注塑加工中产品缺胶的原因以及解决办法

一、什么是注塑缺胶？

缺胶的危害不仅限于外观缺陷：若缺胶发生在产品受力部位（如卡扣、连接孔），会直接导致强度不足；若发生在密封区域（如容器边缘），则会造成密封性失效。因此，解决缺胶问题需兼顾 “填充完整性” 与 “产品功能可靠性”。

二、缺胶的核心原因及对应解决办法

（一）材料因素：塑料流动性不足或状态异常

1. 树脂本身流动性差

• 原因：选用的树脂型号与产品结构不匹配 —— 例如，用低流动性的 PC（MI 值 2-5g/10min）生产薄壁件（壁厚＜1mm），或用高结晶度的 PP（MI 值 1-3g/10min）生产复杂深腔件，塑料在填充过程中易提前冷却，无法到达型腔末端。
• 解决办法：
  • 更换高流动性牌号树脂（如将 PC 换成 MI 值 8-12g/10min 的高流动级，PP 换成 MI 值 5-10g/10min 的均聚级）；
  • 若无法换料，可添加适量流动性改良剂（如 PC 添加 0.5%-1% 的硅酮类助剂，需注意不影响产品性能）。

2. 回料添加比例过高

• 原因：回料（废料粉碎后）因多次加热，分子链断裂，流动性下降（通常比新料低 20%-30%），若添加比例超过 30%，会导致混合料整体流动性不足，尤其在型腔狭窄区域易缺胶。
• 解决办法：
  • 严格控制回料比例，普通产品不超过 20%，薄壁、复杂件不超过 10%；
  • 回料需筛选干净，去除金属杂质、粉尘（杂质会堵塞流道，进一步降低流动性）。

3. 材料干燥不充分

• 原因：吸湿性塑料（如 PA、PC、PBT）未彻底干燥，颗粒中含有的水分在料筒内受热汽化，形成气泡，气泡占据型腔空间，导致塑料实际填充量不足；同时，水汽会破坏树脂分子链，降低流动性。
• 解决办法：
  • 根据材料特性设定干燥参数：PA 需 100-120℃干燥 4-6 小时，PC 需 120-140℃干燥 6-8 小时，干燥后含水率需≤0.02%；
  • 使用除湿干燥机（而非普通热风干燥机），确保干燥过程中不二次吸潮；
  • 干燥后的材料需在密封料斗中存储，避免暴露在空气中（尤其潮湿环境下）。

（二）设备因素：注塑机无法提供足够的 “填充动力”

1. 射胶量不足

• 原因：注塑机的最大射胶量（单次可注射的塑料体积）小于模具型腔 + 流道的总体积，导致塑料 “量不够”，自然无法填满。例如，用 100g 射胶量的注塑机生产 120g 的大型零件，必然出现整体缺胶。
• 解决办法：
  • 计算 “型腔 + 流道” 总重量（或体积），确保注塑机最大射胶量≥总重量的 1.2 倍（预留安全余量）；
  • 若无法更换注塑机，可优化流道设计（如缩短流道、减小流道直径），减少流道占用的塑料量。

2. 注射压力或保压不足

• 原因：
  • 注射压力设定过低：塑料在流动过程中克服型腔阻力（如流道狭窄、型腔复杂）后，压力衰减，无法到达末端；
  • 保压压力或保压时间不足：塑料冷却收缩时，未得到足够补料，导致局部缺胶（尤其厚壁件的内部）。
• 解决办法：
  • 逐步提高注射压力（每次增加 5-10MPa），直至缺胶区域填满，同时观察是否出现飞边（压力过高会导致飞边，需找到平衡点）；
  • 延长保压时间（每次增加 1-2 秒），或提高保压压力（通常为注射压力的 60%-80%），针对厚壁件（壁厚≥3mm），保压时间需达到冷却时间的 50% 以上。

3. 喷嘴堵塞或温度过低

• 原因：
  • 喷嘴内残留的塑料冷却固化，堵塞通道，导致熔胶无法顺利射出；
  • 喷嘴温度设定过低（低于树脂熔点），塑料在喷嘴处提前冷却，流动性下降，甚至形成 “冷料块”，堵塞浇口。
• 解决办法：
  • 拆卸喷嘴，用铜刷（避免划伤喷嘴）清理内部残留塑料，若堵塞严重，可加热喷嘴至树脂熔点以上，使固化塑料重新熔融流出；
  • 提高喷嘴温度（比料筒末段温度高 5-10℃），并开启喷嘴保温功能，防止塑料冷却；
  • 在模具主流道末端设置 “冷料井”，收集喷嘴处的冷料块，避免其进入型腔。

4. 止逆环磨损或泄漏

• 原因：注塑机的止逆环（防止熔胶回流的部件）磨损后，密封性能下降，注射时塑料会从止逆环与料筒的间隙回流，导致实际射胶量不足，压力衰减。
• 解决办法：
  • 拆卸射胶系统，检查止逆环和密封圈，若发现磨损、划痕，及时更换；
  • 生产过程中观察 “射胶终点位置”，若每次射胶后终点位置波动超过 2mm，可能是止逆环泄漏，需停机检修。

（三）模具因素：型腔填充路径受阻或设计不合理

1. 浇口尺寸过小或位置不当

• 原因：
  • 浇口直径太小（如薄壁件浇口直径＜1mm），塑料通过时阻力过大，流量不足，无法填满型腔；
  • 浇口位置远离缺胶区域（如大型零件的浇口设在一侧，另一侧因流动路径过长，塑料冷却后无法到达）。
• 解决办法：
  • 扩大浇口尺寸（根据产品壁厚调整：壁厚 1-2mm，浇口直径 1.5-2mm；壁厚 2-3mm，浇口直径 2-3mm），或改变浇口类型（如将点浇口改为扇形浇口，增加进料宽度）；
  • 增加浇口数量（如大型平板件从 1 个浇口改为 2-4 个对称浇口），缩短塑料流动路径；
  • 将浇口位置移至缺胶区域附近（优先选择型腔最深处或最厚处，避免设在薄壁区域）。

2. 流道设计不合理

• 原因：
  • 流道直径太小（如主流道直径＜8mm，分流道直径＜5mm），塑料流动阻力大，压力损失严重；
  • 流道出现死角（如直角转弯、突然变径），塑料在此处滞留、冷却，影响后续填充；
  • 多型腔模具的分流道长度不一致，导致远离主流道的型腔填充不足。
• 解决办法：
  • 增大流道直径（主流道直径 = 浇口直径 ×1.5-2，分流道直径根据型腔数量调整，确保每个型腔的流道阻力一致）；
  • 流道转弯处设计为圆角（R≥3mm），避免直角；流道变径处采用渐变过渡，减少流动冲击；
  • 多型腔模具采用 “平衡式流道”（从主流道到每个型腔的流道长度、直径完全一致），确保塑料同步填充所有型腔。

3. 排气不畅

• 原因：模具型腔中的空气、塑料挥发物无法及时排出，被压缩在型腔末端或角落，形成 “气阻”，阻碍塑料填充（尤其薄壁件、深腔件，空气更易被困）。
• 解决办法：
  • 在型腔最后填充的区域（如角落、肋条末端）开设排气槽，尺寸为：深度 0.01-0.03mm（根据塑料流动性调整，高流动性塑料取小值），宽度 5-10mm，长度 10-20mm；
  • 复杂型腔可在分型面、顶针间隙处增加排气（顶针与顶针孔的配合间隙控制在 0.01-0.02mm，既能排气又不溢料）；
  • 若模具无法修改，可在生产时采用 “分段注射”（先低速填充至型腔 70%-80%，再高速填充剩余部分），给空气留出排出时间。

4. 型腔有异物或表面粗糙

• 原因：模具型腔内部残留塑料碎屑、油污、锈迹，或表面粗糙度太高（Ra＞0.1μm），增加塑料流动阻力，导致塑料在异物处滞留，无法继续填充。
• 解决办法：
  • 生产前用无水乙醇擦拭型腔、流道，去除油污和碎屑；若有顽固粘料，可加热模具至 80-100℃，用铜刷轻轻清理（避免划伤型腔）；
  • 抛光型腔表面（Ra≤0.05μm），尤其流动路径上的区域，减少塑料与型腔的摩擦阻力；
  • 定期检查模具，若型腔出现锈蚀，需用细砂纸打磨后重新抛光，并喷涂防锈油（生产前擦拭干净）。

（四）工艺因素：参数设定未适配产品与模具

1. 料温或模温过低

• 原因：
  • 料筒温度过低：塑料未能充分熔融，流动性差，甚至存在未熔颗粒，填充时阻力大；
  • 模具温度过低：塑料接触型腔壁后快速冷却，粘度急剧上升，无法继续流动（尤其薄壁件，冷却速度更快）。
• 解决办法：
  • 逐步提高料筒温度（每次增加 5-10℃），确保塑料完全熔融（可通过 “熔胶观察” 判断：熔融塑料应均匀透明，无颗粒、气泡）；
  • 根据材料设定模温：结晶性塑料（如 PP、PA）模温 50-80℃，非结晶性塑料（如 PC、ABS）模温 60-100℃，薄壁件模温取上限，促进塑料流动；
  • 检查模温机是否正常工作（如水路是否堵塞、温度传感器是否失灵），确保模具各区域温度均匀（温差≤±3℃）。

2. 注射速度过慢

• 原因：注射速度太慢，塑料在流动过程中冷却时间过长，粘度增大，到达型腔末端时已失去流动性，无法填满。尤其薄壁件（壁厚＜1.5mm），塑料流动路径短，需快速填充才能避免冷却。
• 解决办法：
  • 逐步提高注射速度（每次增加 10-20mm/s），观察缺胶是否改善，同时避免速度过快导致 “喷射”（塑料高速冲击型腔壁，产生飞边或银纹）；
  • 采用 “分段注射速度”：填充初期低速（避免冲击型腔），中期高速（快速通过狭窄区域），末期低速（防止溢料），针对复杂型腔，可分 3-5 段调整速度。

3. 熔胶量不足或背压过低

• 原因：
  • 熔胶量设定不足：螺杆后退距离太短，单次熔胶量无法满足型腔 + 流道的需求；
  • 背压过低（＜5MPa）：熔胶时料筒内压力不足，塑料混合不均、密度低，实际有效射胶量减少。
• 解决办法：
  • 增加熔胶量：根据 “型腔 + 流道” 总重量，计算螺杆后退距离（公式：后退距离 =（总重量 ×4）/（π× 螺杆直径 ²× 塑料密度）），确保熔胶量充足；
  • 适当提高背压（5-15MPa），增强熔胶时的剪切作用，使塑料混合更均匀、密度更高，提升流动性（注意背压过高会导致料筒温度升高，需监控料温）。

4. 脱模剂使用过多

• 原因：为方便脱模，过量喷涂脱模剂，脱模剂随塑料进入型腔后，会在浇口、流道处形成油膜，阻碍塑料流动，尤其在细小浇口处，易导致堵塞缺胶。
• 解决办法：
  • 减少脱模剂用量，仅在型腔关键区域（如倒扣、深腔）薄涂，避免大面积喷涂；
  • 选用 “无硅脱模剂”（尤其透明件、喷涂件），减少对塑料流动性的影响；
  • 若模具脱模困难，优先通过优化脱模斜度（增加至 1.5-3°）、抛光型腔表面解决，而非依赖脱模剂。

三、缺胶问题的排查流程与预防策略

1. 快速排查流程（1 小时内定位原因）

1. 检查材料：确认树脂型号是否匹配、回料比例是否超标、干燥是否充分（可通过称重法检测含水率：干燥后重量 – 干燥前重量≤0.02%）；
2. 检查设备：观察射胶时是否有压力衰减、喷嘴是否堵塞、止逆环是否泄漏（看射胶终点位置是否稳定）；
3. 检查模具：打开模具，清理型腔和流道异物，检查浇口、流道是否堵塞，排气槽是否通畅（可用压缩空气吹洗排气槽）；
4. 调整工艺：优先调整模温（提高 5-10℃）、注射速度（提高 20mm/s）、注射压力（提高 10MPa），观察缺胶是否改善（这三个参数对缺胶影响最直接）。

2. 长期预防策略

• 产前确认：每次生产前，核对 “材料 – 设备 – 模具” 参数表（如材料干燥时间、注塑机射胶量、模具浇口尺寸），确保与产品要求匹配；
• 定期维护：
  • 设备：每月检查止逆环、喷嘴、加热圈，及时更换磨损部件；
  • 模具：每生产 5000 模次，清理流道、排气槽，抛光型腔表面，检查浇口是否磨损；
• 数据记录：建立 “缺胶问题台账”，记录每次缺胶的原因、解决办法、参数调整值，形成企业内部的 “问题库”，供后续生产参考。

四、结语