深度解析注塑成型短射缺陷:成因分析与改善对策

2025-05-08 15:54:07


短射(Short Shot)是指熔融塑料未能完全填满模腔,导致制品边缘或内部结构出现缺料、空洞或不完整的现象,进而造成外观不良、尺寸偏差甚至结构功能不足等问题。在塑料注塑成型过程中,短射是一项常见但影响深远的成型缺陷,若未及时排除,将降低产品良率,增加报废率与制造成本。

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短射的五大常见成因

1. 模具设计缺陷

模具设计对熔体的流动行为具有决定性影响:

  • 流道/浇口设计不良:当主流道、副流道或浇口尺寸过小,会导致塑料流动受阻,增加流动阻力,使熔体无法顺利填满模腔。
  • 模具排气不良:模腔内的空气若无法有效排出,会产生气体压缩,阻碍熔体前进,导致末端区域填充不完全。
  • 模具温度控制不均或过低:模具表面温度过低,会使熔体在充填过程中提前冷却凝固,降低流动性。
  • 模腔壁厚不均:薄壁区域流动阻力较大,若熔体流动性不足,容易发生短射,应适度增加局部厚度或调整流道设计。
  • 多模腔设计不平衡:流道设计不对称,造成各模腔充填速度与压力分布不一致,容易增加局部短射风险。

 

2. 注塑参数设置不当

  • 注射压力不足:注射压力影响熔体充填模腔的驱动力,若压力不足会使熔体中途停止,无法填满末端区域。
  • 注射速度过慢:若熔体前进速度不足,会导致部分塑料提前冷却失去流动性,使模腔无法完全充填。
  • 料筒或喷嘴温度设置不当:料筒或喷嘴加热不足会使塑料熔融不完全,流动性降低;温度过高则可能导致原料劣化或碳化。

 

3. 原料特性影响

  • 熔融粘度过高:高粘度塑料在充填过程中阻力较大,尤其是在模腔深处或狭窄区域,容易造成短射。
  • 原料含水率过高:水分在高温下会转化为蒸汽,形成气泡或膨胀现象,影响流动稳定性。
  • 再生料或添加剂比例过高:使用过多再生料或混料不均,会导致熔融粘度不稳,影响成型一致性。

 

4. 设备故障或规格不符

若注塑机的螺杆磨损、止逆环密封不良,将影响注射压力与熔体供料稳定性。此外,若设备规格与产品需求不匹配(如注射量不足或过大),也会造成压力控制困难与短射问题。

 

5. 制程稳定性不足

若生产过程中熔体剪切速率波动大、保压压力不稳定或螺杆回料行程异常,均可能导致每次注塑的熔体量与压力不一致,进而出现间歇性短射。

 

常见成因

 

 

短射的检测与识别方式

  • 目视检查:观察产品是否存在明显的缺角、空洞、缩痕或结构不完整等现象。
  • 尺寸检测:使用量具测量产品关键部位尺寸,并与设计规格比对,确认是否存在因填充不足导致的偏差。
  • 缺陷模式分析:如产品出现翘曲、气纹、机械强度不足等问题,也可能与短射有关。
  • 制程参数监控:通过注射压力曲线、速度与温度数据监控,可及早发现短射征兆并及时修正。

 

 

短射的排除对策

若要有效排除短射缺陷,应从模具、注塑参数、原料与设备等多方面进行优化调整:

1. 优化模具设计

  • 调整流道与浇口设计:适度放大流道与浇口尺寸,减少压力损失,并重新配置位置以优化流动路径。
  • 改善模具排气系统:设置排气槽或利用脱模机构排气,确保空气顺利排出,避免形成压缩区。
  • 提高模具温度:使用模温控制器维持恒温,提高熔体流动性与充模稳定性。

 

2. 调整注塑参数

  • 提升注射压力与速度:根据产品结构与充填距离,适当提高注射压力与初段速度,以克服模具阻力。
  • 延长保压与充填时间:确保熔体有足够时间填满模腔与完成冷却,减少收缩与填充不足风险。
  • 检查温度设置是否合理:依据塑料特性调整料筒、喷嘴与模具温度,使塑料处于最佳流动状态。

 

3. 原料管理

  • 选用低粘度、高熔融指数原料:针对复杂模具与微细结构产品,应选择流动性优良的原料等级。
  • 确保原料干燥充分:使用除湿干燥机,依据原料要求设置合理的干燥温度与时间,降低水分含量。
  • 稳定原料来源与配方:避免不同批次或过多再生料混用造成熔融特性波动。

 

4. 设备检查

  • 定期检查螺杆、止逆环与加热系统的运行状态,确保功能正常。
  • 根据产品体积与模具需求选择合适吨位与注射容量的设备。
  • 使用监控系统(如压力传感器、螺杆位置反馈等)记录实际注塑行为与参数,及时校正异常状态。

 

 

结语

短射缺陷的有效排除,需建立在系统化的技术分析与跨部门协作基础之上,包括模具设计工程师、制程技术人员与原料供应商之间的紧密配合。唯有从源头优化结构设计,结合精准的设备参数设置与原料管控,才能确保产品实现完整充填、品质稳定,从而全面提升注塑成型的良率与生产效益。

 

 

撰稿者 Han