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)下通過高壓高速注射進模具型腔并冷卻成型的過程。該工藝過程涉及復(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的外觀缺陷的一種，主要存在于制品的進膠口附近，呈波浪狀向模具縱深擴散。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)生的過程參數(shù)，在生產(chǎn)調(diào)試中可以有針對性地、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)相互作用的過程，因而，在注塑過程中會由于某個或某些參數(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重影響了制品的外觀美感，而這種缺陷有時也難以被油漆等表面涂層所覆蓋；同時，流痕的出現(xiàn)也可能是因為制品內(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械性能，如強度，耐磨擦性能等，在要求高的制品中使用會存在失效的風險。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。但張甲敏等人認為，熔融塑料從進膠口注射進模具的過程中，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。對于噴射流痕，他們認為，只要模具設(shè)計合理，使進膠口對著型腔，就能有效減少阻力，同時把注射速度控制在恰當?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的方向，如水波形態(tài)向外擴散。

2. 消除流痕的方法與措施

流痕的產(chǎn)生是一個復(fù)雜的過程，包含很多的因素，如制品的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)、材料在型腔當中的流動特性、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，才能達到理想的效果。

1）制品設(shè)計

 制品的結(jié)構(gòu)對流痕的產(chǎn)生有一定的影響，設(shè)計人員有需要在進行制品設(shè)計的時候做綜合的考量。

設(shè)計首先要考慮的是制品的厚度?，F(xiàn)在的產(chǎn)品，特別是消費類的產(chǎn)品，從成本以及重量的角度考慮，是越來越傾向于減少制品的厚度。但是，塑料熔體在模具中的流動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，熔體流動的通道實際上是小于制品的厚度。

大家知道，熔體的流動通道越小，則流動的阻力以及流動的剪切應(yīng)力就越大，在這種情況下將會容易產(chǎn)生壁面滑移而在制品表面生成流痕；同時，由于厚度比較薄，熔體接觸到模具表面時會以較快的速度冷卻下來，容易產(chǎn)生基于 Go-over理論的流痕。一般來說，在滿足設(shè)計要求的情況下，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，否則容易使流動出現(xiàn)不穩(wěn)定。如確實需要不同的厚度，應(yīng)在設(shè)計時在過渡部分設(shè)計圓角，使流動順暢，減少湍流的發(fā)生。

另外一個在設(shè)計當中需要考慮的因素是制品的結(jié)構(gòu)，設(shè)計時應(yīng)盡量簡化，以減少流動的障礙和提高流動的穩(wěn)定性。簡化制品的結(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)可以使熔體流動的方向具有一致性，使熔體對模腔的充填更容易實現(xiàn)。大家知道，要實現(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實現(xiàn)，而這些突起的部分將會阻礙熔體的流動，同時，熔體流動經(jīng)過時，會沖擊模具的這些部位造成濺射，使流動變得不穩(wěn)定。 因此，要減少流痕發(fā)生的可能性，在進行制品設(shè)計時要優(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)過程中，如 TPO，HIPS，PC/ABS，ASA，ABS，EP，LDPE，HDPE，PP/Talc。這是因為如果各相的成分在流動過程不一致，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，在試模的時候要特別小心，在制品設(shè)計時，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。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，某些指標也會不一樣；即使是同一個廠商生產(chǎn)的，不同牌號的塑料的性能和使用范圍也不一樣。

因此，在選擇的時候，必須認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），一定時間內(nèi)擠出的熱塑性物料的量，也即熔體每 10min 通過標準口模毛細管的質(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并成型制品的，因此模具結(jié)構(gòu)對制品的生產(chǎn)過程有很重要的作用。 在熔體離開噴嘴直到進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)計對制品的收縮有很大的影響，特別是對于多型腔注射，不合理的流道設(shè)計會使得注射比較困難，各澆口進料不平衡，造成填充時模具型腔內(nèi)各點的壓力差異過大。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)計的時候通過計算機模擬優(yōu)化。另外，即使模具經(jīng)過預(yù)熱，但其溫度仍然低于熔體的溫度，因此，當熔體流過流道時，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，會降低其與模具表面的粘合力，容易在其后的過程中產(chǎn)生壁面滑移現(xiàn)象。在設(shè)計模具的過程中需要考慮這方面的因素，通常會在流道中增加冷料井，使得這些溫度較低的物料直接流進冷料井里面凝固，從而避免它們流進型腔，在其后的加工中把它們?nèi)コ簟?

當熔體高速通過進膠口的時候，進膠口會對熔體產(chǎn)生摩擦剪切力，其摩擦生熱的過程可以補償熔體通過流道時的熱量損失，有利于對模具的充填。因此，一般模具都會在滿足其他條件的情況下，設(shè)計較小的進膠口尺寸，但是，較小的進膠口尺寸也會產(chǎn)生其他問題。

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

除了進膠口的尺寸，還要注意進膠口的位置，避免進膠口與模腔之間存在較大的臺階。如果存在較大的臺階，熔體通過膠口的時候容易產(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，會使得填充過程存在盲區(qū)（臺階的底部），容易發(fā)生渦流導(dǎo)致流動的不穩(wěn)定而產(chǎn)生流痕。 當熔體進入到型腔之后，會不斷壓縮型腔里面的空氣，因此，阻礙流動的阻力就會越來越大。在這種情況下，熔體不能夠很好地壓實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。澆口對面的分模面上，應(yīng)考慮加排氣孔，對應(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)計時考慮清楚，使用CAE模擬能夠得到比較好的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。

4）注塑參數(shù)調(diào)試

在模具制作出來之后，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，可以通過以下方法進行減輕甚至消除：

（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快，而使之冷卻的其中一個元素便是溫度相對較低的模具表面。因此，提高模具溫度可以使熔體

不會過快冷卻，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：

熔體的溫度升高會減少塑料的粘性，提高流體的流動性，對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)，過高的熔體溫度會使熔體燒焦發(fā)黑，甚至產(chǎn)生降解而失去原有的機械性能。

（3） 適當提高注射速度：

如果注射速度較低，則熔體流動會比較慢，那它就有足夠的時間在模具表面冷卻，從而對其后的流動產(chǎn)生影響，因此，適當?shù)卦龃笞⑸渌俣瓤梢允谷垠w在表層尚未冷卻凝固時迅速通過，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，因為過快的速度會使熔體的流動有不穩(wěn)定的傾向，有可能產(chǎn)生其他形式的流痕。

（4） 采用多級注射的方法：

流痕一般出現(xiàn)在進膠口附近，因此，可以采用多級注射的方法來減輕甚至消除流痕。假如流痕是由于熔體注射過程產(chǎn)生的剪切應(yīng)力過大造成的，那么可以把注射過程分成兩個注射段，在第一個注射段可以使用較慢的注射速率來把進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候適當調(diào)整參數(shù)填滿型腔。多級注射可以靈活地調(diào)整不同時段的注塑參數(shù)，準確地控制流體的流動狀態(tài)。目前，多級注射越來越多地應(yīng)用在注塑過程中，用來解決各種外觀缺陷。

（5） 適當增加保壓壓力：

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，使熔體繼續(xù)進入模腔內(nèi)填補制品收縮所產(chǎn)生的空白而進行補料的推動力。對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，對減輕制品表面的流痕有明顯的效果。

然而，注射成型是一個多參數(shù)綜合作用的過程，并不是說改變某個參數(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，達到理想的效果。

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