公司有一個材料為PP+30%玻纖的注塑件,市場退回幾例產品,都是出現開裂問題,同屬一個批次,對故障件與正常件進行對比分析,但是由於對注塑工藝以及材料不是很熟悉,不知道對件本身,從哪些方面進行對比?該件是一個密封蓋子,裡面加密封圈,所以要承受一定的壓力。

我在網上找了一個相似的案例,這個件是使用在汽車上的,長安鈴木天語SX4油箱漏油,他們這個產品也是一個密封件,像分析這類問題,應該從哪些方面來入手呢,從零件本身來說呢,有哪些方法可以測出與正常產品的差異來呢?

【圖】天語油箱漏油新解--並且求助高手支招

【圖】天語SX4油箱漏油換了油箱繼續漏油


儘管原料合成與改性技術、注塑工藝和CAD/CAE輔助設計技術取得了進步,但事實上大約70%的塑料在其設計壽命前就已經失效, 沒有人希望出現這種現象,但事實卻是如此。

PP+30%玻纖的注塑件,出現開裂問題市場退回, 要追溯原因,只能用排除法:人、機、料、法,這4方面做質量統計分析,嘗試找出規律。

如果以上都沒有規律可循,那麼問題出在哪裡呢?公司廣泛研究的5000件塑料產品失效來看,我們得出的結論是,問題經常出現在設計階段。

由於人為失誤造成塑料產品失效的詳細分析見圖2,其中45%是由於材料的選擇不當和不良規格而引起的。

所整理的數據清楚表明,材料選擇不當造成的產品失效常常是塑料產品設計師或工程師最常犯的一種錯誤。此外我們的經驗也表明,這看來是由於缺乏對材料屬性的認識和了解引起的。這也是不足為奇,因為塑料有90多個通用類,其可細分為大約1000個亞類,最終大量材料供應商可提供大約80000多個商業等級。結果就是數不清的商標、通用類專門用語,以及過多的通常不完整和不一致的不夠標準化的數據,有時會把最好的塑料專家搞得暈頭轉向而且灰心喪氣。篩選這種海量數據並作出比較判斷,對於毫無經驗的人來說似乎是一項不可能的任務。材料供應商競爭性的積極營銷使這種情況更加複雜,有時難以判斷材料的限制和缺點。

材料的選擇

從材料選擇開始,就應考慮聚合物的結構和屬性的基本情況。

聚合物細分為三大類----熱固性塑料、熱塑性塑料和彈性體(橡膠)。針對塑料設計而言,兩個基本選擇就是熱固性塑料和熱塑性塑料。

熱塑性塑料有兩個基本類型----無定形塑料和半晶質塑料。

無定形塑料最好用於需要透明、美觀外表、高光澤、高尺寸精度和穩定性的應用場合。它們不應被用於涉及熱或機械應力週期變化、高機械損傷或接觸各種化學環境的應用場合。

而半晶質塑料,顧名思義,具備有序的微晶結構,因而比無定形塑料能更好的抗疲勞。這些塑料最好用於需要化學接觸、機械損傷以及耐重複週期載荷的場合。

當考慮塑料組件的設計和開發時,設計人員必須瞭解:

1 、塑料是粘彈性的塑料;

2、塑料的屬性同時間和溫度有關;

3 、塑料的物理和化學老化;

4、易於風化;

5、 易於受到化學侵蝕、應力腐蝕破裂(SSC)以及環境應力裂紋(ESC);

6、 塑料在拉伸應用的作用下,最終會失效 ;

7、隨著應力增加、溫度增加,在特定環境中,在週期負荷的作用下,塑料失效時間將會減少;

8 、壓模過程會產生顯著的模塑(殘餘)應力;

9、 塑料材料是缺口敏感的;

10、 加入任何形式的填充劑,始終會對塑料產生某種形式的有害影響;

11、強化塑料材料呈各向異性;

時間、溫度和應力/拉力

粘塑性材料對應力的反應就像是彈性固體和粘性流體的組合。結果,它們表現出非線性應力---拉力的關係,它們的屬性與所承受負荷的時間、溫度、環境以及所施加的應力或拉力有關。在作為兒童玩具銷售的一類硅酮聚合物橡皮泥中可以觀察到粘彈性現象。如果迅速拉斷這種材料,它就會脆斷。然而,如果以延展方式慢慢地拉開該材料,它就幾乎可以無限伸展。降低橡皮泥的溫度,可降低拉伸率,令其變脆。

所有塑料表現出蠕變,因此如果沒有用到強度和剛度數值等長期特性,則要進行設計計算和FEA分析,以證明設計是否有缺陷。這些應在最壞情況的工作條件下進行試驗予以確定,包括最高工作溫度、應力水平和環境影響。不幸的是,許多設計人員經常想當然地認為「它只是塑料」,毫不遲疑地使用塑料製造商數據表上的短期測試數據。結果就是由於粘彈性誘發失效機理,許多產品失效了。

設計人員和工程師必須認識到,數據表信息是從短期測試推導出來的,其並未考慮時間、溫度和環境。試樣也是簡單形狀,是在理想條件下成型的。這很少適用於成型產品。根據短期數據,塑料似乎能夠承受200%或更大的拉力。然而對於長期性能,設計應力的窗口大幅縮小。建議的設計張力如下:

靜態應力條件

1、 無定形塑料≤0.5%張力

2、 半晶質塑料≤0.8%張力

週期應力條件

1、無定形塑料≤0.3%張力

2、 半晶質塑料≤0.5%張力

為了避免失效,設計人員和工程師絕對有必要了解以下幾點:

1、 塑料受力會變形

2、 當承受靜態低應力/張力時,有時某些部位會發生延展性---脆性轉變,造成脆性斷裂

3、 週期應力會造成延展性/脆性轉變,在低應力下造成脆性斷裂

4、在應力和張力同時作用下,以及與特定化學環境(液體或水汽)接觸時,塑料的裂紋和變脆會提前發生。設計失效還可歸因於成本壓力造成的安全係數降低,而且將塑料用在令其達到設計極限的苛刻場合,有時就超過了極限。

環境應力裂紋(ESC)

環境應力裂紋(ESC)。ESC是在應力和拉力以及環境的同時作用下,聚合物提前發生的失效和明顯脆化。ESC不同於耐化學性,因為耐化學性測試使用的樣本在化學品中浸泡了一段時間,在暴露前後進行屬性測試(通常這些是拉伸性能和衝擊性能)。

然而,樣品任何部位都不承受應力,除非清洗後準備用於測試。對於ESC,同時承受應力和化學環境會形成巨大影響,主要是最堅硬材料的災難性脆性破裂。

無定形塑料一般比半晶質材料更易於受到ESC的影響。

考慮應用環境和可能的協同效應

多數的塑料產品失效是由於蠕變、疲勞、溫度、化學品、紫外線和其他環境因素的協同效應所造成的累積影響而引起的。

加工影響

公司發現,即使利用優良的材料選擇進行的最佳塑料設計也會失效。原因就是由於公然忽視既定加工程序以及材料製造商提供的指導而造成的加工不當。推動力一般是經濟推動因素,以實現較短週期和更高的產量。

所有塑料都有侷限性

塑料用途極為廣泛,但有其侷限性。對於設計人員和工程師而言,必須瞭解其基本屬性、侷限性和失效模式,降低產品失效的可能性。有時,良好的產品設計、正確的材料選擇和失效之間有明顯區別,如果不使用專門知識就易於混淆。必須注意影響塑料屬性的眾多變數,看起來很小的差別就會對塑料和產品性能造成巨大影響。

以上回答如有偏頗,歡迎同行人士及愛好者共同探討、琢磨、切磋!


一、首先查工藝,工藝是不是一致。檢查機臺,烘料時間夠嗎?注塑溫度OK嗎?脫膜是否正常,有沒有拉傷?二、查原料,是否同一供應商供應原料,供應原料是否同一批次(正常下,原廠原包料批次很穩定,不會出問題)。直接拿出問題的原料和合格原料作如下檢測,重點測衝擊強度等體現韌性的指標。也就是力學性能方面的指標


謝員平說的是對的,別的都是理論家。如果情況符合他說的,換一個批次的材料試一試。如果材料沒問題,微調機器。


直觀的感覺是注塑過程流動性不足造成的熔接限,可以考慮適當增加料體溫度、注射壓力

你好,這個在擰的過程中如果是撐開導致的開裂,請落實斷裂是否是在產品同一部位,如果是,你可以考慮是注塑件結合線嚴重的問題,如果不是批量,是極個別的,這就可能是開機初期模具太涼,結合線過重導致的。


熔接線的地方強度差,開3點進膠口,在熔接線處開排氣槽。
1:調查開裂產品批次屬同一批次,那從五要素去查那一批次與其他批次變異量。2:如果開裂位置是同一位置,考慮是否結合線強度問題。
這個產品會直接接觸油嗎?如果直接接觸油可以分析是否原材料中有不耐化學腐蝕的物質存在?
如果只是這同一批出現開裂問題,就可能是該批原料有問題。注塑工藝上的問題可能性較小。建議上高清無碼大圖。


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