分析金屬粉末注射成型(MIM)欠注產(chǎn)生缺陷的原因

什么是欠注？
欠注又叫短射、充填不足、制件不滿，俗稱欠注，指料流末端出現(xiàn)部分不完整現(xiàn)象或一模多腔中一部分填充不滿，特別是薄壁區(qū)或流動路徑的末端區(qū)域。其表現(xiàn)為熔體在沒有充滿型腔就冷凝了，熔料進(jìn)入型受腔后沒有充填完全，導(dǎo)致產(chǎn)品缺料。

金屬粉末注射成型(MIM)欠注形成缺陷的原因分析如下：

1 、設(shè)備選型不當(dāng)：在用選設(shè)備時，金屬粉末注射成型機(jī)的最大注射量必須大于塑件及水口總重，而金屬粉末注射總重不能超出金屬粉末注射成型機(jī)塑化量的85%。

2 、供料不足：目前常用的控制加料的辦法是定體積加料法，其輥料量與原料的果粒經(jīng)是否均一，加料口底部有無“架橋”現(xiàn)象。若加料口處溫度過高，也會引起落料不暢。對此，應(yīng)疏通和冷卻加料口。

3 、料流動性差：原料流動性差時，模具的結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響欠注的主要原因。因此應(yīng)改善模具澆注系統(tǒng)的滯流缺陷，如合理設(shè)置澆道位置，擴(kuò)大澆口，流道和注料口尺寸，以及采用較大的噴嘴等。同時可在原料配方中增加適量助劑改善樹脂的流動性能。此外，還應(yīng)檢查原料中再生料是否超量，適當(dāng)減少其用量。

4 、潤滑劑超量：如果原料配方中潤滑劑量太多，且金屬粉末注射料螺桿止逆環(huán)與料筒磨損間隙較大時，熔料在料筒中回流嚴(yán)重會引起供料不足，導(dǎo)致欠注。對此，應(yīng)減少潤滑劑用量及調(diào)整料筒與金屬粉末注射料螺桿及止逆環(huán)間隙，修復(fù)設(shè)備。

5 、冷料雜質(zhì)阻塞料道：當(dāng)熔料內(nèi)的雜質(zhì)堵塞噴嘴或冷料阻塞，澆口及流道時，應(yīng)將噴嘴折下清理或擴(kuò)大模具冷料穴和流道截面。

6 、澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理：一模多腔時，往往因澆口和澆道平衡設(shè)計不合理導(dǎo)致塑件外觀缺陷。設(shè)計澆注系統(tǒng)時，要注意澆口平衡，各型腔內(nèi)塑件的重量要與澆口大小成正比，使各金屬粉末注射成型腔能同時充滿，澆口位置要選擇在厚壁處，也可采用分流道平衡布置的設(shè)計方案。若澆口或流道小，薄，長，熔料的壓力在流動過程中沿程損失太大，流動受阻，容易產(chǎn)生填充不良。對此應(yīng)擴(kuò)大流道截面和澆口面積，必要時可采用多點進(jìn)料的方法。

7 、模具排氣不良：當(dāng)模具內(nèi)因排氣不良而殘留的大量氣體受到流料擠壓，產(chǎn)生大于金屬粉末注射MIM壓力的高壓時，就會阻礙熔料充滿金屬粉末注射成型腔造成欠注。對此，應(yīng)檢查有無設(shè)置冷料穴或其位置是否正確，對于金屬粉末注射成型腔較深的模具，應(yīng)在欠注的部位增設(shè)排氣溝槽或排氣孔；在合模面上，可開設(shè)深度為0.02~0.04mm,寬度為5~10mm的排氣槽，排氣孔應(yīng)設(shè)置在金屬粉末注射成型腔的最終充模處。使用水分及易揮發(fā)物含量超標(biāo)的原料時也會產(chǎn)生大量的氣體，導(dǎo)致模具排氣不良。此時，應(yīng)對原料進(jìn)行干燥及清除易揮發(fā)物。

此外，在模具系統(tǒng)的工藝操作方面，可通過提高模具溫度，降低金屬粉末注射MIM速度，減小澆注系統(tǒng)流動助力，以及減小合模力，加大模具間隙等輔助措施改善排氣不良。

8 、模具溫度太低：熔料進(jìn)入低溫模腔后，會因冷卻太快而無法充滿金屬粉末注射成型腔的各個角落。因此，開機(jī)前必須將模具預(yù)熱至工藝要求的溫度，剛開機(jī)時，應(yīng)適當(dāng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的通過量。若模具溫度升不上去，應(yīng)檢查模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計是否合理。

9、 熔料溫度太低：通常，在適合金屬粉末注射成型的范圍內(nèi)，料溫與充模長度接近于正比例關(guān)系，低溫熔料的流動性能下降，使得充模長度減短。當(dāng)料溫低于工藝要求的溫度時，應(yīng)檢查料筒加料器是否完好并設(shè)法提高料筒溫度。剛開機(jī)時，料筒溫度總比料筒加熱器儀表指示的溫度要低一些，應(yīng)注意將料筒加熱到儀表溫度后還需怛溫一段時間才能開機(jī)。如果為了防止熔料分解不得不采取低溫金屬粉末注射MIM時，可適當(dāng)延長金屬粉末注射MIM循環(huán)時間，克服欠注。對于螺桿式金屬粉末注射成型機(jī)，可適當(dāng)提高料筒前部區(qū)段的溫度。

10 、噴嘴溫度太低：在金屬粉末注射MIM過程中，噴嘴是與模具相接觸的，由于模具溫度一般低于噴嘴溫度，且溫差較大，兩者頻繁接觸后會使噴嘴溫度下降，導(dǎo)致熔料在噴嘴處冷凍。如果模具結(jié)構(gòu)中沒有冷料穴，則冷料進(jìn)入金屬粉末注射成型腔后立即凝固，使助塞在后面的熱熔料無法充滿金屬粉末注射成型腔。因此，在開模時應(yīng)使噴嘴與模具分離，減少模溫對噴嘴溫度的影響，使噴嘴處的溫度保持在工藝要求的范圍內(nèi)。如果噴嘴溫度很低且升不上去，應(yīng)檢查噴嘴加熱器是否損壞，并設(shè)法提高噴嘴溫度，否則，流料的壓力損失太大也會引起欠注。

11 、金屬粉末注射MIM壓力或保壓不足：金屬粉末注射技術(shù)壓力與充模長度接近于正比例關(guān)系，MIM技術(shù)注射壓力太小，充模長度短，金屬粉末注射成型腔填充不滿。對此，可通過減慢MIM技術(shù)注射前進(jìn)速度，適當(dāng)延長MIM技術(shù)注射時間等辦法來提高M(jìn)IM技術(shù)注射壓力。在金屬粉末注射技術(shù)壓力無法進(jìn)一步提高的情況下，可通過提高料溫，降低熔料粘度，提高熔體流動性能來補(bǔ)救。值得注意的是若料溫太高會使熔料熱分解，影響塑件的使用性能。此外，如果保壓時間太短，也會導(dǎo)致填充不足。因此，應(yīng)將保壓時間控制在適宜的范圍內(nèi)，但需要注意，保壓時間過長也會引起其它故障，成型時應(yīng)根據(jù)塑件的具體情況酌情調(diào)節(jié)。

12、 金屬粉末注射MIM速度太慢:金屬粉末注射MIM速度與充模速度直接相關(guān)。如果金屬粉末注射MIM速度太慢，熔料充模緩慢，而低速流動的熔體很容易冷卻，使其流動性能進(jìn)一步下降產(chǎn)生欠注。對此，應(yīng)適當(dāng)提高金屬粉末注射MIM速度。但需注意，如果金屬粉末注射MIM速度太快，很容易引起其它金屬粉末注射成型故障。

13、 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理:當(dāng)塑件厚度與長度不成比例，形體十分復(fù)雜且成型面積很大時，熔料很容易在塑件薄壁部位的入口處流動受阻，使金屬粉末注射成型腔很難充滿。因此，在設(shè)計塑件的形體結(jié)構(gòu)時，應(yīng)注意塑件的厚度與熔料充模時的極限流動長度有關(guān)。在金屬粉末注射成型中，塑件的厚度采用最多的為1~3mm,大型塑件為3~6mm,一般推薦的最小厚度為；聚乙烯0.5mm,醋酸纖維素和醋酸丁酸纖維素塑料0.7mm, 乙基纖維素塑料0.9mm,聚甲基丙烯酸甲酯0.7mm,聚酰胺0.7mm,聚苯乙烯0.75mm,聚氯乙烯2.3mm。通常，塑件的厚度超過8mm或小于0.5mm都對金屬粉末注射成型不利，設(shè)計時應(yīng)避免采用這樣的厚度。

此外，在金屬粉末注射成型形體復(fù)雜的結(jié)構(gòu)塑件時，在工藝上也要采用必要的措施，如合理確定澆口的位置，適當(dāng)調(diào)整流道布局，提高金屬粉末注射MIM速度或采用快速MIM技術(shù)注射。提高模具溫度或選用流動性能較好的樹脂等。