喷雾器主体注塑部件质量缺陷分析与管控

【摘要】 喷雾器部件注塑过程中经常出现各种质量缺陷和异常，本文从影响喷雾器零部件质量的三个因素（塑料材料、注塑工艺和注塑模具），分析了在喷雾器主体注塑过程中存在拉白、拉伤的问题的根本原因，解决问题并对相关工艺参数进行受控，达到对喷雾器注塑零部件的质量管控，从而达到对整体产品的质量管控。

【关键词】 质量控制;质量缺陷;注塑成型;喷雾器;模具

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.05.019

Quality Defect Analysis and Control of Injection Molding Parts

of Sprayer Body

ZHENG Yang

（Aofa Spray Co.，Ltd.，Shanghai 200233，China）

Abstract： Spray body injection parts quality defects analysis and control sprayer parts often appear all sorts of quality defects in the process of injection molding and exceptions. From the three factors affecting the quality of sprayer parts（plastic material，injection process and injection mold），the root cause of the problem of pulling and pulling is analyzed in the process of sprayer injection，and the problem is solved，and the relevant process parameters are controlled to achieve the quality control and control of the sprayed injection parts，so as to achieve the quality control of the whole product.

Key words： quality control;quality defect;injection molding;sprayer;mould

随着塑料工业的快速发展，塑料制品越来越普及，家用喷雾器的所有部件几乎都是由注塑成型制成。在平时注塑喷雾器零部件的过程中，注塑部件外观和内部结构处都存在一些缺陷，造成这些缺陷的原因是多方面的，如塑料材料的特性和注塑参数等，这就需要具体分析情况，确定解决这些质量缺陷的措施。

1 喷雾器主体注塑缺陷分析

主体部件活塞腔拉伤白印（如图1所示），主体拉白，拉断是注塑PCR材料中碰到的最主要的问题，此问题不但会对喷雾器的外观造成影响，同时也会对喷雾器的产品功能造成影响，拉白的位置处于产品活塞腔体的位置，若此位置出现拉白、拉伤的问题，会使喷雾器喷射时水从活塞腔内漏出，从而导致喷雾器喷射量不足，以及喷射液体时液体从喷雾器泄露到消费者手里，这些属于喷雾器产品最严重的质量问题，必须予以解决。

1.1 模具问题引发缺陷

一般注塑件拉白、拉伤的问题主要是由于模具的脱模角度斜度过小，模具滑块型腔处粗糙不光滑，存在毛刺以及倒扣，从而导致主体在脱出模具的过程中存在拉白、拉伤的现象。

1.2 注塑工艺问题引发缺陷

要从注塑入手，对原材料特性的分析就必不可少，喷雾器主体材料用的是立利安德巴塞尔的牌号为HP500N的聚丙烯塑料粒子，其弯曲模量为1480 Mpa，而换为PCR材料（消费回收塑料）之后，其弯曲模量为141603 psi，换算为兆帕的单位后，弯曲模量为976.57 Mpa，弯曲模量是塑料在弹性极限内抵抗弯曲变形的能力，所以弯曲模量的值越大，表示塑料在其弹性极限内抵御弯曲形变的能力相对性小，因此对于普通的HP500N牌號的聚丙烯，PCR材料（消费回收塑料）的聚丙烯料性较软，导致若使用常规HP500N材料的注塑工艺，主体部件在模具脱模时会有拉白、拉伤的问题，这便是该缺陷的根本问题所在。

按照平时生产的经验，注塑零部件的拉白拉伤主要和三个注塑参数有关，分别是注射材料的注射温度（注塑机炮筒温度），注塑时的保压压力和顶针顶出时速度的快慢有关。

第一，注射温度会对聚丙烯材料的成型有着很大的影响。料温过高会使材料硬度下降，变软同时韧性下降，反之降低料温可以使材料硬度提高，同时提高韧性，若调整得当，喷雾器主体部件在脱出时便不会因为材质过硬，韧性过低而产生拉白拉伤的问题。

第二，保压压力对拉白、拉伤也有很重要的影响。保压就是在注塑机运作的过程中，注塑机喷嘴射胶动作完成后，注塑机螺杆继续保持一定的压力不变，从而使注塑产品饱满且无收缩。但若是保压过大，会使模具对于主体的包紧力变大，若是包紧力变大则不利于产品脱模。如果产品模具结构在型腔内部，要减小保压，如果在型腔外部，则要加大保压。针对喷雾器主体模具，由于其结构在型腔内部，所以应适当减小保压，以减少模具型腔对主体的包紧力，从而使主体能够更容易从模具中脱出。

第三，模具顶针的顶出速度。顶针的顶出是指主体注塑部件在脱模需要有模具上的顶针顶出以便产品脱出模具，若顶针的动作错误或者顶出速度过快，则会对处于模具中的产品本身产生一个与注塑包紧力反向的作用力，顶出的速度越快，反向的作用力就越大，从而导致主体部件在脱模时出现拉白、拉伤的问题。

2 解决方案

2.1 模具问题解决方案设计

解决此问题的方案是对模具进行抛光处理，抛光滑块镶件以及型芯处，使主体脱模时受到的阻力减少，从而解决脱模时对主体的损伤。采用螺旋式砂布磨头对模具镶件处进行抛光，分别选用600、800、1000目数的砂纸，分别对模具的不同穴进行抛光处理（共12穴），分析对比看能否对拉白拉伤的问题进行有效的改善。

实验设计：

1）设计因子：不同目数的砂纸。

2）实验水准：600、800、1000目数的砂纸。

3）实验次数：4次。

4）实验方案：随机针对12穴进行三种不同目数的砂纸抛光，每种目数的砂纸抛光4个穴。

5）实验结果：600目数的砂纸抛光后依然存在发白，800、1000目数的砂纸抛光后拉白、拉伤变轻微。

6）DOE结论：从结果来看，可以确定模具抛光可以在一定程度上减轻拉白、拉伤的问题，但无法完全解决该问题，相对于600目数的砂纸，800目数的和1000目数的砂纸抛光结果并无太大的区别，所以在以后需要有模具修理的情况下，可以选定800目数的砂纸来对此套主体模具进行抛光。

2.2 注塑工艺问题解决方案设计

从注塑温度，保压压力以及模具顶出速度这几个方面对注塑工艺进行调整，利用DOE及交叉实验法，针对主体拉白，拉伤的问题进行分析实验，并最终标准化注塑工艺。现有的注塑工艺为，喷嘴处温度：235 ℃;第四段到第一段螺杆温度：245 ℃、240 ℃、230 ℃、220 ℃;料口处温度：35 ℃;保压压力110 bar;顶出速度650 mm/s。我们预设了几个不同的工艺参数，用控制变量的方法来寻找最佳的注塑工艺。

2.2.1 方案1

喷嘴处温度：230 ℃;第四段到第一段螺杆温度：240 ℃、235 ℃、225 ℃、215 ℃;料口处温度：35 ℃;保压压力105 bar;顶出速度650 mm/s。

2.2.2 方案2

喷嘴处温度：225 ℃;第四段到第一段螺杆温度：235 ℃、230 ℃、220 ℃、200 ℃;料口处温度：35 ℃;保压压力100 bar;顶出速度550 mm/s。

2.2.3 方案3

喷嘴处温度：225 ℃;第四段到第一段螺杆温度：230 ℃、225 ℃、215 ℃、200 ℃;料口处温度：35 ℃;保压压力100 bar;顶出速度650 mm/s。

我们针对不同的方案对注塑机进行了调试，主体模具1模12穴，取10模作为样本，进行数据收集。在对不同方案的产品进行对比分析并收集数据以后，发现在同时降低螺杆温度，减少保压以及减慢顶出速度以后，产品拉白拉伤的问题得到了解决。

针对温度，把注塑机喷嘴温度从235 ℃降到了225 ℃，第四段螺杆温度从245 ℃降低到了235 ℃，第三段螺杆温度从240 ℃降低到了230 ℃，第二段螺杆温度从230 ℃降低到了220 ℃，第一段螺杆温度从220 ℃降低到了200 ℃，同时把保压从110 bar降低到了100 bar，模具顶针的顶出速度从650 mm/s降低到了550 mm/s，经过以上一系列的措施之后，成功解决了喷雾器主体部件拉白拉伤的问题（见图2），并受控了注塑工艺参数。

3 结语

喷雾器的主体部件是喷雾器最主要的零部件，若是主体出现拉白、拉伤的问题，不但会对喷雾器的外观造成影响，更会对喷雾器的功能产生影响，导致喷射时泄露，出水量不足等诸多问题。特别是PCR材料，相对于平常的聚丙烯材料特性有了很大的不同。因此对喷雾器注塑部件质量缺陷的研究，一方面要找出缺陷产生的根本原因或各种原因，另一方面要考虑整个成型过程和材料性能的各种因素，从而确定改进方案。

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【作者简介】

郑杨，男，1992年出生，质量工程师，学士，研究方向为标准质量。