注塑件表面水波纹的原因分析及改善方法

在注塑生产过程中，注塑件表面出现水波纹是一个常见且令人困扰的问题。这些水波纹不仅影响产品的外观质量，还可能对产品的性能和后续加工产生负面影响。深入剖析水波纹产生的原因，并探讨有效的改善方法，对于提高注塑生产效率和产品质量至关重要。

一、注塑件表面水波纹产生的原因

（一）塑料材料特性

流动性差异：不同种类和牌号的塑料，其熔体流动性各不相同。流动性差的塑料在注塑过程中，熔体在模具型腔中的流动速度不均匀，容易产生流速差异，进而形成水波纹。例如，一些高粘度的工程塑料，如聚碳酸酯（PC），在注塑时就比流动性较好的聚乙烯（PE）更容易出现水波纹问题。

水分含量：塑料颗粒如果在储存或加工过程中吸收了过多的水分，在注塑时水分受热蒸发，形成水蒸气。这些水蒸气在熔体中形成气泡，随着熔体流动，气泡破裂或在表面留下痕迹，表现为水波纹。特别是像尼龙（PA）这类吸湿性较强的塑料，水分问题尤为突出。

（二）注塑工艺参数

注塑速度：注塑速度过快时，熔体在型腔中会产生喷射流动，导致熔体前端的温度和压力分布不均匀，从而引发水波纹。相反，注塑速度过慢，熔体在型腔中冷却时间过长，熔体的粘度增加，流动阻力增大，也容易出现流动不均，产生水波纹。

注塑压力：注塑压力不足，熔体无法快速、均匀地填充型腔，会导致型腔中不同部位的熔体流速不一致，形成水波纹。而过高的注塑压力则可能使熔体在型腔中产生紊流，同样会引发水波纹问题。

熔体温度：熔体温度过低，塑料的流动性变差，熔体在型腔中的流动变得困难，容易出现流动痕和水波纹。而熔体温度过高，塑料可能会发生降解，影响塑料的性能，同时也可能因为熔体在型腔中冷却不均匀而产生水波纹。

 

（三）模具设计与结构

浇口设计：浇口的尺寸、形状和位置对熔体的流动状态有很大影响。如果浇口尺寸过小，熔体通过浇口时的流速过高，会产生喷射现象，导致水波纹。浇口位置不合理，使熔体在型腔中流动路径过长或不均匀，也容易引发水波纹问题。例如，侧浇口在某些复杂形状的产品中可能会导致熔体流动不均匀，而点浇口如果位置不当，可能会在产品表面留下明显的水波纹。

排气系统：模具排气不良是产生水波纹的一个重要原因。在注塑过程中，型腔内的空气如果不能及时排出，会被压缩在熔体中，随着熔体流动，这些被压缩的空气在熔体表面形成水波纹。模具的排气槽设计不合理，如排气槽过窄、过浅，或者排气槽被堵塞，都会导致排气不畅。

（四）模具温度

模具温度不均匀会导致熔体在型腔中的冷却速度不一致。温度较低的部位，熔体冷却较快，粘度增加，流动阻力增大，而温度较高的部位，熔体流动相对顺畅，这样就会在熔体表面产生流速差异，形成水波纹。此外，模具温度过低，熔体在型腔中冷却过快，流动性迅速降低，也容易出现水波纹。

 

二、改善注塑件表面水波纹的方法

 

（一）优化塑料材料处理

选择合适的塑料材料：根据产品的性能要求和注塑工艺特点，选择流动性合适的塑料材料。对于一些对外观质量要求较高的产品，可以选择流动性较好、成型性能稳定的塑料牌号。同时，考虑材料的收缩率、热稳定性等因素，避免因材料特性导致水波纹问题。

严格控制塑料水分含量：对于吸湿性塑料，在注塑前必须进行充分的干燥处理，使塑料颗粒的水分含量降低到允许范围内。采用合适的干燥设备，如热风干燥机、除湿干燥机等，并严格按照干燥工艺参数进行操作。在储存和运输过程中，要注意防止塑料颗粒受潮。

 

（二）调整注塑工艺参数

优化注塑速度：通过试验确定合适的注塑速度。一般来说，采用多级注塑速度控制可以有效改善熔体的流动状态。在注塑开始阶段，采用较低的注塑速度，使熔体平稳地进入型腔；在熔体填充型腔的大部分后，适当提高注塑速度，以确保型腔快速填充。同时，观察注塑件表面的水波纹情况，根据实际情况对注塑速度进行微调。

合理设置注塑压力：根据塑料材料的特性、产品的形状和尺寸以及模具结构，确定合适的注塑压力。在保证产品成型质量的前提下，尽量降低注塑压力，以减少熔体的紊流和压力波动。可以通过压力传感器监测注塑过程中的压力变化，根据压力曲线对注塑压力进行优化调整。

控制熔体温度：精确控制注塑机的料筒温度，确保塑料熔体在合适的温度范围内。根据塑料材料的熔点和加工温度范围，合理设置料筒各段的温度。同时，要注意料筒温度的均匀性，避免出现局部过热或过冷现象。可以采用温度控制系统，如热电偶、温控仪表等，对料筒温度进行实时监测和调整。

 

（三）改进模具设计与结构

优化浇口设计：根据产品的形状、尺寸和外观要求，合理设计浇口的尺寸、形状和位置。对于容易出现水波纹的产品，可以适当增大浇口尺寸，以降低熔体通过浇口时的流速，避免喷射现象。选择合适的浇口形式，如潜伏式浇口、扇形浇口等，使熔体在型腔中能够均匀地流动。在模具设计阶段，可以利用模流分析软件对熔体的流动状态进行模拟分析，优化浇口设计方案。

完善排气系统：改进模具的排气设计，确保型腔内的空气能够及时排出。合理开设排气槽，排气槽的深度和宽度要根据塑料材料的特性和注塑工艺参数来确定，一般排气槽深度在0.02 - 0.05mm之间，宽度在3 - 5mm之间。对于一些复杂形状的模具或难以排气的部位，可以采用镶件、透气钢等方式进行辅助排气。定期清理模具的排气槽，防止排气槽被油污、塑料残渣等堵塞。

 

（四）稳定模具温度

优化模具冷却系统：设计合理的模具冷却水路，使模具温度均匀分布。冷却水路的布局要考虑产品的形状和壁厚，确保冷却介质能够均匀地带走模具的热量。可以采用循环冷却系统，通过调节冷却介质的流量和温度，控制模具温度。同时，要注意冷却水路的密封性，防止漏水影响模具的正常工作。

 

使用模具温控设备：配备模具温控机，对模具温度进行精确控制。模具温控机可以根据设定的温度值，自动调节冷却介质的流量和温度，使模具温度保持在稳定的范围内。特别是对于一些对模具温度要求较高的注塑产品，使用模具温控机能够有效改善注塑件的表面质量，减少水波纹的出现。

 

（五）引入模具真空机

 

工作原理：模具真空机是一种通过在模具型腔内建立真空环境来改善注塑成型质量的设备。在注塑过程中，模具真空机将型腔内的空气抽出，使型腔处于真空状态。这样可以避免空气在熔体中形成气泡，减少因排气不良导致的水波纹问题。同时，真空环境可以降低熔体的流动阻力，使熔体在型腔中能够更均匀、快速地流动，提高注塑件的成型质量。

 

应用优势：

- 显著改善水波纹问题：通过抽真空，有效排除型腔内的空气，消除了因空气滞留而产生的水波纹，使注塑件表面更加光滑平整。

- 提高产品尺寸精度：真空环境下，熔体能够更紧密地填充型腔，减少了因熔体流动不均匀导致的产品尺寸偏差，提高了产品的尺寸精度和一致性。

- 缩短注塑周期：降低了熔体的流动阻力，使注塑速度可以适当提高，从而缩短了注塑周期，提高了生产效率。

- 适用于多种塑料材料和产品：模具真空机适用于各种塑料材料的注塑成型，无论是流动性好的通用塑料还是流动性差的工程塑料，都能取得良好的效果。同时，对于各种形状和结构的注塑产品，都可以通过使用模具真空机来改善成型质量。

使用方法：在模具设计阶段，预留真空接口，并合理布置真空通道。将模具真空机与模具的真空接口连接，在注塑开始前，启动模具真空机，将型腔内的空气抽出，达到设定的真空度后，开始注塑。在注塑过程中，保持模具型腔内的真空状态，直到注塑完成。注塑完成后，先关闭注塑机，再停止模具真空机的运行。

注塑件表面水波纹问题的解决需要综合考虑塑料材料特性、注塑工艺参数、模具设计与结构以及模具温度等多个因素。通过优化材料处理、调整工艺参数、改进模具设计和结构、稳定模具温度以及引入模具真空机等方法，可以有效地改善注塑件表面水波纹问题，提高注塑产品的质量和生产效率。在实际生产过程中，要根据具体情况进行分析和试验，不断总结经验，找到适合的解决方案。

 

 

模具真空机的使用效果，与模具改良方案紧密相关。光有先进设备不够，还得依据产品需求和生产条件制定有效真空改良方案。

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技术主管 曹先生