小唐老师:一个小小缺陷带来的思考~(2017.6.13)

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每一个人都有其独特性,每一类产品、每一类工艺也一样,都有其各自的特点。
引用一句很著名的话,世界上没有两片完全相同的叶子。世界上也没有完全相同的两种生产工艺。
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各式各样的生产工艺,生产出大千世界的万千产品。
单汽车零部件行业来说,涉及到的零件有上万个,叫得上号的工艺就有数百之多
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小唐老师分享下我们有Knowhow积累的工序列表,给大家感受一下。
工序编号    工序名称   
F100    机械加工   
F100b    机械加工磨削刹车片   
F101    退火   
F102    表面喷涂   
F103    成型加工(冷成型)   
F104    感应淬火   
F105    电镀涂层   
F106b    喷漆,油漆应用   
F106a    预处理非金属   
F107    有色金属铸件的熔化   
F108    达克罗   Delta - Magni - 镀层   
F109    硬镀铬   
F110    铝部件阳极氧化   
F111    焊接(电弧焊)   
F112    粉末混合,烧结   
F113    制芯   
F114    新校准   
F115    轻合金硬模铸造   
F116    有色金属压铸   
F117    砂型铸造(轻合金)   
F118    铸铁熔化   
F119    激光焊接   
F120    型砂制备   
F121    冲压  拉拔    弯曲   
F122    电阻焊接   
F123    装配   
F124    注塑   
F125    冲压(烧结   陶瓷)   
F126    橡胶混料   
F127    冲压(非金属)   
F128    焊接   (超声波)   
F129    焊接   (热板)   
F130    拉拔(线材  管材    型材)   
F131    焊接(管)   
F132    硫化   
F132a    硫化(轮胎)   
F133    硬质材料表面噴涂   
F134    调质  表面硬化   
F134a    螺栓的调质   
F136    切割(钢丝帘布    编织帘布)   
F138    铁和轻金属的造型   浇注   
F139    发泡   
F140    挤出(塑料)   
F141    轮胎结构(生胎)   
F143    表面致密   
F144    混合陶瓷   
F145    压延   
F146    集成   
F147    金属零件的预处理   
F148    烧结陶瓷   
F149    热烫印   
F150    粘结   
F151    橡胶挤压   
F152    吹塑   
F153    焊接   - 高频   
F154    管成形   
F155    折边   
F156    筛网印刷   
F157    冲压(非金属)   
F158    冷轧   
F159    制芯(轮胎)   
F161    泡沫粘合   
F162    扭绞   
F163    集成(线束)   
F164    挤出(导线)   
F165    植绒   
F166    涂胶   
F167    插件   
F168    绕线   
F169    刹车片炉内硬化   
F170    毛坯玻璃生产   
F171    玻璃切割  磨边   
F173    玻璃成形  冲压   
F174    玻璃片预复合   
F175    玻璃片胶合   
F176    热压   
F177    摩擦焊接   
F178    堆焊   
F180    切断  压接   
F181    新磨削,去皮,抛光   
F182    热轧   
F185    新冷卷簧   
F186    新弹簧盘卷(热)   
F187    弹簧端部加工   
F189    混炼生产   
F190a    电气功能检测(导线束)   
F191a    软钎焊(手工钎焊)   
F191b    软钎焊,自动化(焊波,波峰焊接)   
F191c    软钎焊,自动化(回流)   
F191d    选择性钎焊   
F192    卷材,焊接   
F193    剪切   
F194    热成型   
F195    毛毡的生产   (减震件)   
F196    成形(非金属)   
F198    抛丸  清整   
F199    深拉薄膜   
F200    镀铝   
F202    机械加工(非金属)   
F203    涂覆   
F204    制膜   
F204a    制膜(涂敷)   
F205    压制  喷漆   
F208    (热)涂层   
F209    蜡模制做   
F210    沾浆和沾砂   
F211    蜡熔化  烧结   
F212    精密铸造的熔化   
F213    精密铸造的浇注   
F214    挤压成形   
F215    轻金属扩散退火   时效处理   
F217    磷化处理   
F218    截断(非金属)   
F219    清洗   
F220    氧化铅制造   
F221    铅膏制造   
F222    板栅铸造  铅带   
F223    涂膏     
F224    熟化  干燥工艺   
F225    极板的化成   
F226    螺旋灯丝的制造   
F227    发光体内部结构   
F228    真空   - 气体装配   
F229    卤素灯泡的装配   
F230    硬钎焊   
F231    手工层压   
F233    切边  去毛刺   
F234    椅垫生产   
F235    冲压(金属)   
F236    攻丝   
F237    变形  卷边   
F239    回火   
F240    贵金属涂覆   
F242    磁化   
F244    熔化玄武岩   
F245    压制   (绒)   
F247    缝纫   
F248    玻璃纤维网热塑性塑料   GMT   
F250    拆卸   
F251    折叠(安全气囊)   
F251a    折叠纸过滤器   织物过滤器   
F252    浸渍   
F253    转换点的调整   
F255    非金属的加热处理   
F256    圆形断面成型   
F257    注塑  热塑性塑料   
F258    微型封装   
F259    卷边   
F262    整经  穿经   
F263    织造   
F264    编织   
F265    针织  剪切   
F266    拉舍尔针织   
F267    染整   
F300    注塑件装配   
F301    吹塑件装配   
F302    切割发泡件装配   
F303    编织软管装配   
F304    遮阳板装配   
F312    铆接装配   
F313    暖风和通风装置装配   
F314    空调设备装配   
F315    离合器装配   
F316    传动件和转向件装配   
F317    方向盘装配   
F318    组合仪表装配   
F319    照明灯装配   
F320    分电器装配   
F321    管件装配   
F322    探针、传送器、传感器装配   
F323    开关装配   
F324    继电器装配   
F325    滑动环装配   
F326    压接和接合装配   
F327    变速箱  动力总成装配   
F328    中央门锁装配   
F329    安全带装配   
F330    螺栓连接   
F331    外射镜装配   
F332    气囊装配   
F350    烧结   
F351    电阻平衡   
F352    高频焊接(线束)   
F354    PVC   的混炼生产   
F355    塑料去毛刺(自动)   
F356    车窗玻璃的装配   
F357    裁剪(下料)   
F357a    切割(下料)   
F358    激光切割   
F359    发泡铝合金件   
F360    金属热喷涂(干法镀膜)   
F371    试模   
F400    磁粉裂纹检验   
F401    X   光检验   
F402    超声波检验   
F403    涡流检验   
F404    分级   
F405    密封性试验,压降法   
F410    阻燃性试验   
F411    轮胎,全检   
F420    电气功能检验   
F421    机械功能检测   
Farbauftrag   / Fetten    上色  去脂   
Gerben    鞣制  染色   
Spritzgiessen   Gummi    橡胶压制   
Stollen   Millen    干燥,拉软,干滚摔软,剖层,削匀  
Weiche    软化  浸灰   
Stanzen,Schneiden    冲裁  剪裁   

看完什么感受?
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每一眼看到去有些懵!
第二眼看上去是非常懵!!
第三眼看上去是更加的懵!!!

如何把握呢?其实最原始的控制参数只有那么七个(详见《外行如何“装”内行!!!》篇中工艺部分)

这么多种生产工艺中生产多来的产品也是多种多样的。今天就跟着小唐老师一起,挑一个“比较简单”的生产工艺——注塑,所产生的常见产品缺陷的解决思路,并留意这些思路能不能应用到其他生产工艺或者产品上去。
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好棒!感觉看完就可以解决所有产品缺陷问题,拯救产品,拯救地球,拯救世界

注塑是将塑料利用模具制成各种形状的塑料制品的成型过程。其中涉及到的最关键的设备就是注塑机与模具(见下图):
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虽然工艺相对简单,但是可能产生的产品缺陷却种类繁多,有缺料、飞边、毛刺、熔接痕、流动痕、弯曲、变形、应力发白、白霜、气泡、开裂、浇口印、色差、光泽度差、缩印、银丝、焦化等等。

限于篇幅所限,我们只聊最常见的缺料,关键看个思路。
定义:塑料熔体没有完全填充到模具的各个角落,导致零件部分区域缺失或者尺寸不足

在小唐老师审核注塑件厂的时候,“缺料”在各大注塑缺陷种类中,常坐在前三把“金字交椅”中。造成“缺料”的可能原因如下:
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a. 设备
(1)注塑机塑化容量小
可能是开发阶段没有考虑周全,当产品重量超过注塑机实际最大注射重量时,供料量是跟不上的。
若产品重量接近注塑机实际注射重量时,也会存在塑化不够充分的问题,料在机筒内受热时间不足,结果不能及时地向模具提供适当的熔料

这种情况只有更换容量大的注塑机才能解决问题。有些塑料如尼龙(特别是尼龙66)熔融范围窄,比热较大,需用塑化容量大的注塑机才能保证料的供应。

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(2)料筒温度控制精度差
比如温度计显示的温度不真实,明高实低,造成料温过低。

一般是因为温控装置如热电偶及其线路或温差毫伏计失灵,或者是由于远离测温点的电热圈老化或烧毁,加温失效而又未曾发现或没有及时修复更换。

当然温度传感器安装位置也会有影响,尤其是喷嘴处的探头。
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完了,射偏了

(3)喷嘴内孔直径不合适
这也是开发阶段考虑不周的一个问题。太小,则由于流通直径小,料条的比容增大,容易致冷,堵塞进料通道或消耗注射压力;太大,则流通截面积大,塑料进模的单位面积压力低,形成射力小的状况。

另外,喷嘴还有可能出现以下问题。
    —喷嘴与主流道入口配合不良,常常发生模外溢料,模内充不满的现象。
    —喷嘴本身流动阻力很大或有异物、塑料炭化沉积物等堵塞;
    —喷嘴或主流道入口球面损伤、变形,影响与对方的良好配合;
    —注座机械故障或偏差,使喷嘴与主流道轴心产生倾侧位移或轴向压紧面脱离;
    —喷嘴球径比主流道入口球径大,因边缘出现间隙,在溢料挤迫下逐渐增大喷嘴轴向推开力都会造成制品注不满。
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别以为喷嘴都像这样哦~

(4)堵塞通道
可能是开发阶段没有考虑周全,当产品重量超过注塑机实际最大注射重量时,供料量是跟不上的。

由于塑料在料斗干燥器内局部熔化结块,或机筒进料段温度过高,或塑料等级选择不当,或塑料内含的润滑剂过多都会使塑料在进入进料口缩径位置或螺杆起螺端深槽内过早地熔化,粒料与熔料互相黏结形成“过桥”,堵塞通道或包住螺杆,随同螺杆旋转作圆周滑动,不能前移,造成供料中断或无规则波动。
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(5)冷料入模
注塑机通常都因顾及压力损失而只装直通式喷嘴。当机筒前端和喷嘴温度过高,或在高压状态下机筒前端储料过多,产生“流涎”,使塑料在未开始注射而模具敞开的情况下,意外地抢先进入主流道入口并在模板的冷却作用下变硬,而妨碍熔料顺畅地进入型腔。
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b. 模具
(1)浇注系统缺陷
流道太小、太薄或太长,增加了流体阻力
流道或浇口太大,射力不足
流道、浇口有杂质、异物或炭化物堵塞;
流道、浇口粗糙有伤痕,或有锐角,表面粗糙度不良,影响料流不畅;
流道没有开设冷料井或冷料井太小,开设方向不对;对于多型腔模具要仔细安排流道及浇口大小分配不均衡

可适当增加粗流道直径,使流到流道末端的熔料压力降减少,还要加大离主流道较远型腔的浇口,使各个型腔的注入压和料流速度基本一致。
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河流——大自然的“流道”

(2)模具设计不合理
模具过分复杂,转折多,进料口选择不当,浇口数量不足或形式不当
模具设计时未考虑制品局部断面很薄(应增加整个制品或局部的厚度,或在填充不足处的附近设置辅助流道或浇口);
模腔内排气不畅造成制件不满,这种缺陷大多发生在制品的转弯处、深凹陷处、被厚壁部分包围着的薄壁部分以及用侧浇口成型的薄底壳的底部等处。
对于多型腔模具容易发生浇口分配不平衡的情况,必要时应减少注射型腔的数量,以保证其它型腔制件合格。
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哇!排气终于通畅了!!
c. 工艺
(1)注塑周期/时间过短
这是一个产能压力大的情况下,很多公司采用的“捷径”。
由于周期(时间)短,料温来不及跟上也会造成缺料,在电压波动大时尤其明显。
要根据供电电压对周期作相应调整。调整时一般不考虑注射和保压时间,主要考虑调整从保压完毕到螺杆退回的那段时间,既不影响充模成型条件,又可延长或缩短料粒在机筒内的预热时间。

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这是一张内涵图,没这方面困扰的男同胞记得点赞

(2)进料量
加料计量不准加料控制系统操作异常。
注塑机或模具或操作条件所限导致注射周期反常。
预塑背压偏小或机筒内料粒密度小都可能造成缺料,对于颗粒大、空隙多的粒料和结晶性的比容变化大的塑料如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等以及黏度较大的塑料如ABS应调较高料量,料温偏高时应调大料量。

当机筒端部存料过多时,注射时螺杆要消耗额外多的注射压力来压紧、推动机筒内的超额囤料,这就大大的降低了进入模腔的塑料的有效射压而使制品难以充满。
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请适量进食~

(3)注射压力太低,注射时间短
注射压力太低,注射时间短,柱塞或螺杆退回太早。
熔融塑料在偏低的工作温度下黏度较高,流动性差,产生缺料。
比如在制ABS彩色制件时,着色剂的不耐高温性限制了机筒的加热温度,这就要以比通常高一些的注射压力和延长注射时间来弥补。

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还是时间问题,小唐老师,你够了!!!

(4)注射速度慢
注射速度对于一些形状复杂、厚薄变化大、流程长的制品,以及黏度较大的塑料如增韧性ABS等具有十分突出的意义。
当采用高压尚不能注满制品时,应可虑采用高速注射才能克服缺料的风险。
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闪电~

(5)料温过低
机筒前端温度低,进入型腔的熔料由于模具的冷却作用而使黏度过早地上升到难以流动的地步,妨碍了对远端的充模。
机筒后段温度低,黏度大的塑料流动困难,阻碍了螺杆的前移,结果造成看起来压力表显示的压力足够而实际上熔料在低压低速下进入型腔。
喷嘴温度低则可能是固定加料时喷嘴长时间与冷的模具接触散失了热量,或者喷嘴加热圈供热不足或接触不良造成料温低,可能堵塞模具的入料通道。
刚开机时喷嘴太冷。
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d. 原料
塑料流动性差。
塑料厂常常使用再生回料,而再生碎料往往会反映出黏度增大的倾向。
由于氧化裂解生成的分子断链单位体积密度增加了,这就增加了在机筒和型腔内流动的粘滞性,回料还会加大气态物质的产生,使注射压力损失增大,造成充模困难。

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大自然的流动性

小小的一个“缺料”缺陷,竟然搞出这么多原因。这些原因背后有什么逻辑可抓呢?细心的朋友,可能已经发现了。还记得下面两张图吗?
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啊!为什么你也叫乌龟!!

这就是大名鼎鼎的“乌龟图”,在《大众集团Formel Q质量能力》中小唐老师有介绍过。
这里面隐藏着工业上非常著名的口诀“人机料法环”。看看上面的模块,除了“人”和“环”,是不是都涉及到了?

“人”是最复杂的,所以这里没去谈,感兴趣的朋友可以参考《生产线“防错”技术一览》(与人犯错做斗争)。

“环境”,这里没有展开的原因是塑料对环境相对不敏感(当然也不是绝对的,比如尼龙料就特容易吸湿)。
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再多讲一些,比如设备。上面讲了5点,不过归纳起来无非是设备能力差,精度低,防错功能不全几大类,其中深层次的还是稳定性差!!!

对于料、方法,各位看官有什么发现或者总结呢?欢迎留言告诉我们。
当然,首先,你得扫描下面二维码关注我们~
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