一、引言

氣紋是容易產(chǎn)生且很難消除的質(zhì)量缺陷。氣紋不僅僅會影響產(chǎn)品的外觀，還會影響產(chǎn)品的強(qiáng)度。國內(nèi)有關(guān)技術(shù)資料對產(chǎn)生氣紋的機(jī)理過程涉及的不多，造成操作人員遇到具體問題時，不能快速找到問題產(chǎn)生的原因，不知該采取哪些工藝措施，問題得不到及時的解決，導(dǎo)致資源大量浪費，會對企業(yè)造成巨大的損失。

針對塑料制品產(chǎn)生氣紋這一缺陷，本文對其產(chǎn)生因素進(jìn)行了分析和研究，詳細(xì)的闡述了氣紋的產(chǎn)生機(jī)理及現(xiàn)象，又根據(jù)不同氣紋的特點，制定了相應(yīng)的應(yīng)對措施。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象做出準(zhǔn)確的判斷，就可以推斷出氣紋產(chǎn)生的原因，繼而制定出相對應(yīng)的消除措施方案進(jìn)行解決。

二、氣紋產(chǎn)生的原理

氣紋是塑料在充模過程受到氣體的干擾而出現(xiàn)在制品表面熔料流動方向上的缺陷。氣體的成份包括水汽、分解氣、空氣，可見，氣紋存在的根本原因是有氣體存在，如果高溫熔融態(tài)塑料流體在填滿模具之前，不能將氣體順暢排出，氣體就會與塑料熔體混合流動，冷卻成型后，內(nèi)部氣體形成氣孔，外部氣體產(chǎn)生流動痕跡，即氣紋[1]。

事實上，在注塑過程中氣體的存在是不可避免的，而且有相當(dāng)一部分殘留在塑料內(nèi)部。當(dāng)模內(nèi)壓力足夠大，氣體含量沒有超過一定的限度時，氣體以分散的狀況溶解到塑料里面去；但當(dāng)模內(nèi)壓力不夠大，而氣體含量又超過一定的限度時， 這些氣體便從熔融塑料中紛紛釋放出來，到達(dá)制品表面而形成氣紋。

造成氣紋缺陷的主要原因有六點：1 注塑設(shè)備與注塑產(chǎn)品不相配；2 模具排氣槽設(shè)計太少或太?。? 生產(chǎn)工藝的影響；4塑料熔體自身不斷地產(chǎn)生氣體 ；5 注塑設(shè)備所處的環(huán)境濕度大；6 塑料熔體流動性差。

1. 注塑設(shè)備的影響

設(shè)備的選擇要合理，如果制品與澆口凝料料重之和小于最大注射量的20%, 則剩下的原料會因螺桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力，機(jī)筒的加熱而分解產(chǎn)生氣體。如果大于最大注射量的80%，則會出現(xiàn)熔料受熱不均的現(xiàn)象，很難以成型精密制品。螺桿設(shè)計如果合理, 與所加工的塑料種類匹配, 成型工藝范圍就會相對較寬; 否則成型工藝范圍可能很窄甚至不能成型制品。

不同型號、大小的注塑機(jī)其射嘴的孔也是各有差異的，有2.5MM、3.5MM、5MM 等等，機(jī)器越大其射嘴孔相應(yīng)也就越大。噴嘴孔太小、物料在噴嘴處流涎或拉絲、機(jī)筒或噴嘴有障礙物或毛刺，高速料流經(jīng)過時產(chǎn)生摩擦熱使料分解產(chǎn)生氣體,氣體來不及排出會產(chǎn)生氣紋現(xiàn)象。

2. 模具排氣不暢的影響

在高溫高壓下，低黏度熔融塑料突然穿越狹窄的澆口，熔融原料注射進(jìn)入模具型腔的時間很短 ，進(jìn)入具有較大自由空間的型腔，形成高壓噴射狀態(tài)，夾帶了流道和型腔內(nèi)存在的空氣。原料在模具中的填充過程又是氣體被排出的過程， 模具分型面缺乏必要的排氣孔道或排氣孔道不足、堵塞、位置不好，又沒有嵌件、頂針之類加工縫隙排氣，使流道和型腔中的空氣不能在塑料進(jìn)入的同時離去，極易造成氣體被裹入高溫熔體中，隨著熔體的流動，氣體逸出熔體表面，形成流動痕跡[2]。

3. 生產(chǎn)工藝的影響

如果注射壓力過高、注射速度過快，模具中的氣體來不及排出，就會受到急劇壓縮，驟然積聚大量機(jī)械能，從排氣槽釋放的氣體又急劇膨脹將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能迅速釋放出來，極易造成排氣槽部位零件表面過燒，產(chǎn)生焦斑。除此之外， 還會產(chǎn)生物料摩擦熱過高，容易造成熔料因溫度偏高而降解或變色；同時，過快的注射熔料流速會讓模腔內(nèi)空氣被急劇加壓而升溫，也會使熔料匯合處因降解而出現(xiàn)焦黃色。

但如果注射速度過慢，注塑成型制品用時間增加，熔料受降溫的影響充滿模腔的時間加長，流動所受到的阻力加大，這樣會造成成型制品出現(xiàn)冷合料縫痕， 還會造成原料的溫度大幅度下降，隨溫度降低，原料的粘度升高，流動性變差，

一方面使氣體不能及時從熔融原料中分離出來反而產(chǎn)生流紋，另一方面就是熔體前沿溫度的急速冷卻形成了高粘度流動體，阻礙了氣體向前流動排出，在通過模腔狹窄區(qū)域（如零件薄壁區(qū)域）時，受到很大阻力，使熔體內(nèi)部壓力升高，容易形成高溫灼熱氣體，產(chǎn)生零件表面過燒現(xiàn)象。

4. 塑料熔體自身產(chǎn)生氣體的影響

如果注塑設(shè)備適合生產(chǎn)某種產(chǎn)品，塑料模具設(shè)計合理，排氣順暢，但塑料自身不斷產(chǎn)生氣體，那么塑料熔體在射膠過程和冷卻成型過程中依然會產(chǎn)生氣紋。自身產(chǎn)生氣體主要有兩種類型：

（1） 水蒸汽的影響

水蒸汽來源主要是原材料受潮時吸收的水分，熔膠過程中，原材料受熱，水分被不斷蒸發(fā)逸出，射入模具后，塑料熔體表面水蒸汽遇冷迅速冷凝，在零件表面形成蒸汽紋。如果模具排氣不良，灼熱的水蒸汽就會造成零件表面過燒現(xiàn)象。

（2） 分解氣體的影響

一些質(zhì)量差的塑料熔膠過程中，由于受高溫或高剪切力（螺桿轉(zhuǎn)速過快、背壓過高）影響，一些易揮發(fā)相直接從熔體中逸出；特別是當(dāng)含有微量雜質(zhì)或微量水分時，可能發(fā)生催化裂化反應(yīng)。造成塑料產(chǎn)生分解氣的原因：熔體溫度過高， 造成分解；料筒溫度過高，或料筒的發(fā)熱圈控制失調(diào)。小制品用大機(jī)，或緩沖墊量過大，或料筒內(nèi)的呆料、死角處因長期受熱而分解，或成型周期太長，使熔體在料筒里的停留時間過長而造成分解；熔體在料筒里的剪切過大，螺桿的壓縮比過大，螺槽太淺等，再加上螺桿轉(zhuǎn)速過大，背壓過大等。

5. 注塑設(shè)備所處的環(huán)境影響

當(dāng)注塑機(jī)處于潮濕的環(huán)境中，空氣濕度過大空氣濕度過大，遇到冷的模具而凝聚成水的水珠（如模溫低于露點），造成模具的模穴內(nèi)帶有微量的水分，這些水分被熔料汽化后成水蒸氣，氣體來不及排出便會產(chǎn)生氣紋現(xiàn)象。

6. 熔體流動性差的影響

許多塑料具有熔體流動性差的性質(zhì)，它對氣紋產(chǎn)生的影響有兩種類型，一種是塑料在熔膠階段產(chǎn)生的氣體不能及時逸出并從料筒后段排出，導(dǎo)致其最終被帶入模具中；另一種是在模具中使裹入塑料熔體中的氣體不及時逸出。

三、典型實例分析

該儀表罩是在800T注塑機(jī)中生產(chǎn)的，產(chǎn)品圖號53A-05171,毛重801g，凈重792g，材料牌號ABS/VK125，成型周期65s。

1. 儀表罩出現(xiàn)氣紋的原因

經(jīng)分析造成氣紋的原因主要有：

⑴熔料溫度或模具溫度過低；

⑵注射速度、壓力過高；

⑶背壓偏低；

⑷模具排氣不良；

⑸原料干燥不充分或過熱分解；

⑹模具澆注系統(tǒng)有缺陷。

2. 可行的改進(jìn)方案

⑴適當(dāng)提高料筒溫度，使氣體容易逸出，但PC/ABS塑料溫度不能超過270℃， 防止高溫分解，影響PC/ABS塑料性能。

⑵適當(dāng)降低注射壓力、注射速度，使氣體有充分時間排出。應(yīng)當(dāng)注意的是， 注射壓力和注射速度是相互關(guān)聯(lián)的，調(diào)整時不能采取同時改變兩者的方式，因為進(jìn)行調(diào)整時并不能確定造成氣紋的原因究竟是注塑壓力過大還是注射速度過大。正確的方法是先選擇其中一個參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，然后看其產(chǎn)生的效果，再決定下一步的操作。

⑶增加背壓，提高熔料速度，可以使裹入原料中的空氣以及原料自身易揮發(fā)相產(chǎn)生的氣體從料筒后段充分排出。

⑷改善模具的排氣。保證注塑過程中物料填充到模具內(nèi)時所產(chǎn)生的各種氣體順利的排出模具。

⑸原材料應(yīng)該充分干燥，建議70℃～80℃，烘料時間不少于4h，并做好防潮措施（特別在陰雨天），防止水蒸汽的影響。

四、結(jié)語

注塑制品上的氣紋會降低制品的強(qiáng)度，影響外觀, 因此氣紋是注塑制品失效的一個重要原因。氣紋區(qū)域材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)是影響制品性能的直接原因, 要消除或減小氣紋對制品性能的影響, 以提高制品的性能, 應(yīng)充分考慮不同材料形成的氣紋的形態(tài)結(jié)構(gòu)。只有通過正確地認(rèn)識氣紋區(qū)域材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)與制品性能的關(guān)系, 才能在工業(yè)生產(chǎn)中合理地選擇模塑材料。這對于提高注塑制品的質(zhì)量, 延長注塑制品的使用壽命具有重要意義。