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熱塑性聚氨酯（TPU）注塑成型時，干燥預(yù)熱后的TPU粒料從注塑機(jī)料斗輸送進(jìn)加熱的料筒，呈熔融狀態(tài)時，經(jīng)螺桿（或柱塞）的推進(jìn)作用及料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度相對較低的閉合模具中，充滿模腔，并在受壓下冷卻固化，脫模后獲得與模型型腔相同的TPU產(chǎn)品。
從TPU注塑成型工藝看出，TPU注塑成型產(chǎn)品最重要的模塑條件是影響塑化流動和冷卻的溫度、壓力和時間。針對TPU的特性，特別是其加工溫度波動范圍尤為狹窄的特點(diǎn)，要求注塑機(jī)必須具備精確的溫度調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)，否則會因各種因素造成制品缺陷。如果我們把次廢品的成因涵蓋在四個主要因素當(dāng)中，那就是原料、模具、注塑機(jī)及注射條件。
TPU成型產(chǎn)品，原則上都是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求制造的。但它的變化仍是相當(dāng)廣泛并具有突發(fā)性。有時，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生凹陷、氣泡、裂痕、變形等次廢品。因此就要從次廢品中來了解判斷問題所在并提出解決辦法，這是專業(yè)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。其實(shí)有時只需變更操作條件或原料、模具、機(jī)器方面稍做處理和調(diào)整，就可以解決問題。本文以螺桿式注塑機(jī)生產(chǎn)TPU制品為例，列舉了TPU注塑成型制品缺陷可能發(fā)生的問題及原因，并加以探討解決之道。
1制品有凹陷
TPU制品表面的凹陷，會降低成品品質(zhì)及強(qiáng)度，同時也會影響產(chǎn)品外觀。凹陷的原因與使用的原料、成型技術(shù)及模具設(shè)計(jì)均有關(guān)系，如原料的縮水率、注射壓力、模具的設(shè)計(jì)及冷卻裝置等。
表七.粘?？赡墚a(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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注射壓力或熔料筒溫度過高 |
降低注射壓力或熔料筒溫度 |
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保壓時間過長 |
減少保壓時間 |
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冷卻不充分 |
增加冷卻循環(huán)時間 |
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模具溫度過高或過低 |
調(diào)整模溫及兩側(cè)相對溫度 |
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模具內(nèi)有脫模倒角 |
修理模具去除倒角 |
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模具進(jìn)料口不平衡 |
限制原料流程，盡可能接近主流道 |
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模具排氣設(shè)計(jì)不良 |
設(shè)置合理的排氣孔 |
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模蕊錯位 |
調(diào)整模蕊 |
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模具表面太光滑 |
改善模具表面 |
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脫模劑缺乏 |
在不影響二次加工時，使用脫模劑 |
8制品韌性降低
韌性是使材料斷裂所需要的能量。引起韌性降低的主要因素有：原料、回收料、溫度及模具等。而制品的韌性降低，將直接影響制品強(qiáng)度和機(jī)械性能。
表八.韌性降低可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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原料潮濕 |
徹底焙干原料 |
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回收料摻入比例過大 |
降低回收料摻入比例 |
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熔料溫度太高或太低 |
調(diào)整熔料溫度 |
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模具澆口太小 |
增加澆口尺寸 |
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模具澆口接合區(qū)過長 |
減少澆口接合區(qū)長度 |
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模具溫度太低 |
提高模具溫度 |
9制品充填不足（制品短射）
TPU制品充填不足是指熔融的材料未完全流遍成形窨的各角落之現(xiàn)象。
充填不足的原因有成型條件設(shè)定不當(dāng)、模具的設(shè)計(jì)制作不完善、成型品的肉厚壁薄等。在成型條件方面的對策是增高材料、模具溫度，增大注射壓力、注射速度及提高材料的流動性。模具方面可增大澆道或流道尺寸，或?qū)部谖恢?、大小、?shù)量等進(jìn)行調(diào)整修改，使熔融材料流動順暢。再者，為了使成形空間內(nèi)的氣體順利疏散，可在適當(dāng)位置設(shè)置排氣孔。
表九.充填不足可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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供料不足 |
增加供料量 |
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制品過早固化 |
提高模具溫度 |
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熔料筒溫度太低 |
提高熔料筒溫度 |
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注射壓力低 |
提高注射壓力 |
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注射速度慢 |
增加注射速度 |
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注射時間短 |
增加注射時間 |
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模具溫度低或不均 |
調(diào)整模具溫度 |
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射嘴或漏斗阻塞 |
拆除清理 |
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澆口位置不當(dāng) |
調(diào)整更改 |
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流道小 |
加大流道 |
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澆道或溢口小 |
加大澆道或溢口 |
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螺桿止逆環(huán)磨損 |
更換 |
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成形空間內(nèi)氣體未排出 |
在適當(dāng)位置增加排氣孔 |
10制品有結(jié)合線
結(jié)合線是熔融材料二道或二道以上合流的部分所形成的細(xì)線，通常亦稱焊接線。結(jié)合線不僅影響制品的外觀，同時也不利于制品的強(qiáng)度。結(jié)合線發(fā)生的主要原因有：
1.制品形狀（模具構(gòu)造）所致材料的流動方式；
2.熔融材料合流性不良；
3.熔融材料合流處混入空氣、揮發(fā)物或難熔物等。
升高材料和模具溫度，可使結(jié)合線的程度減至最小。同時，改變澆口的位置、數(shù)量，使結(jié)合線的位置移往他處；或在熔合部設(shè)置排氣孔，迅速疏散此部位的空氣及揮發(fā)物；或在熔合部附近設(shè)材料溢流池，將結(jié)合線移至溢流池，再將其切除等都是有效地消除結(jié)合線的對策。
表十.結(jié)合線可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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注射壓力、時間不足 |
增加注射壓力、時間 |
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注射速度太慢 |
提高注射速度 |
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熔料溫度低 |
提高熔料筒溫度 |
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背壓低、螺桿轉(zhuǎn)速慢 |
提高背壓、螺桿轉(zhuǎn)速 |
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澆口位置不當(dāng)、澆口及流道太小 |
改變澆口位置或調(diào)整模具入口尺寸 |
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模具溫度太低 |
提高模具溫度 |
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材料固化速度過快 |
降低材料固化速度 |
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材料流動性不佳 |
提高熔料筒溫度，改善材料流動性 |
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材料有吸濕性 |
增加排氣孔，控制材料品質(zhì) |
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模具內(nèi)空氣排除不暢 |
增加排氣孔或檢查排氣孔是否堵塞 |
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原料不潔或摻有他料 |
檢查原料 |
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脫模劑劑量太多 |
少用脫模劑或盡量不用 |
11制品表面光澤不良
TPU制品表面失去材料本來的光澤，形成層膜或模糊狀態(tài)等，皆可稱為表面光澤不良。
制品表面光澤不良，大都是由于模具成形表面研磨不良引起。當(dāng)成形空間表面狀態(tài)良好時，提高材料和模具溫度可增強(qiáng)制品表面光澤。使用過多的難融劑或油脂性難融劑亦是表面光澤不良的原因。同時，材料吸濕或含有揮發(fā)物及異質(zhì)物混入污染也是造成制品表面光澤不良的原因。所以，要特別注意模具和材料方面的因素。
表十一.表面光澤不良可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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注射壓力、速度太低 |
適當(dāng)調(diào)整 |
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模具溫度太低 |
提高模具溫度 |
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模具成形空間表面有水或油脂污染 |
擦拭干凈 |
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模具成形空間表面研磨不充分 |
模具打光 |
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不同材料或異物混入 |
清洗料筒，過濾原料 |
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原料含有揮發(fā)物 |
提高熔料溫度 |
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原料有吸濕性 |
控制原料預(yù)熱時間，徹底焙干原料 |
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原料的劑量不足 |
增加注射壓力、速度、時間及原料劑量 |
12制品有流痕（線紋）
流痕是熔融材料流動的痕跡，以澆口為中心而呈現(xiàn)的條紋模樣。
流痕是最初流入成形空間內(nèi)的材料冷卻過快，而與其后流入的材料間形成界線所致。為了防止流痕，可提高材料溫度，改善材料流動性，調(diào)整注射速度。
殘留于射嘴前端的冷材料，若直接進(jìn)入成形空間內(nèi)，則會造成流痕。因此在澆道與流道的匯合處或流道與分流道的交接處設(shè)充分的滯料部位，可有效地防止流痕的發(fā)生。同時，也可通過增大澆口尺寸來防止流痕的發(fā)生。
表十二.流痕可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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原料熔融不佳 |
提高熔料溫度、背壓，加快螺桿轉(zhuǎn)速 |
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原料不潔或摻有他料，干燥不足 |
檢查原料，徹底焙干 |
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模具溫度太低 |
提高模具溫度 |
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澆口附近溫度太低 |
提高溫度 |
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澆口太小或位置不當(dāng) |
加大澆口或更改位置 |
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保壓時間短 |
延長保壓時間 |
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注射壓力或速度不當(dāng) |
調(diào)整至適當(dāng) |
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成品斷面厚薄相差太多 |
變更成品設(shè)計(jì) |
13注塑機(jī)螺桿打滑（無法進(jìn)料）
表十三.螺桿打滑可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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料管后段溫度過高 |
檢查冷卻系統(tǒng)，降低料管后段溫度 |
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原料干燥不完全 |
徹底焙干原料及適當(dāng)加潤滑劑 |
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料管及螺桿磨損 |
修理或更換 |
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料斗進(jìn)料部位故障 |
排除進(jìn)料部位故障 |
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螺桿退后速度過快 |
降低螺桿退后速度 |
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料筒沒清洗干凈 |
清洗料筒 |
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原料顆粒過大 |
減小顆粒尺寸 |
14注塑機(jī)螺桿無法轉(zhuǎn)動
表十四.螺桿無法轉(zhuǎn)動可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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熔料溫度低 |
提高熔料溫度 |
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背壓過高 |
降低背壓 |
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螺桿潤滑不足 |
適當(dāng)添加潤滑劑 |
15注塑機(jī)注射嘴漏料（流涕）
表十五.注射嘴漏料可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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料管溫度過高 |
降低料管溫度，尤其是射嘴段 |
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背壓調(diào)整不當(dāng) |
適當(dāng)降低背壓及螺桿轉(zhuǎn)速 |
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主流道冷料斷脫時間早 |
延遲冷料斷脫時間 |
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松退行程不夠 |
增加松退時間，更改射嘴頭設(shè)計(jì) |
16材料未熔盡
表十六.材料未熔盡可能產(chǎn)生的原因及處理方法
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產(chǎn)生原因 |
處理方法 |
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熔料溫度低 |
提高熔料溫度 |
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背壓過低 |
提高背壓 |
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料斗下部過冷 |
關(guān)閉料斗下部冷卻系統(tǒng) |
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模塑周期短 |
增加模塑周期 |
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材料干燥不足 |
徹底焙干材料 |
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