注塑填充過程是塑料在模穴中成型的起始步驟，由于牽涉到塑料流動(dòng)以及傳熱，塑料性質(zhì)會(huì)隨溫度、壓力及剪切率等變量而變化，加上熔體前端(Melt Front)是隨時(shí)間而變化的自由表面流動(dòng)(Free Surface Flow)，因此充填過程是一個(gè)十分復(fù)雜的過程。
圖1 短射現(xiàn)象
實(shí)際生產(chǎn)過程中，膠料流動(dòng)不能填充整個(gè)型腔，尤其是在薄壁處或膠料流動(dòng)路徑的末端區(qū)域處，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，這問題往往會(huì)為難注塑技術(shù)人員。尤其是在需要高玻纖含量材料的情況下，薄壁制件更難填充滿，這種現(xiàn)象稱為短射。
圖2 塑料制件注塑不滿
為了避免由于短射帶來的制件缺陷，我們可以從模具設(shè)計(jì)的問題、工藝參數(shù)設(shè)置、材料的性能去“改善”。
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模具設(shè)計(jì)
對(duì)于制品而言，塑件越薄，材料的流動(dòng)阻力越大，可流動(dòng)長(zhǎng)度越短。因此，如果澆口偏小、不足，流道過長(zhǎng)，肉厚過薄，模具排氣不良（困氣）等問題都會(huì)導(dǎo)致注塑填充不滿。所以，在模具設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)遵循如下原則：
i. 適當(dāng)增加澆口尺寸或數(shù)目，以縮短流動(dòng)長(zhǎng)度。
ii.增大流道系統(tǒng)尺寸，以減少流動(dòng)阻力。
iii.增加排氣孔尺寸與數(shù)目。
iv.充填模穴應(yīng)先充填厚肉區(qū)，再充填薄肉區(qū)，如此可以避免遲 滯效應(yīng)，避免熔膠提早凝固。
v.將排氣孔設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢茫ǔＲ咏詈蟪涮顓^(qū)域，以利排氣。
圖3 困氣示意圖
圖4 因困氣造成的短射
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工藝優(yōu)化
從工藝的角度來看，射膠量不足，射嘴阻力大，射膠壓力偏小，速度過慢，料筒溫度和模溫過低等因素也容易造成注塑不滿。因此，在塑膠材料不改變的前提下，可以通過改變成型條件以提高材料流動(dòng)性，避免短射，具體的做法有：提高射速，減緩模具冷卻效果，同時(shí)提高料筒溫度，也可使塑料流動(dòng)性增加，以避免短射的發(fā)生。
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材料性能
除了模具、工藝等影響，原材料本身也對(duì)膠料的填充情況有很大的影響。如若塑膠的流動(dòng)性不佳，未等流至模具末端即已冷卻固化必定會(huì)造成填充不滿。而塑料流動(dòng)性的好壞可通過以下兩種方式進(jìn)行判斷：
熔指（Melt Index，MI）：指在一定溫度和負(fù)荷下，熔體每10min通過標(biāo)準(zhǔn)口模毛細(xì)管的重量或熔融體積。MI越大流動(dòng)性越好。
螺旋流動(dòng)試驗(yàn)（Spiral Flow Test）：在螺旋狀溝槽模具中，按ASTM D-3123測(cè)量塑料的螺旋流動(dòng)長(zhǎng)度（spiral flowlength），數(shù)值越高代表塑料的流動(dòng)性越好，越不易發(fā)生短射。
圖5 螺旋流動(dòng)試驗(yàn)?zāi)＞呤疽鈭D
因此，材料本身的流動(dòng)性的好壞，一定程度上決定了注塑過程是否會(huì)出現(xiàn)填充不滿。基于這點(diǎn)考慮，選擇流動(dòng)性更好的材料是避免出現(xiàn)填充不滿非常有效的方法。
采用超流動(dòng)技術(shù)，以高玻纖增強(qiáng)的尼龍（PA66+50%GF）為例，通過添加納米粒子，讓尼龍分子的表面能大幅降低，使從而使分子鏈間潤滑性明顯提升，宏觀上就表現(xiàn)出材料流動(dòng)性的顯著改善。
圖6 普通級(jí)PA66+50GF與A10G02Ultraflow螺旋流長(zhǎng)示意圖
以A10G02 Ultraflow（PA66+50%GF）為例，與普通PA66+50GF材料相比，其螺旋流動(dòng)長(zhǎng)度在不同注塑壓力下對(duì)比，提升幅度非常明顯。
值得注意的是，超流動(dòng)（Ultraflow）品級(jí)材料的并沒有以犧牲機(jī)械性能為代價(jià)換取流動(dòng)性的大幅提高。因此，超流動(dòng)（Ultraflow）技術(shù)在保持材料原有性能的同時(shí)，還可以大幅度改善流動(dòng)性，從而避免填充不滿。這對(duì)于生產(chǎn)效率的提升及工程成本的縮減能起到了極佳的優(yōu)化作用。
圖7 Ultraflow品級(jí)材料的機(jī)械性能比較圖
超流動(dòng)（Ultraflow）品級(jí)的材料主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚偏薄且對(duì)機(jī)械強(qiáng)度有較高要求的部件中，一個(gè)典型的應(yīng)用是汽車后視鏡支架，汽車后視鏡支架屬于結(jié)構(gòu)件，需要具備較高強(qiáng)度，因此選用了高玻纖含量的PA66材料。
由于后視鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求出現(xiàn)2mm薄壁，加大了制件加工難度，薄壁部分出現(xiàn)填充不滿的現(xiàn)象。采用具有較高流動(dòng)性的超流動(dòng)（Ultraflow）材料很好的解決了材料短射造成填充不滿的現(xiàn)象。
①汽車后視鏡支架
圖8 A12G04 Ultra Flow-汽車后視鏡支架②節(jié)溫器水閥
圖9 A6G02 Ultra Flow-節(jié)溫器水閥③風(fēng)機(jī)葉片
圖9 A8G02 Ultra Flow-風(fēng)機(jī)葉片除了汽車后視鏡支架，超流動(dòng)（Ultraflow）品級(jí)的材料還能夠運(yùn)用于許多有薄壁要求的制件，如汽車節(jié)溫器水閥、風(fēng)機(jī)葉片、進(jìn)氣歧管等。此外，更改工藝參數(shù)無法解決短射問題或考慮降低加工成本的制件均可以嘗試使用該品級(jí)的材料。以下是常見的一些尼龍材料的牌號(hào)（僅供參考）！
表1 Ultraflow牌號(hào)-材料對(duì)照表
品類 | Ultra Flow PA牌號(hào) （上海日之升） |
PA6+30GF | B6G02 Ultra FlowPA6+30GF |
PA6+50GF | B10G02 Ultra Flow |
PA6+15GF+25GB | B3G5M Ultra Flow |
PA66+30GF | A6G02 Ultra Flow |
PA66+40GF | A8G02 Ultra Flow |
PA66+50GF | A10G02 Ultra Flow |
PA66+60GF | A12G04 Ultra Flow |
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