件的使用要求。

②整治方案二　從完善注塑件質量的角度來評價，該方案是理想型方案，它的實施將會獲得較方案一更好的成型效果。但要將現有的注塑模報廢，會產生經濟損失。

只設一個扇形澆口，將（3mm×1mm）×120°的扇形澆口放置在如圖2-32（a）所示的右端熔接痕1的位置上，這樣一個澆口只產生一處熔接痕。因為右端1的位置模腔寬度為2mm，而左端1的位置模腔寬度為1mm。根據澆口應設置在寬模腔的原則，扇形澆口應該設置在右端1的位置。為減少熔接痕的程度，可在熔接痕處設置冷料穴。扇形澆口的角度采用120°后，可使熔體沿扇形填充型腔，避免熔體直接沖擊型芯后降溫。填充過程中，熔體的前鋒又進入冷料穴，從而達到減緩熔接痕處熔接狀況的目的。

（4）方案評估

該方案可在新設計或現有注塑模復制時運用，由于使用方案二將會報廢現有的注塑模，從而產生經濟損失，不在萬不得已的情況下是不能輕易采用的。

通過以上介紹，說明對注塑模澆口形式和數量作出調整之后，就能達到整治流痕、填充不足和熔接痕數量等缺陷的目的。

（5）澆口的位置對注塑件缺陷痕跡的影響

澆口的位置主要是影響熔體的流動狀態和流動方向，會造成料流失穩流動，還會造成料流交叉流動。其結果會使注塑件產生流痕、填充不足、縮痕、氣泡和變色等缺陷。

［例2-8］　墊圈如圖2-33（a）所示。材料為尼龍1010；特點為厚度只有0.5mm，屬于特薄型注塑件。

（1）缺陷與分析

①缺陷　圓形的墊圈變成了三菱弧形墊圈，厚度方向成為波浪形的翹曲變形。

②缺陷分析　熔體料流從外圓周三等分的澆口處填充，如圖2-33（b）所示。料流從澆口處直接沖擊著中間的型芯，再回彈后分成兩股進行失穩填充。三處澆口有六股料流，造成三處交匯，存在著三處熔接痕。同時，澆口Ⅱ、Ⅲ的流程相等，但與澆口Ⅰ的流程不等，造成了料流的壓力、流速和流量的不同。澆口料流的沖擊存在著反作用力的影響，加之澆口處與其他部分塑料收縮不一致，導致墊圈成為三菱弧形和厚度方向波浪形的翹曲變形。處置方法是，只能用電熨斗熨平翹曲變形，但是卻解決不了圓形為三菱弧形的缺陷。

（2）缺陷整治方案

①整治方案之一　如圖2-33（c）所示，將側向澆口改成單一切向側澆口，熔體料流從圓形注塑模型腔的切向進行填充，從而避免了料流直接沖擊中間的型芯而產生的熔體降溫，且料流是平穩的進行填充。這樣使得料流對墊圈的流向、壓力、收縮和熔接的影響減少，從而可以達到控制圓周和厚度方向變形的目的。料流只有一處匯交處，熔接痕也就只有一處。其實采用這種切向澆口，使得塑料熔體從切向澆口進行充模是最為簡便可行的填充形式。

②整治方案之二　如圖2-33（d）所示，由于是外圓周三側澆口形式，必定會導致料流的流程不一致而影響填充的平衡性。將外圓周三側澆口的形式改為內圓周三切向側澆口的形式，內三切向側澆口的料流便可以得到充分的平衡，從而可以改善墊圈外圓周三側澆口形式的缺陷。由于存在著三股料流，便會產生三處熔接痕。由于三股料流的流程短，熔接不良不會很明顯。

③整治方案之三　如圖2-33（e）所示，若將內圓周三切向的側澆口的形式改成盤形澆口，那就不是三點式填充而是整個內圓周進行填充，確保了填充和收縮的絕對均勻性。不僅可消除變形的缺陷，還可消除熔接痕。只是切除盤形澆口冷凝料的工作量增加了，還會在修飾時損傷注塑件的內孔。為了不損傷注塑件的內孔，可用手工沖孔模去除盤形澆口冷凝料。

④評估　就此改成單一的內切向側澆口或外切向側澆口的形式，是這種特薄型注塑件澆注系統的最好選擇。

［例2-9］　卡板座如圖2-34所示。材料為PC/ABS合金。由于該注塑件中間具有較深的凹槽，如圖2-34中A—A剖視圖所示。其形狀如π字形，特點是注塑件呈凸凹形，兩側的形體較厚，中間的形體很薄。

①缺陷分析　卡板座脫模后易產生向兩外側張開的變形，如圖2-34（a）所示。雖然可以延長注塑件成型時冷卻時間來減緩變形，但這樣做就會犧牲生產的效率，而且也無法確保注塑件的變形不超差。在無法采用注塑模相應結構來實現注塑件不變形的情況下，可以采用注塑件脫模后使用輔助工具強制校正，使得注塑件不變形。由于其形狀特點所決定，無論采用什么樣的注塑模結構都很難避免卡板座的翹曲變形。因為注塑件脫模之后，仍有余溫，注塑件的收縮和變形仍會繼續進行。

②注塑件模外變形的校正　如圖2-35（b）所示?？梢杂脙筛Ｕ龍A柱棒1和圓環2，其中一根圓柱棒1中裝有圓環2。將兩根圓柱棒1插入卡板座的兩個對稱的孔中，再將圓環2套住另一根圓柱棒1上。將裝有校正圓柱棒1和圓環2的卡板座放進具有室溫的水中數分鐘定形后，再取下圓柱棒1和圓環2，卡板座的翹曲變形便可得到校正。圓柱棒1的長度和圓環2直徑要經過試驗后才能夠確定，以防校正過頭。

對于“變形”要素而言，可能會因為所取的分型面上存在著“障礙體”而使注塑件產生變形；也可能會因為澆注系統選擇不合理而產生變形；還可能會因為抽芯機構和脫模機構設計不妥而產生變形；還可能會因為注塑工藝或工藝參數設置不當而產生變形。注塑件變形是由多方面因素造成的，具體情況應具體分析，最后才能作出判斷。

采用成型加工之外的校正方法：注塑件產生了翹曲變形之后，還可以采用成型加工之外的校正方法進行翹曲變形的校正，如采用機械校正注塑件的翹曲變形。卡板座模外變形的校正，就是采用機械構件夾持已翹曲變形的但仍有余溫的注塑件，然后，整體放置在水中冷卻定型來校正翹曲變形。

［例2-10］　護蓋如圖2-36所示。材料為聚甲醛，簡稱為POM，密度為1.41～1.43g/cm3，噴嘴溫度為170～180℃，注塑模溫度為90～120℃，注射壓力為80～130MPa，螺桿轉速為28r/min，注射時間為20～90s，高壓時間為0～5s，冷卻時間為20～60s，總周期為60～160s，收縮率為1.2%～3.0%，設備為螺桿式注射機。

標注：矩形框內的區域相對于平面D下沉0.3mm，材料標記“<POM>”在矩形框內平面上凸起0.2～0.3mm，字體采用Word文檔中SANS SERIFP，字體字母大寫，字號為4。

①存在的問題　護蓋型腔的分布為一模六腔，如圖2-37所示。在六澆口尺寸相同的情況之下，六腔中只有中間的兩腔是合格的，兩側的四腔都存在著縮痕，為不合格件。在保持主澆道和分澆道尺寸不變的情況之下，為了能夠成型一模六腔合格的注塑件，只有將兩側四腔的澆口給堵住，只使用中間的兩腔，這樣造成生產效率的降低。

②縮痕分析與整治　由于中間的兩腔分澆道的流程短，其熔體的壓力和流量較大，熔體是先充滿這兩個型腔。兩側的四腔分澆道的流程長，在與中間的兩腔點澆口直徑和長度相同的條件下，其熔體的壓力和流量較小，不可能充滿型腔，此時，應擴大兩側的四腔點澆口直徑。

③多型腔流量平衡計算　方法一：通過多型腔流量平衡計算的方法；方法二：通過試模修理點澆口直徑的方法，以到六腔流量的平衡。

一模多腔，當多條分澆道的流程不同，而注塑模的澆口又相同時，流入注塑模模腔熔體的壓力、流速、流量、溫度、剪切作用和摩擦作用都會不同，從而會產生注塑件的縮痕和填充不足等缺陷。通過調整注塑模澆口的寬度和厚度的尺寸，可以達到調整流入注塑模型腔熔體各種物理量平衡的目的，進而達到消除注塑件缺陷的目的。

2.4.5　注塑模結構設計和注塑件缺陷整治網絡服務

注塑件上的痕跡可以通過缺陷的預測來分析，確定注塑模澆注系統和注塑模結構方案達到預防的目的。即使是產生了缺陷，也可以通過整治的方法加以根治。成型痕跡和成型痕跡技術是一門新創立的技術，由于該技術還不夠成熟和規范，實踐性很強，牽涉的知識面廣與專業多，工作難度極大，處理問題時極為棘手，若無綜合的專業知識和豐富的實踐經驗，是很難解決成型技術上的許多問題的。注塑件上成型痕跡處理過程是：通過對問題件進行觀察和分析，找出問題產生的原因之后，再給出處治的措施就可以了。這樣少數專業人員便可以通過網絡進行注塑件缺陷整治的咨詢。其方法是：將注塑件缺陷視頻或照片，通過網絡傳給成型加工缺陷醫院或診所中的專家，也可以郵寄實物，由專家作出診斷，并提出處治的措施。這樣在全國甚至在世界范圍內建立的這種網絡，可以服務許多注塑件成型加工的企業。

2.4.6　痕跡學

注塑成型痕跡學是由多學科（流體力學、熱力學、高分子材料學、工藝學、成型工藝學、注塑模設計、模具材料和熱表處理）和痕跡技術組成的一門新型的理論學科。它可以從更深的層次上解釋痕跡技術所遇到的問題，從而解決全部的成型加工過程中問題；同時，對深化注塑件的成型痕跡技術也起到了促進的作用。

從成型痕跡和成型痕跡技術及其運用的一些入門的基礎知識，可以看出成型痕跡技術是一門實用的專業基礎技術。成型痕跡技術是從注塑件成型加工時的實際癥狀出發，應用某些行之有效的方法去解決問題；從注塑件成型加工本質和深層次上去解釋問題的實質，這就是痕跡學需要解決的問題。成型痕跡是成型件在成型加工過程中所形成的客觀的事實，若能將成型痕跡上升到成型痕跡技術和成型痕跡學的理論高度，再用其去指導和解決成型技術的實踐，其價值和意義就更大了。痕跡學和成型痕跡技術是成型缺陷“醫生”整治成型件弊病的專業性理論和技術，成型缺陷規范文本即行業標準是成型件弊病辨別和處治的基礎性文件。

注塑件上的成型痕跡與成型痕跡技術，就是利用注塑件在成型加工過程中，注塑件上烙印的注塑模結構成型痕跡，來解決注塑模克隆、復制和修理的技術；還可以利用注塑件產生的成型加工痕跡來整治注塑件上缺陷?？梢娮⑺芗系某尚秃圹E與成型痕跡技術，是注塑成型加工技術中十分有用的技術。我們應該深入地進行注塑件上的成型痕跡與成型痕跡技術的研究，找出更多和更好的方法應用于注塑模設計和注塑件的成型加工。