Causes et solutions des marques de soudure sur les pièces moulées par injection

The weld marks are an important factor affecting the quality of plastic parts. The research found that: under the same process conditions, the strength of the weld line area is only 10-92% of the original material, which seriously affects the normal use of moule d'injectioned products.

Avoiding these and other injection molding defects is all about using the right mold manufacturer and having a part manufacturer that has the right quality assurance to catch these defects and troubleshoot them.

Par exemple, dans l'industrie automobile, les pièces plastiques non qualifiées entraînent directement une baisse de la qualité de la voiture et mettent même en danger la sécurité de la vie humaine. 

Il est donc très important d'étudier le processus de formation des lignes de soudure et les facteurs d'influence et de trouver des moyens d'éliminer les lignes de soudure. 

Le mécanisme de formation des lignes de soudure

Plastic products in the injection molding process, found in the plastic melt filling the cavity, such as two or more strands of melt in the first part of the meeting have been cooled so that they can not be completely integrated, it will be at the intersection of the groove, the formation of melt marks.

Les "lignes de soudure" des produits en plastique désignent la zone tridimensionnelle où la structure morphologique et les propriétés mécaniques des deux brins de matériau fondu entrent en contact, ce qui est complètement différent des autres parties.

Les lignes de soudure les plus courantes dans les pièces moulées par injection sont de deux types :

One is the melt joint marks formed at the meeting of the melt fronts entering the cavity from different gates, called cold melt joint marks, when two or more gates are used to reduce the melt flow and mold filling time due to the structural characteristics or large size of the injection molded parts.

D'autre part, lorsque la cavité est équipée de noyaux et d'inserts, la matière fondue à basse température se divise en deux brins lors du franchissement de cet obstacle, et les deux brins de matière fondue se réunissent après avoir franchi l'obstacle pour former les marques de soudure, appelées marques de soudure à chaud.

Causes des marques de soudure sur les produits en plastique

1. La matière plastique fondue qui traverse la porte à grande vitesse pénètre directement dans la cavité, puis touche la surface de la cavité et durcit, avant d'être poussée par la matière plastique fondue suivante, laissant ainsi des marques de serpentin.

2. When the injection mold design adopts a multi-gate feeding scheme, the plastic melt flow fronts converge with each other; in the area of holes and obstacles, the melt flow fronts will also be divided into two; uneven uniform wall thickness will also lead to weld marks.

3. Lorsqu'une porte latérale est utilisée et qu'il n'y a pas de zone de stagnation du matériau ou que la zone de stagnation du matériau est insuffisante après le passage du plastique à travers la porte, celui-ci produira facilement des marques de pulvérisation.

Solutions pour les marques de soudure sur les produits en plastique

1. Réduire le nombre de portes.

2. Régler la position de la porte.

3. Ajoutez des puits de débordement de matériau à proximité de la pièce de fusion, déplacez la ligne de soudure vers les puits de débordement, puis retirez-la.

4. Augmenter l'échappement dans la zone de la ligne de soudure pour évacuer rapidement l'air et les substances volatiles dans cette pièce. Augmenter la température du matériau et la température du moule pour améliorer la fluidité du plastique et augmenter la température du matériau lors de la fusion.

5. Modifier l'emplacement et le nombre de portes pour déplacer l'emplacement de la ligne de soudure vers un autre endroit.

6. Augmenter la vitesse d'injection. 

7. Augmenter la pression d'injection et augmenter la taille du système de coulée.

8. Réduire l'utilisation d'agents de démoulage.

9. Réduire la distance entre la porte et la zone de soudure.

10. Régler la position du portillon de manière à ce que le plastique en fusion frappe la tige ou la paroi après avoir traversé le portillon.

11. Remplacer la forme de la porte par une porte à chevauchement ou une porte à oreilles avec une zone de stagnation suffisante dans la zone de la porte.

12. Ralentir la vitesse d'injection initiale de la matière plastique fondue.

13. Augmenter l'épaisseur de la porte/la surface de la section transversale de manière à ce que le front d'écoulement du matériau se forme immédiatement.

14. Augmenter la température du moule pour éviter un durcissement rapide du matériau.

Facteurs d'influence des marques de fusion et mesures visant à améliorer leur élimination 

Les marques de fusion ayant une influence importante sur la qualité des pièces en plastique, le mécanisme de leur formation et l'évaluation de leurs performances ont fait l'objet de nombreuses recherches et diverses solutions ont été proposées. 

a. Influence de la température 

L'augmentation de la température peut accélérer le processus de relaxation du polymère et réduire le temps d'enchevêtrement des chaînes moléculaires, ce qui favorise la fusion, la diffusion et l'enchevêtrement des molécules à l'avant du matériau, améliorant ainsi la résistance de la zone de cicatrisation du joint de soudure.

Il est prouvé que l'augmentation de la température de fusion est bénéfique pour réduire la profondeur de l'entaille en V sur la surface des pièces en plastique, et la profondeur de l'entaille en V diminue de 7μm à 3μm lorsque la température de fusion est augmentée de 220℃ à 250℃. 

The effect of temperature on the tensile capacity of melt marks of PA66 injection molded products containing 33% glass fiber reinforcement was studied and found that: the tensile strength of specimens with and without melt marks increased with the increase of melt temperature.

L'effet du changement de température sur la résistance à la traction des marques de soudure n'est pas linéaire, et la résistance à la traction des marques de soudure change significativement avec l'augmentation de la température lorsque la température est relativement basse (comme 70℃) ; 

Cependant, ce changement est relativement plat lorsque la température augmente jusqu'à un certain degré.

Des conclusions similaires ont été obtenues pour des expériences avec du PA66 (renforcé de fibres de verre 35%), en utilisant de l'ABS. 

Using simulations it was found that mold temperature and melt temperature of the injection molding machine did not have the same effect on the strength of weld marks formed by different materials.

En utilisant une combinaison d'expériences et de simulations, il a été constaté que parmi les paramètres du processus de moulage par injection, la température de fusion avait l'effet le plus important sur la résistance des marques de soudure des pièces en plastique ABS. 

b. Influence de la pression d'injection et de la pression de maintien

Injection pressure is an important factor in the filling and molding of plastic melt. Its role is to overcome the resistance of plastic melt when it flows in the barrel, nozzle, pouring system, and cavity, to give the plastic melt sufficient filling speed, and to be able to compact the melt to ensure the quality of injection molded products.

L'augmentation de la pression d'injection permet de surmonter la résistance du canal d'écoulement et de transférer la pression au front de fusion, de sorte que la matière fondue peut être fusionnée au niveau du point de soudure avec une pression élevée et augmenter la densité au niveau du point de soudure, ce qui permet d'améliorer la résistance du point de soudure.

L'augmentation de la pression de maintien fournit non seulement plus d'énergie cinétique au mouvement de la chaîne moléculaire de la matière fondue, mais favorise également la liaison mutuelle des deux brins de matière fondue, augmentant ainsi la densité de la zone de la marque de soudure et la solidité de la marque de soudure. 

c. Influence de la vitesse et du temps d'injection

L'augmentation de la vitesse d'injection et le raccourcissement du temps d'injection réduiront le temps d'écoulement avant que les fronts de fusion ne convergent, réduiront la perte de chaleur et augmenteront la production de chaleur de cisaillement, de sorte que la viscosité de la matière fondue diminuera et la fluidité augmentera, ce qui améliorera la résistance des marques de soudure.

La résistance des marques de soudure est très sensible au temps d'injection et sera améliorée lorsque le temps d'injection sera réduit.

Cependant, la vitesse d'injection est trop élevée et il est facile de produire des turbulences (rupture de la matière fondue), ce qui affecte sérieusement les performances des pièces en plastique. 

En général, la ligne de soudure moulage par injection doit se faire à basse pression et à faible vitesse, puis la vitesse de moulage par injection de plastique doit être ajustée en fonction de la forme de la pièce moulée.

Dans la pratique, pour raccourcir le cycle de production et éviter les turbulences, une vitesse d'injection moyenne à élevée est plus souvent utilisée. 

La vitesse d'injection affecte le comportement de l'écoulement de la matière fondue dans la cavité, ainsi que la pression et la température de la matière fondue dans la cavité et la performance du produit.

La vitesse d'injection est élevée, la matière fondue traverse le système de moulage et le débit de la cavité est également élevé, plus la matière est cisaillée, plus la chaleur de friction est élevée, la température augmente, la viscosité diminue, le processus de la matière est également prolongé, la pression de la cavité est également augmentée, la solidité des marques de soudure du produit est également augmentée. 

En outre, lorsque l'épaisseur uniforme des parois des pièces est trop différente, l'écoulement du fluide à travers les parois de l'appareil est perturbé. moule d'injection cavité lorsque la résistance est différente, la résistance au niveau de l'épaisseur de la paroi est faible, le débit est rapide, et la résistance au niveau de la paroi mince est importante, le débit est lent.

En raison de cette différence de débit, la matière fondue provenant de différentes épaisseurs de paroi, avec différents débits de convergence, et finalement à la convergence de la formation des marques de soudure.