عيوب قولبة الحقن وحلولها

في هذه المقالة، نحلل أسباب عيوب قولبة الحقن الشائعة في المكونات البلاستيكية المصبوبة وفقًا لعملية قولبة البلاستيك، ونقترح طريقة لمعالجة عيوب القولبة استنادًا إلى عمليات قولبة الحقن.

تكسير

التشقق عيب شائع نسبيًا في المنتجات البلاستيكية، وسببه الرئيس التشوه الناتج عن الإجهاد. وتشمل أسبابه الأساسية الإجهاد المتبقي والإجهاد الخارجي وتشوه الإجهاد الناجم عن البيئة الخارجية.

أ. التشقق الناتج عن الإجهاد المتبقي ينشأ الإجهاد المتبقي أساسًا عن ثلاث حالات: فرط الملء، وفك القالب، والحشوات المعدنية.

كَالتَّشَقُّقِ فِي حَالَةِ الْإِفْرَاطِ فِي الْحَشْوِ، وَالْحَلُّ يَكُونُ فِي الْأُمُورِ التَّالِيَةِ

(1) نظرًا لأن فقدان الضغط في البوابة المستقيمة هو الأصغر، إذا كان التشقق يتولد بشكل أساسي بالقرب من البوابة المستقيمة، ففكر في استخدام بوابات نقاط التوزيع متعددة النقاط والبوابات الجانبية وبوابات السيقان.

(2) في إطار فرضية ضمان عدم تحلل الراتنج وتدهوره، فإن زيادة درجة حرارة الراتنج بشكل صحيح يمكن أن يقلل من لزوجة الذوبان ويحسن السيولة ويقلل من ضغط الحقن لتقليل الإجهاد.

(3) بشكل عام، عندما تكون درجة حرارة القالب منخفضة، فمن السهل إنتاج الإجهاد، ويجب زيادة درجة الحرارة بشكل مناسب. ومع ذلك ، عندما تكون سرعة الحقن عالية ، حتى لو كانت درجة حرارة القالب أقل ، يمكن أن تقلل أيضًا من توليد الإجهاد.

(4) يؤدي طول زمن الحقن والاستمرار أيضًا إلى توليد إجهاد، ومن الأفضل تقصيره بالشكل المناسب أو إجراء تبديل ضغط الاستمرار في الوقت المحدد.

(5) الراتنجات غير البلورية، مثل راتنجات AS وراتنجات ABS وراتنجات PMMA، وما إلى ذلك، من المرجح أن تنتج إجهادًا متبقيًا أكثر من الراتنجات البلورية مثل البولي إيثيلين والبولي فورمالدهيد، وما إلى ذلك، ويجب ملاحظة ذلك.

عندما يتم تحرير القالب ودفعه للخارج، نظرًا لصغر منحدر التحرير، ومطاط نوع القالب، وخشونة القالب المحدب، تكون قوة الدفع للخارج كبيرة جدًا، مما يؤدي إلى إجهاد، وأحيانًا حتى في دفع القضيب للخارج حول ظاهرة التبييض أو التمزق. يمكن تحديد السبب من خلال مراقبة موقع تكسير القفل بعناية.

ب. التشقق الناتج عن الإجهاد الخارجي ينشأ الإجهاد الخارجي هنا أساسًا عن التصميم غير المعقول وتركيز الإجهاد، ولا سيما عند الزوايا الحادة التي تتطلب اهتمامًا أكبر.

ج. التشقق الناتج عن البيئة الخارجية يمكن أن تؤدي المواد الكيميائية وتحلل الماء الناتج عن امتصاص الرطوبة والإفراط في استخدام المواد المعاد تدويرها إلى تدهور الخواص الفيزيائية وحدوث التشقق.

الإيداع الناقص

الأسباب الرئيسة لنقص الملء هي: (1) انخفاض درجة حرارة أسطوانة المادة والفوهة والقالب

(2) كمية تعبئة غير كافية

(3) الكثير من المواد المتبقية في البرميل

(4) ضغط الحقن صغير جدًا

(5) سرعة الحقن بطيئة جدًا

(6) حجم العداء والبوابة صغير جدًا، وعدد البوابات غير كافٍ، وموضع بوابة القطع غير مناسب

(7) عادم التجويف السيئ

(8) وقت الحقن قصير جدًا

(9) انسداد نظام الصب (9)

(10) قابلية انسيابية البلاستيك ضعيفة للغاية

يمكن البدء أساسًا بالإجراءات التالية للتحسين: (1) زيادة زمن الحقن لمنع قِصر دورة القولبة أكثر من اللازم، مما يؤدي إلى ارتداد الراتنج قبل تصلب البوابة ويصعّب ملء تجويف القالب.

(2) زيادة سرعة الحقن

(3) زيادة درجة حرارة القالب

(4) زيادة درجة حرارة الراتنج

(5) زيادة ضغط الحقن

(6) تكبير حجم البوابة. بصفة عامة، يجب أن يكون ارتفاع البوابة مساوياً من 1/2 إلى 1/3 من سمك جدار المنتج.

(7) اضبط البوابة عند الحد الأقصى لسمك جدار المنتج

(8) اضبط فتحة العادم (متوسط العمق 0.03 مم، العرض 3 ~ 5 مم) أو قضيب العادم. هذا أكثر أهمية لقطع العمل الأصغر.

(9) ترك مسافة عازلة معينة (حوالي SMM) بين البرغي وفوهة الحقن

(10) استخدام مادة ذات درجة لزوجة منخفضة

(11) أضف مادة تشحيم

قالب لزج

يمكن القول إن حالات التصاق القالب تحدث كثيرًا في عملية إنتاج القولبة بالحقن، وهذه المشكلة مزعجة نسبيًا في الحل.

وبمجرد حدوث ذلك، لا يتطلب الأمر الكثير من القوى العاملة والموارد المادية لإخراج المنتج من القالب فحسب، بل يؤثر أيضًا على كفاءة الإنتاج العادية، مما يزيد من التكلفة دائمًا.

بشكل عام، بالنسبة لمشكلة العفن اللزج، اتبع بشكل أساسي طريقة الوقاية مسبقًا لمنع حدوث العفن اللزج.

تحليل الأسباب العامة لالتصاق القطعة بالقالب (1) سوء التلميع؛ فعلى سبيل المثال، يرجع التصاق القطعة بنصف القالب الأمامي إلى حد كبير إلى أن تلميع النصف الخلفي أفضل من الأمامي، فتلتصق القطعة مباشرةً بالنصف الأمامي أثناء تجربة القالب والإنتاج.

(2) تصميم غير معقول لمنحدر التحرير، من الناحية النظرية، يكون منحدر تحرير القالب الأمامي أكبر من القالب الخلفي، وقد يؤدي منحدر التحرير أيضًا إلى أن يكون القالب الأمامي لزجًا للمنتج إذا تم وضعه في الاتجاه المعاكس.

(3) عندما يتم فتح القالب، يكون هناك فراغ، ويتم امتصاص المنتج مباشرة في القالب الأمامي أو الخلفي، ولا يمكن تحريره بشكل طبيعي، وهو أكثر شيوعًا بالنسبة للمنتجات ذات الأصداف والصناديق.

(4) تكون درجة حرارة القالب منخفضة جدًا عندما يبدأ القالب في العمل، وتكون قوة تثبيت المنتج على القالب كبيرة جدًا.

وفقًا لهذه الأسباب، يمكن اتخاذ تدابير وقائية فعالة لمنع مشكلة التصاق القالب، وأهمها ما يلي:

(1) إعادة تلميع الغشاء الداخلي للقالب لمنع القالب اللزج الناجم عن مشكلة التلميع.

(2) بالنسبة للمنتجات التي تحتوي على قالب أكثر لزوجة في القالب الخلفي، قم بزيادة انحدار تحرير القالب، ولكن ذلك يعتمد على معالجة المنتج.

(3) إذا كان هناك تفريغ في القالب الأمامي عند فتح القالب، فيجب تفريغ القالب الأمامي للتخلص من تأثير التفريغ.

(4) إذا كان هيكل المنتج يتطلب درجة حرارة القالب، يجب أن نزيد درجة حرارة القالب عندما نبدأ تجربة القالب لتقليل تأثير القالب المنخفض جدًا في البداية على عبوة المنتج بأفضل جهد.

حفرة الانكماش

الأسباب الرئيسة لحفر الانكماش في المنتج هي: (1) عدم كفاية كمية المادة المضافة

(2) درجة حرارة المادة مرتفعة للغاية

(3) الفرق بين سماكة جدار المنتج وسماكة الجدار كبير جدًا

(4) وقت الحقن والاحتفاظ بالضغط قصير جدًا

(5) ضغط الحقن صغير جدًا

(6) سرعة الحقن سريعة جدًا (6)

(7) موضع البوابة غير مناسب

يمكن البدء بالجوانب الآتية للتحسين: سبب حفر الانكماش مماثل لنقص الملء، ويمكن حله من حيث المبدأ بفرط الملء، لكن ذلك ينطوي على خطر الإجهاد. لذا يجب مراعاة تجانس سماكة الجدار في التصميم وتقليل سماكة أضلاع التقوية والأعمدة البارزة وغيرها قدر الإمكان.

حافة التجاوز

(1) درجة حرارة البرميل والفوهة والقالب مرتفعة للغاية

(2) ضغط الحقن كبير جدًا، وقوة التثبيت صغيرة جدًا

(3) تركيب القالب غير محكم أو وجود حطام أو تشوه القالب

(4) عادم التجويف الرديء

(5) تدفق البلاستيك جيد جدًا

(6) كمية المواد المضافة كبيرة جدًا

بالنسبة للجانب الفائض من المعالجة، يجب أن يكون التركيز بشكل أساسي على تحسين العفن

وفي ظروف التشكيل، يمكن أن تبدأ في تقليل السيولة. وعلى وجه التحديد، يمكن استخدام الطرق التالية.

(1) تقليل ضغط الحقن

(2) خفض درجة حرارة الراتنج

(3) استخدام مواد ذات درجة لزوجة عالية

(4) خفض درجة حرارة القالب

(5) طحن سطح القالب حيث يحدث التدفق الزائد

(6) استخدام فولاذ القالب الصلب الأكثر صلابة

(7) تحسين قوة التثبيت

(8) ضبط سطح ربط القالب الدقيق والأجزاء الأخرى

(9) زيادة عمود دعم القالب لزيادة الصلابة

(10) تحديد حجم فتحات العادم المختلفة وفقًا للمواد المختلفة

الحروق

اعتمادًا على الحروق الناجمة عن الظروف الميكانيكية أو العفن أو التشكيل المختلفة، يتم اتخاذ حلول مختلفة.

(1) أسباب ميكانيكية؛ مثل الحالات غير الطبيعية التي تؤدي إلى ارتفاع حرارة الأسطوانة، فيتحلل الراتنج عند درجة حرارة عالية ثم يُحقن في المنتج ويحترق لاحقًا. وقد يحدث أيضًا ركود للراتنج في الفوهة أو سنون اللولب أو صمام عدم الرجوع وأجزاء أخرى، فيتحلل ويتغير لونه ثم ينتقل إلى المنتج على هيئة علامات احتراق بنية داكنة.

في هذه الحالة، يجب أن يكون الحل في هذه الحالة هو تنظيف الفوهة والمسمار والماسورة.

(2) يرجع السبب المتعلق بالقالب أساسًا إلى سوء التنفيس.

يحدث هذا النوع من الحرق عادةً في مكان ثابت ويمكن تمييزه بسهولة عن الحالة الأولى.

الحل، في هذه الحالة، يجب الانتباه إلى تدابير مثل إضافة فتحة العادم فتحة العادم الخلفية قضيب العادم.

(3) من حيث ظروف القولبة، يؤدي الضغط الخلفي الذي يتجاوز 300 MPa إلى فرط تسخين جزء الأسطوانة وحدوث حروق.

عندما تكون سرعة اللولب عالية جدًا، سيؤدي ذلك أيضًا إلى ارتفاع درجة الحرارة، وعمومًا يكون في نطاق 40 إلى 90 لفة/الدقيقة جيدًا.

في حالة عدم وجود خزان عادم أو خزان عادم صغير، فإن سرعة الحقن العالية ستؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الغازات المحترقة.

سلك فضي

يظهر على سطح المنتج خيوط فضية وتموجات للأسباب الآتية أساسًا: (1) احتواء البلاستيك على رطوبة ومواد متطايرة

(2) درجة حرارة المادة مرتفعة للغاية أو منخفضة للغاية

(3) ضغط الحقن صغير جدًا

(4) حجم العداء والبوابة كبير جدًا

(5) لم يتم تسخين الملحق مسبقًا ودرجة الحرارة منخفضة جدًا

(6) الضغوط الداخلية للمنتج كبيرة للغاية

يمكن الرجوع إلى النقاط التالية للتحسين: ينشأ الخط الفضي أساسًا عن امتصاص المادة البلاستيكية للرطوبة. لذلك ينبغي تجفيفها عمومًا عند درجة تقل 10 ~ 15C عن درجة انحراف الراتنج الحرارية. أما سلسلة راتنجات PMMA الأعلى تطلبًا، فتحتاج إلى التجفيف عند نحو 75℃ لمدة 4 إلى 6h.

خاصةً عند استخدام قادوس التجفيف الأوتوماتيكي، من الضروري اختيار سعة معقولة وفقًا لدورة التشكيل (حجم التشكيل) ووقت التجفيف، ويجب أيضًا البدء في خبز المواد قبل عدة ساعات من بدء الحقن.

تشير خطوط اللحام إلى عيب سطحي ينشأ عند التحام مسارين من المصهور. الأسباب: قد تتكون خطوط اللحام إذا احتوت القطع المصنّعة على ثقوب أو حشوات، أو استُخدمت طرق قولبة بالحقن متعددة البوابات، أو كانت سماكة جدران القطع غير متجانسة.

علامات الغؤور هي ظاهرة يصبح فيها سطح القطعة مقعرًا عند المواضع السميكة من الجدار.

الأسباب: (1) انخفاض ضغط الحقن أو ضغط الاستمرار أكثر من اللازم (2) قِصر زمن الاستمرار أو التبريد أكثر من اللازم (3) ارتفاع درجة حرارة المصهور أو القالب أكثر من اللازم (4) تصميم غير مناسب لبنية القطع.

بالإضافة إلى ذلك، فإن وقت ركود المواد في موجز المواد طويل جدًا سينتج أيضًا خطًا فضيًا. عند خلط أنواع مختلفة من المواد، مثل البوليسترين وراتنج ABS، وراتنج AS، والبولي بروبيلين، والبوليسترين، وما إلى ذلك، فإنه ليس من المناسب الخلط.

خطوط التدفق

في عملية القولبة بالحقن، قد نواجه أحيانًا ظاهرة التقلب على سطح المنتجات المصبوبة بالحقن، والتي غالبًا ما يشار إليها بخطوط التدفق.

يرجع تكوين خطوط التدفق بشكل أساسي إلى حشو اللحم، حيث تلتقي درجة الحرارة العالية للذوبان مع درجة الحرارة المنخفضة لجدار تجويف القالب وتشكل قشرة صلبة عندما تخضع طبقة القشرة لعمل قوة تدفق الذوبان، وسيتم فصلها عن سطح تجويف القالب وتسبب تبريدًا غير متناسق، وبالتالي تظهر خطوط التدفق.

الأسباب الرئيسة لتكوّن علامات التدفق (نمط التدفق) (1) ضعف قابلية البلاستيك للجريان

(2) انخفاض درجة حرارة المواد، وانخفاض درجة حرارة القالب، وانخفاض درجة حرارة الفوهة، وبطء سرعة الحقن، وانخفاض معدل ملء القالب، وعدم كفاية إمدادات المواد

(3) ضغط الحقن الصغير، ودرجة الحرارة المحلية المنخفضة عند البوابة

(4) عملية نظام الصب الطويل، المقطع العرضي الصغير، وصغر حجم المدخل، وقناة التدفق المتعرجة، وتجويف المواد الباردة الضيق وغير المناسب، وهناك مادة باردة، بحيث تكون مقاومة تدفق المواد المنصهرة، والتبريد سريعًا

(5) جدران رقيقة ومساحة كبيرة وشكل معقد للقطع البلاستيكية

الحل (1) اختيار مواد ذات قابلية أفضل للجريان بالشكل المناسب

إذا كانت مادة العفن نقية، يمكن زيادة درجة حرارة المعالجة بشكل مناسب (يمكن أيضًا إضافة بعض مشتتات التشحيم) لتحسين السيولة

إذا كان يحتوي على حشوة، يمكنك إضافة بعض مواد التشحيم المشتتة والمواد المضافة الأخرى لتحسين سيولة الذوبان

(2) زيادة درجة حرارة القالب والفوهة بشكل صحيح، وضبط معدل الحقن ومعدل ملء القالب

(3) زيادة ضغط الحقن ووقت الاحتفاظ، وضبط السخانات عند التقاطع لزيادة درجة الحرارة المحلية للتقاطع

(4) توسيع البوابة والبقاء في المنطقة بشكل مناسب، وتغيير موقع التقاطع، وزيادة تجويف المواد الباردة، وغيرها من التدابير لتجنب توليد أنماط التدفق

الالتواء والتشوه

(1) درجة حرارة القالب مرتفعة للغاية، ووقت التبريد غير كافٍ

(2) فرق السُمك بين المنتجات

(3) موقع غير مناسب للبوابة، رقم بوابة القطع غير مناسب

(4) موقع غير مناسب وقوة غير متساوية

(5) الاتجاه الجزيئي البلاستيكي كبير جدًا

يعد التواء وتشوه المنتجات المحقونة مشكلة صعبة للغاية. يجب حل المشكلة الرئيسية من تصميم القالب، في حين أن تأثير تعديل ظروف التشكيل محدود للغاية.

(1) يمكن القضاء على التشوه الناجم عن الإجهاد المتبقي الناجم عن ظروف التشكيل عن طريق تقليل ضغط الحقن، ورفع القالب وجعل درجة حرارة القالب موحدة، أو زيادة درجة حرارة الراتنج، أو استخدام طرق التلدين.

(2) عندما يكون التشوه الإجهادي ناتجًا عن ضعف تحرير القالب، يمكن حل المشكلة بزيادة عدد أو مساحة الدافعات وضبط منحدر تحرير القالب.

(3) إذا كانت طريقة التبريد غير مناسبة بحيث لا يكون التبريد متجانسًا أو لا يكون وقت التبريد كافيًا، يمكن تعديل طريقة التبريد وتمديد وقت التبريد. على سبيل المثال، يمكن ضبط دائرة التبريد بالقرب من التشوه قدر الإمكان.

(4) بالنسبة للتشوه الناجم عن انكماش القالب، من الضروري تعديل تصميم القالب. من بينها، أهم شيء هو الاهتمام بجعل سمك جدار المنتج متناسقًا.

في بعض الأحيان، كملاذ أخير، من الضروري تصحيح التشوه عن طريق قياس تشوه المنتج وقص القالب في الاتجاه المعاكس.

الراتنجات ذات الانكماش الكبير، والراتنجات البلورية عمومًا (مثل راتنجات البولي فورمالدهايد والنايلون والبولي بروبيلين والبولي إيثيلين وراتنجات PET) لديها تشوه أكبر من الراتنجات غير البلورية (مثل راتنجات PMMA وPVC والبوليسترين والبوليسترين وراتنجات ABS وراتنجات AS).

بالإضافة إلى ذلك، يرجع تشوه الراتنج المقوى بالألياف الزجاجية أيضًا إلى حد كبير إلى محاذاة الألياف.

الفقاعات

تظهر الفقاعات في المنتجات المصنّعة للأسباب الآتية أساسًا: (1) عدم تجفيف البلاستيك بما يكفي واحتواؤه على الرطوبة

(2) يحتوي البلاستيك على تركيبة ديا

(3) سرعة الحقن سريعة جدًا

(4) ضغط الحقن صغير جدًا

(5) درجة حرارة المشكلة منخفضة جدًا، القالب غير ممتلئ

(6) العادم السيئ للقالب

(7) يتم إحضار الهواء من طرف الشحن

(1) عندما يكون سمك جدار المنتج كبيرًا، يكون معدل تبريد سطحه الخارجي أسرع من معدل تبريد الجزء المركزي، وبالتالي، مع استمرار التبريد، يتقلص الراتنج الموجود في الجزء المركزي ويتمدد إلى السطح في نفس الوقت، مما يجعل الجزء المركزي غير مملوء بشكل كافٍ. تسمى هذه الحالة بالفقاعة المفرغة.

تتمثل الحلول الرئيسة فيما يلي: أ: تحديد الحجم المناسب للبوابة وقناة الصب وفقًا لسماكة الجدار. وينبغي عمومًا أن يبلغ ارتفاع البوابة 50%-60% من سماكة جدار المنتج.

ب: حتى يتم إغلاق البوابة، اترك كمية معينة من مادة الحقن التكميلية.

ج: يجب أن يكون وقت الحقن أطول قليلاً من وقت إغلاق البوابة.

D: تقليل سرعة الحقن وزيادة ضغط الحقن.

E: استخدم مواد ذات درجة لزوجة ذوبان عالية.

(2) الفقاعات الناجمة عن توليد الغاز المتطاير، تكون الحلول بشكل أساسي كما يلي:

ج: التجفيف المسبق الكافي

ب: تقليل درجة حرارة الذوبان العالية للراتنج لتجنب توليد غاز التحلل.

(3) يمكن حل مشكلة الفقاعات الناتجة عن ضعف السيولة عن طريق زيادة درجة حرارة الراتنج والقالب وزيادة سرعة الحقن.

علامات الإجهاد

عند إخراج المنتجات المصنّعة بقولبة الحقن من القالب، إذا استُخدم قضيب القذف لإخراج القطع البلاستيكية، فغالبًا ما يترك القضيب آثارًا عميقة أو سطحية عليها.

إذا كانت هذه الآثار عميقة جدًا، فسيكون هناك ما يسمى بالظاهرة البيضاء، وفي الحالات الخطيرة، سيحدث الجزء العلوي من خلال الأجزاء البلاستيكية من الوضع المعروف باسم الانفجار العلوي.

ترجع ظاهرة علامات الإجهاد في الأجزاء البلاستيكية المصبوبة بالحقن أساسًا إلى قوة التصاق المنتج بالقالب، وإلى ظهور علامات بيضاء على القطع البلاستيكية عند موضع دفع قضيب القذف لأجزاء نظام القذف.

فيما يلي الأسباب المحددة وطرق التحسين: (1) انخفاض درجة حرارة القالب أو ارتفاعها أكثر من اللازم: اضبط درجة حرارة القالب المناسبة.

(2) سرعة إخراج سريعة جدًا: أبطئ سرعة الإخراج.

(3) يوجد شطب من القالب: إصلاح القالب (التلميع).

(4) قذف غير متوازن للمنتج النهائي (زنبرك لوحة القاذف المكسور): قم بإصلاح القالب (اجعل القاذف متوازنًا).

(5) عدد غير كافٍ من دبابيس القاذف أو وضع غير صحيح: قم بزيادة عدد دبابيس القاذف أو تغيير وضع دبابيس القاذف.

(6) ظاهرة الفراغ في القالب أثناء التشكيل: تنظيف البقعة في فتحة القاذف وتحسين تأثير مدخل الهواء.

(7) موضع العظم الخشن وموضع العمود للمنتج النهائي (للخلف): قم بتلميع كل موضع عظم وموضع عمود.

(8) ضغط الحقن أو ضغط الاحتفاظ بالضغط كبير جدًا: قلل ضغطه بشكل مناسب.

(9) منحدر تحرير القالب للمنتج النهائي صغير جدًا: قم بزيادة منحدر تحرير القالب.

(10) التوقيت أو الموضع غير المناسب للمنزلق الجانبي: قم بإصلاح القالب (اجعل عملية استخراج اللب طبيعية).

(11) مساحة القاذف صغيرة للغاية أو سرعة القاذف سريعة للغاية: قم بزيادة مساحة القاذف أو إبطاء سرعة القاذف.

(12) سرعة الحقن في القسم الأخير سريعة جدًا (نتوءات): أبطئ سرعة الحقن في القسم الأخير.

احصل على أسعار تنافسية وملاحظات DFM وجدول الإنتاج من فريق ZetarMold الهندسي.

اطلب عرض سعر مجانيًا ← اطّلع على دليلنا الشامل لقولبة الحقن للحصول على نظرة متكاملة.