Einführung: Polycarbonat (PC) ist ein super cooler Kunststoff, der sich für viele Dinge eignet. Es ist super klar und widerstandsfähig, und es wird nicht komisch, wenn man es belastet. Außerdem ist es sicher in der Anwendung, kann heißen und kalten Temperaturen standhalten und verformt sich nicht, wenn man es nicht will. Außerdem hält es die Elektrizität an ihrem Platz und ist wetterfest. Deshalb wird es für alle möglichen Dinge verwendet, z. B. zur Herstellung von Messgeräten, Lampen, Elektronik, Haushaltsgeräten und Verpackungen.

PC ist ein lineares Polymer, das Benzolringe, Isopropylgruppen und Essigbindungen in der Hauptkettenstruktur des Moleküls aufweist. Diese Struktur macht es sowohl starr als auch flexibel und bietet eine gute Temperaturbeständigkeit. Es hat jedoch auch Nachteile wie eine hohe Schmelzviskosität und Feuchtigkeitsempfindlichkeit, was beim Spritzgießen gewisse Schwierigkeiten mit sich bringt.

Die verarbeitungstechnischen Merkmale von PC sind, dass es keinen offensichtlichen Schmelzpunkt hat. Das modifizierte PC hat eine hohe Schmelzviskosität bei normaler Verarbeitungstemperatur, d. h. 230-320℃. Die Viskosität reagiert weniger empfindlich auf die Schergeschwindigkeit und stärker auf die Temperatur, was dem Verhalten einer Newtonschen Flüssigkeit ähnelt; sie ist feuchtigkeitsempfindlich, und das Harz wird bei hohen Temperaturen leicht hydrolysiert; das Produkt ist anfällig für innere Spannungen usw.

Wie man sieht, ist PC ein Kunststoff, der schwer zu verarbeiten ist. Daher stoßen wir im eigentlichen Produktionsprozess auf viele Probleme. Zum Beispiel bei der Herstellung von Polycarbonat SpritzgießprozessDie Qualität der Bindenähte wird von der Materialtemperatur und der Wandstärke beeinflusst, und Einfallstellen können Defekte sein, die durch unsachgemäße Verwendung dieser Faktoren verursacht werden. In diesem Artikel werden mehrere häufige Spritzgießfehler analysiert und diskutiert.

Produktverfärbung, Schwärzung, gelbe Schlieren und schwarze Flecken

Defekt-Analyse

PC hat eine gute Hitzebeständigkeit. Bei der Verarbeitung gewöhnlicher PC-Materialien kann die Schmelztemperatur auf 240-300℃ eingestellt werden. Selbst wenn es lange Zeit steht, zersetzt es sich im Allgemeinen nicht. Aber warum kommt es bei der Herstellung einiger elektrischer Produkte häufig zu Verfärbungen?

Das liegt daran, dass der Wettbewerb auf dem Markt jetzt sehr hart ist. Um die Produktionskosten zu senken, verwenden die meisten Hersteller modifizierte PC-Materialien oder recycelte Materialien bei der Herstellung von Elektroprodukten des mittleren und unteren Marktsegments. Einige Hersteller verwenden sogar Materialien, die mit Flammschutzmitteln, Füllstoffen usw. gemischt sind. Da diese Materialien gemischte Flüsse und hohe Plastifizierungsanforderungen haben, ist es schwieriger, den Prozess zu kontrollieren, was zu verschiedenen Problemen führt.

Lösungen

Um das oben genannte Problem anzugehen, müssen wir die folgenden Aspekte berücksichtigen und Abhilfemaßnahmen vorschlagen:

Prozessbedingungen

Dabei ist vor allem die Schmelztemperatur zu beachten. Im Allgemeinen sollte die Temperatur des Fasses schrittweise gesenkt werden, insbesondere die Temperatur der ersten beiden Abschnitte. Für verschiedene Materialien werden unterschiedliche Temperaturen verwendet.

Wenn beispielsweise Polyethylen (PE) zur Modifizierung von PC für die Herstellung von großen Elektrogeräten verwendet wird, sollte die Temperatur des Fasses im Allgemeinen bei etwa 230 °C liegen; wenn ABS oder PS zur Modifizierung von PC für die Herstellung von kleinen elektrischen Bauteilen wie Schaltern und Steckdosen verwendet wird, sollte die Temperatur des Fasses im Allgemeinen bei etwa 250 °C liegen; und wenn PBT zur Modifizierung von PC für die Herstellung von Beleuchtungsprodukten verwendet wird, sollte die Temperatur des Fasses im Allgemeinen bei etwa 280 °C liegen.

Natürlich müssen bei der endgültigen Auswahl der Formgebungstemperatur auch Aspekte wie Produktform, Größe, Formstruktur und Anforderungen an die Produktleistung berücksichtigt werden. Zweitens sollten die Rohstoffe vollständig getrocknet sein, um die Möglichkeit der katalytischen Rissbildung durch Spuren von Feuchtigkeit in der heißen Schmelze zu verringern.

Wenn die Schneckendrehzahl zu hoch ist, der Gegendruck zu hoch ist, die Einspritzrate zu schnell ist und das Düsenloch, der Angusskanal und die Anschnittgröße zu klein sind, erzeugt die Schmelze eine hohe Scherhitze, die bei PC zu Schmelzbruch führt, und es ist leicht möglich, dass das Gas im Formhohlraum nicht rechtzeitig abgeleitet wird, was zu lokalen Verbrennungen und Schwärzungen des Produkts führt.

Ausrüstung

Da PC-Schmelze eine hohe Viskosität und schlechte Fließfähigkeit aufweist, ist ein hoher Einspritzdruck erforderlich. PC-Schmelze hat eine starke Bindungskraft mit Metall, und ihre Zersetzungsprodukte sind für Metall sehr korrosiv. Daher müssen bei der Auswahl der Verarbeitungsgeräte kleine oder speziell entwickelte, verchromte Schnecken verwendet werden. Das Plastifiziersystem darf keine toten Ecken, totes Material, Lücken, Risse usw. aufweisen.

Wenn die Prozessbedingungen gut sind, aber die Schmelze während der Lufteinspritzung verfärbt ist, liegt ein Problem mit dem Plastifiziersystem vor. Sie müssen das Plastifizierungssystem einzeln überprüfen, beginnend mit der Düse, dem Düsenflansch, den drei kleinen Teilen, der Schnecke und dem Zylinder.Manchmal ändert das Produkt in zwei oder drei Formen gleichzeitig seine Farbe. Dies hängt meist mit dem Vorhandensein von totem Material im Plastifiziersystem zusammen.

Wenn die PC-Zersetzungsprodukte eine bestimmte Menge überschreiten, haben sie eine eigene katalytische Wirkung und verursachen eine großflächige Zersetzung der Schmelze, insbesondere bei Kunststoffen, denen Flammschutzmittel zugesetzt wurden. Dies erfordert das Auffinden von toten Materialpunkten, wie z. B. festsitzende Schrauben, Schäfte, Zylinder usw., die durch Reinigen, Reparieren und Polieren gelöst werden müssen.

Materialien und Arbeitsmethoden

Wenn Sie beim Einschalten der Maschine schwarze Flecken sehen, liegt das wahrscheinlich an den Materialresten in der Trommel. Achten Sie also auf die Arbeitsmethode. Wenn Sie PC als Material im Zylinder verwenden, bevor Sie die Maschine einschalten, müssen Sie den Zylinder 3-4 Mal mit neuem Material bei der Gießtemperatur reinigen (Einspritzung in die Luft).

Wenn Sie andere Materialien verwenden, insbesondere Materialien mit schlechter thermischer Stabilität wie PVC, POM usw., können Sie die Temperatur nicht erhöhen, wenn Sie die Maschine einschalten, und Sie können den Zylinder nicht mit PC-Materialien reinigen. Sie können nur Materialien mit guter thermischer Stabilität wie PS, PE usw. verwenden, um das Material bei niedrigerer Temperatur zu reinigen.

Erhöhen Sie nach dem Spülen die Trommeltemperatur auf die normale Verarbeitungstemperatur von PC und spülen Sie sie dann vor der Verarbeitung mit PC-Material. Wenn die Produktion während der Verarbeitung vorübergehend unterbrochen werden muss, muss die Trommeltemperatur zur Isolierung auf unter 160 °C gesenkt werden (da die Glasübergangstemperatur von PC 160 °C beträgt), um eine Verfärbung aufgrund von Materialzersetzung im Laufe der Zeit zu vermeiden.

Wenn die Produktion abgeschlossen ist, kann die Trommel mit Materialien mit guter thermischer Stabilität wie PS und PE gespült werden, und die Maschine kann nach dem Entleeren gestoppt werden.Wenn während der Produktion eine Verfärbung auftritt, prüfen Sie zunächst, ob es ein Problem mit dem Material gibt. Sind andere Materialien und Fremdstoffe beigemischt? Gibt es ein Problem mit der Qualität des neuen Materials? Ist das Anschnittmaterial geeignet? Ist das Mischverfahren korrekt?

Wenn Sie alle anderen Möglichkeiten ausgeschlossen haben, suchen Sie nach anderen Gründen. Ein weiterer Grund ist, dass die Umweltverschmutzung relativ schwerwiegend ist, z. B. dass viel Staub in der Luft schwebt, der Schimmelpilz verunreinigt ist, der Filter des Selbstbacktrichters nicht funktioniert und mehr Staubpartikel aufnimmt.

Dies erfordert, dass die Verarbeitungshalle stets sauber und aufgeräumt gehalten wird. Am besten ist es, den Lufteinlass und -auslass des Trichters mit feiner Gaze abzudecken, was bei der Verarbeitung transparenter Produkte sehr wichtig ist.

Silberne Schlieren, Blasen und Vakuumblasen erscheinen auf dem Produkt

Defekt-Analyse

Silberschlieren, Blasen und Vakuumblasen auf dem Produkt sind häufige Mängel bei PC-Materialien. Es gibt viele Ursachen für diese Fehler, so dass es schwierig ist, sie zu beurteilen und zu beseitigen.Silberstreifen (oder Gasstreifen) sind Fehler auf der Oberfläche eines Produkts, die durch Gasinterferenzen während des Füllvorgangs verursacht werden. Bei den beteiligten Gasen handelt es sich hauptsächlich um Wasserdampf, Luft, Zersetzungsgas und Lösungsmittelgas, wobei Wasserdampf, Zersetzungsgas und Luft am häufigsten vorkommen.

Wenn der Druck in der Form eine bestimmte Grenze überschreitet, verliert der Formhohlraum nach dem Spritzgießen an Druck, und das Gas in der Nähe der Oberfläche des Produkts entweicht und hinterlässt eine Reihe von kleinen und großen Blasen, die unter dem Licht funkeln und der Richtung des Materialflusses folgen. Dies wird als Silberschlieren oder Gasschlieren bezeichnet.

Gas ist eigentlich immer vorhanden, wenn die Spritzgießprozessund ein großer Teil davon bleibt im Kunststoff. Wenn der Druck in der Form hoch genug ist und der Gasgehalt einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet, löst sich das Gas in dispergiertem Zustand in den Kunststoff ein, aber wenn der Druck in der Form nicht hoch genug ist und der Gasgehalt einen bestimmten Grenzwert überschreitet, treten diese Gase aus dem geschmolzenen Kunststoff aus und gelangen an die Oberfläche des Produkts, wo sie Silberschlieren bilden. Sie bleiben in der dicken Wand stecken und werden zu Blasen.

Ob es sich nun um die silbernen Schlieren auf der Oberfläche des Produkts oder um die Blasen in der Wand des Produkts handelt, es kann das Ergebnis der Wirkung eines der vier Gase oder das Ergebnis der gemeinsamen Wirkung mehrerer Gase sein. Dies hat viel mit Faktoren wie Rohstoffen, Formen, Plastifizierungssystemen, der Einstellung von Prozessparametern und sogar Wetterveränderungen (insbesondere Feuchtigkeitsveränderungen) zu tun. Dieses Problem ist also komplizierter. Aber in jedem Fall sollte der Schwerpunkt des Problems und der Lösung auf dem Gas liegen, d. h. darauf, wie der Gasgehalt kontrolliert werden kann.

Wasserdampf

Wenn Sie Blasen sehen, die zufällig auf der Oberfläche des Produkts verstreut sind, handelt es sich wahrscheinlich um Wasserdampf.PC-Hotmelt-Material ist sehr feuchtigkeitsempfindlich und erfordert einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,02%. Um den Feuchtigkeitsgehalt zu kontrollieren, muss das Material also vollständig getrocknet werden. Im Allgemeinen ist die Trocknungstemperatur von PC-Material etwa 120℃ und die Trocknungszeit beträgt etwa 4h.

Die Zeit sollte nicht zu lang sein. Bei einer Dauer von mehr als 10 Stunden kann das Material leicht beschädigt werden, und insbesondere Materialien mit Flammschutzmitteln sollten nicht zu lange getrocknet werden. Die beste Trocknungsmethode ist der Entfeuchtungstrockner, der keine Auswirkungen auf das Material hat. Um zu überprüfen, ob der Trocknungseffekt gut ist, können Sie die Lufteinblasmethode verwenden, um zu sehen, ob das ausgeworfene Material kontinuierlich und gleichmäßig ist und keine weißen Gase ausstößt.

Luft

Wenn die Blasenpartikel sehr fein und dicht sind, verteilen sie sich hauptsächlich um den Produktanschnitt herum und bilden strahlende oder fächerförmige Muster, die meist durch Luft verursacht werden:

In das Material eingeschlossene Luft.

Wenn es mehr Anschnittmaterialien gibt und die Partikelgrößen stark variieren, ist es leicht, Luft mitzureißen. Daher ist es bei der Verwendung von Anschnittmaterialien am besten, das Pulver auszusieben. Wenn der Gegendruck während des Schmelzens zu niedrig und die Schneckendrehzahl zu hoch ist, zieht sich die Schnecke zu schnell zurück, und die Luft wird leicht mit dem Material an das vordere Ende des Zylinders gedrückt.

Daher wird im Allgemeinen empfohlen, die Schmelzzeit während der Abkühlzeit so weit wie möglich zu verlängern, was die Plastifizierungsqualität erheblich verbessert.

Wenn die Temperatur im Materialauslassbereich nicht gut kontrolliert wird, ist die Temperatur zu hoch, was dazu führt, dass ein Teil des Materials vorzeitig schmilzt und den Durchgang für die Luft zum Austritt aus der Auslassöffnung blockiert; wenn die Temperatur zu niedrig ist, ist die Vorwärmung unzureichend, was dazu führt, dass ein Teil der Pellets in den Homogenisierungsbereich gelangt und von Luft umhüllt wird.

Darüber hinaus wird bei zu großer Lockerheit auch Luft eingeatmet. In diesem Fall kann das Problem in der Regel durch eine Anpassung der Schneckendrehzahl, des Gegendrucks und des Gegendrucks gelöst werden.

Entlüftung während der Formbefüllung.

Damit PC-Materialien mit hoher Schmelzviskosität das Werkzeug reibungslos füllen, müssen Sie normalerweise die Schmelztemperatur und den Einspritzdruck erhöhen. Wenn die Schmelze eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, wird sie beim schnellen Einspritzen plötzlich durch den engen Fließkanal fließen und in den Formhohlraum mit viel freiem Raum eintreten.

Auf diese Weise nimmt das aus der Schmelze austretende Gas die Luft im Fließkanal und im Formhohlraum mit, und es entsteht ein Hochgeschwindigkeits-Einspritzzustand. Auf der Oberfläche des kondensierten Kunststoffs sind die Spuren des dispergierten Luftstroms zu sehen, was als Gasmuster bezeichnet wird.

Wenn es viele Ecken im Formhohlraum gibt, der Dickenunterschied zu groß ist oder viele Einsätze vorhanden sind und die Anschnittposition nicht stimmt, strömt die Schmelze in den Formhohlraum, wirbelt die Luft in der Form auf und es bilden sich Gasmuster in bestimmten Teilen, z. B. in der Schalter- und Steckdosenleiste von geformten Elektroprodukten.

Da die Steckdosen, Schnittstellen und Schalter in einem Teil konzentriert sind, tritt diese Situation häufig auf. Die Lösung für diesen Defekt besteht einerseits darin, die Form zu modifizieren, die Entlüftung der Form zu verstärken und die Anschnittposition zu optimieren, andererseits die Füllrate zu reduzieren, insbesondere die Einspritzrate des Gasmusterteils.

Zersetzungsgas

Da PC-Materialien bei hohen Temperaturen geformt werden müssen, ist eine gewisse Zersetzung unvermeidlich. Ähnlich wie bei der oben erwähnten Verfärbung liegt der Hauptgrund für die Entstehung von Zersetzungsgas darin, dass die Schmelztemperatur zu hoch ist. Beispielsweise ist die Temperatur des Fasses zu hoch eingestellt, oder die Heizspirale des Fasses ist außer Kontrolle geraten.

Die Heizschlange sollte abschnittsweise von der Düse aus überprüft werden, um die Zylindertemperatur zu senken; die Schmelze bleibt zu lange im Zylinder (z. B. bei der Verwendung großer Anlagen zur Herstellung kleiner Produkte ist die Menge des Polsters zu groß), der Formungszyklus ist zu lang, oder das abgestandene Material im Zylinder und das in der toten Ecke gelagerte Material werden aufgrund der Langzeitbeheizung zersetzt.

Oder die Schmelze ist im Zylinder einer starken Scherung ausgesetzt, z. B. ist das Verdichtungsverhältnis der Schnecke zu groß, die Schneckendrehzahl zu hoch und der Gegendruck zu groß, was ebenfalls zur Zersetzung führt.

Wenn das Düsenloch zu klein ist, der Anguss und der Angusskanal zu klein sind und der Hohlraumwiderstand groß ist, kann die durchfließende Schmelze durch lokale Überhitzung aufgrund von Reibung zersetzt werden. Daher sind bei der Verarbeitung von PC-Materialien das Düsenloch, der Anguss und der Angusskanal groß, die Entlüftungsrille sollte tief sein, und es ist nicht geeignet, dünnwandige Produkte herzustellen.

Ein weiterer wichtiger Grund ist, dass der PC selbst von schlechter Qualität und leicht zu zersetzen ist. Dies wird von den Nutzern oft ignoriert, und das Problem wird auf die Form und die Verarbeitungsgeräte geschoben, so dass die richtige Lösung für das Problem nicht gefunden werden kann.

Lösungsmittel Gas

Lösemittelgas hängt hauptsächlich mit der Qualität der Arbeitsabläufe in der Produktion zusammen, z. B. unsaubere Fassreinigung und übermäßige Zugabe von Zusatzstoffen. Der größte Teil des Lösemittelgases kann durch ausreichende Trocknung entfernt werden und hat keinen großen Einfluss auf die Gasmarken.

Manchmal ist es schwer zu sagen, ob es sich bei den Blasen in transparenten Produkten um Blasen oder um Vakuumblasen handelt. Im Allgemeinen handelt es sich um Blasen, die durch Gasinterferenzen verursacht werden, wenn die Blasenpunkte beim Öffnen der Form auftreten und sich das Volumen nach einer gewissen Zeit der Lagerung nicht wesentlich ändert; wenn sie während des Entformungs- und Abkühlungsprozesses auftreten und größer werden, handelt es sich um Vakuumblasen.

Vakuumblasen bilden sich, wenn beim Füllen der Form nicht genügend Material oder Druck vorhanden ist. Die Form kühlt schnell ab, sodass das geschmolzene Material, das die Formwand berührt, zuerst erstarrt. Dann kühlt das Material in der Mitte ab und schrumpft, wodurch das Volumen schrumpft und ein Hohlraum bzw. eine Blase entsteht.

Lösungen

Erhöhung des Einspritzdrucks, der Einspritzzeit und der Materialmenge

Schmelzetemperatur einstellen: Wenn die Vakuumblase weit vom Anschnitt entfernt ist, sollte die Schmelztemperatur erhöht werden, damit die Schmelze gleichmäßig fließt und der Druck auf das weit vom Anschnitt entfernte Teil übertragen werden kann; wenn die Vakuumblase nahe am Anschnitt ist, kann die Schmelztemperatur gesenkt werden, um die Schrumpfung zu verringern;

Erhöhen Sie die Formtemperatur angemessen, insbesondere die Formtemperatur des Teils, in dem sich die Vakuumblase bildet.

Bringen Sie den Anschnitt an der dickwandigen Stelle des Produkts an, um die Fließbedingungen der Düse, des Angusses und des Anschnitts sowie die Entlüftungsbedingungen der Form zu verbessern; verkürzen Sie die Abkühlzeit des Produkts in der Form, und legen Sie das Produkt gegebenenfalls in heißes Wasser, um es langsam abzukühlen; Produkte, die mit Punktanschnitten geformt werden, können langsam und bei niedriger Temperatur geformt werden, um das Problem der Vakuumblasen zu lösen, und die Größe des Angusses kann vergrößert werden, wenn sich Vakuumblasen am Anguss befinden.

Darüber hinaus wurde während des Produktionsprozesses festgestellt, dass im dickwandigen Teil des PC-Produkts kurz nach der Entformung Blasenbildung auftrat. Dies war auf eine unzureichende Kühlung zurückzuführen, die dazu führte, dass sich das innere Gas des PC ausdehnte.

Im Allgemeinen können Maßnahmen wie die Verlängerung der Kühlzeit, die Verstärkung des Kühleffekts, die Erhöhung des Nachdrucks und der Nachlaufzeit sowie die Verzögerung der Zersetzung von PC zur Lösung des Problems eingesetzt werden.

"Fingerabdruck" auf dem Produkt

Defekt-Analyse

Da PC-Schmelze eine hohe Viskosität und eine geringe Fließfähigkeit aufweist, ist es wahrscheinlicher, dass sie einen "Fingerabdruck" aufweist. "Fingerabdruck" heißt so, weil er wie ein menschlicher Fingerabdruck aussieht. Er wird manchmal auch als Wellen, Vibrationsmuster oder Schwingungsmuster bezeichnet, was bedeutet, dass seine Muster denen eines Steins ähneln, der auf eine ruhige Wasseroberfläche fällt. Der Hauptgrund für sein Auftreten ist, dass die Viskosität der PC-Schmelze zu hoch ist.

Wenn der Einspritzdruck und die Einspritzrate niedrig sind, füllt die Schmelze das Werkzeug in Form eines stagnierenden Flusses. Sobald die vordere Schmelze die kalte Formoberfläche berührt, kondensiert sie schnell und schrumpft, und die heiße Schmelze auf der Rückseite dehnt das geschrumpfte kalte Material unter dem Druck aus und bewegt sich weiter vorwärts. Dieser Vorgang erfolgt abwechselnd, so dass sich vertikale Wellenlinien in Richtung des Materialflusses bilden.

Lösungen

Erhöhen Sie die Temperatur

Um die Temperatur zu erhöhen, muss vor allem die Temperatur der Düse, die Temperatur am vorderen Ende des Zylinders und die Temperatur der Form erhöht werden, insbesondere die Temperatur an der Stelle, an der die Riffelung entsteht. Dadurch wird die Schmelzviskosität von PC verringert und die Fließfähigkeit der Schmelze verbessert. Wenn das Produkt relativ präzise ist und strenge Anforderungen an das Aussehen stellt, ist es außerdem notwendig, einen Temperaturregler für die Form hinzuzufügen, um die Temperatur der Form bei etwa 120℃ genau zu steuern.

Erhöhen Sie die Einspritzrate und den Einspritzdruck

Die Erhöhung der Einspritzrate und des Einspritzdrucks dient vor allem dazu, die Fließgeschwindigkeit der Schmelze am "Fingerabdruck" zu erhöhen und zu verhindern, dass die Schmelze in Form eines Stagnationsflusses fließt. Entsteht der "Fingerabdruck" in der Mitte des Produkts oder weit entfernt von der Anschnittposition, sollte die Einspritzrate abschnittsweise durch mehrstufiges Einspritzen angepasst werden.

Ändern Sie die Form

Ändern Sie die Form hauptsächlich, um den Widerstand der Schmelze während des Füllens zu verringern, wie z. B. die Vergrößerung des Angusses und des Anschnitts; achten Sie auf das Polieren des Düsenlochs und des Angusses; vergrößern Sie die Entlüftungsnut und den Schlitz; setzen Sie Einsätze und Auswerfer-Luftführungsvorrichtungen ein; verbessern Sie die Entlüftungsbedingungen der Form; setzen Sie eine ausreichend große Kaltmaterialfalle ein, um den Fließwiderstand des vorderen Kaltmaterials zu verringern.

Turbulenzmarken erscheinen auf dem Produkt

Defekt-Analyse

Turbulenzmarken sind die unregelmäßigen Fließlinien, die sich bei PC-Produkten mittig auf dem Anschnitt befinden. Anders als die "Fingerabdruck"-Linie erscheinen Turbulenzmarken in Richtung des Materialflusses und nicht senkrecht dazu. Der Grund dafür könnte sein, dass das in den Formhohlraum eingespritzte geschmolzene Material einem starken Aufprall ausgesetzt ist, der es auf der kalten Form klebrig und rutschig macht.

Lösungen

Erhöhen Sie die Schmelzetemperatur, um zu verhindern, dass die Schmelze zu schnell abkühlt; erhöhen Sie die Werkzeugtemperatur, insbesondere im Bereich der Fließmarken, um zu verhindern, dass die Schmelze im Werkzeug herumrutscht, bevor sie fertig ist; verwenden Sie eine mehrstufige Einspritzung, um die Einspritzgeschwindigkeit und den Druck im Bereich der Fließmarken zu verlangsamen; ändern Sie die Position des Anschnitts, um die Art des Fließens der Schmelze zu verändern;

Achten Sie darauf, dass das kalte Material dicht gepackt ist, damit es nicht in der Form herumrutscht. Verwenden Sie gut fließende Materialien, damit das geschmolzene Material die Form gleichmäßig ausfüllt.

Im Produkt erscheinen kalte Materialflecken

Defekt-Analyse

Kalte Materialflecken sind ein häufiger Fehler bei Anschnitten von PC-Produkten. Dies ist der Fall, wenn das Produkt in der Nähe des Anschnitts beschlagene oder helle Flecken oder eine gekrümmte Narbe aufweist, die wie ein Regenwurm aussieht, der vom Anschnitt aus an der Oberfläche des Produkts klebt.

Der Hauptgrund für ihre Entstehung ist das Vorschieben des kalten Materials an der Vorderseite des in den Formhohlraum eintretenden geschmolzenen Materials oder das kalte Material, das später durch übermäßigen Nachdruck in den Formhohlraum gepresst wird. Das vordere Material überträgt Wärme, weil die Düse die kalte Schablone oder die Kühlwirkung des Angusses berührt. Beim Eintritt in den Formhohlraum wird die heiße Schmelze gedrückt, so dass sich kalte Materialstellen bilden.

Kalte Materialflecken breiten sich bei dünneren Produkten aus und werden zu rauchartigen oder pastösen trüben Flecken, während bei frei fließenden dickwandigen Produkten eine gekrümmte Narbe in Form eines Regenwurms zurückbleibt. Die kalten Materialflecken, die durch übermäßigen Nachdruck entstehen, werden durch die lange Nachdruckzeit verursacht. Wenn der Nachdruck zu hoch ist, wird das kalte Material an Anguss und Anschnitt weiter in das Produkt gepresst. Diese Art von kalten Materialflecken bildet oft einen kreisförmigen hellen Fleck in einem kleinen Bereich in der Nähe des Anschnitts.

Eine andere Art ist, dass sich das geschmolzene Material schnell in einen kleinen Anschnitt drückt und einen Schmelzbruch um den Anschnitt herum verursacht, oder dass rauchartige oder lichtartige helle Flecken am Anschnitt aufgrund der Interferenz des Gases in der Form erscheinen. Kalte Materialflecken beeinträchtigen nicht nur die sichtbare Qualität des Produkts, sondern beeinträchtigen auch die Wirkung nachfolgender Verfahren wie Sprühen oder Galvanisieren und verringern auch die mechanische Festigkeit des Produkts in unterschiedlichem Maße.

Lösungen

Erhöhen Sie die Temperatur des Zylinders und der Düse und erhöhen Sie die Temperatur der Form, um die Auswirkungen von kaltem Material zu reduzieren; verlangsamen Sie die Einspritzgeschwindigkeit und erhöhen Sie den Einspritzdruck, um Schmelzbruch oder Störungen durch Gas in der Form zu vermeiden; passen Sie die Einspritzzeit und die Haltezeit an, um eine Überfüllung zu vermeiden; ein vernünftiges Design des Formangusses kann die Bildung von kalten Materialflecken im Voraus reduzieren oder vermeiden.

Die traditionelle und wirksame Methode besteht darin, einen kalten Materialschacht am Ende des Fließkanals zu öffnen, damit das vordere Material im Schacht eingeschlossen wird und nicht in den Formhohlraum gelangt. Zusätzlich zur Einrichtung eines Kaltmaterialschachtes müssen einige Formen auch die Rationalität der Form, Größe und Position des Anschnitts berücksichtigen, die Entlüftung der Form verstärken, Schadstoffe im Material entfernen, die Trocknungswirkung des Materials verstärken, das Schmiermittel reduzieren oder ersetzen und so wenig Trennmittel wie möglich verwenden.

Innere Spannungen bei transparenten Produkten

Defekt-Analyse

Bei der Herstellung von transparenten PC-Produkten wie Sonnenbrillen, Windschutzscheiben, Augenmasken und anderen Teilen stellt man häufig fest, dass sich die Produkte verformen, astigmatisch sind, eine schlechte Transparenz aufweisen und reißen. Dies ist hauptsächlich auf die inneren Spannungen im Produkt zurückzuführen. Tatsächlich gibt es auch bei undurchsichtigen Produkten innere Spannungen, die jedoch nicht offensichtlich sind.

Innere Spannungen sind Spannungen, die im Inneren des Kunststoffs durch schlechte Formgebung, Temperaturschwankungen usw. entstehen, ohne dass eine äußere Kraft auftritt. Dies ist der Fall, wenn die Kunststoffmoleküle gedehnt werden und dann im Produkt einfrieren. Eigenspannungen in Kunststoffprodukten können die mechanischen Eigenschaften und die Leistung der Produkte beeinträchtigen, so dass sie sich verziehen, verformen und sogar kleine Risse bekommen; sie können die Produkte schlecht aussehen lassen und sie trüb machen.

Innerer Stress kann auch Folgendes verursachen spritzgegossene Produkte höhere mechanische Eigenschaften in Fließrichtung, aber eine geringere Festigkeit in der Richtung senkrecht zur Fließrichtung, was zu einer ungleichmäßigen Produktleistung führt, die die Verwendung des Produkts beeinträchtigt. Insbesondere wenn das Produkt erhitzt wird oder mit organischen Lösungsmitteln in Berührung kommt, beschleunigt dies die Rissbildung im Produkt.

Die inneren Spannungen von PC-Produkten werden hauptsächlich durch Orientierungsspannungen und Temperaturspannungen verursacht, und manchmal stehen sie im Zusammenhang mit unsachgemäßer Entformung.

Orientierungsstress

Nachdem die Makromoleküle im Innern des spritzgegossenen Produkts ausgerichtet sind, kann es leicht zu inneren Spannungen kommen, die eine Spannungskonzentration verursachen. Beim Spritzgießen kühlt die Schmelze schnell ab, und die Viskosität der Schmelze ist bei einer niedrigeren Temperatur höher. Die orientierten Moleküle können sich nicht vollständig entspannen. Die auf diese Weise erzeugten inneren Spannungen beeinträchtigen die mechanischen Eigenschaften und die Dimensionsstabilität des Produkts. Daher hat die Schmelzetemperatur den größten Einfluss auf die Orientierungsspannung. Wenn die Schmelzetemperatur erhöht wird, sinkt die Viskosität der Schmelze und damit die Scherspannung und die Orientierung.

Außerdem ist die Relaxation der Orientierungsspannung bei hoher Schmelzetemperatur höher, aber wenn die Viskosität abnimmt, erhöht sich der von der Schnecke der Spritzgießmaschine auf den Formhohlraum übertragene Druck, was die Scherrate erhöhen und zu einem Anstieg der Orientierungsspannung führen kann. Wenn die Haltezeit zu lang ist, nimmt die Orientierungsspannung zu; eine Erhöhung des Einspritzdrucks führt ebenfalls zu einem Anstieg der Orientierungsspannung aufgrund der Zunahme der Scherspannung und der Scherrate. Auch die Dicke des Produkts wirkt sich auf die Eigenspannung aus.

Die Orientierungsspannung nimmt mit zunehmender Produktdicke ab, da das dickwandige Produkt langsam abkühlt, die Schmelze im Formhohlraum lange Zeit abkühlt und entspannt, und die orientierten Moleküle genügend Zeit haben, in den ungeordneten Zustand zurückzukehren. Wenn die Werkzeugtemperatur hoch ist und die Schmelze langsam abkühlt, kann die Orientierungsspannung reduziert werden.

Temperatur Stress

Beim Einspritzen von Kunststoff ist der Temperaturunterschied zwischen der Schmelzetemperatur und der Werkzeugtemperatur groß, so dass die Schmelze in der Nähe der Werkzeugwand schneller abkühlt, was zu ungleichmäßigen Spannungen im Produkt führt. Da PC eine große spezifische Wärmekapazität und eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, kühlt die Oberfläche des Produkts viel schneller ab als die Innenseite.

Wenn das Produkt weiter abkühlt, verhindert die verfestigte Schale an der Oberfläche, dass sich das Innere frei zusammenziehen kann, wodurch das Innere unter Zugspannung und das Äußere unter Druckspannung steht. Je größer die Spannung durch die Schrumpfung von Thermoplasten ist, desto geringer ist die Spannung durch die Verdichtung in der Form, d. h. je kürzer die Haltezeit und je geringer der Haltedruck, desto geringer ist die innere Spannung.

Auch die Form und Größe des Produkts haben einen großen Einfluss auf die Eigenspannung. Je größer das Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen des Produkts ist, desto schneller kühlt die Oberfläche ab, und desto größer sind die Orientierungsspannung und die Temperaturspannung. Die Orientierungsspannung wird hauptsächlich in der dünnen Oberflächenschicht des Produkts erzeugt. Daher kann davon ausgegangen werden, dass die Orientierungsspannung mit dem Verhältnis zwischen der Oberfläche des Produkts und seinem Volumen zunehmen sollte.

Wenn die Dicke des Produkts ungleichmäßig ist oder das Produkt Metalleinsätze hat, kann es leicht zu Orientierungsspannungen kommen, so dass die Einsätze und Anschnitte an der dicken Wand des Produkts angebracht werden sollten.1 Aus der obigen Analyse geht hervor, dass es aufgrund der strukturellen Eigenschaften von Kunststoffen und der begrenzten Bedingungen des Spritzgießprozesses unmöglich ist, innere Spannungen vollständig zu vermeiden. Die einzige Möglichkeit besteht darin, die Eigenspannung zu minimieren oder zu versuchen, die Eigenspannung gleichmäßig im Produkt zu verteilen.

Lösungen

Die Temperatur der Einspritzung hat einen großen Einfluss auf die innere Spannung des Produkts. Daher sollte die Temperatur des Zylinders angemessen erhöht werden, um sicherzustellen, dass das Material gut plastifiziert wird und die Teile gleichmäßig sind, um Schrumpfung und innere Spannungen zu verringern; die Temperatur der Form sollte erhöht werden, um das Produkt langsam abkühlen zu lassen, um die orientierten Moleküle zu entspannen und innere Spannungen zu verringern.

Wenn der Einspritzdruck zu hoch ist, werden die Kunststoffmoleküle stärker orientiert und die Scherkraft ist größer, so dass die Kunststoffmoleküle geordnet werden und die Orientierungsspannung des Produkts zunimmt. Versuchen Sie daher, einen niedrigeren Einspritzdruck zu verwenden; wenn die Haltezeit zu lang ist, wird der Druck in der Form aufgrund des Druckausgleichseffekts ansteigen, die Schmelze wird einen höheren Extrusionseffekt erzeugen, der Grad der Molekülorientierung wird zunehmen und die Eigenspannung des Produkts wird steigen. Daher sollte die Haltezeit nicht zu lang sein.

Der Einfluss der Einspritzgeschwindigkeit auf die Eigenspannung von Spritzgussteilen ist viel geringer als der von Temperatur, Druck und anderen Faktoren. Am besten ist es jedoch, mit variabler Geschwindigkeit einzuspritzen, d. h. die Form schnell zu füllen. Wenn der Formhohlraum voll ist, sollte man die Geschwindigkeit verringern. Einerseits führt die variable Einspritzgeschwindigkeit zu einer schnellen Formfüllung und reduziert die Schweißnähte, andererseits kann das Halten mit niedriger Geschwindigkeit die molekulare Orientierung verringern.

Gestalten Sie die Anschnittposition vernünftig. Bei flachen Produkten sollten möglichst schlitz- und fächerförmige Anschnitte verwendet werden; die Ausstoßvorrichtung sollte so ausgelegt sein, dass sie über eine große Fläche ausstößt; die Entformungsschräge sollte groß sein; es sollten möglichst bessere Materialien (weniger Verunreinigungen und größeres Molekulargewicht) und keine Anschnittmaterialien verwendet werden.

Wenn das Produkt eine Metalleinlage hat, muss das Material der Einlage vorgewärmt werden (in der Regel auf ca. 200 °C), um zu verhindern, dass das Metallmaterial und das Kunststoffmaterial aufgrund des ungleichen linearen Ausdehnungskoeffizienten innere Spannungen erzeugen. Der Übergangspunkt muss mit einem Lichtbogen überbrückt werden.

Nach dem Entformen können Sie die inneren Spannungen durch Wärmebehandlung beseitigen. Die Temperatur der Wärmebehandlung beträgt etwa 120°C und die Dauer etwa 2 Stunden. Das Wesen der Wärmebehandlung besteht darin, den Kettensegmenten und Gliedern in den Kunststoffmolekülen eine gewisse Beweglichkeit zu verleihen, die eingefrorene elastische Verformung zu entspannen und die orientierten Moleküle wieder in einen zufälligen Zustand zu versetzen.

Zusammenfassung

In diesem Artikel geht es um die häufigsten Probleme beim Kunststoffspritzguss von Polycarbonat (PC) und deren Behebung. Zu den Problemen gehören Verfärbungen, Silberschlieren, Blasen, Vakuumblasen, Fingerabdrücke, kalte Materialstellen und innere Spannungen.

In dem Artikel wird erklärt, warum die einzelnen Probleme auftreten, wie z. B. das Verfahren, das Material und die Maschine, und wie sie behoben werden können, z. B. durch Änderung der Temperatur, des Drucks, der Einspritzgeschwindigkeit und der Form. In dem Artikel heißt es, dass Sie die Spritzgießprozess und das Material besser, um bessere PC-Produkte herzustellen.