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本文作者:胡亚设 Asher(赫兹工业设计)| 专注产品结构设计10年
同一批货颜色对不上,先别急着调机。把这几年的现场记录翻一遍,问题八成落在三个地方:件与件之间的差异有没有规律、色母比例和批次有没有换过、料在料筒里待了多久。按这个顺序走,一般半小时能圈定范围,比反复试模省事得多。
注塑色差排查顺序:第一步看分布规律(腔间差、时间顺序差、批次差、同件位置差),第二步核色母添加比例、载体树脂与基材是否匹配、色母批次号,第三步核基材牌号批次与回料掺比,第四步查熔温、背压、螺杆转速造成的热历史差异。分布规律基本能定九成方向。
拿到一批偏色的货,我们第一件事不是拿色差仪测,是问分布。同一个模次出来的件,是四腔里某一腔固定偏深?还是同一腔从开机到下午越来越黄?还是这批整体和上批差一截?还是单件上从浇口到末端有渐变?这四种分布,指向四个完全不同的地方。
腔与腔之间固定差,问题在模具。最常见的是各腔流道长度或浇口尺寸有差异,剪切速率不一样,熔体实际温度就不一样。浇口小的那腔剪切热高,色母分散更充分,颜色往往更深。模温也有份,多腔模如果冷却回路分配不均,腔间模温差超过 5℃,PP、POM、PA 这类结晶性材料的结晶度就会不同,颜色跟着变。
时间轴上的渐变,问题在热历史。开机头几十模偏浅、稳定后正常,通常是料筒里前一批料的残料还没冲干净,或者料斗到螺杆这一段停留时间太长。同一件上沿流动方向渐变,问题在充填和剪切,靠近浇口位置剪切强、温度高,远端剪切弱、温度低,色母分散程度差一截,浅色件上尤其看得出来。
色母是最容易背锅的一环,也最容易查实。常见添加比例在 1% 到 4% 之间,白色和浅色件有的做到 4% 到 6%。别小看零点几个百分点,浅色件上比例差 0.3%,肉眼看就能分出层次。所以我们要求车间用称重式色母机,不用手工拌料,手工拌料每桶的均匀度靠人,这批和下批就是两个样。
载体树脂要对得上。色母用 PE 做载体去配 ABS 或 PC,相容性差、分散不良,注出来会有色纹、色点,或者整体发花。挑色母时先问载体是什么,和基材同系最稳。受潮的色母也会带来色差,多数色母按基材的烘干条件一起烘就行,ABS 一般 80℃ 烘 2 到 4 小时,PC 要 120℃ 烘 4 小时左右。
批次色差这个坑最隐蔽。同一个色号,不同生产批次的色母 ΔE 有零点几到 1 的差是常事。我们的做法是要求供应商每批附色板并留样,进厂先做一次对色,不合格的批次直接退。同一台机上换色母批次时,中间要打隔离样,别让两个批次混在一批货里。
色母导致色差的三个判据:① 件上有色纹、色点 → 载体与基材不匹配或分散不良;② 同批内深浅成片分布、不随机 → 混料不均,改称重色母机;③ 整批跳变、和上一批差一截 → 色母批次换了,查批次号和留样色板。比例本身一般不是主因,除非色母添加量低于 1%。
我们碰过一批 PP 壳件,开机正常,做到下午开始偏黄,越做越明显。查了色母没问题,基材也没换。最后落在回料上:那一班水口料回掺的比例被调高了。PP 每过一次热历史,黄度指数就往上走一点,掺得越多越明显。回料掺比我们一般建议压在 15% 到 20% 以内,浅色和外观件更保守,能不用就不用。
停留时间是被忽略最多的一项。注射量最好落在料筒最大注射量的 20% 到 75% 区间,模具小、机台大,料在螺杆里待的时间就长,降解变黄是必然的。同样一批料,换台小机做,颜色就回来了,这种情况我们见过不止一次。
熔温、背压、螺杆转速都会改变剪切热,进而改变色母分散和材料本身的热降解程度。调机时一次只动一个参数,动完打至少十模再看,别边调边判。停机后再开机,头十几模打掉不要,这段料的热历史跟稳定段根本不是一回事。换色清机更是硬功夫,黑转白最难,得用螺杆清洗料,纯树脂冲很多时候冲不干净。
把上面几条收成一张判据表,现场对着看就行:
腔间差明显大于同腔的时间差,往模具查,看流道、浇口、模温分配。开机偏色、稳定后恢复,往料筒残料和停留时间查。换一批料就跳、换回来就好,往色母批次、基材批次、回料掺比查。同一件上沿流动方向渐变,往充填和剪切查。四条都不沾,再回头怀疑色差仪本身。
数值判据要提前和客户谈定,别等出了货再吵。行业里通常按 ΔE 来卡:1.0 以内多数客户接受,1.0 到 2.0 是争议区,超过 2.0 目视就能明显分辨。测的时候固定条件,分光测色仪走 D65 光源、10° 观察者,样板厚度要一致,晒纹面和光面不能直接对比,读数差得离谱。我们给客户封样一般是上下限色板各三块,同时留一句目视判定:D65 标准灯箱下看不出差异才算过。
色差数值判据参考:ΔE ≤ 1.0 多数客户可接受;1.0 到 2.0 属于需要协商的区间;大于 2.0 目视可明显分辨。测量须固定光源(D65)、观察者角度(10°)、样板厚度与表面纹理,晒纹件与光面件不可直接比对。判据应与客户在量产前书面确认并封上下限色板。
上次那款血压计,外观件是米白色 ABS,我们和客户定的就是这个口径:ΔE ≤ 1.0,同时在 D65 灯箱下目视无差异。量产时每两小时抽一件对色,数据记在巡检表上,出问题能追到具体时段和机台。
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A:多数项目按 ΔE ≤ 1.0 卡,1.0 到 2.0 需要客户协商,超过 2.0 目视可明显分辨。
具体阈值要按产品档次和客户要求定,浅色和白色外观件通常更严。关键是量产前书面确认,并封上下限色板,同时约定目视判定条件,比如 D65 标准灯箱下无明显差异。
A:先判断色差的分布规律,而不是先测数值。分布规律直接指向模具、工艺还是来料。
腔间固定差查模具流道和模温;时间轴渐变查料筒残料与停留时间;换批就跳查色母和基材批次;同件沿流动方向渐变查充填剪切。四条都不沾,再怀疑测量环节。
A:先看混料方式和色母载体,再看回料掺比和停留时间。
手工拌料换成称重式色母机;色母载体要和基材同系,PE 载体配 ABS、PC 容易分散不良;外观件回料掺比尽量压低,PP 多次热历史后黄变明显;注射量占料筒最大注射量低于 20% 时,停留时间过长也会让颜色漂。
A:用螺杆清洗料,不要指望纯树脂冲干净,冲完还要打掉十几模过渡料。
黑转白是换色里最难的组合,炭黑残留很难冲。清洗料走一遍后,用即将生产的本色料继续冲,同时检查热流道各嘴和料筒死角。开机后头十几模热历史不一致,直接打掉不要,稳定后再开始取样。
本文由赫兹工业设计团队整理,经验来自我们在东莞的工业设计项目实践。了解更多:工业设计服务
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