□□ 王 慧

(山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030006)

引言

科技發(fā)展帶來(lái)以手機(jī)為代表的數(shù)字類(lèi)電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，人們對(duì)產(chǎn)品要求的不斷提升體現(xiàn)在功能化和便攜化，其中便攜化表現(xiàn)為屏幕大、厚度薄，設(shè)計(jì)師將“輕、薄”理念融入其中，隨之帶來(lái)產(chǎn)品的零件小微型化。在手機(jī)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中，除PCB板、顯示屏等主要結(jié)構(gòu)外，還有手機(jī)電池、聽(tīng)筒、喇叭、攝像頭等零部件輔助結(jié)構(gòu)。這些部件尺寸小同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足高強(qiáng)輕質(zhì)的要求，通常采用金屬嵌件的模內(nèi)注塑工藝。

該產(chǎn)品為某手機(jī)零部件中的充電線(xiàn)接口，如圖1所示。作為手機(jī)日常使用頻率較高的器件之一，充電線(xiàn)接口不僅需要其具備緩震、密封、絕緣等作用，而且對(duì)其耐用性提出更高的要求。該產(chǎn)品采用帶金屬嵌件的模內(nèi)注射成型，產(chǎn)品需達(dá)到以下要求[1]：

圖1 充電線(xiàn)接口

(1)制件塑膠寬度尺寸均一。

(2)制件塑膠無(wú)欠填充。

(3)制件無(wú)飛邊及熔接痕。

(4)制件與嵌件之間無(wú)縫隙及剝離現(xiàn)象。

該產(chǎn)品的生產(chǎn)采用注射成型受模腔內(nèi)注射溫度、模具溫度、注射壓力、保壓壓力、保壓時(shí)間以及冷卻時(shí)間等多種因素的影響，產(chǎn)品目前已規(guī)?；a(chǎn)，形成一套可操作的工藝制度，需要操機(jī)手按規(guī)定執(zhí)行操作。

該產(chǎn)品批量生產(chǎn)一段時(shí)間后，充填不飽模缺陷呈上升趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)不良品的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)不良品具有以下特征：

(1)嵌件兩側(cè)的塑件尺寸不均勻。

(2)充填不飽模部位集中分布在有規(guī)律的型腔位置內(nèi)。

(3)塑件中充填不飽模部位集中在距離分澆道的遠(yuǎn)端。

某手機(jī)充電線(xiàn)插口如圖2所示，存在外觀質(zhì)量問(wèn)題，塑件距離入膠口遠(yuǎn)端存在充填不飽?，F(xiàn)象，穩(wěn)定生產(chǎn)一段時(shí)間后，不良率突然增至3.21%。

圖2 充填不飽模缺陷分布圖

初步分析產(chǎn)品缺陷如圖3所示，正常塑料制件的嵌件內(nèi)孔尺寸精度范圍為±0.02 mm，該產(chǎn)品嵌件壁厚尺寸為0.45 mm,根據(jù)嵌件的加工精度，金屬嵌件與模定位針(俗稱(chēng)“入子”)間隙最大偏差為0.047 mm，最小偏差為0.007 mm，導(dǎo)致塑膠充型過(guò)程中，流道尺寸發(fā)生變化，增加流體阻力，造成充填不飽模缺陷的產(chǎn)生。

圖3 塑件充填不飽模缺陷位置圖

注射過(guò)程中，注射成型工藝參數(shù)在不斷優(yōu)化。長(zhǎng)期以來(lái)，工藝參數(shù)的設(shè)置和完善是憑借技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)反復(fù)試模獲得的。數(shù)值模擬分析在小零件的模擬和分析中應(yīng)用比較局限，因此，生產(chǎn)中通常通過(guò)工藝改善來(lái)解決問(wèn)題。

1 缺陷原因分析

充填不飽模[2]是指料流末端出現(xiàn)部分不完整或成型制品部分填充不滿(mǎn)現(xiàn)象。充填不飽模的形成原因有塑料原料供應(yīng)不足、制品流程過(guò)長(zhǎng)、材料流動(dòng)性差、模具溫度較低、模具排氣不良等，一般是在距離澆口較遠(yuǎn)或制品壁厚的地方易出現(xiàn)。

由以上分析可知，廣西—東盟國(guó)家跨境貿(mào)易人民幣結(jié)算的大力發(fā)展能夠促進(jìn)廣西對(duì)東盟出口貿(mào)易的發(fā)展，同時(shí)對(duì)東盟出口貿(mào)易發(fā)展也有助于促進(jìn)廣西—東盟國(guó)家跨境貿(mào)易人民幣結(jié)算規(guī)模的擴(kuò)大。而廣西對(duì)東盟進(jìn)口與廣西—東盟跨境人民幣結(jié)算間沒(méi)有直接因果關(guān)系。因此，相關(guān)部門(mén)在推動(dòng)廣西—東盟跨境人民幣結(jié)算發(fā)展時(shí)，需研究分析廣西對(duì)東盟出口的影響因素。

在影響產(chǎn)品的工藝條件中，通常從人、機(jī)、法、料、環(huán)的角度分析如下，該生產(chǎn)任務(wù)已實(shí)現(xiàn)階段性穩(wěn)定生產(chǎn)，具備一定操作能力的操機(jī)手能熟練手動(dòng)安裝金屬嵌件且近期無(wú)人員流動(dòng)，可排除人的影響；其次，操作環(huán)境的溫度控制穩(wěn)定，可排除環(huán)境的影響。主要影響因素的分析重點(diǎn)從料、機(jī)、法入手。

1.1 制品的材料及結(jié)構(gòu)

充電線(xiàn)接口材料包括塑料件和金屬嵌件材料。塑料件材料選用東莞景豐塑膠制品有限公司生產(chǎn)的PC和ABS按一定比例混合達(dá)到要求的一種特殊材料。兩種塑料的成型特性見(jiàn)表1。

表1 塑件用塑料的成型特性

金屬嵌件材料為鋼片，采用進(jìn)口不銹鋼經(jīng)熱處理、CNC精加工后制得，材料具有良好的韌性、抗拉強(qiáng)度、光潔度，環(huán)體壁厚尺寸為0.45 mm。

塑料原料混合物中PC屬于比容變化大的結(jié)晶類(lèi)材料，在成型過(guò)程中表現(xiàn)為粘度較大，由于生產(chǎn)流程過(guò)長(zhǎng)，縱使材料流動(dòng)性良好，當(dāng)與金屬嵌件接觸時(shí)迅速降溫，導(dǎo)致熔體粘度快速增加，流動(dòng)性降低，繼而熔體冷卻成型導(dǎo)致欠填充。在料溫較高時(shí)適當(dāng)調(diào)大料量可以彌補(bǔ)欠填充的缺陷。

在投產(chǎn)前期，已充分考慮這一影響因素，通過(guò)嵌件預(yù)加熱的方法已形成工藝制度。

為了找到產(chǎn)品缺陷原因，從注射機(jī)參數(shù)設(shè)定和模具結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面入手。

1.2.1 設(shè)備方面

調(diào)整注射機(jī)[3]塑化容量大小，避免熔料打空；充分考慮注射機(jī)塑化時(shí)間的合理性，時(shí)刻關(guān)注注塑機(jī)溫度顯示裝置的運(yùn)行狀態(tài)，防止注射操作時(shí)料溫過(guò)低。保證注射機(jī)進(jìn)料口的暢通程度，噴嘴尺寸大小與流道的配合關(guān)系。該工藝中選用的塑料在注射成型中，注射壓力較大時(shí)制品容易飛邊；當(dāng)注射壓力較小時(shí)，制品容易出現(xiàn)充填不飽模。因此，選擇合理的成型壓力在成型參數(shù)設(shè)計(jì)中非常重要。

以上參數(shù)經(jīng)核查，各項(xiàng)參數(shù)與設(shè)備相關(guān)條件符合生產(chǎn)要求。

1.2.2 模具方面

在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮如下：

(1)模具的澆注系統(tǒng)。為了避免料流不暢通，減小流體阻力，完善了主澆道、分澆道的形狀和尺寸。

(2)模具的排氣系統(tǒng)。對(duì)于薄壁制件，充填不飽?？赡苁浅尚瓦^(guò)程中生成的各種氣體在模具型腔內(nèi)無(wú)法排出造成的。針對(duì)產(chǎn)品特性，制訂方案如下：一是原料注射前進(jìn)行干燥預(yù)處理，原料水分控制在0.05%以?xún)?nèi)，避免注塑過(guò)程產(chǎn)生大量氣體；二是在模具合理位置開(kāi)設(shè)排氣槽。這兩項(xiàng)措施可避免因排氣問(wèn)題而導(dǎo)致的充填不飽模缺陷。

2 解決方案試驗(yàn)

在生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)追求的是產(chǎn)能和質(zhì)量，依據(jù)生產(chǎn)條件調(diào)整工藝參數(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的主要途徑。遇到產(chǎn)品不良率過(guò)高的問(wèn)題，先從模具設(shè)計(jì)合理性與否、模具的精度和磨損程度等角度考慮。如何采用工藝方法來(lái)快速消除模具引起的產(chǎn)品缺陷是擺在工藝人員面前的主要難題。

在注射成型過(guò)程中，金屬嵌件[4]的準(zhǔn)確、高效定位一直是生產(chǎn)控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)，因受到高壓熔體流的沖擊，嵌件可能發(fā)生位移或變形，同時(shí)塑料還可能擠入嵌件并在上面預(yù)留，影響嵌件使用，因此嵌件必須可靠定位。在生產(chǎn)中，定位針在模具中定位好后嵌件的位置。同時(shí)，充分考慮高壓熔體使嵌件發(fā)生移動(dòng)進(jìn)一步對(duì)模具內(nèi)腔的損傷作用。

2.1 模具定位針的尺寸調(diào)整

如圖4所示，為了有效補(bǔ)償在填充過(guò)程中嵌件的位置偏移，綜合考慮高溫熔體對(duì)定位針的沖擊作用下，將定位針尺寸朝澆口側(cè)移動(dòng)0.03 mm，確保注塑過(guò)程中熔體有效填充至遠(yuǎn)端。

圖4 模具定位針的調(diào)整

2.2 模具定位銷(xiāo)的尺寸調(diào)整

為了解決澆注系統(tǒng)固定型腔有規(guī)律的位置出現(xiàn)充填不飽模現(xiàn)象，經(jīng)排查典型位置模具治具的定位銷(xiāo)，發(fā)現(xiàn)存在磨損現(xiàn)象，提出調(diào)整定位銷(xiāo)高度，如圖5所示，增加合模的定位精度，確保填充通道的均一性。

圖5 模具定位銷(xiāo)的調(diào)整

3 結(jié)果驗(yàn)證

嵌件模內(nèi)注射成型塑件的充填不飽模缺陷產(chǎn)生的因素很多，通過(guò)對(duì)模具結(jié)構(gòu)中定位針位置和定位銷(xiāo)高度兩個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)5 000件批量試生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)改善后產(chǎn)品的不良率大大降低，如圖6所示。

圖6 充填不飽模缺陷不良改善趨勢(shì)圖

針對(duì)充電線(xiàn)接口的充填不飽模改善方案的解決思路同樣適用于手機(jī)按鍵、聽(tīng)筒等帶金屬嵌件的手機(jī)零部件的生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)金屬嵌件的充填不飽模缺陷的成因進(jìn)行分析，金屬嵌件的定位準(zhǔn)確和穩(wěn)定才能保證塑件的制造精度，而且要處理好模具與金屬嵌件的關(guān)系。生產(chǎn)過(guò)程中，隨著充填不飽模等缺陷的出現(xiàn)，不能機(jī)械地套用人、機(jī)、法、料、環(huán)的排除方法，而是快速并準(zhǔn)確找出主要原因并制定完善方案。通常涉及到的主要因素有工藝、設(shè)備、原料等，并形成制度化文件對(duì)類(lèi)似的生產(chǎn)問(wèn)題的解決起到借鑒作用。