射出成型倒吞料現象的原因與改善方式

在塑膠射出製程中,「倒吞料」 是一種較少見但嚴重影響生產的異常狀況。它指的是射出機在充模過程中,螺桿不斷將料往前推送,但同時又被反壓回去,造成原料在料管內反覆擠壓卻無法順利進入模腔,就像機器在「無限咀嚼」原料一樣。

常見成因

  • 止逆環或止逆圈磨損 → 熔膠回流造成壓力不足

  • 螺桿間隙過大 → 熔膠反向流動

  • 射出壓力設定過低 → 無法克服模內阻力

  • 模具澆口堵塞或流道阻塞 → 熔膠進不去模腔

  • 原料含雜質 → 堵住澆口導致回流

改善方法

  • 檢查並更換止逆環、止逆圈或螺桿零件

  • 調整射出壓力與速度參數

  • 清理或修復模具澆口與流道

  • 確保原料乾淨與乾燥,避免異物堵塞

倒吞料會導致生產中斷、原料碳化變質、機台磨損加劇,因此必須及時排查機械與模具狀況,並依製程條件做出正確調整。掌握倒吞料的原因與解決方案,不僅能避免停機損失,還能延長設備壽命、確保製品質量。



核心問題:熔膠流動阻力 > 射出力

當射出力(螺桿推進壓力)無法克服熔膠流動的阻力時,螺桿雖持續前進,但塑料無法有效注入模穴,導致:

  1. 實際射出行程無法達到設定終點位置(螺桿位置停滯不前)。

  2. 產品嚴重短射(缺料)

  3. 機台可能因壓力過大觸發保護或產生異音。

造成「倒吞料」的關鍵原因:

  1. 流動路徑阻塞:

  • 射嘴堵塞: 冷料、雜質或分解碳化物堵住射嘴孔。
  • 澆口(Gate)堵塞: 冷料、過早凝固或設計過小。
  • 流道(Runner)堵塞: 異物或冷料堆積。
  • 模穴排氣不良: 困氣無法排出,形成高壓氣墊阻擋熔膠。

  1. 材料流動性不足:

  • 料溫過低: 熔膠黏度太高,流動困難(最常見原因之一)。
  • 材料選錯: 使用熔融指數(MI值)太低的塑料(流動性差)。
  • 乾燥不足: 吸濕性材料(如PA, PC, PET)含水率高,在高溫下汽化產生氣泡阻礙流動,並可能水解降解增加黏度。
  • 添加劑影響: 過多填充物(如玻纖、礦粉)或某些助劑降低流動性。

  1. 射出參數設定不當:

  • 射壓不足: 單純壓力設定不夠克服阻力。
  • 射速過慢: 熔膠前端冷卻過快,凝固層增厚阻流。
  • 保壓切換點(V/P轉換點)過晚: 在熔膠已難以流動時才切換保壓,失去有效填充動力。
  • 料筒溫度設定錯誤: 前段或射嘴溫度偏低。

  1. 設備/模具問題:

  • 止逆環(Check Ring)磨損或失效: 這是「倒吞料」的經典機械原因
  • 止逆環功能:在射出時封閉螺桿頭部,防止熔膠回流。
  • 當其磨損、斷裂或卡料時:射出時熔膠會從螺桿頭部倒流回螺桿螺槽,螺桿持續前進但熔膠被「吞」回去,無法有效注入模穴。此時螺桿位置幾乎不動,壓力卻很高。
  • 螺桿或料筒磨損: 間隙過大,熔膠洩漏回流。
  • 模具溫度過低: 加速熔膠在流道/模穴內冷卻凝固。
  • 模具設計不良: 流道過長、過細,澆口尺寸太小,排氣槽不足或堵塞。

  1. 其他原因:

  • 冷料混入: 未有效被冷料井捕捉,堵塞流道。
  • 熱敏感材料分解: 產生高黏度碳化物阻塞流路(如PVC、POM處理不當)。
  • 回收料比例過高: 回收料分子量降低,黏度可能異常或含雜質。

如何診斷與解決「倒吞料」?

  1. 初步觀察:

  • 檢查產品是否短射?短射位置是否固定?
  • 觀察螺桿位置:是否在射出階段停滯不前?
  • 聽設備有無異常液壓聲或震動?
  • 射嘴處有無溢料或冷料?
  1. 關鍵檢查步驟:

  • 確認射嘴溫度: 用溫度計測實際溫度是否足夠?嘗試適當升溫測試。
  • 手動射膠測試:
      • 切換到手動模式,緩慢前進螺桿。

      • 觀察熔膠能否順利從射嘴流出?流動是否順暢、有無氣泡或異物?

      • 若手動也射不出/極困難 → 高度懷疑射嘴或流道堵塞。

  • 檢查止逆環:(最常被忽略!)
      • 拆開射座檢查螺桿頭部止逆環是否磨損、斷裂、卡料?

      • 測試其滑動是否靈活?密封面是否完好?

    • 檢查乾燥條件: 確認材料乾燥溫度、時間、露點是否符合要求?材料是否有結塊?

    • 檢查模具排氣: 清潔排氣槽、排氣銷。嘗試短暫降低鎖模力(小心飛邊)看是否改善(若改善則指向排氣不良)。

  1. 解決方案:

    • 通堵塞: 清理射嘴、澆口、流道、排氣槽。必要時拆模清理。

    • 調整溫度: 適當提高料筒溫度(尤其射嘴區)、模具溫度。

    • 調整參數: 增加射壓、提高射速、提前保壓切換點(V/P轉換點)。

    • 更換/維修零件: 更換磨損的止逆環、修復磨損的螺桿/料筒。

    • 確保乾燥: 嚴格執行吸濕性材料的預乾燥程序。

    • 檢查材料: 確認材料型號(MI值是否合適?)、減少回收料比例、過篩去除雜質。

    • 優化模具設計: 改善流道尺寸、澆口大小、增設/加大排氣。