注塑成型是目前塑料制品的主要成型工藝之一，是指塑料在高溫熔融狀態下通過高壓高速注射進模具型腔并冷卻成型的過程。該工藝過程涉及復雜的流變學、熱力學，其控制參數眾多，彼此之間相互影響作用，因此容易在成型過程中出現各種各樣的外觀和功能性缺陷。青島美泰塑膠的小編，為您簡單講解，ABS注塑產生流痕的原因，及解決方法。

流痕是注塑制品常見的外觀缺陷的一種，主要存在于制品的進膠口附近，呈波浪狀向模具縱深擴散。流痕是一種生產中難以消除的外觀缺陷，因此了解其形成原因以及影響其產生的過程參數，在生產調試中可以有針對性地、更快地消除該缺陷，有利于提高生產效率。

流痕的形成原因有多種，并且存在多種流痕形成理論，如壁面滑移理論、Go-over 理論、熱收縮理論等，但各自都存在其局限性。注塑過程的溫度、速度、壓力等工藝參數的設定，影響著流痕在制品表面的生成。

1. 表面流痕概述

如今，注塑已經成為塑料制品主要的生產方式之一。由于注塑是多種控制參數相互作用的過程，因而，在注塑過程中會由于某個或某些參數的變異而產生各種各樣的缺陷，如縮痕、銀紋、噴流痕、氣泡等，而流痕就是這眾多缺陷中的一種。

流痕，又可以稱為流紋，是注塑制品眾多缺陷的一種。由于其主要影響制品的外觀質量，因而被劃分為注塑制品的外觀缺陷。該缺陷使得制品表面的色澤、紋理與反光程度不一致而嚴重影響了制品的外觀美感，而這種缺陷有時也難以被油漆等表面涂層所覆蓋；同時，流痕的出現也可能是因為制品內部結構或者微粒形狀大小由于冷卻收縮的不一致而形成的，因此，它的出現將有可能降低塑料制品表面的機械性能，如強度，耐磨擦性能等，在要求高的制品中使用會存在失效的風險。因而，從質量和潛在成本的角度出發，盡可能消除在制品表面出現的流痕是很有必要的。

傳統意義上，流痕是指在注塑制品上，圍繞進膠口附近形成的，呈現年輪或波浪狀的表面印跡，又叫波流紋或者波浪紋。但張甲敏等人認為，熔融塑料從進膠口注射進模具的過程中，由于急速的應力釋放并沖擊到模具型腔內表面產生濺射，并在模具行腔內表面急速冷卻而形成的線條狀紋理也屬于流痕的一種，被稱為噴射流痕。因此，他們把流痕分為噴射流痕和波流痕。對于噴射流痕，他們認為，只要模具設計合理，使進膠口對著型腔，就能有效減少阻力，同時把注射速度控制在恰當的范圍內就可以解決。與噴射流痕不同，波流痕是注塑制品在進膠口附近形成波浪狀的表面缺陷，其法線方向即為流體流動的方向，如水波形態向外擴散。

2. 消除流痕的方法與措施

流痕的產生是一個復雜的過程，包含很多的因素，如制品的結構、模具的結構、材料在型腔當中的流動特性、具體的工藝參數控制等。因此，要消除制品表面的流痕，必須綜合考慮各方面的因素，才能達到理想的效果。

1）制品設計

 制品的結構對流痕的產生有一定的影響，設計人員有需要在進行制品設計的時候做綜合的考量。

設計首先要考慮的是制品的厚度。現在的產品，特別是消費類的產品，從成本以及重量的角度考慮，是越來越傾向于減少制品的厚度。但是，塑料熔體在模具中的流動與制品的厚度有很大的關系，考慮到熔體表面的凝固層厚度，熔體流動的通道實際上是小于制品的厚度。

大家知道，熔體的流動通道越小，則流動的阻力以及流動的剪切應力就越大，在這種情況下將會容易產生壁面滑移而在制品表面生成流痕；同時，由于厚度比較薄，熔體接觸到模具表面時會以較快的速度冷卻下來，容易產生基于 Go-over理論的流痕。一般來說，在滿足設計要求的情況下，最好制品的厚度能夠大于1毫米（小于1毫米通常被稱為薄壁注射，容易產生各種表面缺陷）。另外，還要保持制品厚度的均勻，避免出現厚度的急劇變化，否則容易使流動出現不穩定。如確實需要不同的厚度，應在設計時在過渡部分設計圓角，使流動順暢，減少湍流的發生。

另外一個在設計當中需要考慮的因素是制品的結構，設計時應盡量簡化，以減少流動的障礙和提高流動的穩定性。簡化制品的結構，就是減少制品的分支和孔狀結構。減少制品的分支結構可以使熔體流動的方向具有一致性，使熔體對模腔的充填更容易實現。大家知道，要實現制品的孔狀結構，必須是在模腔中增加突起的部位來實現，而這些突起的部分將會阻礙熔體的流動，同時，熔體流動經過時，會沖擊模具的這些部位造成濺射，使流動變得不穩定。 因此，要減少流痕發生的可能性，在進行制品設計時要優化制品的厚度和結構。

2）材料的選擇

每一種塑料都有其特性，對型腔充填的影響也不一樣，要消除流痕的存在，需要在滿足設計要求的前提下，選擇易于充填、便于調試的材料。 流痕是塑料制品常見的表面缺陷之一，尤其容易存在于以多相塑料為原料的制品生產過程中，如 TPO，HIPS，PC/ABS，ASA，ABS，EP，LDPE，HDPE，PP/Talc。這是因為如果各相的成分在流動過程不一致，容易在制品表面沉積或者收縮導致的外表光澤不均勻而形成流痕。所以，在試模的時候要特別小心，在制品設計時，也要考慮這方面的影響。 在確定了塑料使用的類型之后，需要在此類型塑料中選擇既滿足制品結構要求，又具有良好填充性能的牌號。目前，生產塑料原料的廠家很多，同一類型的塑料，不同的廠商生產的，某些指標也會不一樣；即使是同一個廠商生產的，不同牌號的塑料的性能和使用范圍也不一樣。

因此，在選擇的時候，必須認真看清楚廠商原料的物性表。材料的填充性能，主要是由塑料的熔融指數（MFI，Melt Flow Index）決定的。所謂熔融指數，是指在規定的條件下（如溫度，載荷），一定時間內擠出的熱塑性物料的量，也即熔體每 10min 通過標準口模毛細管的質量，它可表征熱塑性塑料在熔融狀態下的粘流特性，對保證熱塑性塑料及其制品的質量，調整生產工藝，都有重要的指導意義。熔融指數越高，則材料的流動性就越好，有利于模具的填充，得到質量良好的制品。

3）模具結構

 塑料熔體是在模具中流動并成型制品的，因此模具結構對制品的生產過程有很重要的作用。 在熔體離開噴嘴直到進入模具型腔這段距離的通道，被稱為流道系統，也稱為澆注系統。流道系統的設計對制品的收縮有很大的影響，特別是對于多型腔注射，不合理的流道設計會使得注射比較困難，各澆口進料不平衡，造成填充時模具型腔內各點的壓力差異過大。澆注系統優化的主要目的是保證填充的均勻性，減少產品收縮的不均勻，這可以在模具設計的時候通過計算機模擬優化。另外，即使模具經過預熱，但其溫度仍然低于熔體的溫度，因此，當熔體流過流道時，部分熔體不可避免的受到冷卻而溫度下降。如果這部分受到冷卻、溫度較低的熔體流到型腔里，會降低其與模具表面的粘合力，容易在其后的過程中產生壁面滑移現象。在設計模具的過程中需要考慮這方面的因素，通常會在流道中增加冷料井，使得這些溫度較低的物料直接流進冷料井里面凝固，從而避免它們流進型腔，在其后的加工中把它們去除掉。

當熔體高速通過進膠口的時候，進膠口會對熔體產生摩擦剪切力，其摩擦生熱的過程可以補償熔體通過流道時的熱量損失，有利于對模具的充填。因此，一般模具都會在滿足其他條件的情況下，設計較小的進膠口尺寸，但是，較小的進膠口尺寸也會產生其他問題。

如上所述，熔體通過進膠口的時候會產生剪切應力，進膠口尺寸越小，則產生的剪切力就越大，發生壁面滑移的趨勢就越強。所以，解決流痕產生的一個辦法就是增加模具進膠口的尺寸。有不少例子都曾介紹過，通過增加進膠口的尺寸，成功地解決了流痕的問題，如張甲敏等人對 PC/ABS 電池蓋的研究。

除了進膠口的尺寸，還要注意進膠口的位置，避免進膠口與模腔之間存在較大的臺階。如果存在較大的臺階，熔體通過膠口的時候容易產生濺射，或者使得熔體與模具表面的粘合力不足；另一方面，會使得填充過程存在盲區（臺階的底部），容易發生渦流導致流動的不穩定而產生流痕。 當熔體進入到型腔之后，會不斷壓縮型腔里面的空氣，因此，阻礙流動的阻力就會越來越大。在這種情況下，熔體不能夠很好地壓實冷卻沉積在模具表面上的冷卻層產生縮痕，又或者是產生基于 buckling 理論的流痕。所以，模具的排氣不能輕視。澆口對面的分模面上，應考慮加排氣孔，對應于制品盲孔末端處，可考慮加排氣頂出銷。 CAE（如 MOLDFLOW）模擬融膠充填，可以幫助很快的找到所有可能的最后充填處（Last Filled Area），也是需要加排氣孔的地方。

最后，由于冷卻效果直接影響到制品最終的表面質量、參余應力和結晶度，因此，冷卻系統設計的不好導致制品各部分產生收縮不均勻的流痕。冷卻系統設計主要包括冷卻管道的布置和冷卻水溫的選擇，這些都需要在模具設計時考慮清楚，使用CAE模擬能夠得到比較好的冷卻系統的設計。

4）注塑參數調試

在模具制作出來之后，注塑參數的調試便是消除流痕的最主要的方法。 對于每一種塑料原料，其生產制造商都有其推薦的生產工藝參數。最開始的工藝參數設定，可以其作為參考值，在得到完整的制品之后，再評估其表面質量。如果最終的制品表面還是存在流痕，可以通過以下方法進行減輕甚至消除：

（1） 提高模具溫度：

如前所述，流痕產生的原因之一是由于前端流體冷卻速度過快，而使之冷卻的其中一個元素便是溫度相對較低的模具表面。因此，提高模具溫度可以使熔體

不會過快冷卻，有利于模具的充填和成型，能夠減輕或者消除流痕，得到外觀質量較好的制品。

（2） 提高熔體溫度：

熔體的溫度升高會減少塑料的粘性，提高流體的流動性，對模具的填充有很大的幫助，能夠減少外觀缺陷的產生，但是，熔體溫度的調節范圍只能在原始物料供應商的推薦范圍之內，過高的熔體溫度會使熔體燒焦發黑，甚至產生降解而失去原有的機械性能。

（3） 適當提高注射速度：

如果注射速度較低，則熔體流動會比較慢，那它就有足夠的時間在模具表面冷卻，從而對其后的流動產生影響，因此，適當地增大注射速度可以使熔體在表層尚未冷卻凝固時迅速通過，表層的熔體就能比較好地融合在一起。但是，注射速度也不能太快，因為過快的速度會使熔體的流動有不穩定的傾向，有可能產生其他形式的流痕。

（4） 采用多級注射的方法：

流痕一般出現在進膠口附近，因此，可以采用多級注射的方法來減輕甚至消除流痕。假如流痕是由于熔體注射過程產生的剪切應力過大造成的，那么可以把注射過程分成兩個注射段，在第一個注射段可以使用較慢的注射速率來把進膠口附近的部分填充滿，首先消除了流痕的出現，然后再在第二個注射段使用正常的注射速率。而如果流痕是由于注射速度過慢導致前鋒冷卻造成的，那可以在第一段使用較快的注射速度，然后再在第二段的時候適當調整參數填滿型腔。多級注射可以靈活地調整不同時段的注塑參數，準確地控制流體的流動狀態。目前，多級注射越來越多地應用在注塑過程中，用來解決各種外觀缺陷。

（5） 適當增加保壓壓力：

保壓壓力是指在保壓階段，螺桿在充填完成后繼續向前移動，使熔體繼續進入模腔內填補制品收縮所產生的空白而進行補料的推動力。對于由于制品表面收縮不均勻而產生的流痕，增加保壓壓力能夠抵抗這種局部的收縮，對減輕制品表面的流痕有明顯的效果。

然而，注射成型是一個多參數綜合作用的過程，并不是說改變某個參數就能夠減輕甚至消除制品表面的流痕，必須根據實際的情況，靈活調整、優化各組合參數的大小，才能最終消除流痕，達到理想的效果。

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