注塑产品磨砂面亮纹问题研究
收藏
打印
发给朋友
发布者：周民杰、朱鹏飞、冯辉、杜瑞军、崔许帅、马
热度0票 浏览103次
时间：2021年9月16日 13:44
（格力电器 ( 郑州 ) 有限公司，河南郑州，450000）
摘. . 要：现代为呈现不同的产品外观质感，磨砂面外观广泛应用于各类产品外观设计中，其中注塑产品应用最为广泛，包括汽车、电子、家电、手机、电脑等各类消费品。磨砂面注塑产品实际生产中往往会出现光泽度不均匀情况，其中局部纹路发亮问题最为普遍，本文将从生产实际出发，详细分析研究亮纹问题的失效机理和改善对策。
关键词：产品、磨砂面、光泽度、亮纹、失效机理
1. 产品光泽的概念
光泽作为物体的表面特性，取决于表面对光的镜面反射能力，所谓镜面反射是指反射角与入射角相等的反射现象。光泽度是在一组几何规定条件下对材料表面反射光的能力进行评价的物理量。因此，它表述的是具有方向选择的反射性质。
漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象。
很多物体，如植物、墙壁、衣服等，其表面粗看起来似乎是平滑，但用放大镜仔细观察，就会看到其表面是凹凸不平的，所以本来是平行的光线被这些表面反射后，就弥漫地射向不同方向，形成无光泽表面。
图 1：漫反射原理及磨砂面和光面产品对比
2. 亮纹的产生
模具是用来复制成型产品的工具。高光外观产品是通过模具表面的抛光，产品完美复制模具表面，产品呈现高的光泽度。磨砂面外观产品是通过对模具表面的粗糙处理（喷砂、晒纹、激光雕刻等工艺），产品复制模具粗糙表面，产品表面产生漫反射现象 , 呈现哑光质感效果，不会出现刺眼、炫光感觉。
模具磨砂型腔表面除有大的凹坑突起外，微观还存在许多的微小凸起和凹坑，使产品表面能生产广泛的漫反射现象，吸收更多光线，产品呈现哑光质感效果。
产品生产过程中，由于模具、设备、参数等原因，影响产品复制模具表面，导致产品纹面出现光斑、光泽点或亮纹等问题，产品外观品质受到影响。这是磨砂面产品生产过程中遇到的典型外观问题。
图 2：产品亮纹及磨砂面微观表面
3. 原因分析及改善措施
（1）模具磨砂纹路磨损
模具长期生产，高压、高速的注塑料流对模具型腔不断进行冲刷，特别是浇口附近或局部剪切力较大位置，造成模具纹面局部微观凹凸的磨损，导致特定方向光线反射增多，漫反射减弱，纹面磨损位置出现发亮，产品出现亮斑。这个磨损过程，与材料流动性有关，磨损时间与材料流动性成正比。
改善措施：模具磨损位置重新晒纹处理，恢复磨损纹面微观凹凸。
同时生产中应注重参数的稳定性，避免模具采用高压、高速参数进行循环生产。
（2）注塑工艺参数及模具温度影响
实际生产过程中模具温度及工艺参数对产品复制模具型腔凹凸表面影响较大。
①不当的工艺参数影响：较低的保压压力、注塑压力和较低的填充速度使产品无法紧密与模具表面压紧压实，注塑密度较小或局部产生缩水，模具微观凹凸结构不能被复制，导致产品表面局部发亮。
改善措施：调整工艺参数，适当增加注射压力、速度和保压压力，避免调试缩水，改善效果明显。
②模具温度影响：过低的模具温度，会使熔融注塑材料接触到模具表面时冷却过快，不能完全复制模具微观表面，而使产品局部产生发亮。
改善措施：提高模具整体温度，一般动定模接50°-70°水温机，产品发亮效果可以得到改善。
（3）模具冷却
水路排布严重不均衡或部分区域水路堵塞，使模具局部零件过热，造成产品局部过热，出现亮纹。
改善措施：冷却水路均匀排布，同时定期的检查并清理模具水路，避免水路堵塞造成模具局部过热。
（4）排气不良
模具排气不良及困气问题是造成产品表面亮纹的又一主要原因。
分型面是注塑过程中排气的主要通道，排气不良时分型线边缘容易出现发亮。产品在多股料流动结合处，即熔接线附近也是容易出现发亮的区域。气体在快速挤压中会急速升温，如不能快速有效的排出，造成塑胶材料温度高甚至烧焦，产品产生发亮。
改善措施：困气位置充分排气，主要采用分型面增加排气槽，熔接线附件增加镶拼排气，保证排气通畅。气体排出后，可以提高困气处流动速度，同时配合工艺参数调整，料流在压力作用下紧实型腔，完美复制模具表面，消除亮纹。
（5）产品材料
实际生产中材料问题也会导致产品磨砂面局部发亮。
①例如含有磨蚀性添加剂（如玻璃纤维、碳酸钙、阻燃添加剂）的材料，随着时间的推移，在含有纹理的模腔中，纹理细节会被磨蚀性添加剂侵蚀，这也会导致产品的光泽度增加。
改善措施：采用硬化模具钢或硬质涂层可以改善模具磨损进度。
②材料是否有油性物质析出、是否干燥以及是否混有回料或杂质。
这些物质受到高温会发生分解气化或烧焦，烧焦物质或气体分子会附着沉积到模具纹微观凹槽内，导致产品会出现亮印。
改善措施：实际生产中对发亮位置用煤油擦拭模具纹面可消除模具磨砂面上附着物，消除产品亮纹。
（6）产品壁厚变化
①壁厚影响：壁厚发生变化的位置 , 产品肉厚不均匀是最大因素。
当壁厚变化时，由于流动模式的差异，主要是产品厚的区域材料流动速度慢，产品面容易发乌；较薄的壁段相对来说不会处在在太大的塑料压力下，其结果导致产品过渡区域的光泽度会较高。
改善措施：加长过渡区域和在过渡位置增加圆角，使材料流动时尽可能均匀，可以淡化产品视觉，使过渡区域发亮得到改善。（如下图所示）
②产品结构转角处及筋条较多的产品表面也容易出现光泽问题。
主要是因为转角处或筋条处材料流动速度和压力发生了造成的。
改善措施：转角处厚度优化均匀。
③筋条影响：筋条顶面出现亮纹，由于材料成型过程中，在材料流经筋条时料流会出现下沉再上浮，筋条顶部出现困气，导致产品发亮。
改善措施：将筋条取消或减薄筋条。
（7）模具零件变形
模具零件的挠曲变形也会导致产品产生亮纹问题。此问题最容易出现在模具顶出零件，顶出时产品受到不平衡顶出应力影响，产品磨砂面变形出现发亮问题。
改善措施：维修模具，消除变形位置，产品亮纹消失。
4．总结
磨砂面亮纹问题是注塑生产过程中常见的生产问题，问题的形成涉及多方面，形成原因也比较复杂。本文结合实际生产经验总结了常见问题及解决方案，为实际生产提供了生产指导 , 提高了产品异常处理效率，提高生产效率。
