根据模具行业普通存在的问题，提出有关解决模具生产和维修过程中存在的一些问题的技术方案随着对模具公差和减少污染物要求的日趋严格，得到明文批准和认可的清洁工艺，将使您从普通的供应商中脱颖而出，获得竞争优势。几个月前，本刊物透露的消息，使您得以了解当今的清洁工艺以及您所拥有的清洗剂，从而发现和消除存在问题的产品。而本期，我们将继续讨论模具现有的污染问题和解决方案。根据我们的经验，这对模具生产和维修来说是至关重要的。
　　方案的价值在于，您可以通过了解模具的污染和清洁问题而及时将其消除。一旦在清洁工艺中产生问题，您也可以合理地解决，而不是依赖商业索赔。即使在清洁模具和控制污染物方面需要外界帮助，您也可以处于一个心知肚明的有力地位。
腐蚀
　　腐蚀是一个自然形成的、不可避免的过程，而且会大大增加成本。美国每年由于腐蚀而损失共约3000亿美元，占GNP的3%。由于腐蚀过程和被腐蚀的产品均会损害模具和/或模塑制品，因此腐蚀会造成双重危害。腐蚀过程会损害模具，进而影响模塑制品的结构。即使是微量腐蚀产物导致的污染，也会提高废品率。
　　幸运的是，腐蚀问题可以提前得到控制。适时地进行清洁和控制清洁工艺，大大有助于尽早将腐蚀问题最小化，并防止模塑制品被污染。
　　图2 进行涂覆工艺之前，成型过程中良好的工艺控制、可靠的模具维修方案和设计合理的清洁方案，可以获得高产率和优质产品（该图片由Dixline Corporation (Galva, IL)提供）
　　如果我们将燃料、氧化剂和着火源看成是一个“火三角”，那么也可将造成腐蚀的因素，看成是一个正方形，四个部分分别为阳极、阴极、两极之间的导电路径、氧气或氧化剂。在火三角中，消除其中一项或几项因素即可防止火灾。同样，只要在腐蚀因素构成的正方形中消除其中一项或几项，即可提前防止腐蚀。
　　经常性的快速清洁过程，可以保护模具。若要提前消除腐蚀，则必须有可行的、经过明文批准的预防性维修方案。值得注意的是，聚氯乙烯（PVC）最容易腐蚀模具。清洁方案的成功之处在于直接清除污染物。包括油、金属加工液和掺杂的颗粒物在内的许多其它污染物，都会成为腐蚀现象的传导途径。即使水基加工液，也会损害模具。之所以要进行快速清洁，是由于如果不及时清理污物，则会导致其长时间与模具接触，从而变得更加难以清除。若使用防锈剂，则应确保其具能提供足够的保护期，且不会影响成型操作。
复原模具时的风险
　　复原模具时总是存在清洁问题。对歧管进行封装，以消除热流道系统难以清洁的问题。而这需要通过复原模具来实现。
　　2006年，Steve Johnson撰写了第3篇关于塑料在不当位置过热或受热时产生的影响的文章。采用机械方法除去碎屑通常会损坏模具，而这种情况下采取燃烧法除屑则是最佳方案。为此，理应采取合适的培训和工艺过程。
采用机械和燃烧除屑的方法可用于整个回收过程。虽然高温是唯一能除去固化物最佳方案，但对于复杂的模具和微模塑来说，该方法却谈不上是一种优化方案。那些从事热处理等关键工艺的操作员，并不认为热处理或钝化工艺能发挥清洁作用。这是因为混杂而成的污染物，会使模具表面在受热时发生永久性的、不可接受的变化。许多集团公司不再采用高温清洁模具，而是在进行热处理之前，用化学品溶液、溶剂和超声波法进行清洁。
　　随着越来越多的复杂模塑制品用于重要用途，模具的表面性能变得更为重要。因此，要将重要用途中复原模具的风险最小化。
针对污染物，采用合适的清洁工艺
　　其它污染物会给模具制造、维修和生产带来问题。对此，通常采用清洗剂（水基）水溶液进行清洗。若不起作用，则可尝试采用异丙醇。然而，异丙醇与水一样，不是一种通用溶剂。根据经验，我们认为应尽力在特定污染物的清洁工艺中，使用配套的清洗剂，从而实现高水平、无障碍的生产过程。
（1）硅胶
　　长期以来，除去硅胶一直是老大难问题。硅胶的供应商通常推荐异丙醇。然而，异丙醇并不能有效地除去众多含硅化合物。此外，由于模具生产或模塑过程本身就会发生化学反应，因此需要清洗的硅化合物可能与模具中的硅化合物并不相同。
　　根据相似相溶原理或基本的溶解度，甲基硅氧烷这一系列清洁产品，可有效去除硅胶。线性甲基硅氧烷的沸点相对较低，闪点也很低——类似于丙酮或异丙醇。因此，该系列产品在迅速蒸发时，一定要注意所有的着火源。采用低闪点溶剂的清洁设备，其资本投资相对较高。而环状甲基硅氧烷的沸点和闪点较高，而且由于其挥发速度较慢，因此会产生废屑。
　　以下是甲基硅氧烷的三项附加优势：线性和环状甲基硅氧烷均不属于挥发性有机物，因此与环境法规机构的交涉过程得到简化；我们还发现，环状甲基硅氧烷还可取代VOC含量高的溶液油，用于去除油污；根据我们的经验，甲基硅氧烷可在去除混合形成的杂物时（无论其是否含硅），发挥意想不到的作用。 
图2 涂覆后
　　您需要对包括混合型清洗剂、生物清洗剂、含氯溶剂和含溴溶剂在内的不同清洁产品进行检验。即使硅化合物未形成难以去除的污垢，其沉淀也会与其它污物相混合。而混合形成的污物则很难除掉。
（2）脱模 
　　解决脱模问题，应从了解其产生原因作起，而不仅仅是增加更多的清洁步骤。首先，要通过控制脱模剂的类型作起。我们强烈建议您不要随便地单独使用脱模剂，否则将适得其反。您应当就使用合适的脱模剂，咨询技术人员和制造工程师（那些踏实肯干的人，而不是只会空谈理论的人），并让他们为您选择最有效的产品。然后再继续通过对脱模工艺的控制，减少脱模次数。
只有确定了脱模剂的种类、将其范围最小化，并了控制脱模程度后，才能开始清洁工艺。这样，您就可以控制清洁过程，并节省成本。而作为回报，整个制造过程也被得更容易控制。
等离子体清洗之前的清洁过程
　　由于汽车和其它产量很高的行业要求模具不能有表面缺陷，因此在进行喷涂之前如何处理模塑制品成为关注点。等离子体物质被用在最后一道清洁步骤中。我们都要慎重地校准等离子体清洗机，从而使等离子体流不会造成转角（这一问题存在于复杂的模塑制品中）。因为清洗机可在合适的位置提供清洗剂，所以可以等离子体室，从而用活性很强的清洗剂清洁产品。
然后，最后进行的等离子体清洗并不能代替其它传统的清洁步骤。等离子体清洗是一柄双刃剑，因为它还会造成模具表面改性。若您采用了等离子体清洗工艺，则在维修模具的清洁过程、脱模和在模塑工艺中使用其它化学品时，应更加小心。
　　此外，在进行等离子体清洗前，您的产品也应具有很高的清洁度。模塑部件中残留的污垢，会阻碍等离子体活性物质进入模具表面。更严重的是，如果污垢含量高，则其本身会与模塑制品发生反应，造成模具表面改性。为了清洁模具且不造成表面改性，您应当尽量清除等离子体室的污垢。
　　在模具生产、模具维修和制品生产过程的等离子体清洗步骤前，应粗略地采取一项成功的、经过确定且可以控制的清洁工艺方案。您应当了解自己的生产过程、传统的清洁工艺和可行的等离子体清洗方案，并根据商家或供应者的利益，独立地制定清洁和控制污染的工艺。为了节省时间，您可以向技术人员、工程师和公司外的咨询师寻求帮助。
清洁模具产品
　　如果想让您的客户开心，想让您生产的模具不仅仅是一件商品，那么就要确保提供给客户的模具具有高清洁度且不含杂质。模具制造商有时坚持认为，模具的清洁工作应由客户负责，而与他们无关。20世纪90年代时，这种忽视清洁工艺的短视作法盛行一时，并随着当时供应链的发展而获得成功。
　　关于模具制造商不清洗模具的抱怨，我们已经司空见惯。由于铝制模具的多孔性，因此还要在其内部保留金属加工液。由此产生的残渣影响了模塑和此后的涂覆工艺。这样，客户会避免使用铝制模具，或者不得不对刚刚到货的铝制和其它模具进行清洗。
　　对刚出厂的模具清洁度差的抱怨不断增加。在过去5~7年间，对模具表面性能的要求日趋严格，客户也关注其加工成本，而模具结构变得越来越复杂。此外，由于消除污垢的难度增大，客户有可能使用活性更强的清洗剂，而这需要特殊设备才能进行清洁工艺并记录。
　　即使作为模具生产商的您不需要担心维修事宜，向客户提供清洁的模具，也可使您获得竞争优势。
微污染
　　微污染一词，是针对含量低、不引人注目的残留物。随着模塑制品不断被用于医药领域，这一问题显得愈发重要。低含量污染物，对大型和微型模塑制品中也变得至关重要。即使表面积较大的消费品，其涂层和功能也取决于干净而规整的表面。 
　　规整的表面，并不仅仅是指几何尺寸，而且还包括表面光洁度、表面性能和少量被称为“意料中”的污染物。而在高端应用中，用刮擦、燃烧法和复原法维护模具和热流道系统是远远不够的。事实上，那些要在行业内作领头羊的企业都接受了先进的、明确的、经过检验和可以控制的清洁工艺。
　　在医药行业这一竞争领域中，模塑制品不再只是供应链的一部分。合作和所有设备的外购工作，都成为常规。为了确保供应链的可靠性，满足客户需要的主要清洁工艺成为重中之重。而在微模塑领域中，由于医疗设备和组合设备的交叉，因此清洁和污染问题呈几何级数增长。我们看到，越来越多的模具制造商和模塑制品生产商，均在技术方面采取了专业化方案。这是因为产品质量归FDA负责，而模具的清洁度和污染问题则由设备的生产商负责。
　　IPA—毫无疑问，如果考虑模塑材料与清洁工艺和污垢的相容性，一直被普遍用于消除微污染的异丙醇应被其它溶剂取而代之。虽然异丙醇的润滑性好于水，但却不足以去除狭小空间内的污垢。
　　对于微污染，您应该跳出自己熟知的区域。氟代烃 (HFCs)或氢氟醚(HFEs)可以满足润湿性方面的要求，尤其是最终的清洁步骤。
　　润湿性不同于溶解度。后者表示溶解能力，而润湿性则表示扩散或渗入狭小空间的能力，从而使物质溶解于水。由于HFC和HFE活性较差，因此需要其混合溶液作为溶剂。而含氟溶剂成本较高。
　　可以考虑采用正溴丙烷（这是一种最近刚刚得到EPA SNAP批准的、用于脱油脂的含溴溶剂）或者采用一种典型的含氯溶剂，因为这些溶剂可溶解多种污垢，并具有良好的润湿性，残留物含量低。
　　因为所有有效的溶剂都有可能危害工人和社区的安全，所以在采用有效和/或成本昂贵的溶剂时，要考虑使用稳定的溶剂体系。这种体系的固有特性，使其可以自动地、较好地控制工艺，且同一批昂贵的溶剂可以重复使用，有时能达到几年。 
解决清洁问题，改善工艺
　　审视一下水相清洁过程的各个更新方案吧。生产线和生产过程中的污垢会发生变化，而清洗、冲洗和干燥则是大多数清洁工艺中的重要步骤。在水相清洁过程中，设备的所有部位均要经历这三个步骤，并且要明确地实施过程控制。也许您设定了完善的清洗步骤，但却将冲洗和干燥作为附加步骤。而如果因为这些次优化的或并未设置的冲洗和干燥过程，而在生产过程中出现腐蚀或残留物，从而耗费了生产时间、降低了产率，则应对这些过程进行认真评估。
　　在水相清洁工艺可靠性较差，而异丙醇又不适用于此工艺时，应重新考虑用溶剂进行清洗。而活性更高的含氯或含溴溶剂，也可以作为节省成本的方案。
　　设备的设计，是避免对健康或环境的潜在影响关键。确保对您的清洁工艺进行更新，并除去污垢。也许您已经停止使用含氯溶剂或会破坏臭氧层的产品，或者您的水相清洁工艺已被替代。然而，水相清洁工艺是否有效？是否可以进行优化呢？
　　了解客户的需求，以及目前使用清洗剂和清洁工艺，并向资深的技术顾问寻求帮助。根据我们的经验，知识是实现具有盈利性且无障碍的清洁工艺，并获得优质产品的关键。