注塑件 残余应力

龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷，主要表现为在应力易集中或者熔接痕的地方开裂，或者在涂装放置一段时间后出现油漆开裂等现象。产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。

一、充填不足或缺胶

充填不足的主要原因有以下几个方面：

i.树脂容量不足。

ii.型腔内加压不足。

iii.树脂流动性不足。

iv.排气效果不好。

作为改善措施，主要可以从以下几个方面入手：

1）加长注射时间，防止由于成型周期过短，造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。

2）提高注射速度。

3）提高模具温度。

4）提高树脂温度。

5）提高注射压力。

6）扩大浇口尺寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的1/2～1/3。

7）浇口设置在制品壁厚最大处。

8）设置排气槽（平均深度0．03mm、宽度3～5mm）或排气杆。对于较小工件更为重要。

9）在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的（约5mm）缓冲距离。

10）选用低粘度等级的材料。

11）加入润滑剂。

二、龟裂或开裂 龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷，主要表现为在应力易集中或者熔接痕的地方开裂，或者在涂装放置一段时间后出现油漆开裂等现象。产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。

（一）残余应力引起的龟裂

残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可从以下几方面入手：

1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。

2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。

3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。

注塑件内应力的产生及解决对策

一般射出成品定型前，存在成品内部的压力约为300kg/cm2 -500kg/cm2之间，如因调整不当造成射胶压力过高，射入模内虽经过浇道、浇口、成品之间的阻力以及成品逐渐冷却，压力逐渐之降低，而存在成品内部进胶口及远端之压力不同，成品经过一段时日于热接触，内应力渐渐释放出来而造成变形或破裂。内应力太高时，可实施退火处理解决。 内应力的产生： （1）过度充填。

（2）肉厚不均，gate开设在肉薄处。 （3）密度太商而造成脱膜困难。

（4）埋入件周围应变所致，易造成龟裂及冷热差距过大而使收缩不同所致，欲使埋入件周围充填饱模，需施加较大的射压，形成有过大的残留应力。 （5）直接浇口肉薄而又浅口者极易残留应力。 （6）结晶性塑胶、冷却太快内应力不易释放出来。 解决及对策：

（1）提高料温、模温，在各原料标准条件内设定。 （2）缩短保压时间。

（3）非结晶性塑胶，保压压力不需太高，乃因较不会缩水。 （4）肉厚设计要均匀gate开设在肉厚处。 （5）顶出要均匀。

（6）埋植件要预热（用夹子或手套塞入）。

（7）避免用新次料混合，如PC易加水分解，如需混合要彻底烘干。

（8）加大竖浇口、横浇道、浇口等，以减少流动阻力，成形品远处易于传达。 （9）已发生之产生可实施退火处理，依二及二-1之条件实施。 （10）加大射嘴射径，长射嘴需加热片控制。

塑料注射成形零件内应力检测方法

塑料注射成形零件由于结构设计，模具设计和工艺的局限性，在注塑和冷却过程中总会同时伴有压

力和拉力的产生，而较高的残余应力（表面拉力）将会导致零件过早失效。为了有效规避零部件产生这

种失效，更合理的设计和工艺是必需的。同时，快速而有效的检测在研发和生产过程中可以帮助我们及

时发现缺陷，并可避免问题的扩散。

目前评估塑料注射成形零件表面及附近区域残余应力的方法之一是溶剂沉浸测试法。沉浸后，高应

力集中区域会有相应的裂纹产生，以此我们就可以快速有效地对设计和工艺进行评估和改进。

以下部分是主要树脂生产商GE和Bayer推荐的适合于各自主要产品的溶剂测试法。我们需要在供

应商品质控制流程中加入该检测结果。

GEP Lexan/Cycoloy系列塑料

Lexan 系列（PC）：常用于手机镜片，导光板，机壳。

Cycoloy系列（PC+ABS）：常用于手机机壳。

对于用Lexan和Cycoloy系列塑料成形的零件，内应力的检查都可以采用以下方法：

1． 醋酸沉浸法：

（1） 将零件完全浸入24摄氏度的冰醋酸中30秒；

（2） 取出后立即清洗，后晾干检查表面；

（3） 仔细观察外观，若有细小致密的裂纹，说明此处有应力存在，裂纹越多，应力越大;

（4） 重复上述操作，在冰醋酸中浸2分钟，再检查零件，若有深入塑料的裂纹，说明此处有很高的

内应力，裂纹越严重，内应力越大。

2．甲乙酮 + 丙酮沉浸法：将零件完全浸入21摄氏度的1：1的甲乙酮 + 丙酮的混合液中，取出后立即

甩干，依上法检查，有应力的零件应在60-75摄氏度下加热2-4小时以清除应力，也可在25%的丙酮中

浸泡30分钟去除应力。

Bayer Makrolon/Bayblend系列塑料

Makrolon 系列（PC）：常用于手机镜片，导光板，键盘，机壳等。

Bayblend系列（PC+ABS）：常用于手机机壳。 以下介绍的TnP(toluene and n-propyl alcohol甲苯+正苯醇)溶剂测试法仅适用于Makrolon(PC)，对于

注塑缺陷原因分析与解决方案

一、变形/翘曲（ Warpage ）

塑胶件产生翘曲变形，导致制品的效或引起尺寸误差和装配困难；翘曲变形是塑件最严重的质量缺陷之一。

变形产生原因：

1、材料：物料收缩率大，如PA+GF的收缩率就很大，流动玻纤取向。

2、模具：

（1）产品两侧，型腔与型芯间温度差异较大 ；

（2）模具冷却水路位置分配不均匀，没有对温度很好地进行控制 ；

（3）浇口方式和位置设计不合理，特别加纤料，流动规则很重要；

（4）产品粘模引起变形，顶出不平衡导致变形；

（5）模具排气不佳，导致模腔内注塑压力大。

3、成型工艺：

（1）注塑压力过高或者注射速度过大；

（2）料筒温度、熔体温度过高；

（3）保压时间过长或冷却时间过短；

（4）尚未充分冷却就顶出，由于顶针对表面施压造成翘曲变形。

4、产品结构

（1）长条形结构翘曲加剧；

（2）产品结构不对称导致不同收缩；

（3）产品壁厚不均匀，突变或过薄，导致薄壁部分冷却较快引起翘曲。

解决方案：

主要应从产品和模具设计方面着手解决，而依靠成型工艺调整的效果是非常有限的。

1、材料：

（1）选择收缩性较小的材料，内部的长条形纤维会顺着流动方向发生取向。沿着取向方向收缩小、垂直取向方向收缩大，取向引起的收缩不均会导致产品变形；

（2）如PA66或PA+GF料都容易变形，评估时特别注意，提前做模流分析。

2、 产品结构和模具：

（1）由于塑胶从熔体转变为固体体积必然收缩，厚度大收缩大，厚度小收缩相对也小，收缩不均产生的内应力导致产品变形。只能通过优化产品设计，尽量使产品壁厚均匀 ；

（2）模具的冷却系统设计合理，使得产品能够冷却均匀平衡，控制模芯与模腔的温差。

（3）合理确定浇口位置及浇口类型，可以较大程度上减少产品的变形，一般情况下，可采用多点式浇口，在评估阶段多做几种模流分析方案来验证最小变形；

（4）模具设计合理，确定合理的拔模斜度，顶针位置和数量，检查和校正模芯，提高模具的强度和定位精度；