En esta entrada analizamos las causas de los defectos habituales en componentes plásticos moldeados por inyección según el proceso de moldeo y proponemos métodos para resolverlos mediante ajustes del proceso de moldeo por inyección.
Agrietamiento
El agrietamiento es uno de los defectos más comunes en los productos plásticos y se debe principalmente a deformaciones por tensión. Sus causas principales son las tensiones residuales, las tensiones externas y las deformaciones provocadas por el entorno.
A. Agrietamiento causado por tensiones residuales Las tensiones residuales se originan principalmente en tres situaciones: sobrellenado, desmoldeo e insertos metálicos.
Como el agrietamiento en el caso de sobrellenado, la solución puede ser principalmente en los siguientes aspectos.
(1) Dado que la pérdida de presión en la compuerta recta es la menor, si el agrietamiento se genera principalmente cerca de la compuerta recta, considere el uso de compuertas de punto de distribución multipunto, compuertas laterales y compuertas de vástago.
(2) Bajo la premisa de garantizar que la resina no se descomponga y deteriore, aumentar adecuadamente la temperatura de la resina puede reducir la viscosidad de la masa fundida, mejorar la fluidez y reducir la presión de inyección para reducir la tensión.
(3) En general, cuando la temperatura del molde es baja, es fácil que se produzcan tensiones, y la temperatura debe aumentarse adecuadamente. Sin embargo, cuando la velocidad de inyección es alta, aunque la temperatura del molde sea más baja, también puede reducir la generación de tensiones.
(4) Un tiempo prolongado de inyección y mantenimiento también genera tensiones; conviene acortarlo adecuadamente o ajustar la conmutación a presión de mantenimiento.
(5) Las resinas no cristalinas, como la resina AS, la resina ABS, la resina PMMA, etc., son más propensas a producir tensiones residuales que las resinas cristalinas, como el polietileno, el poliformaldehído, etc., y deben tenerse en cuenta.
Cuando el molde se libera y se empuja hacia fuera, debido a la pequeña pendiente de liberación, el tipo de molde de caucho, y la rugosidad convexa del molde, la fuerza de empuje hacia fuera es demasiado grande, lo que resulta en el estrés, e incluso a veces en el empuje hacia fuera de la varilla alrededor del fenómeno de blanqueamiento o ruptura. La causa puede determinarse observando cuidadosamente el lugar de la rotura de la cerradura.
B. Agrietamiento causado por tensiones externas En este caso, la tensión externa se debe principalmente a un diseño inadecuado y a concentraciones de tensión, sobre todo en las esquinas vivas, que requieren especial atención.
C. Agrietamiento causado por el entorno Los productos químicos, la degradación por agua debida a la absorción de humedad y el uso excesivo de material reciclado pueden causar deterioro físico y grietas.
Subfichaje
Las principales causas del llenado incompleto son las siguientes: (1) Temperatura baja del cilindro, la boquilla y el molde
(2) Cantidad de llenado insuficiente
(3) Demasiado material sobrante en la barrica
(4) La presión de inyección es demasiado baja
(5) La velocidad de inyección es demasiado lenta
(6) El tamaño del patín y de la compuerta es demasiado pequeño, el número de compuertas no es suficiente, la posición de la compuerta de corte no es la adecuada.
(7) Escape de cavidad en mal estado
(8) El tiempo de inyección es demasiado corto
(9) Bloqueo del sistema de vertido
(10) La fluidez del plástico es demasiado pobre
Las medidas de mejora pueden centrarse principalmente en los aspectos siguientes: (1) Aumentar el tiempo de inyección para evitar que un ciclo demasiado corto haga retroceder la resina antes de que se solidifique la compuerta y dificulte el llenado de la cavidad.
(2) Aumentar la velocidad de inyección
(3) Aumentar la temperatura del molde
(4) Aumentar la temperatura de la resina
(5) Aumentar la presión de inyección
(6) Ampliar el tamaño de la puerta. Por lo general, la altura de la compuerta debe ser igual a 1/2 a 1/3 del grosor de la pared del producto.
(7) Ajustar la compuerta al espesor máximo de la pared del producto.
(8) Ajustar la ranura de escape (profundidad media 0,03mm, anchura 3~5mm) o la varilla de escape. Esto es más importante para piezas de trabajo más pequeñas.
(9) Dejar una cierta distancia de seguridad (aproximadamente SMM) entre el tornillo y la boquilla de inyección.
(10) Utilizar material de baja viscosidad
(11) Añadir lubricante
Molde pegajoso
En el proceso de producción del moldeo por inyección, las condiciones de adherencia al molde pueden ocurrir con frecuencia y este problema es relativamente difícil de resolver.
Una vez que esto ocurre, no sólo se necesita mucha mano de obra y recursos materiales para sacar el producto del molde, sino que también afecta a la eficacia normal de la producción, lo que invariablemente aumenta el coste.
Generalmente, para el problema de moho pegajoso, principalmente tomar el método de prevención de antemano para evitar la aparición de moho pegajoso.
Análisis general de las causas de adherencia al molde (1) Pulido deficiente. Por ejemplo, la adherencia al molde delantero suele producirse cuando el molde trasero está mejor pulido que el delantero, de modo que durante la prueba o la producción la pieza queda pegada directamente al molde delantero.
(2) Diseño irrazonable de la pendiente de desmoldeo, teóricamente la pendiente de desmoldeo del molde delantero es mayor que la del molde trasero, la pendiente de desmoldeo también puede llevar a que el producto se pegue al molde delantero si se pone al revés.
(3) Cuando se abre el molde, se produce un vacío, y el producto es succionado directamente en el molde delantero o trasero, y no puede ser liberado normalmente, lo que es más común para los productos de concha y caja.
(4) La temperatura del molde es demasiado baja cuando el molde empieza a funcionar, y la fuerza de sujeción del producto en el molde es demasiado grande.
A partir de estas causas pueden adoptarse buenas medidas preventivas para evitar la adherencia al molde. Las principales son las siguientes:
(1) Vuelva a pulir la película interior del molde para evitar el molde pegajoso causado por el problema de pulido.
(2) Para productos con molde más pegajoso en el molde trasero, aumente la pendiente del desmolde, pero depende de la elaboración del producto.
(3) Si hay vacío en el molde frontal cuando se abre el molde, se debe vaciar el molde frontal para eliminar el efecto del vacío.
(4) Si la estructura del producto requiere la temperatura del molde, debemos aumentar la temperatura del molde cuando empezamos la prueba del molde para reducir el impacto de que el molde sea demasiado bajo al principio en el mejor esfuerzo del paquete del producto.
Foso de contracción
Las principales causas de las depresiones por contracción son las siguientes: (1) Cantidad insuficiente de material alimentado
(2）La temperatura del material es demasiado alta.
(3）La diferencia entre el grosor de la pared del producto y el grosor de la pared es demasiado grande.
(4）El tiempo de inyección y de mantenimiento de la presión es demasiado corto.
(5）La presión de inyección es demasiado pequeña.
(6）La velocidad de inyección es demasiado rápida.
(7）Posición inadecuada de la puerta
Las medidas de mejora pueden centrarse principalmente en lo siguiente: Las depresiones por contracción tienen causas similares al llenado incompleto y, en principio, pueden resolverse mediante sobrellenado, aunque existe riesgo de generar tensiones. En el diseño debe procurarse un espesor de pared uniforme y reducirse en lo posible el espesor de nervios de refuerzo, resaltes y otras zonas semejantes.
Borde de desbordamiento
Las principales razones del desbordamiento del producto son las siguientes:(1) La temperatura del barril, la boquilla y el molde es demasiado alta.
(2) La presión de inyección es demasiado grande, la fuerza de sujeción es demasiado pequeña
(3) El molde no está bien ajustado, hay restos o la plantilla se ha deformado.
(4) Escape de cavidad deficiente
(5) El flujo plástico es demasiado bueno
(6) La cantidad de material añadido es demasiado grande
En el caso de los desbordamientos, el tratamiento debe centrarse principalmente en la mejora del moho.
Y en las condiciones de moldeo, puede comenzar en la reducción de la liquidez. En concreto, se pueden utilizar los siguientes métodos.
(1) Reducir la presión de inyección
(2) Reducir la temperatura de la resina
(3) Utilización de materiales de alta viscosidad
(4) Bajar la temperatura del molde
(5) Rectificar la superficie del molde donde se produce el desbordamiento.
(6) Utilizar acero para moldes más duro
(7) Mejorar la fuerza de sujeción
(8) Ajustar la superficie exacta de unión del molde y otras partes
(9) Aumentar la columna de soporte del molde para aumentar la rigidez
(10) Determinar el tamaño de las diferentes ranuras de escape en función de los diferentes materiales.
Quemaduras
Dependiendo de las quemaduras causadas por las distintas condiciones mecánicas, de moldeado o de moldeo, se toman distintas soluciones.
(1) Causas mecánicas. Por ejemplo, una anomalía puede sobrecalentar el cilindro, descomponer la resina a alta temperatura y hacer que llegue quemada al producto; también puede producirse estancamiento de resina en la boquilla, las roscas del husillo, la válvula antirretorno u otras piezas, seguido de descomposición y decoloración. El resultado son marcas de quemadura marrón oscuro en el producto.
En este caso, la solución debe ser limpiar la boquilla, el tornillo y el cañón.
(2) En el molde, la causa principal es una ventilación deficiente.
Este tipo de quemadura suele producirse en un lugar fijo y se distingue fácilmente del primer caso.
La solución, en este caso, debe prestar atención a medidas tales como la adición de la ranura de escape de nuevo la varilla de escape.
(3) En cuanto a las condiciones de moldeo, una contrapresión superior a 300 MPa sobrecalienta parte del cilindro y provoca quemaduras.
Cuando la velocidad del tornillo es demasiado alta, también generará sobrecalentamiento, generalmente dentro del rango de 40 a 90r/min es bueno.
En ausencia de un depósito de escape o con un depósito de escape pequeño, la alta velocidad de inyección provocará quemaduras por sobrecalentamiento del gas.
Alambre de plata
La presencia de vetas plateadas y ondulaciones en la superficie del producto se debe principalmente a las causas siguientes: (1) El plástico contiene humedad y sustancias volátiles
(2) La temperatura del material es demasiado alta o demasiado baja.
(3) La presión de inyección es demasiado baja
(4) El tamaño de la corredera y la compuerta es demasiado grande.
(5) El inserto no se ha precalentado y la temperatura es demasiado baja.
(6) Las tensiones internas del producto son demasiado grandes
Para mejorar el problema pueden tomarse como referencia las medidas siguientes. Las vetas plateadas se deben principalmente a la humedad absorbida por el plástico. Por lo general, el material debe secarse a una temperatura entre 10 y 15 °C inferior a la temperatura de deflexión térmica de la resina. Las resinas de PMMA más exigentes deben secarse a unos 75 °C durante 4 a 6 horas.
Especialmente cuando se utiliza una tolva de secado automático, es necesario elegir una capacidad razonable de acuerdo con el ciclo de moldeo (volumen de moldeo) y el tiempo de secado, y también debe comenzar la cocción del material varias horas antes del inicio de la inyección.
Las líneas de unión son defectos superficiales causados por la confluencia de dos frentes de flujo. Pueden aparecer cuando la pieza tiene orificios o insertos, se emplean varias compuertas o el espesor de pared no es uniforme.
Marcas de hundimiento: fenómeno por el que la superficie de la pieza queda cóncava en las zonas de mayor espesor.
Causas: (1) Presión de inyección o de mantenimiento demasiado baja. (2) Tiempo de mantenimiento o de enfriamiento demasiado corto. (3) Temperatura de la masa o del molde demasiado alta. (4) Diseño inadecuado de la estructura de la pieza.
Además, el tiempo de estancamiento del material en el resumen del material es demasiado largo también producirá una línea de plata. Cuando se mezclan diferentes tipos de materiales, tales como poliestireno y resina ABS, resina AS, polipropileno, poliestireno, etc., no es conveniente mezclar.
Líneas de flujo
Durante el moldeo por inyección, a veces puede aparecer una ondulación en la superficie de los productos moldeados, que suele denominarse líneas de flujo.
La formación de líneas de flujo se debe principalmente al relleno de carne, la alta temperatura de la masa fundida se encuentra con la baja temperatura de la pared de la cavidad del molde y forma una cáscara dura cuando la capa de la cáscara está sujeta a la acción de la fuerza de flujo de la masa fundida, se separará de la superficie de la cavidad del molde y causará un enfriamiento inconsistente, apareciendo así líneas de flujo.
Las principales causas de las marcas de flujo son las siguientes: (1) Fluidez insuficiente del plástico
(2) Baja temperatura del material, baja temperatura del molde, baja temperatura de la boquilla, baja velocidad de inyección, baja tasa de llenado del molde, suministro insuficiente de material.
(3) Pequeña presión de inyección, la baja temperatura local en la puerta
(4) largo proceso de sistema de vertido, pequeña sección transversal, el pequeño tamaño de la entrada, canal de flujo tortuoso, estrecho e inadecuado cavidad de material frío, hay un material frío, por lo que la resistencia al flujo de material fundido, enfriamiento rápido
(5) Paredes delgadas, gran superficie y forma compleja de las piezas de plástico
Soluciones (1) Elegir un material con mejor fluidez
Si se trata de un material de molde puro, puede aumentar adecuadamente la temperatura de procesamiento (también puede añadir algún dispersante lubricante) para mejorar la fluidez.
Si contiene relleno, puede añadir algún dispersante lubricante y otros aditivos para mejorar la fluidez de la masa fundida
(2) Aumentar adecuadamente la temperatura del molde y de la boquilla, ajustar la velocidad de inyección y la velocidad de llenado del molde.
(3) Aumentar la presión de inyección y el tiempo de mantenimiento, y colocar calentadores en la intersección para aumentar la temperatura local de la intersección.
(4) Ampliar adecuadamente la puerta y la estancia a la zona, cambiar la ubicación de la intersección, aumentar la cavidad de material frío, y otras medidas para evitar la generación de patrones de flujo.
Alabeo y deformación
Las principales causas de alabeo y deformación de los productos son las siguientes:(1) La temperatura del molde es demasiado alta, el tiempo de enfriamiento no es suficiente
(2) Diferencia de grosor entre productos
(3) Ubicación inadecuada de la puerta, el número de la puerta cortada no es apropiado
(4) Ubicación inadecuada y fuerza desigual
(5) La orientación molecular plástica es demasiado grande
El alabeo y la deformación de los productos inyectados es un problema muy difícil. El principal problema debe resolverse desde el diseño del molde, mientras que el efecto del ajuste de las condiciones de moldeo es muy limitado.
Las causas y soluciones del alabeo y la deformación pueden referirse a lo siguiente:(1) La deformación causada por la tensión residual provocada por las condiciones de moldeo puede eliminarse reduciendo la presión de inyección, elevando el molde y haciendo que la temperatura del molde sea uniforme, aumentando la temperatura de la resina o utilizando métodos de recocido.
(2) Cuando la deformación por tensión se debe a un mal desmoldeo, puede solucionarse aumentando el número o la superficie de los empujadores y ajustando la pendiente del desmoldeo.
(3) Si el método de enfriamiento no es adecuado, de modo que el enfriamiento no es uniforme o el tiempo de enfriamiento no es suficiente, se puede ajustar el método de enfriamiento y ampliar el tiempo de enfriamiento. Por ejemplo, el circuito de refrigeración puede ajustarse lo más cerca posible de la deformación.
(4) Para la deformación causada por la contracción de moldeo, es necesario modificar el diseño del molde. Entre ellos, lo más importante es prestar atención a que el grosor de la pared del producto sea consistente.
A veces, como último recurso, es necesario corregir la deformación midiendo la deformación del producto y recortando el molde en la dirección opuesta.
Las resinas con gran contracción, generalmente resinas cristalinas (como las resinas de poliformaldehído, nailon, polipropileno, polietileno y PET) tienen una deformación mayor que las resinas no cristalinas (como las resinas PMMA, PVC, poliestireno, resinas ABS y resinas AS).
Además, la deformación de la resina reforzada con fibra de vidrio también se debe en gran medida a la alineación de sus fibras.
Burbujas
La presencia de burbujas en los productos fabricados se debe principalmente a las causas siguientes: (1) El plástico no está suficientemente seco y contiene humedad
(2) El plástico tiene composición dea
(3) La velocidad de inyección es demasiado rápida
(4) La presión de inyección es demasiado baja
(5) La temperatura del problema es demasiado baja, el molde no se llena
(6) Mal escape del molde
(7) El aire se introduce por el extremo de carga
Según las causas de las burbujas de aire atrapadas, las contramedidas para solucionar el problema son las siguientes:(1) Cuando el grosor de la pared del producto es grande, la velocidad de enfriamiento de su superficie exterior es más rápida que la de la parte central, por lo tanto, a medida que avanza el enfriamiento, la resina de la parte central se contrae y se expande hacia la superficie al mismo tiempo, haciendo que la parte central no se llene lo suficiente. Esta situación se denomina burbuja de vacío.
Las principales soluciones son las siguientes: A: Determinar unas dimensiones razonables de compuerta y bebedero en función del espesor de pared. Por lo general, la altura de la compuerta debe equivaler al 50-60 % del espesor de pared del producto.
B: Hasta que se cierre la compuerta, dejar una cierta cantidad de material de inyección suplementario.
C: El tiempo de inyección debe ser ligeramente superior al tiempo de sellado de la compuerta.
D: Reducir la velocidad de inyección y aumentar la presión de inyección.
E: Utilizar materiales con alto grado de viscosidad de fusión.
(2）Burbujas causadas por la generación de gas volátil, las soluciones son principalmente como sigue:
A: Presecado adecuado
B: Reducir la alta temperatura de fusión de la resina para evitar la generación de gas de descomposición.
(3) Las burbujas causadas por una fluidez deficiente pueden solucionarse aumentando la temperatura de la resina y el molde e incrementando la velocidad de inyección.
Marcas de estrés
Al expulsar del molde las piezas de plástico obtenidas mediante moldeo por inyección, el uso de varillas expulsoras suele dejar marcas de distinta profundidad en las piezas.
Si estas huellas son demasiado profundas, se producirá el llamado fenómeno blanco, y en casos graves, la parte superior se producirá a través de las partes plásticas de la situación conocida como la explosión superior.
La aparición de marcas de tensión en las piezas de plástico moldeadas por inyección se debe principalmente a la fuerza con la que el producto se adhiere al molde; al actuar sobre los expulsores, las varillas dejan marcas blancas en sus puntos de contacto.
Las causas concretas y los métodos de mejora son los siguientes: (1) Temperatura del molde demasiado baja o demasiado alta: ajustarla al valor adecuado.
(2) Velocidad de expulsión demasiado rápida: reduzca la velocidad de expulsión.
(3) Hay un chaflán fuera del molde: repare el molde (pulido).
(4) Eyección desequilibrada del producto acabado (resorte de la placa eyectora roto): reparar el molde (equilibrar el eyector).
(5) Número insuficiente de pasadores de expulsión o posición incorrecta: aumente el número de pasadores de expulsión o cambie la posición de los pasadores de expulsión.
(6) Fenómeno de vacío en el molde durante el moldeo: limpiar la mancha en el orificio eyector y mejorar el efecto de entrada de aire.
(7) Posición del hueso en bruto y posición de la columna del producto acabado (hacia atrás): pulir cada posición del hueso y posición de la columna.
(8) La presión de inyección o la presión de mantenimiento de la presión es demasiado grande: reduzca su presión adecuadamente.
(9) La pendiente de desmoldeo del producto acabado es demasiado pequeña: aumente la pendiente de desmoldeo.
(10) Temporización o posición incorrecta de la corredera lateral: reparar el molde (hacer que la acción de extracción del núcleo sea normal).
(11) El área de expulsión es demasiado pequeña o la velocidad de expulsión es demasiado rápida: aumente el área de expulsión o reduzca la velocidad de expulsión.
(12) La velocidad de inyección de la última sección es demasiado rápida (rebaba): reduzca la velocidad de inyección de la última sección.
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