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第 38 章:透视(Read through)透痕/透印

Steve Brammer,Randy Kerkstra,GEMINI & CHATGPT

38.1  定义

透视缺陷是产品外观面的光泽差异缺陷,缺陷的形状和产品背面的细部特征一样(比如圆形的顶针,壁厚变化的台 阶)。图 38.1 是透视缺陷的一个例子。

也称作:光泽差异,壁厚变化,透痕/透印

错误的分类:顶高,缩水

译者注:国内正常把这类缺陷归类为光泽差异缺陷。作者把它单独列出来的原因应该是,这个缺陷就像蒙了一层薄纱的物体一样,里面的东西若隐若现。

38.2  透视问题的可能原因4M

注塑工艺模具机器原料
保压压力大零件变形机器性能 
模温斜顶的配模  
 冷却  
 壁厚变化  

38.3  透视的问题解决

透视缺陷的问题解决可能会比较棘手,因为它通常是工艺和模具综合起来的结果。透视问题的原因要么是收缩的差 异,要么是模具零件的变形。先确定缺陷背面的结构是什么:是不是顶针、斜顶、顶块,还是壁厚变化。处理透视 缺陷时,STOP 方法里的观察部分,发挥最重要的作用。

38.3.1  注塑工艺问题引起的透视缺陷

可能的工艺相关的因素有:

  保压压力大   模温

38.3.1.1  注塑工艺问题:保压压力大

保压压力大会带来两个问题:

1.     保压压力高会造成模具零件的变形。高的模腔压力实际上会造成顶针、斜顶、顶块,甚至是顶针板的变形,具 体参考下面的模具原因一栏。试着降低保压压力,查看产品有无改善。

2.     高保压压力可能导致模腔压力分布的差异,模腔压力分布差异会使得不同区域的收缩率不一样,导致透视缺陷。

38.3.1.2  注塑工艺问题:模温

实际模温分布的不均匀,会导致产品不同区域的光泽不一样。如果模具的零件没有得到足够的冷却,那结果就是收 缩的差异。这个冷却和收缩的差异会导致产品表面的光泽水平差异。

确保模具的表面温度是均匀的,可以用表面温度计来检查生产中的模具的实际温度。不要依赖于模温机的设定温度, 确认模具的表面温度和产品的顶出温度,和标准工艺参数是否一致。

38.3.2  模具问题引起的透视缺陷

透视缺陷的真正原因常常是模具方面的,常见的原因有:

  零件变形  斜顶配模  冷却  壁厚变化

38.3.2.1  模具问题:零件变形

模具零件变形是透视缺陷的一个主要的典型的原因。当模具零件在模腔压力下变形时,它会像弹簧那样被压缩回退, 当模腔压力下降后,它又弹回,这导致了透视缺陷。

会遭遇变形的模具零件包括:顶针、斜顶、芯子、顶针板等。从透视缺陷的外轮廓上,可以看出零件的形状。

在模具零件如顶针、斜顶、芯子等又长又细,没有支撑,是最容易在模腔压力下弯曲变形,而导致产品上出现透视 缺陷的。在模具设计时,要确认模具零件有足够的支撑面积,最小化没有支撑的面积,避免零件变形。

为了最小化顶针板的变形,顶针板的容易发生变形的位置,要设计有垃圾钉(stop button)。如果顶针板只设计有四 个边角的垃圾钉,那模具零件受压造成顶针板变形的几率就很大,或造成透视缺陷。在模具的设计阶段,要设计有 充足的垃圾钉来支撑顶针板,尽量避免顶针板变形。

案例分析:斜顶变形

这个案例里,一个玻纤填充 PP 料的产品,在所有的斜顶位置有可见的透视缺陷。最初的问题分析,推定是斜顶的温度和模仁温度不一致造成的。然而, 有两个指标说明温度问题不是造成透视缺陷的原因。第一,产品从刚开始生产的第一模就开始有透视缺陷,并不会越来越严重;第二,改变模具温度没有任何效果。

作为解决方案,斜顶改成根部用顶针支撑连接到顶针板。这种结构使得斜顶在模腔压力下不会变形,从而消除了产品的透视缺陷。

译者注:这里是指,斜顶和顶针之间是松连接,斜顶是靠注塑压力,推回到模腔的斜面止位的。

38.3.2.2  模具问题:斜顶配模

如果斜顶没有配模好,在顶针板后退时,斜顶没有在斜顶孔的底部位置(也就是斜顶和斜顶孔之间有间隙);那么 斜顶会在模腔压力下后退,这会导致斜顶位置的透视问题。斜顶的高度要调整好,让斜顶在注塑压力下的活动量最小。

要检查斜顶的配模,可以用红丹来确认,顶针板后退时,斜顶有没有和模仁接触。

38.3.2.3  模具问题:冷却

要使得产品的收缩差异最小化,重要的是保证模具的均匀冷却。这通常意味着,模具的零件如滑块、大斜顶也需要有冷却策略。要改善模具零件的冷却,使用其他的模具材料如铍铜,可以有更高的热传递效果。不管是使用什么模 具材料,关键还是要有冷却水路。如果模具零件是用铍铜材料而没有水路,铍铜材料是能很快的把塑料的热量吸收 过来,但是模具零件没办法散热,结果就会越来越热,温度高于周围的模仁温度。记得铍铜等材料,也要有水路作 为热量的输出点,有很多办法可以做一个小喷泉到模具的细部特征(参考第 14 章)

要确定是斜顶的温度高,还是斜顶的活动,或者是斜顶的变形,造成了透视缺陷,往往是很难的。不过经验表明,典型的原因往往是斜顶的变形或活动造成的,而不是温度。当然,要记得在模具的设计阶段,这些问题都有考虑到 并处理好。

模具的表面温度和产品的脱模温度,可以帮助确定,模具是否存在局部热点。如果你遭遇慢性的模具冷却问题,和 有经验的模具人员研究可能的冷却选项。在模具投产后再增加冷却水路成本很高,所以这个问题最好是在模具的设 计阶段就处理好;但是模具设计阶段往往没有考虑这么仔细,这个成本也是解决生产问题的唯一出路。

38.3.2.4  模具问题:壁厚变化

产品设计的最基本原则,就是保持产品的壁厚均匀。如果产品的壁厚有变化,那不同壁厚区域的保缩和冷却也不相 同,导致收缩率的差异。在产品的设计阶段,要尽最大的努力,减少产品的壁厚变化区域。厚壁的区域,要掏胶处 理。如果不能掏胶的话,要做壁厚的圆滑过渡,也能最大可能的避免透视缺陷的出现。

如果壁厚的变化一定要有,另一种方法是,在产品表面的对应位置,想办法遮盖缺陷。遮盖透视缺陷的一个方法是 表面上设计美工线,还有就是产品的表面设计粗一点的皮纹。

38.3.3  机器问题引起的透视缺陷

参考第 8 章的机器性能。

38.3.4  原料问题引起的透视缺陷

透视缺陷可以在各种原料上出现,粘度是材料方面对这个缺陷的最大影响点。如果材料的粘度发生变化,不管是来 料的原因还是含水率的原因,模腔压力也会变动,这导致一系列的问题,包括透视缺陷。

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