■金暘新材料
前言
虎皮紋是一種在塑料大製件上比較容易出現的外觀缺陷,有點類似於LCD TV後殼上的太陽斑,尤其在汽車儀錶板、保險桿、門板和流程較長的內飾件等較大面積的製件上容易出現這種現象。
虎皮紋出現的原因
高分子材料具有黏彈性,即在外力的作用下會發生彈性變形,當外力釋放的時候,又會產生彈性恢復而使體積漲大。當聚合物熔體經口模擠出時,擠出物的截面面積比口模出口截面面積大,這種現象叫做出模膨脹。1893年,美國生物家Barus首先觀察到了這一現象,所以又稱Barus效應。
在射出成型時,當塑料熔體通過較小的澆口時也會存在Barus效應,熔體一旦通過澆口後體積就會膨脹,從而導致熔體流動前沿發生膨脹跳躍現象,表觀上就會形成虎皮紋。
同樣,熔體在流動過程中,因製件較薄、型腔空隙較小、模溫低,流動過程中製件結構易造成流動波動、流程過長或射速較快等,都會導致熔體前沿阻力增大,熔體流動明顯減速或出現停滯,此時充填的區域外觀光澤差,並較窄;但此時熱的熔體不斷從澆口湧來,具有黏彈性的熔體開始吸收並儲備能量,當能量積聚到一定程度時,即可突破熔膠前沿的阻力,熔體開始急速膨脹,跳躍推進,此時新充填的區域外觀光澤好,並較寬。
塑料中的橡膠彈性體越多,虎皮紋現象越容易出現。韌性差的材料如增強材料、非增韌的尼龍、PBT等材料成型過程中則很少出現虎皮紋現象,而ABS、HIPS以及添加了EPDM、POE等橡膠成分的PP材料,則非常容易出現虎皮紋缺陷。
虎皮紋的產生與熔體的黏度關聯不大,而流動過程的不穩定才是導致虎皮紋產生的主要原因。因此,虎皮紋的改善方向一般為:提供足夠的壓力,維持熔體前鋒的穩定流動。
針對虎皮紋的解決對策
材料方面
- 提高材料的流動性和相容性。相容性差的材料,容易出現虎皮紋缺陷。不相容材料換色時,可以很清晰地看出虎皮紋的產生,深色材料與淺色材料在缺陷區域交替出現,證明該區域熔體流動不穩定。
- 減少材料中的增韌劑含量。
模具方面
- 設計合理的流道系統;
- 排氣良好;
- 冷卻均勻。
成型工藝
- 提高料溫、模溫;
- 降低射速、提高注射壓力。
應用案例
在服務某客戶汽車保險桿上的案例中,金暘技術團隊通過優化免噴塗PP料配方的流動性和相容性,同時幫助客戶改善模具和優化工藝,最終解決了保險桿產品虎皮紋和流痕的外觀缺陷,實現批量供貨。