注塑成型是目前塑料制品的主要成型工藝之一，是指塑料在高溫熔融狀態(tài)下通過(guò)高壓高速注射進(jìn)模具型腔并冷卻成型的過(guò)程。該工藝過(guò)程涉及復(fù)雜的流變學(xué)、熱力學(xué)，其控制參數(shù)眾多，彼此之間相互影響作用，因此容易在成型過(guò)程中出現(xiàn)各種各樣的外觀和功能性缺陷。青島美泰塑膠的小編，為您簡(jiǎn)單講解，ABS注塑產(chǎn)生流痕的原因，及解決方法。

流痕是注塑制品常見(jiàn)的外觀缺陷的一種，主要存在于制品的進(jìn)膠口附近，呈波浪狀向模具縱深擴(kuò)散。流痕是一種生產(chǎn)中難以消除的外觀缺陷，因此了解其形成原因以及影響其產(chǎn)生的過(guò)程參數(shù)，在生產(chǎn)調(diào)試中可以有針對(duì)性地、更快地消除該缺陷，有利于提高生產(chǎn)效率。

流痕的形成原因有多種，并且存在多種流痕形成理論，如壁面滑移理論、Go-over 理論、熱收縮理論等，但各自都存在其局限性。注塑過(guò)程的溫度、速度、壓力等工藝參數(shù)的設(shè)定，影響著流痕在制品表面的生成。

1. 表面流痕概述

如今，注塑已經(jīng)成為塑料制品主要的生產(chǎn)方式之一。由于注塑是多種控制參數(shù)相互作用的過(guò)程，因而，在注塑過(guò)程中會(huì)由于某個(gè)或某些參數(shù)的變異而產(chǎn)生各種各樣的缺陷，如縮痕、銀紋、噴流痕、氣泡等，而流痕就是這眾多缺陷中的一種。

流痕，又可以稱為流紋，是注塑制品眾多缺陷的一種。由于其主要影響制品的外觀質(zhì)量，因而被劃分為注塑制品的外觀缺陷。該缺陷使得制品表面的色澤、紋理與反光程度不一致而嚴(yán)重影響了制品的外觀美感，而這種缺陷有時(shí)也難以被油漆等表面涂層所覆蓋；同時(shí)，流痕的出現(xiàn)也可能是因?yàn)橹破穬?nèi)部結(jié)構(gòu)或者微粒形狀大小由于冷卻收縮的不一致而形成的，因此，它的出現(xiàn)將有可能降低塑料制品表面的機(jī)械性能，如強(qiáng)度，耐磨擦性能等，在要求高的制品中使用會(huì)存在失效的風(fēng)險(xiǎn)。因而，從質(zhì)量和潛在成本的角度出發(fā)，盡可能消除在制品表面出現(xiàn)的流痕是很有必要的。

傳統(tǒng)意義上，流痕是指在注塑制品上，圍繞進(jìn)膠口附近形成的，呈現(xiàn)年輪或波浪狀的表面印跡，又叫波流紋或者波浪紋。但張甲敏等人認(rèn)為，熔融塑料從進(jìn)膠口注射進(jìn)模具的過(guò)程中，由于急速的應(yīng)力釋放并沖擊到模具型腔內(nèi)表面產(chǎn)生濺射，并在模具行腔內(nèi)表面急速冷卻而形成的線條狀紋理也屬于流痕的一種，被稱為噴射流痕。因此，他們把流痕分為噴射流痕和波流痕。對(duì)于噴射流痕，他們認(rèn)為，只要模具設(shè)計(jì)合理，使進(jìn)膠口對(duì)著型腔，就能有效減少阻力，同時(shí)把注射速度控制在恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)就可以解決。與噴射流痕不同，波流痕是注塑制品在進(jìn)膠口附近形成波浪狀的表面缺陷，其法線方向即為流體流動(dòng)的方向，如水波形態(tài)向外擴(kuò)散。

2. 消除流痕的方法與措施

流痕的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，包含很多的因素，如制品的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)、材料在型腔當(dāng)中的流動(dòng)特性、具體的工藝參數(shù)控制等。因此，要消除制品表面的流痕，必須綜合考慮各方面的因素，才能達(dá)到理想的效果。

1）制品設(shè)計(jì)

 制品的結(jié)構(gòu)對(duì)流痕的產(chǎn)生有一定的影響，設(shè)計(jì)人員有需要在進(jìn)行制品設(shè)計(jì)的時(shí)候做綜合的考量。

設(shè)計(jì)首先要考慮的是制品的厚度。現(xiàn)在的產(chǎn)品，特別是消費(fèi)類的產(chǎn)品，從成本以及重量的角度考慮，是越來(lái)越傾向于減少制品的厚度。但是，塑料熔體在模具中的流動(dòng)與制品的厚度有很大的關(guān)系，考慮到熔體表面的凝固層厚度，熔體流動(dòng)的通道實(shí)際上是小于制品的厚度。

大家知道，熔體的流動(dòng)通道越小，則流動(dòng)的阻力以及流動(dòng)的剪切應(yīng)力就越大，在這種情況下將會(huì)容易產(chǎn)生壁面滑移而在制品表面生成流痕；同時(shí)，由于厚度比較薄，熔體接觸到模具表面時(shí)會(huì)以較快的速度冷卻下來(lái)，容易產(chǎn)生基于 Go-over理論的流痕。一般來(lái)說(shuō)，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，最好制品的厚度能夠大于1毫米（小于1毫米通常被稱為薄壁注射，容易產(chǎn)生各種表面缺陷）。另外，還要保持制品厚度的均勻，避免出現(xiàn)厚度的急劇變化，否則容易使流動(dòng)出現(xiàn)不穩(wěn)定。如確實(shí)需要不同的厚度，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)在過(guò)渡部分設(shè)計(jì)圓角，使流動(dòng)順暢，減少湍流的發(fā)生。

另外一個(gè)在設(shè)計(jì)當(dāng)中需要考慮的因素是制品的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，以減少流動(dòng)的障礙和提高流動(dòng)的穩(wěn)定性。簡(jiǎn)化制品的結(jié)構(gòu)，就是減少制品的分支和孔狀結(jié)構(gòu)。減少制品的分支結(jié)構(gòu)可以使熔體流動(dòng)的方向具有一致性，使熔體對(duì)模腔的充填更容易實(shí)現(xiàn)。大家知道，要實(shí)現(xiàn)制品的孔狀結(jié)構(gòu)，必須是在模腔中增加突起的部位來(lái)實(shí)現(xiàn)，而這些突起的部分將會(huì)阻礙熔體的流動(dòng)，同時(shí)，熔體流動(dòng)經(jīng)過(guò)時(shí)，會(huì)沖擊模具的這些部位造成濺射，使流動(dòng)變得不穩(wěn)定。 因此，要減少流痕發(fā)生的可能性，在進(jìn)行制品設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)化制品的厚度和結(jié)構(gòu)。

2）材料的選擇

每一種塑料都有其特性，對(duì)型腔充填的影響也不一樣，要消除流痕的存在，需要在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，選擇易于充填、便于調(diào)試的材料。 流痕是塑料制品常見(jiàn)的表面缺陷之一，尤其容易存在于以多相塑料為原料的制品生產(chǎn)過(guò)程中，如 TPO，HIPS，PC/ABS，ASA，ABS，EP，LDPE，HDPE，PP/Talc。這是因?yàn)槿绻飨嗟某煞衷诹鲃?dòng)過(guò)程不一致，容易在制品表面沉積或者收縮導(dǎo)致的外表光澤不均勻而形成流痕。所以，在試模的時(shí)候要特別小心，在制品設(shè)計(jì)時(shí)，也要考慮這方面的影響。 在確定了塑料使用的類型之后，需要在此類型塑料中選擇既滿足制品結(jié)構(gòu)要求，又具有良好填充性能的牌號(hào)。目前，生產(chǎn)塑料原料的廠家很多，同一類型的塑料，不同的廠商生產(chǎn)的，某些指標(biāo)也會(huì)不一樣；即使是同一個(gè)廠商生產(chǎn)的，不同牌號(hào)的塑料的性能和使用范圍也不一樣。

因此，在選擇的時(shí)候，必須認(rèn)真看清楚廠商原料的物性表。材料的填充性能，主要是由塑料的熔融指數(shù)（MFI，Melt Flow Index）決定的。所謂熔融指數(shù)，是指在規(guī)定的條件下（如溫度，載荷），一定時(shí)間內(nèi)擠出的熱塑性物料的量，也即熔體每 10min 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)口模毛細(xì)管的質(zhì)量，它可表征熱塑性塑料在熔融狀態(tài)下的粘流特性，對(duì)保證熱塑性塑料及其制品的質(zhì)量，調(diào)整生產(chǎn)工藝，都有重要的指導(dǎo)意義。熔融指數(shù)越高，則材料的流動(dòng)性就越好，有利于模具的填充，得到質(zhì)量良好的制品。

3）模具結(jié)構(gòu)

 塑料熔體是在模具中流動(dòng)并成型制品的，因此模具結(jié)構(gòu)對(duì)制品的生產(chǎn)過(guò)程有很重要的作用。 在熔體離開(kāi)噴嘴直到進(jìn)入模具型腔這段距離的通道，被稱為流道系統(tǒng)，也稱為澆注系統(tǒng)。流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)制品的收縮有很大的影響，特別是對(duì)于多型腔注射，不合理的流道設(shè)計(jì)會(huì)使得注射比較困難，各澆口進(jìn)料不平衡，造成填充時(shí)模具型腔內(nèi)各點(diǎn)的壓力差異過(guò)大。澆注系統(tǒng)優(yōu)化的主要目的是保證填充的均勻性，減少產(chǎn)品收縮的不均勻，這可以在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化。另外，即使模具經(jīng)過(guò)預(yù)熱，但其溫度仍然低于熔體的溫度，因此，當(dāng)熔體流過(guò)流道時(shí)，部分熔體不可避免的受到冷卻而溫度下降。如果這部分受到冷卻、溫度較低的熔體流到型腔里，會(huì)降低其與模具表面的粘合力，容易在其后的過(guò)程中產(chǎn)生壁面滑移現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中需要考慮這方面的因素，通常會(huì)在流道中增加冷料井，使得這些溫度較低的物料直接流進(jìn)冷料井里面凝固，從而避免它們流進(jìn)型腔，在其后的加工中把它們?nèi)コ簟?

當(dāng)熔體高速通過(guò)進(jìn)膠口的時(shí)候，進(jìn)膠口會(huì)對(duì)熔體產(chǎn)生摩擦剪切力，其摩擦生熱的過(guò)程可以補(bǔ)償熔體通過(guò)流道時(shí)的熱量損失，有利于對(duì)模具的充填。因此，一般模具都會(huì)在滿足其他條件的情況下，設(shè)計(jì)較小的進(jìn)膠口尺寸，但是，較小的進(jìn)膠口尺寸也會(huì)產(chǎn)生其他問(wèn)題。

如上所述，熔體通過(guò)進(jìn)膠口的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力，進(jìn)膠口尺寸越小，則產(chǎn)生的剪切力就越大，發(fā)生壁面滑移的趨勢(shì)就越強(qiáng)。所以，解決流痕產(chǎn)生的一個(gè)辦法就是增加模具進(jìn)膠口的尺寸。有不少例子都曾介紹過(guò)，通過(guò)增加進(jìn)膠口的尺寸，成功地解決了流痕的問(wèn)題，如張甲敏等人對(duì) PC/ABS 電池蓋的研究。

除了進(jìn)膠口的尺寸，還要注意進(jìn)膠口的位置，避免進(jìn)膠口與模腔之間存在較大的臺(tái)階。如果存在較大的臺(tái)階，熔體通過(guò)膠口的時(shí)候容易產(chǎn)生濺射，或者使得熔體與模具表面的粘合力不足；另一方面，會(huì)使得填充過(guò)程存在盲區(qū)（臺(tái)階的底部），容易發(fā)生渦流導(dǎo)致流動(dòng)的不穩(wěn)定而產(chǎn)生流痕。 當(dāng)熔體進(jìn)入到型腔之后，會(huì)不斷壓縮型腔里面的空氣，因此，阻礙流動(dòng)的阻力就會(huì)越來(lái)越大。在這種情況下，熔體不能夠很好地壓實(shí)冷卻沉積在模具表面上的冷卻層產(chǎn)生縮痕，又或者是產(chǎn)生基于 buckling 理論的流痕。所以，模具的排氣不能輕視。澆口對(duì)面的分模面上，應(yīng)考慮加排氣孔，對(duì)應(yīng)于制品盲孔末端處，可考慮加排氣頂出銷。 CAE（如 MOLDFLOW）模擬融膠充填，可以幫助很快的找到所有可能的最后充填處（Last Filled Area），也是需要加排氣孔的地方。

最后，由于冷卻效果直接影響到制品最終的表面質(zhì)量、參余應(yīng)力和結(jié)晶度，因此，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不好導(dǎo)致制品各部分產(chǎn)生收縮不均勻的流痕。冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括冷卻管道的布置和冷卻水溫的選擇，這些都需要在模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮清楚，使用CAE模擬能夠得到比較好的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4）注塑參數(shù)調(diào)試

在模具制作出來(lái)之后，注塑參數(shù)的調(diào)試便是消除流痕的最主要的方法。 對(duì)于每一種塑料原料，其生產(chǎn)制造商都有其推薦的生產(chǎn)工藝參數(shù)。最開(kāi)始的工藝參數(shù)設(shè)定，可以其作為參考值，在得到完整的制品之后，再評(píng)估其表面質(zhì)量。如果最終的制品表面還是存在流痕，可以通過(guò)以下方法進(jìn)行減輕甚至消除：

（1） 提高模具溫度：

如前所述，流痕產(chǎn)生的原因之一是由于前端流體冷卻速度過(guò)快，而使之冷卻的其中一個(gè)元素便是溫度相對(duì)較低的模具表面。因此，提高模具溫度可以使熔體

不會(huì)過(guò)快冷卻，有利于模具的充填和成型，能夠減輕或者消除流痕，得到外觀質(zhì)量較好的制品。

（2） 提高熔體溫度：

熔體的溫度升高會(huì)減少塑料的粘性，提高流體的流動(dòng)性，對(duì)模具的填充有很大的幫助，能夠減少外觀缺陷的產(chǎn)生，但是，熔體溫度的調(diào)節(jié)范圍只能在原始物料供應(yīng)商的推薦范圍之內(nèi)，過(guò)高的熔體溫度會(huì)使熔體燒焦發(fā)黑，甚至產(chǎn)生降解而失去原有的機(jī)械性能。

（3） 適當(dāng)提高注射速度：

如果注射速度較低，則熔體流動(dòng)會(huì)比較慢，那它就有足夠的時(shí)間在模具表面冷卻，從而對(duì)其后的流動(dòng)產(chǎn)生影響，因此，適當(dāng)?shù)卦龃笞⑸渌俣瓤梢允谷垠w在表層尚未冷卻凝固時(shí)迅速通過(guò)，表層的熔體就能比較好地融合在一起。但是，注射速度也不能太快，因?yàn)檫^(guò)快的速度會(huì)使熔體的流動(dòng)有不穩(wěn)定的傾向，有可能產(chǎn)生其他形式的流痕。

（4） 采用多級(jí)注射的方法：

流痕一般出現(xiàn)在進(jìn)膠口附近，因此，可以采用多級(jí)注射的方法來(lái)減輕甚至消除流痕。假如流痕是由于熔體注射過(guò)程產(chǎn)生的剪切應(yīng)力過(guò)大造成的，那么可以把注射過(guò)程分成兩個(gè)注射段，在第一個(gè)注射段可以使用較慢的注射速率來(lái)把進(jìn)膠口附近的部分填充滿，首先消除了流痕的出現(xiàn)，然后再在第二個(gè)注射段使用正常的注射速率。而如果流痕是由于注射速度過(guò)慢導(dǎo)致前鋒冷卻造成的，那可以在第一段使用較快的注射速度，然后再在第二段的時(shí)候適當(dāng)調(diào)整參數(shù)填滿型腔。多級(jí)注射可以靈活地調(diào)整不同時(shí)段的注塑參數(shù)，準(zhǔn)確地控制流體的流動(dòng)狀態(tài)。目前，多級(jí)注射越來(lái)越多地應(yīng)用在注塑過(guò)程中，用來(lái)解決各種外觀缺陷。

（5） 適當(dāng)增加保壓壓力：

保壓壓力是指在保壓階段，螺桿在充填完成后繼續(xù)向前移動(dòng)，使熔體繼續(xù)進(jìn)入模腔內(nèi)填補(bǔ)制品收縮所產(chǎn)生的空白而進(jìn)行補(bǔ)料的推動(dòng)力。對(duì)于由于制品表面收縮不均勻而產(chǎn)生的流痕，增加保壓壓力能夠抵抗這種局部的收縮，對(duì)減輕制品表面的流痕有明顯的效果。

然而，注射成型是一個(gè)多參數(shù)綜合作用的過(guò)程，并不是說(shuō)改變某個(gè)參數(shù)就能夠減輕甚至消除制品表面的流痕，必須根據(jù)實(shí)際的情況，靈活調(diào)整、優(yōu)化各組合參數(shù)的大小，才能最終消除流痕，達(dá)到理想的效果。

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