树脂成型不良及成型材料的观察、分析、检测
树脂(塑料)材料及树脂成型的工艺是非常精细的,成型条件、材料及添加材的状态等都有可能对品质造成影响,导致成型不良。成型不良的种类及发生原因多种多样。
下面888集团电子游戏官方网站将列举代表性的成型不良种类并解说相应的原因。还将介绍实现正确快速观察、测量及评估,有助于快速查明原因、研究对策的新型4K数码显微系统应用案例。
树脂(塑料)模塑品的需求与成型不良
在轻量化需求的背景下,采用高功能、高耐久树脂(塑料)的模塑品,正在被广泛用于各类领域。以汽车行业为例,在过去由金属材料构成的部件当中,已经有一部分被高附加值的树脂模塑品取代,通过轻量化实现节能。
而在树脂成型工序中,包括材料及添加材配比、分散状态、树脂熔化温度、压力、冷却时间在内的各类条件,都会对品质造成很大的影响。射出成型作为一种代表性的成型方法,尤其需要关注模具、熔化树脂压力、装置停止及模具损坏导致的脱模不良等问题,并采取妥善的对策。
代表性成型不良
888集团电子游戏官方网站汇总梳理了有损树脂(塑料)模塑品品质的代表性成型不良、缺陷(形状不良、表面不良)及相应的原因,现列举如下。
- 毛刺
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现象:熔化树脂从公模、母模的分模线(分割线)处渗出并固化,导致形状不良。
原因:射出力度太大、闭模力不足、射出树脂过量、模具歪斜等。 - 凹陷
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现象:模塑品表面凹陷,导致形状不良。也可称为缩痕。
原因:熔化树脂在模具内固化时发生收缩,导致树脂量不足,形成凹陷。这种凹陷如果形成于模塑品内部,就会被称为“孔隙(气泡)”。 - 翘曲
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现象:模塑品向一个方向歪曲,导致形状不良。
原因:脱模时施加的外力导致变形(脱模不良),抑或是模具内熔化树脂各流动方向上的收缩率不同。 - 熔接线
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现象:模具内的熔化树脂合流部分(熔接处)产生凹槽或纹路,出现在模塑品表面,导致表面不良。
原因:射出成型中,熔化树脂的温度或流动性太低。会在射出压力、速度不足时发生。 - 流痕
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现象:以浇口为中心,出现年轮状的波形纹路,导致表面不良。
原因:射出成型中,射出的熔化树脂温度过低或射出速度过慢,导致模具内的树脂流动性降低。与后续射出的树脂重叠后形成流痕。 - 裂纹、龟裂
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现象:产生裂痕(裂纹)或细密裂纹(龟裂),导致表面不良。
原因:外部应力或内部应力导致模塑品产生裂痕或裂纹。
树脂(塑料)模塑品、材料、添加材观察及检测应用案例
上文列举的成型不良、树脂(塑料)材料中的气泡混入、填充物等添加材的分散状态,都会对模塑品的品质造成很大的影响,需要用显微镜进行频繁的观察及评估。
但是,光学显微镜对于颜色对比度低、立体结构、复杂形状、表面有光泽、有一定透明度的模塑品,很难通过观察进行正确的外观检测。也不能通过测量不良部位和材料颗粒/添加材的分散状态来进行定量评估。
888集团电子游戏官方网站的高精细4K数码显微系统“VHX系列”长年致力于收集客户心声,成功解决了部分光学显微镜面临的难题。还能仅用1台设备,满足近年来高度发展的树脂模塑品、材料及添加材研究开发和制造现场的新需求。
“VHX系列”仅用1台设备,就能快速简单地用高分辨率HR镜头、4K CMOS与特色设计的系统拍摄高精细4K图像并进行正确观察,通过高精度2D、3D测量及自动面积测量实施定量评估,甚至还能自动创建报告。
下面将介绍“VHX系列”在树脂模塑品、材料、添加材评估中的应用案例。
熔接线的观察
除了多色成型等工艺外,树脂模塑品大多为单色,对比度较低,难以观察表面的缺陷及不良。尤其是在观察熔化树脂在射出模具内合流部分(熔接处)因融合不良产生的凹槽及纹路“熔接线”时,很难设定照明条件。
4K数码显微系统“VHX系列”则配备了“全方位多功能照明”功能,只需按下按钮,就能快速获取全方向照明条件下的多张图像。操作者只需从中挑选适合观察的图像,即可轻松进行观察。
能够节省过去用于设定照明条件的时间,实现正确快速的观察。
模塑品毛刺的3D测量
4K数码显微系统“VHX系列”不仅能用高精细图像进行观察,还能进行次微米级的3D形状测量以及不良部位的轮廓测量。
即使因模具歪斜、闭模压力不足等原因,导致熔化树脂从分模线(分割线)的细微缝隙中渗出,形成细小毛刺,也能对其进行定量测量及检测。获取不良部位的详细三维信息,还能帮助工作人员快速查明原因、采取对策。
树脂中的填充物分散状态观察与自动测量
为了提高树脂(塑料)材料的功能和附加值,制造商会配比填充物之类的添加材,研究如何让这些添加材在树脂材料中均匀分散,是一项很重要的课题。为此,必须准确观察并测量填充物的分散状态,据此实施正确评估。
4K数码显微系统“VHX系列”在高倍率成像时,也能通过高精细4K图像观察填充物的分散状态。还能直接在观察图像上进行快速准确的自动面积测量、计数,不仅能观察,更能无缝测量数据,开展定量评估。
安装Excel并使用模板时,还能用拍摄到的图像及测量值自动创建报告。用1台显微系统就能完成填充物分散状态评估所涉及的一系列操作,大幅提高作业效率。
树脂(塑料)材料的颗粒观察
用传统显微镜观察树脂(塑料)材料的颗粒时,受到表面凹凸的影响,只能进行局部对焦。再加上材料光泽导致的环状反射光,会给气泡观察带来困难。
4K数码显微系统“VHX系列”则配备了“实时深度合成”功能,对于凹凸不平的表面,也能拍摄到全幅对焦的清晰图像。使用“去除环形光晕”功能,还能去除环状反射光,实现树脂材料颗粒及气泡的清晰观察。
树脂模塑品的断裂面观察
对于树脂(塑料)模塑品的破坏及破损,可以通过快速正确地分析断裂面形态(脆性、延性、断层、疲劳、蠕变等)来查明原因,迅速采取对策,进行改善。
4K数码显微系统“VHX系列”配备了高分辨率HR镜头与电动镜头转换器,能够通过直观操作,进行20至6000倍镜头的自动转换,实现“无缝缩放”。转换镜头更加省时省力,可快速拍摄高精细4K图像,实现正确高效的断裂面观察及分析。
复合模塑品的倾斜观察、外观检测
对于车载电装部件连接器等结构立体、形状复杂的复合模塑品,在进行外观检测时必须进行多角度观察。
利用4K数码显微系统“VHX系列”的“全方位观测系统”与“高精度X、Y、Z电动载物台”,能够实现各个角度的倾斜观察。节省了手动调节工件位置的时间和精力,让流畅的倾斜观察成为了可能。
利用借助“VHX系列”高分辨率HR镜头与4K CMOS拍摄的高分辨率、高精细4K图像,即便是涵盖工件整体的低倍率观察,也能清晰捕捉到凹陷、流痕等模塑品的细微缺陷及不良。
根据现场反馈设计的简单、多功能、高精细显微系统
20多年来,888集团电子游戏官方网站始终致力于收集客户心声,持续开展数码显微系统的优化及改良。高精细4K数码显微系统“VHX系列”,就是888集团电子游戏官方网站的集大成之作。
除了上文中介绍的功能外,“VHX系列”还配备了许多解决现场难题的功能。这些功能均经过精心设计,不太熟练的使用者,也能通过简单操作,实现高水准的观察及检测。
还提供了款式多样的镜头及观察系统,可以根据实际观察的工件及材料,选择合适的配置。
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