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(沙田模具设计培训)塑胶制品设计缺陷之熔接线/融合线

(沙田模具设计培训)塑胶制品设计缺陷之熔接线/融合线

分类:
技术论坛
来源:
www.xcjysj.com
2020/04/13 09:18
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缝合线(Knit Line)也称作熔接线(Weld Line)、熔接痕、结合线,是指两股塑料熔胶流动波前(Melt Front)交会所形成的表面流痕

 

喷流造成的缝合线 

通常若浇口尺寸过小,塑料在充填宽度和厚度较大的模穴时,若成型条件控制不良则易发生喷流(Jetting),如下图所示。由喷流产生的塑料并不循序自进浇口逐渐填模,而是以蛇形流的方式喷射到模穴中,然后塑料自浇口对面侧逐渐堆积。塑料蛇形流堆积时相互压缩造成所谓的手风琴效应(Accordion Effect),最后在蛇形流弯角堆栈区域形成流痕,是为由喷流所造成的缝合线。

热缝合线 

塑料在流动过程料流遇到障碍物(Obstruction)(如嵌件、型芯等)而分流,分流的料流绕过障碍物后又重新汇合,在汇合区域所形成的缝合线。由于两股料流来自相同料流遭障碍物分流而成,性质及温度差异不大,同时在熔接后料流仍然继续流动,因此称为热缝合线(Hot Weld Line;Streaming Weld)或交融线(Meldline)

冷缝合线

冷缝合线(Cold Weld Line;Butt Weld)的产生多半由于多点进浇(Multiple Gating)而造成,如下图所示。塑料在流动过程中受模具冷却效应温度逐渐下降,因此发生冷缝合的时机往往接近充填结束,塑料温度也较冷,因此称作冷缝合线。冷缝合线可视作两股料流头对头(Head-to-Head)相互冲击而形成的缝合线,熔接角度接近0o。,同时在熔接产生后塑料往往立即停止流动,因此冷缝合线是熔接强度最差,外观最明显的一类缝合线。

由肉厚变化造成 

塑料在肉厚具变化的模具中充填时,由于流动阻力的差异,造成领先-落后流动(Lead-Lag Flow)或流动轨道效应(Race-Track Effect),形成不同的塑料流。流速不同的塑料流在界面交会处亦会形成缝合线。图1所示的缝合线即是由于塑件肉厚差异所引起。此类缝合线的熔接强度也与温度以及熔接角度有关:熔接温度越高,强度越强;角度越大,强度亦越强。图1所产生的缝合线强度接近热缝合线。

缝合线的对策 

在避免缝合线的问题上,最佳结果是完全避免缝合线的发生;但对于多点进浇塑件缝合线往往无法避免,因此需往下列几个方向思考:

外观(Esthetics)考虑:将缝合线移至非外观面、内面、隐藏面或咬花部位等外观性质较不重要的区域。

   最终使用性能(End-Use Performance)考虑:将缝合线移至非受力面、肉厚较厚处或具结构补强处,以避免应力集中引起破坏,补偿可能产生的熔接强度下降。对于具有装配孔的塑件缝合线生成方式的考虑尤其重要。图1显示一带有圆孔的塑件在成形时由于进浇口数目与位置差异造成所形成的缝合线有所差异,以产品强度而言,热缝合线数目较少且强度较强,是较佳的设计。

   由于温度越高,分子链间的活动力(Mobility)及扩散(Diffusion)越明显,熔接强度越强,因此应尽量让熔接发生于高温区域。

   避免冷熔接为第一优先,热熔接其次。

在对策方面可针对下列三点加以考虑:
   设计考虑
   材料考虑
   成形条件考虑 

设计考虑

  产品设计
  流道及浇口设计
  特殊设计

肉厚与产品设计

  利用改变肉厚设计、流动引导器(Flow Leader)、流动转向器(Flow Deflector)移动缝合线位置。通常肉薄区域因温度较低,熔接强度较弱,因此要引导流动,避免在肉薄处产生熔接。

  引导流动使料流的熔接角较大,可以减缓缝合线问题。熔接角度越小,缝合线问题越明显。

品设计时在嵌件引入导角,避免嵌件角度过于尖锐。

  以产品表面咬花、喷漆或贴标签等方式掩饰缝合线。

  在具有格栅结构(Grill Structure)、靠破孔区域或多重型芯(Multiple Core)塑件,应注意由于心形销(Core Pin)分割料流所形成的缝合线会造成产品强度锐减。

2、比较一个心形销与多个心形销所形成缝合线的熔接强度。后者由于料流被分割重合多次,熔接强度较差,且随离进浇口距离的增加,温度降低,分合次数增加,强度有递减的趋势。

依此熔接强度随料流分合次数增加而递减的观念,图3所示的两组进浇方式设计以设计B较佳,因为设计A的熔接线发生在两嵌件间,且强度较弱,容易成为应力集中点及潜伏破坏区域。

 

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