注塑成型问题-困气的原因分析和解决方案

一、问题描述:

在注射成型时熔体填充阶段结束时形成的气穴是注射成型零件的缺陷;此时，模具流道系统和模具型腔内的空气随着熔体向前推进，最后在熔体填充的末端位置形成高压的气体，阻碍熔体进一步填充到这些困气位置，完整的复制成型零件的型腔轮廓。许多人可能会误认为是短射问题而不是困气，因为他们在成型零件有类似的缺陷表象。

困气一般表现为2种形式。如图1所示，第一种类型是在成型零件的末端、边缘、角落形成困气；第二种类型是困气形成在成型零件的内部，如图2所示。

图1: 第一种类型困气-成型零件的末端、边缘、角落形成困气

图 2: 第二种类型困气-成型零件中心困气

二、本原因分析:

对于注塑成型工艺，每次模具打开时，进胶系统从母模部分脱模，然后和零件从公模一起顶出，空气会充满模具型腔，当模具开始下个周期时，模具中的空气被密封在型腔中，充填开始时型腔中的气体会被向前推动压缩，最终集中在型腔的某个地方，并产生足够高的空气压力，这会阻碍熔体进一步充填，这些被困的空气最终被困在这些空间。

对于第一种类型的困气，这些空气被推动、压缩，最终困在成型零件的末端、边缘或某个角落。

对于第二种类型的困气，是一种不良的熔体填充模式，一般称为跑道效应，这种效应是熔体在型腔壁厚的区域流动的比壁厚薄的区域更快，最终来自不同方向的熔体将空气困在成型零件的内部区域的某个地方。图2所示为第二种类型的困气，是由于零件厚度设计不均匀而产生跑道效应，导致空气被困在成型零件的内部区域。

三、纠正、预防解决方案:

根据上述根本原因分析，可以推断，任何有助于将封闭空气从模具中排出的补救措施，都有助于解决困气问题。

考虑到这一点，通过思考如何使封闭空气从模具中排出或避免被困在模具中，可以从注塑工程系统的五个方面-工艺条件，模具设计/制造/结构，零件设计，塑料材料和设备分别分析，针对排气问题的纠正/预防性解决方案。

3.1工艺条件:

<1>运行多段的短射测试（比如充填20%，40%，50%，60%...90%），并收集样品，以判断在成型零件上可能遇到哪种类型的困气。1型，2型，还是两者都有?

<2>降低注射速度-

遇到困气问题，仅仅通过工艺条件的调整是不可能解决的。还需模具有良好的排气系统，在较低的注射速度条件下，这将导致较长的熔体填充时间，从而使封闭的空气有较长的时间通过排气系统完全从模具中排出。

3.2.模具设计:

有效的排气系统在模具上可能是最有效的方式释放封闭在模具型腔中的空气，减少困气问题的风险。模具设计师的工作应该包括这样的排气系统设计，使其在相关的模具图纸上规范和标准化，而不是让模具人员在发生困气问题时再做排气通道。

利用先进的模拟技术，人们可以预测模具零件腔内的熔体填充模式以及在成型零件上产生困气的位置。可以在预测的困气位置设计和加工排气通道，而无需等待前面提到的短射试验结果。

模具设计师可以根据困气的位置，设计三种方式排气通道。

<1>当困气位于成型零件表面的边缘时，如图1 -中的顶部示例

在模具公模和母模的分型线表面以及靠近困气位置的地方设计排气通道。

<2>当空气被困在成型部件的深筋时，如图1 -中底部的示例，在此处设计镶件，并在镶件上设计排气通道。

<3>当由于跑道效应形成困气时，如图2 -中的例子所示

在困气阀位置设计一个顶针;并在设计排气通道

除了在困气位置设计爬起通道外，建议在熔体填充路径上设计足够的排气通道。这样，一部分封闭的空气会尽早从型腔中排出，从而降低了困问题的风险。它也带来的好处，尽可能使用高的注射速度，而没有困气的问题。

最重要的是要确保排气系统是开放的通道，以便从型腔中排出的空气可以完全通过通道排出模具。保持排气系统的清洁，防止长期生产后塑料材料的粉末或残留物沉积堵塞排气通道。

3.3零件设计

无论设计何种浇口，浇口位于何处，在填充阶段结束时，都有熔体填充的端部、边缘;因此，如图1所示的1型困气是不可避免的。然而，如图2所示的2型困气是可以通过适当的零件设计来避免的。

类型2的困气是由于不均匀的壁厚设计的部分，导致跑道效应，最好的解决方法是整个零件的厚度分布均匀，消除跑道效应。

3.4塑料材料:

如果选择塑料材料有多种选择，最好选择在注塑过程中产生残留粉末和沉淀最少的材料。这些残留的粉末和沉淀物可能在生产开始后不久就在排气槽成沉积物，堵塞排气系统，使排气系统失效。

3.5 设备选择

注塑机可能无助于解决空气陷阱问题。然而，如果注塑机配备一个集成的真空泵系统，在熔体注射开始之前将封闭的空气抽出模具，将会有很大的帮助。在这种情况下，模具的排气系统变得不必要。相反，模具分型面上要做密封设计，使型腔体成为一个完全封闭的空间，当真空泵系统工作时，只将封闭的空气抽出，同时不吸入环境中的空气。