注塑成型缺陷之熔接痕标准化解决方法

Moldflow注塑成型缺陷之熔接痕标准化解决方案

一、熔接痕形成机理

熔接痕（有称夹水纹）是由模具不同位置浇口处流出的熔融塑料汇聚时形成的交接痕迹。熔接痕的形成原因是由于各浇口流出的熔料经过形状复杂的型腔到达汇聚处时各自的温度、压力、速度不完全一致而产生的。

熔体汇合时形成的接缝分熔合线(meld line)和熔接痕(weld line)，熔合线的性能明显优于熔接痕。一般而言，汇合角大于135度时形成熔合线，小于135度时形成熔接痕，如下图所示。熔合线的性能明显优于熔接痕，汇合角对熔接缝的性能有重要影响，因为它影响了熔接后分子链熔合、缠结、扩散的充分程度，汇合角越大，熔接缝性能越好。

图1：熔接痕和熔合纹的定义

二、熔接痕的表现形式

熔接痕是注塑件的薄弱环节，不但影响制品的外观，而且易于产生应力集中，影响制品的总体强度。

三、熔接痕的评价规格

熔接痕一般是两股熔体汇合时形成的表面刻痕，可以通过表面粗糙度计（如图3）来测量，其评价规格可由熔接痕的深度（如图4）来衡量（如图5熔接痕质量的评价规格）。

图3：测量熔接线的表面粗糙度计

Weld Line

Weld Line

表面粗糙度测量计

Weld深度

Weld Line测量结果

图4：测量获得的熔接线深度图5：熔接痕质量的评价规格四、熔接痕产生的原因及改善的对策

熔接痕的质量与人机料法环等因素都有直接或间接关系，关键是要把握影响的主要因素，并确定正确的改善措施。熔接痕改良措施见下表：

熔接痕产生原因改善对策

塑

料

流动性不佳改善模具浇注系统的滞流现象，扩大浇口、

流道和注射口，改善物料的流动性。

添加补强料太多玻纤含量越高，熔接痕强度越低。玻纤长径

比增加时，熔接痕强度降低。

1

2

3

4

5

6

012345

Weld Line深度(μｍ）

质

量

水

平

NG

OK

Good

Bad

Weld Line深度≦２μｍ

射压或射速过低增加射压或射速自然可以改善。射压和

射速是相关连的，同时增加二者并不恰

当。因为进行调整前，并不清楚造成

熔接线明显的原因是射压还是射速。应

择一调整，观其后效，再决定下一步动

作。每次射压或射速调整的增量以10%

为原则。每次调整后，大约要射胶10

次才可达到稳定状态

五、Moldflow熔接痕技术标准

通过Moldflow在计算机上对不同的设计方案进行模拟分析，找出所有熔接线的位置及其质量，是帮助改进熔接痕质量的有效工具。

对应于熔接痕的评价规格，Moldflow Weld Line汇合角评价标准：

Weld Line汇合角

基准：Weld Line汇合角≧７５°

Weld Line汇合角

图6：Moldflow 熔接痕汇合角评价标准

假设本例熔接痕深度≦2µm，熔接痕不可见，质量好。对应于该评价标准Moldflow的评价基准是Weld Line汇合角≧75º时熔接痕不可见。

Moldflow 参数标准化评价基准Moldflow对应

有效分析结果

Moldflow结果示例

汇合角熔接痕汇合角度越大，其质

量越好。

条件基准

无定性脆性

材料

无定性韧性

材料

半结晶性材

料

黑色材料

透明材料1．Weld Line（选Hightlight的Weld line）

2．Fill Time的Coutour模式

压力熔接痕处压力大,其质量就好

条件基准1．Weld Line（选Hightlight的Pressure相关结果）2．Pressure XY Plot

汇合温度形成熔接痕的两股熔体前峰温

度的温差应小于10度，熔接痕

处的温度应不小于注射成型温

度20度

条件基准1．Weld Line（选Hightlight的Temperature相关结果）2．Temperature at Flow Front

冻结层因子（Frozen

layer fraction）冻结层因子值(0~1)越小，熔接

痕质量就越好。

条件基准

1．Frozen Layer

Fraction

六、Moldflow解决熔接痕的成功案例

1.汇合角优化

案例：汽车保险杠

问题：熔接痕汇合角较小，熔接痕明显、质量差

20°→ＮＧ

解决方案：修改局部壁厚，汇合角增大，大于120度，熔接痕质量得到改善

t=4.0R t=4.5t=3.5

t=1.5

mm

角止点

mm

mm

BL 截面(中心开口截面）

mm

t=4.0R t=4.5t=3.5t=1.5mm

角止点

mm

mm

BL 截面(中心开口截面）

mm

2．壁厚优化 案例：汽车格栅

问题：熔接痕位于表观面，影响表观质量 解决方案：修改制品局部壁厚

3.压力以及凝固层优化

方案1的模温：65度，熔体温度：210度 T=8.3s 时方案1的冻结层因子为0.5075 问题：熔接痕质量差

解决方案：通过增加熔接痕处的压力及降低熔接痕处的冻结层因子 方案2模温：80度，熔体温度：235度

方案2的冻结层因子为0.3630，比方案1的熔接痕质量较好

注射成型温度是235度，熔接痕处的温度大于235度，熔接痕质量较好 增加一浇口,使熔接痕处过保压,压力大大提高, 熔接痕质量较高

方案1: 冻结层因子小,熔接痕处压力小 方案2: 冻结层因子大,熔接痕处压力大