丁凤南

摘 要：注塑成型是现代塑料成型最重要的方法之一。经过多年的开发研究，其工艺过程日趋完善，能够成型的材料和制品领域越来越广泛。但是，由于人们对塑料制件的综合性能要求伴随着行业的发展也在逐步提高，特别是家电行业，而熔接痕是注塑过程中所形成的最常见缺陷之一，它不仅会降低制品的力学强度，而且还有可能影响制品外形的美观。本文主要研究熔接痕的形成原理，找出影响熔接痕出现的主要原因，并据此设计优化方案，尽可能减小甚至消除熔接痕所带来的影响。

关键词：注塑成型 熔接痕 整改

一、概述

某塑胶模具厂自导入平板电视产品以来，由于产品结构的限制，后壳外观面上的熔接线问题一直很严重，导致产品不良率居高不下，严重地影响了产品的质量和生产效率。虽然在模具设计、制造和注塑等多个环节使用了各种改善方法，但效果一直不明显。为此公司只能通过增加喷油手段来覆盖产品的熔接线，这样不但引起产品成本的陡然上升，而且引发了很多喷油的次生问题，延长了整个产品的制造周期。

二、熔接痕的形成机理

塑料制品的“熔接痕”是指两股熔融物料相接触时形成的形态结构和力学性能完全不同于其他部分的三维区域。注塑件中最常见的熔接痕有两种基本类型：一种是因塑件结构特点或尺寸较大，为减小熔体流程和充模时间，采用两个或两个以上浇口时，从不同浇口进入型腔的熔体前锋相遇处形成的熔接痕，称为冷熔接痕；另一种是当型腔内装有型芯和嵌件时，熔体绕经这种障碍物时分为两股，绕过障碍物后两股熔体又重新汇合形成的熔接痕，称为热熔接痕。另外，当制件壁厚过分悬殊时，流体流经型腔时所受的阻力不同，在壁厚处阻力小，流速快，而壁薄处阻力大，流速慢。由于这种流动速度的差别，使来自不同壁厚的熔体，以不同的流速相汇合，最终在汇合处形成熔接痕。

三、形成熔接痕的原因分析

针对产品熔接线明显问题，我们多次进行现场调查和分析，从“人、机、料、法、环”五个方面进行分析，归纳总结出影响熔接线的多种因素。绘制鱼刺图如下：

四、原因确认

1.产品结构设计不合理

对于此种产品结构，笔者部门已经多次向客户提出更改要求，但未得到客户认同。

2.试模工程师未调试多种参数

在调机方面影响熔接线的因素有：模温、料温、注塑压力、速度和锁模力。为了准确地找到主要原因，我们对产品试模进行跟踪，全程陪同调机人员重新对各种参数进行调试，但改善效果并不明显。

3.模温机不稳定

经测定，模温机对模具温度的控制存在1℃～2℃的偏差，但实测模具温度正常。

4.机筒加热圈不稳定

通常注塑机机筒加热圈温度偏差在1℃是可以接受的。经测定，注塑机机筒加热圈温度在0.5℃上下偏差，在可接受的范围内。

5.材料中添助剂过多

所用材料一般为HIPS，属于非结晶性聚合物，形成的熔接线质量不是很好，如果再添加其他一些助剂，熔接线质量会更差，我们经对材料跟踪确定材料中确实添加了2%的色母、助润剂。但这些后壳产品是客户指定材料，不能更换。

6.塑料原料未完全烘干

在注塑时如果材料未烘干，材料里面的水分受热分解产生气体，如果气体来不及排出型腔，就会产生明显的熔接线。但经过对塑料原料的烘干进行实际跟踪确定，烘料员是完全按照材料的烘干要求进行的。

7.模具浇口数量和位置不合理

浇口的数量和位置的确定很重要，每增加一个浇口就会相应地缩短流长比。若使用一个浇口进料，其流长比会很大，料流汇合地方的温度很低，很容易出现明显的熔接线。同时浇口的位置也对熔接线的形成有重要影响。

8.设计师未设计排气槽

在注塑过程中，若是模具排气不良，波前收口处会卷入空气或挥发物，在两股熔料相遇时所形成的熔接线就会很明显。针对排气槽问题对模具进行检查，确定所有镶件都按排气槽标准做了排气设计，模具排气通畅。

9.原料的污染导致产品融合困难

如果原料有污染，那么两股料在融合时熔接线也会很明显，经过对原材料进行跟踪调查，发现原料中参有水口料，但经确认，加入水口料对熔接线有一定的影响，但影响不大。

10.熔料中卷入脱模剂等异物

如果在熔料中混有脱模剂，那么在两股熔料汇合处的熔接线肯定明显，经现场调查确定，此现象确实经常发生，但在产品生产前试模工程师已经将模具中的防锈剂清除干净。

我们对以上10项末端原因进行多次分析并做了有针对性的试验，确认有9项末端原因属于偶发现象，且发生后能及时发现，及时处理，故只作为一般原因，而其中仅1项为主要的末端原因：模具浇口数量和位置不合理。

五、制定对策

针对浇口数量与位置这一主要因素，我们决定使用两个针阀进料。根据针阀的进出方式类型，我们经过多次的共同研讨，应用CAE软件尝试以下方案，其排列组合如下。

1.普通针阀+普通针阀

普通针阀式热嘴没有顺序进料，只能两个热嘴同时打开，由于熔接线都是两股熔料对碰而形成的，结果在产品的外观面上产生三条明显熔接线存在，因此此方案排除。

2.普通针阀+顺序针阀

使用此方法，控制顺序针阀打开时间，可以消除一条熔接线，但还有另外一条明显的熔接线产生，因此，此方案排除。

3.顺序针阀+顺序针阀

用两个顺序针阀进料，打破常规的思维方式，先让第一个针阀进料，等到熔料流到第二个针阀时，第二个针阀再打开，这样可以控制浇口的开闭，实现顺序开闭，控制进料平衡。由此可以消除了所有熔接线，能生产出质量稳定的高品质产品，因此采用此方案。

六、效果检查

1.有形经济效益

通过此次活动，取得了巨大的效益。

（1）经过实施完成后，针对产品熔接线问题一次试模成功，原来平均每套模试2次，一次试模+改模费用为1万元，优化模具设计后仅试模就可以节约成本2万元左右。支出：热流道设计加工费约1.5万元。

（2）经过使用CAE优化模具设计以后，仅喷油费用每个产品可以节约5元。

（3）优化设计后，锁模力大大下降，原来生产26吋后壳一般要用850吨注塑机，现在只需要650吨即可。850吨注塑机每小时开机费用为230元/小时，650吨注塑机每小时开机费用为180元/小时。产品成型周期35秒，那么每个产品的开机即可节约成本0.5元。由此，产品单价可节约：5+0.5=5.5元，创造了可观的经济效益。

2.无形效益

（1）此方法可用于解决相近类型模具熔接线的问题。

（2）大大提高产品的注塑率。

（3）促进了模具设计观念的变革。

（4）客户满意度大大提高，加强公司在业内的领先地位。

（作者单位：海南省技师学院）endprint

摘 要：注塑成型是现代塑料成型最重要的方法之一。经过多年的开发研究，其工艺过程日趋完善，能够成型的材料和制品领域越来越广泛。但是，由于人们对塑料制件的综合性能要求伴随着行业的发展也在逐步提高，特别是家电行业，而熔接痕是注塑过程中所形成的最常见缺陷之一，它不仅会降低制品的力学强度，而且还有可能影响制品外形的美观。本文主要研究熔接痕的形成原理，找出影响熔接痕出现的主要原因，并据此设计优化方案，尽可能减小甚至消除熔接痕所带来的影响。

关键词：注塑成型 熔接痕 整改

一、概述

某塑胶模具厂自导入平板电视产品以来，由于产品结构的限制，后壳外观面上的熔接线问题一直很严重，导致产品不良率居高不下，严重地影响了产品的质量和生产效率。虽然在模具设计、制造和注塑等多个环节使用了各种改善方法，但效果一直不明显。为此公司只能通过增加喷油手段来覆盖产品的熔接线，这样不但引起产品成本的陡然上升，而且引发了很多喷油的次生问题，延长了整个产品的制造周期。

二、熔接痕的形成机理

塑料制品的“熔接痕”是指两股熔融物料相接触时形成的形态结构和力学性能完全不同于其他部分的三维区域。注塑件中最常见的熔接痕有两种基本类型：一种是因塑件结构特点或尺寸较大，为减小熔体流程和充模时间，采用两个或两个以上浇口时，从不同浇口进入型腔的熔体前锋相遇处形成的熔接痕，称为冷熔接痕；另一种是当型腔内装有型芯和嵌件时，熔体绕经这种障碍物时分为两股，绕过障碍物后两股熔体又重新汇合形成的熔接痕，称为热熔接痕。另外，当制件壁厚过分悬殊时，流体流经型腔时所受的阻力不同，在壁厚处阻力小，流速快，而壁薄处阻力大，流速慢。由于这种流动速度的差别，使来自不同壁厚的熔体，以不同的流速相汇合，最终在汇合处形成熔接痕。

三、形成熔接痕的原因分析

针对产品熔接线明显问题，我们多次进行现场调查和分析，从“人、机、料、法、环”五个方面进行分析，归纳总结出影响熔接线的多种因素。绘制鱼刺图如下：

四、原因确认

1.产品结构设计不合理

对于此种产品结构，笔者部门已经多次向客户提出更改要求，但未得到客户认同。

2.试模工程师未调试多种参数

在调机方面影响熔接线的因素有：模温、料温、注塑压力、速度和锁模力。为了准确地找到主要原因，我们对产品试模进行跟踪，全程陪同调机人员重新对各种参数进行调试，但改善效果并不明显。

3.模温机不稳定

经测定，模温机对模具温度的控制存在1℃～2℃的偏差，但实测模具温度正常。

4.机筒加热圈不稳定

通常注塑机机筒加热圈温度偏差在1℃是可以接受的。经测定，注塑机机筒加热圈温度在0.5℃上下偏差，在可接受的范围内。

5.材料中添助剂过多

所用材料一般为HIPS，属于非结晶性聚合物，形成的熔接线质量不是很好，如果再添加其他一些助剂，熔接线质量会更差，我们经对材料跟踪确定材料中确实添加了2%的色母、助润剂。但这些后壳产品是客户指定材料，不能更换。

6.塑料原料未完全烘干

在注塑时如果材料未烘干，材料里面的水分受热分解产生气体，如果气体来不及排出型腔，就会产生明显的熔接线。但经过对塑料原料的烘干进行实际跟踪确定，烘料员是完全按照材料的烘干要求进行的。

7.模具浇口数量和位置不合理

浇口的数量和位置的确定很重要，每增加一个浇口就会相应地缩短流长比。若使用一个浇口进料，其流长比会很大，料流汇合地方的温度很低，很容易出现明显的熔接线。同时浇口的位置也对熔接线的形成有重要影响。

8.设计师未设计排气槽

在注塑过程中，若是模具排气不良，波前收口处会卷入空气或挥发物，在两股熔料相遇时所形成的熔接线就会很明显。针对排气槽问题对模具进行检查，确定所有镶件都按排气槽标准做了排气设计，模具排气通畅。

9.原料的污染导致产品融合困难

如果原料有污染，那么两股料在融合时熔接线也会很明显，经过对原材料进行跟踪调查，发现原料中参有水口料，但经确认，加入水口料对熔接线有一定的影响，但影响不大。

10.熔料中卷入脱模剂等异物

如果在熔料中混有脱模剂，那么在两股熔料汇合处的熔接线肯定明显，经现场调查确定，此现象确实经常发生，但在产品生产前试模工程师已经将模具中的防锈剂清除干净。

我们对以上10项末端原因进行多次分析并做了有针对性的试验，确认有9项末端原因属于偶发现象，且发生后能及时发现，及时处理，故只作为一般原因，而其中仅1项为主要的末端原因：模具浇口数量和位置不合理。

五、制定对策

针对浇口数量与位置这一主要因素，我们决定使用两个针阀进料。根据针阀的进出方式类型，我们经过多次的共同研讨，应用CAE软件尝试以下方案，其排列组合如下。

1.普通针阀+普通针阀

普通针阀式热嘴没有顺序进料，只能两个热嘴同时打开，由于熔接线都是两股熔料对碰而形成的，结果在产品的外观面上产生三条明显熔接线存在，因此此方案排除。

2.普通针阀+顺序针阀

使用此方法，控制顺序针阀打开时间，可以消除一条熔接线，但还有另外一条明显的熔接线产生，因此，此方案排除。

3.顺序针阀+顺序针阀

用两个顺序针阀进料，打破常规的思维方式，先让第一个针阀进料，等到熔料流到第二个针阀时，第二个针阀再打开，这样可以控制浇口的开闭，实现顺序开闭，控制进料平衡。由此可以消除了所有熔接线，能生产出质量稳定的高品质产品，因此采用此方案。

六、效果检查

1.有形经济效益

通过此次活动，取得了巨大的效益。

（1）经过实施完成后，针对产品熔接线问题一次试模成功，原来平均每套模试2次，一次试模+改模费用为1万元，优化模具设计后仅试模就可以节约成本2万元左右。支出：热流道设计加工费约1.5万元。

（2）经过使用CAE优化模具设计以后，仅喷油费用每个产品可以节约5元。

（3）优化设计后，锁模力大大下降，原来生产26吋后壳一般要用850吨注塑机，现在只需要650吨即可。850吨注塑机每小时开机费用为230元/小时，650吨注塑机每小时开机费用为180元/小时。产品成型周期35秒，那么每个产品的开机即可节约成本0.5元。由此，产品单价可节约：5+0.5=5.5元，创造了可观的经济效益。

2.无形效益

（1）此方法可用于解决相近类型模具熔接线的问题。

（2）大大提高产品的注塑率。

（3）促进了模具设计观念的变革。

（4）客户满意度大大提高，加强公司在业内的领先地位。

（作者单位：海南省技师学院）endprint

摘 要：注塑成型是现代塑料成型最重要的方法之一。经过多年的开发研究，其工艺过程日趋完善，能够成型的材料和制品领域越来越广泛。但是，由于人们对塑料制件的综合性能要求伴随着行业的发展也在逐步提高，特别是家电行业，而熔接痕是注塑过程中所形成的最常见缺陷之一，它不仅会降低制品的力学强度，而且还有可能影响制品外形的美观。本文主要研究熔接痕的形成原理，找出影响熔接痕出现的主要原因，并据此设计优化方案，尽可能减小甚至消除熔接痕所带来的影响。

关键词：注塑成型 熔接痕 整改

一、概述

某塑胶模具厂自导入平板电视产品以来，由于产品结构的限制，后壳外观面上的熔接线问题一直很严重，导致产品不良率居高不下，严重地影响了产品的质量和生产效率。虽然在模具设计、制造和注塑等多个环节使用了各种改善方法，但效果一直不明显。为此公司只能通过增加喷油手段来覆盖产品的熔接线，这样不但引起产品成本的陡然上升，而且引发了很多喷油的次生问题，延长了整个产品的制造周期。

二、熔接痕的形成机理

塑料制品的“熔接痕”是指两股熔融物料相接触时形成的形态结构和力学性能完全不同于其他部分的三维区域。注塑件中最常见的熔接痕有两种基本类型：一种是因塑件结构特点或尺寸较大，为减小熔体流程和充模时间，采用两个或两个以上浇口时，从不同浇口进入型腔的熔体前锋相遇处形成的熔接痕，称为冷熔接痕；另一种是当型腔内装有型芯和嵌件时，熔体绕经这种障碍物时分为两股，绕过障碍物后两股熔体又重新汇合形成的熔接痕，称为热熔接痕。另外，当制件壁厚过分悬殊时，流体流经型腔时所受的阻力不同，在壁厚处阻力小，流速快，而壁薄处阻力大，流速慢。由于这种流动速度的差别，使来自不同壁厚的熔体，以不同的流速相汇合，最终在汇合处形成熔接痕。

三、形成熔接痕的原因分析

针对产品熔接线明显问题，我们多次进行现场调查和分析，从“人、机、料、法、环”五个方面进行分析，归纳总结出影响熔接线的多种因素。绘制鱼刺图如下：

四、原因确认

1.产品结构设计不合理

对于此种产品结构，笔者部门已经多次向客户提出更改要求，但未得到客户认同。

2.试模工程师未调试多种参数

在调机方面影响熔接线的因素有：模温、料温、注塑压力、速度和锁模力。为了准确地找到主要原因，我们对产品试模进行跟踪，全程陪同调机人员重新对各种参数进行调试，但改善效果并不明显。

3.模温机不稳定

经测定，模温机对模具温度的控制存在1℃～2℃的偏差，但实测模具温度正常。

4.机筒加热圈不稳定

通常注塑机机筒加热圈温度偏差在1℃是可以接受的。经测定，注塑机机筒加热圈温度在0.5℃上下偏差，在可接受的范围内。

5.材料中添助剂过多

所用材料一般为HIPS，属于非结晶性聚合物，形成的熔接线质量不是很好，如果再添加其他一些助剂，熔接线质量会更差，我们经对材料跟踪确定材料中确实添加了2%的色母、助润剂。但这些后壳产品是客户指定材料，不能更换。

6.塑料原料未完全烘干

在注塑时如果材料未烘干，材料里面的水分受热分解产生气体，如果气体来不及排出型腔，就会产生明显的熔接线。但经过对塑料原料的烘干进行实际跟踪确定，烘料员是完全按照材料的烘干要求进行的。

7.模具浇口数量和位置不合理

浇口的数量和位置的确定很重要，每增加一个浇口就会相应地缩短流长比。若使用一个浇口进料，其流长比会很大，料流汇合地方的温度很低，很容易出现明显的熔接线。同时浇口的位置也对熔接线的形成有重要影响。

8.设计师未设计排气槽

在注塑过程中，若是模具排气不良，波前收口处会卷入空气或挥发物，在两股熔料相遇时所形成的熔接线就会很明显。针对排气槽问题对模具进行检查，确定所有镶件都按排气槽标准做了排气设计，模具排气通畅。

9.原料的污染导致产品融合困难

如果原料有污染，那么两股料在融合时熔接线也会很明显，经过对原材料进行跟踪调查，发现原料中参有水口料，但经确认，加入水口料对熔接线有一定的影响，但影响不大。

10.熔料中卷入脱模剂等异物

如果在熔料中混有脱模剂，那么在两股熔料汇合处的熔接线肯定明显，经现场调查确定，此现象确实经常发生，但在产品生产前试模工程师已经将模具中的防锈剂清除干净。

我们对以上10项末端原因进行多次分析并做了有针对性的试验，确认有9项末端原因属于偶发现象，且发生后能及时发现，及时处理，故只作为一般原因，而其中仅1项为主要的末端原因：模具浇口数量和位置不合理。

五、制定对策

针对浇口数量与位置这一主要因素，我们决定使用两个针阀进料。根据针阀的进出方式类型，我们经过多次的共同研讨，应用CAE软件尝试以下方案，其排列组合如下。

1.普通针阀+普通针阀

普通针阀式热嘴没有顺序进料，只能两个热嘴同时打开，由于熔接线都是两股熔料对碰而形成的，结果在产品的外观面上产生三条明显熔接线存在，因此此方案排除。

2.普通针阀+顺序针阀

使用此方法，控制顺序针阀打开时间，可以消除一条熔接线，但还有另外一条明显的熔接线产生，因此，此方案排除。

3.顺序针阀+顺序针阀

用两个顺序针阀进料，打破常规的思维方式，先让第一个针阀进料，等到熔料流到第二个针阀时，第二个针阀再打开，这样可以控制浇口的开闭，实现顺序开闭，控制进料平衡。由此可以消除了所有熔接线，能生产出质量稳定的高品质产品，因此采用此方案。

六、效果检查

1.有形经济效益

通过此次活动，取得了巨大的效益。

（1）经过实施完成后，针对产品熔接线问题一次试模成功，原来平均每套模试2次，一次试模+改模费用为1万元，优化模具设计后仅试模就可以节约成本2万元左右。支出：热流道设计加工费约1.5万元。

（2）经过使用CAE优化模具设计以后，仅喷油费用每个产品可以节约5元。

（3）优化设计后，锁模力大大下降，原来生产26吋后壳一般要用850吨注塑机，现在只需要650吨即可。850吨注塑机每小时开机费用为230元/小时，650吨注塑机每小时开机费用为180元/小时。产品成型周期35秒，那么每个产品的开机即可节约成本0.5元。由此，产品单价可节约：5+0.5=5.5元，创造了可观的经济效益。

2.无形效益

（1）此方法可用于解决相近类型模具熔接线的问题。

（2）大大提高产品的注塑率。

（3）促进了模具设计观念的变革。

（4）客户满意度大大提高，加强公司在业内的领先地位。

（作者单位：海南省技师学院）endprint