一、引言

氣紋是容易產生且很難消除的質量缺陷。氣紋不僅僅會影響產品的外觀，還會影響產品的強度。國內有關技術資料對產生氣紋的機理過程涉及的不多，造成操作人員遇到具體問題時，不能快速找到問題產生的原因，不知該採取哪些工藝措施，問題得不到及時的解決，導致資源大量浪費，會對企業造成巨大的損失。

針對塑料製品產生氣紋這一缺陷，本文對其產生因素進行了分析和研究，詳細的闡述了氣紋的產生機理及現象，又根據不同氣紋的特點，制定了相應的應對措施。在生產過程中，根據觀察到的現象做出準確的判斷，就可以推斷出氣紋產生的原因，繼而制定出相對應的消除措施方案進行解決。

二、氣紋產生的原理

氣紋是塑料在充模過程受到氣體的干擾而出現在制品表面熔料流動方向上的缺陷。氣體的成分包括水汽、分解氣、空氣，可見，氣紋存在的根本原因是有氣體存在，如果高溫熔融態塑料流體在填滿模具之前，不能將氣體順暢排出，氣體就會與塑料熔體混合流動，冷卻成型後，內部氣體形成氣孔，外部氣體產生流動痕跡，即氣紋[1]。

事實上，在注塑過程中氣體的存在是不可避免的，而且有相當一部分殘留在塑料內部。當模內壓力足夠大，氣體含量沒有超過一定的限度時，氣體以分散的狀況溶解到塑料裡面去；但當模內壓力不夠大，而氣體含量又超過一定的限度時， 這些氣體便從熔融塑料中紛紛釋放出來，到達製品表面而形成氣紋。

造成氣紋缺陷的主要原因有六點：1 注塑設備與注塑產品不相配；2 模具排氣槽設計太少或太小；3 生產工藝的影響；4塑料熔體自身不斷地產生氣體 ；5 注塑設備所處的環境濕度大；6 塑料熔體流動性差。

1. 注塑設備的影響

設備的選擇要合理，如果製品與澆口凝料料重之和小於最大注射量的20%, 則剩下的原料會因螺杆的旋轉產生的剪切力，機筒的加熱而分解產生氣體。如果大於最大注射量的80%，則會出現熔料受熱不均的現象，很難以成型精密製品。螺杆設計如果合理, 與所加工的塑料種類匹配, 成型工藝範圍就會相對較寬; 否則成型工藝範圍可能很窄甚至不能成型製品。

不同型號、大小的注塑機其射嘴的孔也是各有差異的，有2.5MM、3.5MM、5MM 等等，機器越大其射嘴孔相應也就越大。噴嘴孔太小、物料在噴嘴處流涎或拉絲、機筒或噴嘴有障礙物或毛刺，高速料流經過時產生摩擦熱使料分解產生氣體,氣體來不及排出會產生氣紋現象。

2. 模具排氣不暢的影響

在高溫高壓下，低黏度熔融塑料突然穿越狹窄的澆口，熔融原料注射進入模具型腔的時間很短 ，進入具有較大自由空間的型腔，形成高壓噴射狀態，夾帶了流道和型腔內存在的空氣。原料在模具中的填充過程又是氣體被排出的過程， 模具分型面缺乏必要的排氣孔道或排氣孔道不足、堵塞、位置不好，又沒有嵌件、頂針之類加工縫隙排氣，使流道和型腔中的空氣不能在塑料進入的同時離去，極易造成氣體被裹入高溫熔體中，隨著熔體的流動，氣體逸出熔體表面，形成流動痕跡[2]。

3. 生產工藝的影響

如果注射壓力過高、注射速度過快，模具中的氣體來不及排出，就會受到急劇壓縮，驟然積聚大量機械能，從排氣槽釋放的氣體又急劇膨脹將機械能轉化成熱能迅速釋放出來，極易造成排氣槽部位零件表面過燒，產生焦斑。除此之外， 還會產生物料摩擦熱過高，容易造成熔料因溫度偏高而降解或變色；同時，過快的注射熔料流速會讓模腔內空氣被急劇加壓而升溫，也會使熔料匯合處因降解而出現焦黃色。

但如果注射速度過慢，注塑成型製品用時間增加，熔料受降溫的影響充滿模腔的時間加長，流動所受到的阻力加大，這樣會造成成型製品出現冷合料縫痕， 還會造成原料的溫度大幅度下降，隨溫度降低，原料的粘度升高，流動性變差，

一方面使氣體不能及時從熔融原料中分離出來反而產生流紋，另一方面就是熔體前沿溫度的急速冷卻形成了高粘度流動體，阻礙了氣體向前流動排出，在通過模腔狹窄區域（如零件薄壁區域）時，受到很大阻力，使熔體內部壓力升高，容易形成高溫灼熱氣體，產生零件表面過燒現象。

4. 塑料熔體自身產生氣體的影響

如果注塑設備適合生產某種產品，塑料模具設計合理，排氣順暢，但塑料自身不斷產生氣體，那麼塑料熔體在射膠過程和冷卻成型過程中依然會產生氣紋。自身產生氣體主要有兩種類型：

（1） 水蒸汽的影響

水蒸汽來源主要是原材料受潮時吸收的水分，熔膠過程中，原材料受熱，水分被不斷蒸發逸出，射入模具後，塑料熔體表面水蒸汽遇冷迅速冷凝，在零件表面形成蒸汽紋。如果模具排氣不良，灼熱的水蒸汽就會造成零件表面過燒現象。

（2） 分解氣體的影響

一些質量差的塑料熔膠過程中，由於受高溫或高剪切力（螺杆轉速過快、背壓過高）影響，一些易揮發相直接從熔體中逸出；特別是當含有微量雜質或微量水分時，可能發生催化裂化反應。造成塑料產生分解氣的原因：熔體溫度過高， 造成分解；料筒溫度過高，或料筒的發熱圈控制失調。小製品用大機，或緩衝墊量過大，或料筒內的呆料、死角處因長期受熱而分解，或成型周期太長，使熔體在料筒里的停留時間過長而造成分解；熔體在料筒里的剪切過大，螺杆的壓縮比過大，螺槽太淺等，再加上螺杆轉速過大，背壓過大等。

5. 注塑設備所處的環境影響

當注塑機處於潮濕的環境中，空氣濕度過大空氣濕度過大，遇到冷的模具而凝聚成水的水珠（如模溫低於露點），造成模具的模穴內帶有微量的水分，這些水分被熔料汽化後成水蒸氣，氣體來不及排出便會產生氣紋現象。

6. 熔體流動性差的影響

許多塑料具有熔體流動性差的性質，它對氣紋產生的影響有兩種類型，一種是塑料在熔膠階段產生的氣體不能及時逸出並從料筒後段排出，導致其最終被帶入模具中；另一種是在模具中使裹入塑料熔體中的氣體不及時逸出。

三、典型實例分析

該儀表罩是在800T注塑機中生產的，產品圖號53A-05171,毛重801g，凈重792g，材料牌號ABS/VK125，成型周期65s。

1. 儀表罩出現氣紋的原因

經分析造成氣紋的原因主要有：

熔料溫度或模具溫度過低；

注射速度、壓力過高；

背壓偏低；

模具排氣不良；

原料乾燥不充分或過熱分解；

模具澆注系統有缺陷。

2. 可行的改進方案

適當提高料筒溫度，使氣體容易逸出，但PC/ABS塑料溫度不能超過270℃， 防止高溫分解，影響PC/ABS塑料性能。

適當降低注射壓力、注射速度，使氣體有充分時間排出。應當注意的是， 注射壓力和注射速度是相互關聯的，調整時不能採取同時改變兩者的方式，因為進行調整時並不能確定造成氣紋的原因究竟是注塑壓力過大還是注射速度過大。正確的方法是先選擇其中一個參數進行調整，然後看其產生的效果，再決定下一步的操作。

增加背壓，提高熔料速度，可以使裹入原料中的空氣以及原料自身易揮發相產生的氣體從料筒後段充分排出。

改善模具的排氣。保證注塑過程中物料填充到模具內時所產生的各種氣體順利的排出模具。

原材料應該充分乾燥，建議70℃～80℃，烘料時間不少於4h，並做好防潮措施（特別在陰雨天），防止水蒸汽的影響。

四、結語

注塑製品上的氣紋會降低製品的強度，影響外觀, 因此氣紋是注塑製品失效的一個重要原因。氣紋區域材料的形態結構是影響製品性能的直接原因, 要消除或減小氣紋對製品性能的影響, 以提高製品的性能, 應充分考慮不同材料形成的氣紋的形態結構。只有通過正確地認識氣紋區域材料的形態結構與製品性能的關係, 才能在工業生產中合理地選擇模塑材料。這對於提高注塑製品的質量, 延長注塑製品的使用壽命具有重要意義。

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