注塑成型是目前塑料制品的主要成型工艺之一，是指塑料在高温熔融状态下通过高压高速注射进模具型腔并冷却成型的过程。该工艺过程涉及复杂的流变学、热力学，其控制参数众多，彼此之间相互影响作用，因此容易在成型过程中出现各种各样的外观和功能性缺陷。青岛美泰塑胶的小编，为您简单讲解，ABS注塑产生流痕的原因，及解决方法。

流痕是注塑制品常见的外观缺陷的一种，主要存在于制品的进胶口附近，呈波浪状向模具纵深扩散。流痕是一种生产中难以消除的外观缺陷，因此了解其形成原因以及影响其产生的过程参数，在生产调试中可以有针对性地、更快地消除该缺陷，有利于提高生产效率。

流痕的形成原因有多种，并且存在多种流痕形成理论，如壁面滑移理论、Go-over 理论、热收缩理论等，但各自都存在其局限性。注塑过程的温度、速度、压力等工艺参数的设定，影响着流痕在制品表面的生成。

1. 表面流痕概述

如今，注塑已经成为塑料制品主要的生产方式之一。由于注塑是多种控制参数相互作用的过程，因而，在注塑过程中会由于某个或某些参数的变异而产生各种各样的缺陷，如缩痕、银纹、喷流痕、气泡等，而流痕就是这众多缺陷中的一种。

流痕，又可以称为流纹，是注塑制品众多缺陷的一种。由于其主要影响制品的外观质量，因而被划分为注塑制品的外观缺陷。该缺陷使得制品表面的色泽、纹理与反光程度不一致而严重影响了制品的外观美感，而这种缺陷有时也难以被油漆等表面涂层所覆盖；同时，流痕的出现也可能是因为制品内部结构或者微粒形状大小由于冷却收缩的不一致而形成的，因此，它的出现将有可能降低塑料制品表面的机械性能，如强度，耐磨擦性能等，在要求高的制品中使用会存在失效的风险。因而，从质量和潜在成本的角度出发，尽可能消除在制品表面出现的流痕是很有必要的。

传统意义上，流痕是指在注塑制品上，围绕进胶口附近形成的，呈现年轮或波浪状的表面印迹，又叫波流纹或者波浪纹。但张甲敏等人认为，熔融塑料从进胶口注射进模具的过程中，由于急速的应力释放并冲击到模具型腔内表面产生溅射，并在模具行腔内表面急速冷却而形成的线条状纹理也属于流痕的一种，被称为喷射流痕。因此，他们把流痕分为喷射流痕和波流痕。对于喷射流痕，他们认为，只要模具设计合理，使进胶口对着型腔，就能有效减少阻力，同时把注射速度控制在恰当的范围内就可以解决。与喷射流痕不同，波流痕是注塑制品在进胶口附近形成波浪状的表面缺陷，其法线方向即为流体流动的方向，如水波形态向外扩散。

2. 消除流痕的方法与措施

流痕的产生是一个复杂的过程，包含很多的因素，如制品的结构、模具的结构、材料在型腔当中的流动特性、具体的工艺参数控制等。因此，要消除制品表面的流痕，必须综合考虑各方面的因素，才能达到理想的效果。

1）制品设计

 制品的结构对流痕的产生有一定的影响，设计人员有需要在进行制品设计的时候做综合的考量。

设计首先要考虑的是制品的厚度。现在的产品，特别是消费类的产品，从成本以及重量的角度考虑，是越来越倾向于减少制品的厚度。但是，塑料熔体在模具中的流动与制品的厚度有很大的关系，考虑到熔体表面的凝固层厚度，熔体流动的通道实际上是小于制品的厚度。

大家知道，熔体的流动通道越小，则流动的阻力以及流动的剪切应力就越大，在这种情况下将会容易产生壁面滑移而在制品表面生成流痕；同时，由于厚度比较薄，熔体接触到模具表面时会以较快的速度冷却下来，容易产生基于 Go-over理论的流痕。一般来说，在满足设计要求的情况下，最好制品的厚度能够大于1毫米（小于1毫米通常被称为薄壁注射，容易产生各种表面缺陷）。另外，还要保持制品厚度的均匀，避免出现厚度的急剧变化，否则容易使流动出现不稳定。如确实需要不同的厚度，应在设计时在过渡部分设计圆角，使流动顺畅，减少湍流的发生。

另外一个在设计当中需要考虑的因素是制品的结构，设计时应尽量简化，以减少流动的障碍和提高流动的稳定性。简化制品的结构，就是减少制品的分支和孔状结构。减少制品的分支结构可以使熔体流动的方向具有一致性，使熔体对模腔的充填更容易实现。大家知道，要实现制品的孔状结构，必须是在模腔中增加突起的部位来实现，而这些突起的部分将会阻碍熔体的流动，同时，熔体流动经过时，会冲击模具的这些部位造成溅射，使流动变得不稳定。 因此，要减少流痕发生的可能性，在进行制品设计时要优化制品的厚度和结构。

2）材料的选择

每一种塑料都有其特性，对型腔充填的影响也不一样，要消除流痕的存在，需要在满足设计要求的前提下，选择易于充填、便于调试的材料。 流痕是塑料制品常见的表面缺陷之一，尤其容易存在于以多相塑料为原料的制品生产过程中，如 TPO，HIPS，PC/ABS，ASA，ABS，EP，LDPE，HDPE，PP/Talc。这是因为如果各相的成分在流动过程不一致，容易在制品表面沉积或者收缩导致的外表光泽不均匀而形成流痕。所以，在试模的时候要特别小心，在制品设计时，也要考虑这方面的影响。 在确定了塑料使用的类型之后，需要在此类型塑料中选择既满足制品结构要求，又具有良好填充性能的牌号。目前，生产塑料原料的厂家很多，同一类型的塑料，不同的厂商生产的，某些指标也会不一样；即使是同一个厂商生产的，不同牌号的塑料的性能和使用范围也不一样。

因此，在选择的时候，必须认真看清楚厂商原料的物性表。材料的填充性能，主要是由塑料的熔融指数（MFI，Melt Flow Index）决定的。所谓熔融指数，是指在规定的条件下（如温度，载荷），一定时间内挤出的热塑性物料的量，也即熔体每 10min 通过标准口模毛细管的质量，它可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，调整生产工艺，都有重要的指导意义。熔融指数越高，则材料的流动性就越好，有利于模具的填充，得到质量良好的制品。

3）模具结构

 塑料熔体是在模具中流动并成型制品的，因此模具结构对制品的生产过程有很重要的作用。 在熔体离开喷嘴直到进入模具型腔这段距离的通道，被称为流道系统，也称为浇注系统。流道系统的设计对制品的收缩有很大的影响，特别是对于多型腔注射，不合理的流道设计会使得注射比较困难，各浇口进料不平衡，造成填充时模具型腔内各点的压力差异过大。浇注系统优化的主要目的是保证填充的均匀性，减少产品收缩的不均匀，这可以在模具设计的时候通过计算机模拟优化。另外，即使模具经过预热，但其温度仍然低于熔体的温度，因此，当熔体流过流道时，部分熔体不可避免的受到冷却而温度下降。如果这部分受到冷却、温度较低的熔体流到型腔里，会降低其与模具表面的粘合力，容易在其后的过程中产生壁面滑移现象。在设计模具的过程中需要考虑这方面的因素，通常会在流道中增加冷料井，使得这些温度较低的物料直接流进冷料井里面凝固，从而避免它们流进型腔，在其后的加工中把它们去除掉。

当熔体高速通过进胶口的时候，进胶口会对熔体产生摩擦剪切力，其摩擦生热的过程可以补偿熔体通过流道时的热量损失，有利于对模具的充填。因此，一般模具都会在满足其他条件的情况下，设计较小的进胶口尺寸，但是，较小的进胶口尺寸也会产生其他问题。

如上所述，熔体通过进胶口的时候会产生剪切应力，进胶口尺寸越小，则产生的剪切力就越大，发生壁面滑移的趋势就越强。所以，解决流痕产生的一个办法就是增加模具进胶口的尺寸。有不少例子都曾介绍过，通过增加进胶口的尺寸，成功地解决了流痕的问题，如张甲敏等人对 PC/ABS 电池盖的研究。

除了进胶口的尺寸，还要注意进胶口的位置，避免进胶口与模腔之间存在较大的台阶。如果存在较大的台阶，熔体通过胶口的时候容易产生溅射，或者使得熔体与模具表面的粘合力不足；另一方面，会使得填充过程存在盲区（台阶的底部），容易发生涡流导致流动的不稳定而产生流痕。 当熔体进入到型腔之后，会不断压缩型腔里面的空气，因此，阻碍流动的阻力就会越来越大。在这种情况下，熔体不能够很好地压实冷却沉积在模具表面上的冷却层产生缩痕，又或者是产生基于 buckling 理论的流痕。所以，模具的排气不能轻视。浇口对面的分模面上，应考虑加排气孔，对应于制品盲孔末端处，可考虑加排气顶出销。 CAE（如 MOLDFLOW）模拟融胶充填，可以帮助很快的找到所有可能的最后充填处（Last Filled Area），也是需要加排气孔的地方。

最后，由于冷却效果直接影响到制品最终的表面质量、参余应力和结晶度，因此，冷却系统设计的不好导致制品各部分产生收缩不均匀的流痕。冷却系统设计主要包括冷却管道的布置和冷却水温的选择，这些都需要在模具设计时考虑清楚，使用CAE模拟能够得到比较好的冷却系统的设计。

4）注塑参数调试

在模具制作出来之后，注塑参数的调试便是消除流痕的最主要的方法。 对于每一种塑料原料，其生产制造商都有其推荐的生产工艺参数。最开始的工艺参数设定，可以其作为参考值，在得到完整的制品之后，再评估其表面质量。如果最终的制品表面还是存在流痕，可以通过以下方法进行减轻甚至消除：

（1） 提高模具温度：

如前所述，流痕产生的原因之一是由于前端流体冷却速度过快，而使之冷却的其中一个元素便是温度相对较低的模具表面。因此，提高模具温度可以使熔体

不会过快冷却，有利于模具的充填和成型，能够减轻或者消除流痕，得到外观质量较好的制品。

（2） 提高熔体温度：

熔体的温度升高会减少塑料的粘性，提高流体的流动性，对模具的填充有很大的帮助，能够减少外观缺陷的产生，但是，熔体温度的调节范围只能在原始物料供应商的推荐范围之内，过高的熔体温度会使熔体烧焦发黑，甚至产生降解而失去原有的机械性能。

（3） 适当提高注射速度：

如果注射速度较低，则熔体流动会比较慢，那它就有足够的时间在模具表面冷却，从而对其后的流动产生影响，因此，适当地增大注射速度可以使熔体在表层尚未冷却凝固时迅速通过，表层的熔体就能比较好地融合在一起。但是，注射速度也不能太快，因为过快的速度会使熔体的流动有不稳定的倾向，有可能产生其他形式的流痕。

（4） 采用多级注射的方法：

流痕一般出现在进胶口附近，因此，可以采用多级注射的方法来减轻甚至消除流痕。假如流痕是由于熔体注射过程产生的剪切应力过大造成的，那么可以把注射过程分成两个注射段，在第一个注射段可以使用较慢的注射速率来把进胶口附近的部分填充满，首先消除了流痕的出现，然后再在第二个注射段使用正常的注射速率。而如果流痕是由于注射速度过慢导致前锋冷却造成的，那可以在第一段使用较快的注射速度，然后再在第二段的时候适当调整参数填满型腔。多级注射可以灵活地调整不同时段的注塑参数，准确地控制流体的流动状态。目前，多级注射越来越多地应用在注塑过程中，用来解决各种外观缺陷。

（5） 适当增加保压压力：

保压压力是指在保压阶段，螺杆在充填完成后继续向前移动，使熔体继续进入模腔内填补制品收缩所产生的空白而进行补料的推动力。对于由于制品表面收缩不均匀而产生的流痕，增加保压压力能够抵抗这种局部的收缩，对减轻制品表面的流痕有明显的效果。

然而，注射成型是一个多参数综合作用的过程，并不是说改变某个参数就能够减轻甚至消除制品表面的流痕，必须根据实际的情况，灵活调整、优化各组合参数的大小，才能最终消除流痕，达到理想的效果。

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