Oorzaken en oplossingen van lassporen in spuitgietonderdelen

De laslijnen zijn een belangrijke factor die de kwaliteit van plastic onderdelen beïnvloedt. Onderzoek toonde aan: onder dezelfde procesomstandigheden is de sterkte van het laslijngebied slechts 10-92% van het oorspronkelijke materiaal, wat het normaal gebruik ernstig beïnvloedt van spuitgietvormgeproducten.

Het vermijden van deze en andere spuitgietdefecten draait allemaal om het gebruik van de juiste matrijsfabrikant en het hebben van een onderdeelfabrikant die de juiste kwaliteitsborging heeft om deze defecten op te sporen en op te lossen.

In de auto-industrie bijvoorbeeld leiden ongekwalificeerde plastic onderdelen rechtstreeks tot een verslechtering van de kwaliteit van de auto en brengen ze zelfs de veiligheid van mensenlevens in gevaar. 

Daarom is het van groot praktisch belang om het vormingsproces van laslijnen en de beïnvloedende factoren te bestuderen en manieren te vinden om de laslijnen te elimineren. 

Het vormingsmechanisme van laslijnen

Plastic producten in het spuitgietproces, gevonden in de plastic smelt die de holte vult, zoals twee of meer strengen smelt in het eerste deel van de ontmoeting die al zijn afgekoeld zodat ze niet volledig kunnen integreren, zullen op het kruispunt van de groef, de vorming van smeltlijnen plaatsvinden.

De "laslijnen" van kunststof producten verwijzen naar het driedimensionale gebied waar de morfologische structuur en de mechanische eigenschappen van de twee strengen gesmolten materiaal met elkaar in contact komen, dat volledig verschilt van de andere delen.

De meest voorkomende laslijnen in spuitgietproducten zijn van twee basistypen:

Eén zijn de smeltverbindingslijnen gevormd bij de ontmoeting van de smeltfronten die vanuit verschillende poorten de holte binnenkomen, genaamd koude smeltverbindingslijnen, wanneer twee of meer poorten worden gebruikt om de smeltstroom en matrijsvultijd te verminderen vanwege de structurele kenmerken of grote afmetingen van de spuitgietonderdelen.

Een andere mogelijkheid is dat wanneer de holte is uitgerust met kernen en inzetstukken, de smelt bij lage temperatuur in twee strengen wordt verdeeld bij het omzeilen van dit obstakel en de twee smeltstrengen weer samenkomen na het omzeilen van het obstakel en zo de lassporen vormen, die hete lassporen worden genoemd.

Oorzaken van lassporen op kunststof producten

1. De kunststofsmelt die met hoge snelheid door de poort gaat, komt rechtstreeks in de holte, raakt dan het oppervlak van de holte en hardt uit, waarna hij wordt weggedrukt door de volgende kunststofsmelt, waardoor er slangvormige sporen achterblijven.

2. Wanneer het ontwerp van de spuitgietmatrijs een multi-poort voedingsschema gebruikt, komen de plastic smeltstroomfronten samen; in het gebied van gaten en obstakels zullen de smeltstroomfronten ook in tweeën worden verdeeld; ongelijke uniforme wanddikte zal ook leiden tot laslijnen.

3. Als er een zijhek wordt gebruikt en er is geen stilstaand materiaalgebied of onvoldoende stilstaand materiaalgebied nadat het plastic door het hek is gegaan, zullen er gemakkelijk spuitsporen ontstaan.

Oplossingen voor lassporen op kunststof producten

1. Verminder het aantal poorten.

2. Pas de hekpositie aan.

3. Voeg materiaaloverloopputten toe in de buurt van het smeltdeel, verplaats de laslijn naar de overloopputten en verwijder deze vervolgens.

4. Verhoog de uitlaat in het gebied van de laslijn om de lucht en vluchtige stoffen in dit onderdeel snel af te voeren. 5. Verhoog de materiaaltemperatuur en de matrijstemperatuur om de stroombaarheid van kunststof te verbeteren en de materiaaltemperatuur bij het smelten te verhogen.

5. Verander de locatie en het aantal poorten om de locatie van de laslijn naar een andere locatie te verplaatsen.

6. Verhoog de injectiesnelheid. 

7. Verhoog de injectiedruk en vergroot het gietsysteem.

8. Verminder het gebruik van ontvormingsmiddelen.

9. Verklein de afstand tussen de poort en het lasgebied.

10. Stel de positie van de klep zo af dat de gesmolten kunststof de pen of wand raakt nadat deze door de klep is gegaan.

11. Verander de poortvorm in een overlappende poort of lamellenpoort met voldoende stagnatiegebied in het poortgebied.

12. Vertraag de initiële injectiesnelheid van de plastic smelt.

13. Vergroot de dikte van de poort/dwarsdoorsnede zodat het materiaal onmiddellijk naar voren stroomt.

14. Verhoog de matrijstemperatuur om snelle uitharding van het materiaal te voorkomen.

Invloedsfactoren van smeltplekken en maatregelen om ze beter te verwijderen 

Aangezien smeltmerken een belangrijke invloed hebben op de kwaliteit van kunststof onderdelen, is er veel onderzoek gedaan naar het ontstaansmechanisme en de prestatie-evaluatie ervan, en zijn er verschillende oplossingen voorgesteld. 

a. Invloed van temperatuur 

Het verhogen van de temperatuur kan het relaxatieproces van polymeer versnellen en de tijd van moleculaire ketenverstrengeling verminderen, wat bevorderlijker is voor de volledige fusie, diffusie en verstrengeling van moleculen aan de voorkant van het materiaal, waardoor de sterkte van het littekengebied van de lasverbinding verbetert.

Het is bewezen dat het verhogen van de smelttemperatuur gunstig is voor het verminderen van de diepte van V-inkeping op het oppervlak van kunststof onderdelen, en de diepte van V-inkeping neemt af van 7 μm tot 3 μm wanneer de smelttemperatuur wordt verhoogd van 220℃ tot 250℃. 

Het effect van temperatuur op de trekkracht van smeltlijnen van PA66 spuitgietproducten met 33% glasvezelversterking werd bestudeerd en er werd gevonden dat: de treksterkte van monsters met en zonder smeltlijnen toenam met de stijging van de smelttemperatuur.

Het effect van temperatuurverandering op de treksterkte van lasnaadsporen is niet lineair en de treksterkte van lasnaadsporen verandert aanzienlijk met de temperatuurstijging als de temperatuur relatief laag is (zoals 70℃); 

Deze verandering is echter relatief vlak wanneer de temperatuur tot een bepaalde hoogte stijgt.

Vergelijkbare conclusies werden verkregen voor experimenten met PA66 (35% glasvezelversterkt) met ABS. 

Met simulaties werd gevonden dat matrijstemperatuur en smelttemperatuur van de spuitgietmachine niet hetzelfde effect hadden op de sterkte van laslijnen gevormd door verschillende materialen.

Met behulp van een combinatie van experimenten en simulaties werd vastgesteld dat van alle parameters van het spuitgietproces de smelttemperatuur het grootste effect had op de sterkte van lasnaadmarkeringen van ABS kunststof onderdelen. 

b. Invloed van injectiedruk en houddruk

Injectiedruk is een belangrijke factor bij het vullen en vormen van plastic smelt. Zijn rol is om de weerstand van plastic smelt te overwinnen wanneer het stroomt in de cilinder, nozzle, gietstelsel en holte, om de plastic smelt voldoende vul snelheid te geven, en om de smelt te kunnen verdichten om de kwaliteit van spuitgietproducten te waarborgen.

Het verhogen van de injectiedruk helpt om de weerstand van het stromingskanaal te overwinnen en de druk over te brengen op het smeltfront, zodat de smelt met hoge druk kan worden versmolten bij het lasmerk en de dichtheid bij het lasmerk kan toenemen, waardoor de sterkte van het lasmerk kan worden verbeterd.

Het verhogen van de houddruk levert niet alleen meer kinetische energie voor de beweging van de moleculaire smeltketen, maar bevordert ook de onderlinge hechting van de twee smeltdraden, waardoor de dichtheid van het lasmerkgebied en de sterkte van het lasmerk toenemen. 

c. Invloed van injectiesnelheid en injectietijd

Door de injectiesnelheid te verhogen en de injectietijd te verkorten, wordt de vloeitijd verkort voordat de smeltfronten samenkomen, wordt het warmteverlies verminderd en de schuifwarmteopwekking versterkt, zodat de viscositeit van de smelt afneemt en de vloeibaarheid toeneemt, waardoor de sterkte van de lasnaden verbetert.

De sterkte van de lasnaadsporen is erg gevoelig voor de injectietijd en zal toenemen naarmate de injectietijd korter wordt.

De injectiesnelheid is echter te hoog en er ontstaat gemakkelijk turbulentie (smeltbreuk), wat de prestaties van de kunststof onderdelen ernstig beïnvloedt. 

Over het algemeen is de laslijn spuitgieten De spuitgietsnelheid moet worden aangepast aan de vorm van het spuitgietproduct.

Om de productiecyclus te verkorten en turbulentie te vermijden, wordt in de praktijk vaker een gemiddelde tot hoge injectiesnelheid gebruikt. 

De injectiesnelheid beïnvloedt het stromingsgedrag van de smelt in de caviteit, evenals de druk en de temperatuur van de smelt in de caviteit en de prestaties van het product.

De injectiesnelheid is groot, de smelt door het vormgietsysteem en het debiet van de holte is ook groot, hoe sterker het materiaal wordt afgeschoven, hoe groter de wrijvingswarmte, de temperatuur stijgt, de viscositeit daalt, het materiaalproces wordt ook verlengd, de holtedruk wordt ook verhoogd, de sterkte van de lasnaden van het product wordt ook verhoogd. 

Als de uniforme wanddikte van de onderdelen bovendien te veel verschilt, zal de vloeistofstroom door de spuitgietvorm Holte wanneer de weerstand verschillend is, de weerstand bij de wanddikte klein is, de stroomsnelheid snel is, en de weerstand bij de dunne wand groot is, de stroomsnelheid langzaam is.

Door dit verschil in debiet, zodat de smelt van verschillende wanddiktes, met verschillende stroomsnelheden van convergentie, en uiteindelijk op de convergentie van de vorming van las merken.