Cause e soluzioni dei segni di saldatura nei pezzi stampati a iniezione

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 stampo a iniezioneed 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.

Ad esempio, nell'industria automobilistica, le parti in plastica non qualificate portano direttamente al declino della qualità dell'auto e mettono addirittura a rischio la sicurezza della vita umana. 

Pertanto, è di grande importanza pratica studiare il processo di formazione delle linee di saldatura, i fattori che le influenzano e trovare modi per eliminare le linee di saldatura. 

Il meccanismo di formazione delle linee di saldatura

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.

Le "linee di saldatura" dei prodotti in plastica si riferiscono all'area tridimensionale in cui la struttura morfologica e le proprietà meccaniche dei due filamenti di materiale fuso entrano in contatto tra loro, completamente diversa dalle altre parti.

Le linee di saldatura più comuni nei pezzi stampati a iniezione sono di due tipi fondamentali:

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.

Quando la cavità è dotata di anime e inserti, la massa fusa a bassa temperatura si divide in due filamenti quando supera l'ostacolo e i due filamenti fusi si ricongiungono dopo aver superato l'ostacolo per formare i segni di saldatura, chiamati segni di saldatura a caldo.

Cause dei segni di saldatura sui prodotti in plastica

1. Il materiale plastico fuso che attraversa la porta ad alta velocità entra direttamente nella cavità, tocca la superficie della cavità e si indurisce, quindi viene spinto dal materiale plastico fuso successivo, lasciando così segni di serpeggiamento.

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. Quando si utilizza un cancello laterale e non c'è un'area di ristagno del materiale o l'area di ristagno è insufficiente dopo che la plastica ha attraversato il cancello, è facile che si producano segni di spruzzatura.

Soluzioni per i segni di saldatura sui prodotti in plastica

1. Ridurre il numero di porte.

2. Regolare la posizione del cancello.

3. Aggiungere i pozzetti di troppopieno del materiale vicino alla parte di fusione, spostare la linea di saldatura nei pozzetti di troppopieno e quindi rimuoverla.

4. Aumentare lo scarico nell'area della linea di saldatura per evacuare rapidamente l'aria e i volatili in questa parte. Aumentare la temperatura del materiale e dello stampo per migliorare la fluidità della plastica e aumentare la temperatura del materiale durante la fusione.

5. Modificare la posizione e il numero dei cancelli per spostare la linea di saldatura in un'altra posizione.

6. Aumentare la velocità di iniezione. 

7. Aumentare la pressione di iniezione e aumentare le dimensioni del sistema di versamento.

8. Ridurre l'uso di agenti distaccanti.

9. Accorciare la distanza tra il cancello e l'area di saldatura.

10. Regolare la posizione della porta in modo che la plastica fusa colpisca il perno o la parete dopo aver attraversato la porta.

11. Cambiare la forma della paratoia in una paratoia a sovrapposizione o in una paratoia ad anse con un'area di ristagno sufficiente nell'area della paratoia.

12. Rallentare la velocità iniziale di iniezione della massa plastica fusa.

13. Aumentare lo spessore della porta/area trasversale in modo che il fronte di flusso del materiale si formi immediatamente.

14. Aumentare la temperatura dello stampo per evitare un rapido indurimento del materiale.

Fattori d'influenza delle macchie di fusione e misure per migliorarne l'eliminazione 

Poiché le macchie di fusione hanno un'influenza importante sulla qualità delle parti in plastica, sono state condotte numerose ricerche sul loro meccanismo di formazione e sulla valutazione delle prestazioni e sono state proposte varie soluzioni. 

a. Influenza della temperatura 

L'aumento della temperatura può accelerare il processo di rilassamento del polimero e ridurre il tempo di aggrovigliamento delle catene molecolari, favorendo così la fusione completa, la diffusione e l'aggrovigliamento delle molecole nella parte anteriore del materiale, migliorando così la resistenza dell'area della cicatrice del giunto di saldatura.

È stato dimostrato che l'aumento della temperatura di fusione è utile per ridurre la profondità dell'intaglio a V sulla superficie delle parti in plastica, e la profondità dell'intaglio a V diminuisce da 7μm a 3μm quando la temperatura di fusione viene aumentata da 220℃ a 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'effetto della variazione di temperatura sulla resistenza alla trazione delle giunzioni di saldatura non è lineare e la resistenza alla trazione delle giunzioni di saldatura cambia significativamente con l'aumento della temperatura quando questa è relativamente bassa (ad esempio 70℃); 

Tuttavia, questa variazione è relativamente piatta quando la temperatura sale a un certo livello.

Conclusioni simili sono state ottenute per esperimenti con PA66 (35% rinforzato con fibre di vetro), utilizzando 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.

Utilizzando una combinazione di esperimenti e simulazioni, è emerso che, tra i parametri del processo di stampaggio a iniezione, la temperatura di fusione ha il maggiore effetto sulla resistenza dei segni di giunzione delle parti in plastica ABS. 

b. Influenza della pressione di iniezione e della pressione di mantenimento

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'aumento della pressione di iniezione aiuta a superare la resistenza del canale di flusso e a trasferire la pressione al fronte di fusione, in modo che la fusione possa essere fusa sul segno di saldatura con una pressione elevata e aumentare la densità sul segno di saldatura, migliorando così la resistenza del segno di saldatura.

L'aumento della pressione di mantenimento non solo fornisce maggiore energia cinetica al movimento della catena molecolare di fusione, ma favorisce anche il legame reciproco dei due filamenti di fusione, aumentando così la densità dell'area del segno di saldatura e la resistenza del segno stesso. 

c. Influenza della velocità e del tempo di iniezione

Aumentando la velocità di iniezione e accorciando il tempo di iniezione, si riduce il tempo di flusso prima che i fronti di fusione convergano, si riduce la perdita di calore e si aumenta la generazione di calore di taglio, in modo che la viscosità della fusione diminuisca e la fluidità aumenti, migliorando così la resistenza dei segni di saldatura.

La resistenza dei segni di giunzione della saldatura è molto sensibile al tempo di iniezione e aumenta con la riduzione del tempo di iniezione.

Tuttavia, la velocità di iniezione è troppo elevata ed è facile che si verifichino turbolenze (rottura della massa fusa), che compromettono seriamente le prestazioni dei pezzi in plastica. 

In generale, la linea di saldatura stampaggio a iniezione dovrebbe essere effettuata a bassa pressione e a bassa velocità, e poi la velocità di stampaggio a iniezione della plastica dovrebbe essere regolata in base alla forma del pezzo stampato.

In pratica, per abbreviare il ciclo di produzione ed evitare turbolenze, si utilizza più spesso una velocità di iniezione medio-alta. 

La velocità di iniezione influisce sul comportamento del flusso della massa fusa nella cavità, nonché sulla pressione e sulla temperatura della massa fusa nella cavità e sulle prestazioni del prodotto.

La velocità di iniezione è elevata, la fusione attraverso il sistema di colata dello stampo e la portata della cavità è anch'essa elevata, più forte è il taglio del materiale, maggiore è il calore di attrito, la temperatura aumenta, la viscosità diminuisce, il processo di lavorazione del materiale è anche esteso, la pressione della cavità è anche aumentata, la forza dei segni di saldatura del prodotto è anche aumentata. 

Inoltre, quando lo spessore uniforme delle pareti delle parti è troppo diverso, il flusso del fluido attraverso la parete è troppo elevato. stampo a iniezione Quando la resistenza è diversa, la resistenza in corrispondenza dello spessore della parete è piccola e la portata è veloce, mentre la resistenza in corrispondenza della parete sottile è grande e la portata è lenta.

A causa di questa differenza di portata, la fusione da spessori di parete diversi, con diverse portate di convergenza, e infine alla convergenza della formazione dei segni di saldatura.