本文首发自公众号大塚讲堂（微信ID：Otsuka-IT）

内容︱大塚讲师-李亚广

排版︱Kayla

概述

目前，塑料产品在我们的日常生活中随处可见，并且有不断增多的趋势。消费者对产品的外观要求也不断的提出新的要求，而在塑料产品的生产过程中，塑料产品的外观经常会出现各种各样的问题，不解决这些问题，又无法赢得消费者的信赖，因此这些问题常常使从业工程师们非常困惑与苦恼。

常见的外观问题有：缩痕、熔接痕、潜流痕、流痕、应力痕、气痕，顶针印、浇口晕、浇口太阳斑等。各种问题的产生原因也各不相同，这里仅就流痕问题做个简单探讨。流痕，顾名思义，由于熔胶流动过程中的原因所造成的表面外观痕迹。在生产实际中，我们常见的流痕表现形式有虎皮纹、震纹、浇口晕、浇口太阳斑和喷射纹。前文已经进行了虎皮纹的探寻，本文主要针对震纹问题进行探讨。

成因探寻

一、什么是震纹

震纹的特征是在塑料制件浇口附近，形成以浇口为中心的波纹状缺陷，通常这种波纹呈紧密状排列，也被称为水波纹（图1)（如图2和图3）

图1

二、震纹的生成原因探讨

依据生产实践经验，震纹（水波纹）常在以下几种情况下产生：

A、所用材料黏度高，流动性较差。

B、所用注塑速度比较低。

由以上情况可知，其产生原因可能与材料的流动性、充填速度有很大关系。针对以上可能产生震纹的原因，我们设计了两种情况来探讨关于震纹产生的原因。

>>第一种情况：流动前沿面积不变，采用较低充填速度充填型腔。针对此情况，设计了如图4所示的实验样件进行分析。（后续所有实验样件分析采用统一材料PMMA，统一流动速率5cm3/s）

为准确对图4所示样件研究，我们将其分为两部分

第一部分为流动前沿面积不断变化的区域；(如图5）

由于统一流率，故单位时间进入产品的体积是等量的，由于流动前沿面积的变化，必然导致流动前沿速度也会随之而变化。（如图6）

充能阶段： 在此阶段，由于流动前沿面积不断增大，流动前沿速度将不断的降低，随着速度的降低，其流动前沿温度将降低，其黏度值将增大。（如图7） 另一方面料流前锋在流动速率较低时，其剪切作用也变弱，材料的黏度值会随着剪切作用的变弱而增大，其流动性会进一步降低，其将在流动前沿表面形成一层凝固层，阻碍熔体的流动，当其流动前沿速度低于其原本应该应有的速度时，并不会直接突破流动前沿凝固层的表面，而是由于高分子熔融塑料具有一定粘弹性，使其开始进入充能阶段。

突破阶段：当速度差值积累至一定程度时，即超出流动前沿表面凝固层的阻力极限时，后续速度高的塑料将从中间突破流动前沿凝固层的表面，此时将同时伴有小孔膨胀效应，新的流动前沿会快速的向前有个飞跃式的突破，形成新的流动前沿表面；

再次充能阶段：由于出现了飞跃式的突破，其流动前沿表面面积突然增大，其流动速率将快速减小，甚至出现停滞现象，使新的流动前沿的黏度值迅速的增大，成为新的阻碍，其将重新步入充能阶段，直到再次的突破。（如图8）

第二部分，流动前沿面积恒定：

充能阶段：由于流动前沿速度较小，流动产生的剪切热不足以抵消流动过程中散失的热量，流动前沿温度不断的下降，由图10可以明显看到，温度对此材料的黏度有很大影响，温度越低，黏度越大，由于黏度的增大，造成了流动前沿阻力的增大，最终前沿速度仍然会有下降，当其流动前沿速度低于其原本应该应有的速度时，并不会直接突破流动前沿凝固层的表面，由于高分子熔融塑料具有一定粘弹性，使其开始进入充能阶段；

突破阶段：当速度差值积累至一定程度时，即超出流动前沿表面凝固层的阻力极限时，后续速度高的塑料将从中间突破流动前沿凝固层的表面，此时将同时伴有小孔膨胀效应，新的流动前沿会快速的向前有个飞跃式的突破，形成新的流动前沿表面；

再次充能阶段：由于出现了飞跃式的突破，其流动速率将呈现快速增大，然后由于能量释放的惯性保持一定速度突进，最后由于后续连接不足，造成流动前沿速度快速减小，甚至出现停滞现象，使新的流动前沿的黏度值迅速的增大，成为新的阻碍，其将重新步入充能阶段，直到再次的突破。

针对以上两个部分的分析，我们可以知道，低速情况下，由于流动前沿温度的变化，造成震纹的产生；特别是第一部分流动前沿温度与流动速率的双重下降，使其产生震纹将更频繁，其结果表现为震纹间距较小，整体看起来在此部分震纹更密集。

>>第二种情况：采用较低充填速度，流动前沿截面积不断变化

针对此情况，设计了如图13和14所示的实验样件进行分析。

方案A 震纹成因分析：

流动前沿过直径前，随着流动前沿面积不断增大（见图15），流动前沿速度不断降低（见图17），流动前沿温度也不断降低（见图16），双重作用下将重复“充能阶段—突破阶段—再充能阶段”的循环，且此区域产生的震纹会比较密集。

流动前沿过直径后，随着流动前沿面积的不断减小（见图15），流动前沿速度不断上升（见图17），但其流动前沿温度仍然不断下降（见图16），在此处，其表面纹路的形成机理类似虎皮纹的成因。（见上期虎皮纹成因分析）

方案B 震纹成因分析

随着流动前沿面积不断增大(见图18），流动前沿速度不断降低（见图20），流动前沿温度也不断降低（见图19），双重作用下将重复“充能阶段—突破阶段—再冲能阶段”的循环，且此区域产生的震纹会比较密集。

三、震纹的解决思路

从上述分析结果来看，震纹的产生与充填速度和材料粘弹性有比较直接的关系，因此其解决的办法也要多从以下几个方面进行考虑:

工艺方面：

1.增加充填速度（首选）

2.提高模具温度

3.提高材料温度

模具方面：

1.减小浇口尺寸

2.增大冷料井尺寸

材料方面：

1.材料选择黏度小

2.材料选择流动性高

以上是针对震纹比较有效的几个解决方案，请大家参考。

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