Bij het optimaliseren van een spuitgietproces moet rekening worden gehouden met verschillende factoren om efficiëntie, productkwaliteit en kosteneffectiviteit bij de productie te garanderen.

Sleutelfactoren bij spuitgieten zijn onder andere matrijsontwerp, materiaalselectie, machine-instellingen en procesparameters, allemaal cruciaal voor productkwaliteit, cyclustijd en productie-efficiëntie.

Inzicht in de kritieke factoren bij het spuitgieten is essentieel om de efficiëntie en productkwaliteit te maximaliseren. Verdiep u in deze aspecten om uw productieresultaten te verbeteren en optimale productieresultaten te behalen.

Welke rol speelt krimp bij succesvol spuitgieten?

Inzicht in krimp is essentieel bij spuitgieten, omdat het de uiteindelijke afmetingen en kwaliteit van spuitgietproducten beïnvloedt. Een goed beheer garandeert productconsistentie en vermindert defecten.

Krimp bij spuitgieten is de verkleining van kunststof onderdelen tijdens het koelen. Effectieve controle is essentieel om aan de specificaties te voldoen, kromtrekken te verminderen en de kwaliteit te verbeteren.

Factoren die krimp beïnvloeden bij thermoplastisch vormen

Kunststoffen hebben verschillende krimpsnelheden wanneer ze gevormd worden. Dit komt door zaken als kristallisatie, waardoor de vorm van de kunststof verandert, en interne spanning. Wanneer het plastic afkoelt, houdt het een deel van die spanning vast. Het heeft ook veel spanning door de manier waarop de moleculen in elkaar zitten. Dit alles betekent dat kunststoffen meer krimpen dan andere materialen. Ze kunnen veel of weinig krimpen. Ze kunnen meer krimpen in de ene richting dan in de andere. Zelfs nadat ze gevormd zijn, kunnen ze nog meer krimpen als ze verwarmd worden of als ze nat worden.

Wanneer het gesmolten materiaal in contact komt met het oppervlak van de matrijsholte, vormt het kunststofdeel een vaste omhulling met een lage dichtheid die onmiddellijk afkoelt. Omdat kunststof slecht warmtegeleidend is, koelt de binnenste laag van het spuitgietproduct langzaam af en vormt een vaste laag met een hoge dichtheid die sterk krimpt. Dus hoe dikker de wand, hoe langzamer de afkoeling en hoe dikker de massieve laag met hoge dichtheid die krimpt. Ook het al dan niet aanwezig zijn van inzetstukken en de manier waarop ze geplaatst zijn, hebben een directe invloed op de richting van de materiaalstroom, de verdeling van de dichtheid en de weerstand tegen krimpen. Daarom hebben de eigenschappen van het spuitgietproduct een grotere invloed op de grootte en de richting van de krimp.

De richting van de materiaalstroom, dichtheidsverdeling, houddruk¹ om krimp en vormtijd te compenseren worden direct beïnvloed door de vorm, grootte en verdeling van de inlaat. Hoe directer de inlaat, hoe groter de dwarsdoorsnede van de inlaat (vooral hoe dikker de dwarsdoorsnede), hoe kleiner de krimp maar hoe groter de richtinggevoeligheid; hoe korter de breedte en lengte van de inlaat, hoe kleiner de richtinggevoeligheid. Hoe dichter bij de inlaat of parallel aan de richting van de materiaalstroom, hoe groter de krimp.

Als de vormomstandigheden zo zijn dat de matrijstemperatuur hoog is, koelt het gesmolten materiaal langzaam af, wat resulteert in een hoge dichtheid en een grote krimp. Vooral bij kristallijne materialen is de krimp groter door de hoge kristalliniteit en de volumeverandering. De matrijstemperatuur² verdeling en de uniformiteit van de koeling binnen en buiten het spuitgietdeel zijn ook gerelateerd aan de dichtheid en hebben een directe invloed op de grootte en de richting van de inkrimping van elk deel.

Bovendien beïnvloedt de duur van de houddruk ook de krimp. Als de druk hoog is en de duur lang, zal de krimp klein zijn maar de richting zal groot zijn. Als de injectiedruk hoog is, is het verschil in viscositeit van het gesmolten materiaal klein, is de schuifspanning tussen de lagen klein en is de elasticiteit na het ontvormen groot.

Daarom kan de krimp gematigd worden verminderd. Als de materiaaltemperatuur hoog is, zal de krimp groot zijn, maar de richting zal klein zijn. Daarom kan het aanpassen van de matrijstemperatuur, druk, injectiesnelheid, koeltijd en andere factoren tijdens het gieten ook de krimp van kunststof onderdelen op de juiste manier veranderen.

Vormontwerp volgens ervaring om het krimpsnelheid van elk deel van de plastic onderdelen te bepalen

Bij het ontwerpen van een matrijs moet je rekening houden met het krimpbereik van de kunststof, de dikte van de kunststofwand, de vorm van het kunststofdeel, de grootte van de poort en de verdeling van de poort. Op basis van ervaring kun je de krimpsnelheid van elk deel van het kunststofdeel bepalen en vervolgens de grootte van de holte berekenen.

Voor kunststofonderdelen met hoge precisie of kunststofonderdelen met een moeilijk te controleren krimpsnelheid, kun je over het algemeen de volgende methoden gebruiken om de matrijs te ontwerpen: neem een kleinere krimpsnelheid³ voor de buitendiameter van het kunststofdeel en neem een grotere krimpsnelheid voor de binnendiameter, zodat er ruimte is voor correctie na de proefmatrijs.

Wanneer je een matrijs ontwerpt, moet je rekening houden met het krimpbereik van de kunststof, de dikte van de kunststofwand, de vorm van het kunststofdeel, de grootte van de poort en de verdeling van de poort. Op basis van ervaring kun je de krimpsnelheid van elk deel van het kunststofdeel bepalen en vervolgens de grootte van de holte berekenen.

Voor kunststofonderdelen met hoge precisie of kunststofonderdelen met een moeilijk te controleren krimpsnelheid kun je meestal de volgende methoden gebruiken om de matrijs te ontwerpen: neem een kleinere krimpsnelheid voor de buitendiameter van het kunststofonderdeel en een grotere krimpsnelheid voor de binnendiameter, zodat er ruimte is voor correctie na de proefmatrijs.

Waarom is vloeibaarheid belangrijk bij spuitgieten?

Vloeibaarheid bij spuitgieten zorgt ervoor dat het kunststofmateriaal de matrijs goed vult, wat leidt tot hoogwaardige onderdelen en minder defecten.

Vloeibaarheid is essentieel voor het volledig vullen van matrijzen en het minimaliseren van defecten, wat invloed heeft op verwerking, materiaalkeuze en productkwaliteit in industrieën zoals de auto-industrie, elektronica en consumentengoederen.

Thermoplastische Stroomgrootte

De vloeibaarheid van thermoplasten kan over het algemeen worden geanalyseerd aan de hand van een reeks indexen zoals moleculair gewicht, smeltindex, Archimedes spiraalvormige vloeallengte, prestatieviscositeit en vloeiverhouding (vloeallengte/wanddikte van het kunststofdeel).

Klein molecuulgewicht, brede molecuulgewicht distributie, slechte moleculaire structuur regelmaat, hoge smeltindex, schroef stroomlengte, prestaties viscositeit is klein, stromingsverhouding van de stroom is goed, dezelfde naam van de kunststof moet worden onderzocht in de handleiding om af te leiden of de stroom is geschikt voor spuitgieten.

Op basis van de eisen van het matrijsontwerp kunnen kunststoffen op basis van hun vloeibaarheid in drie categorieën worden ingedeeld: kunststoffen met een goede vloeibaarheid zijn onder andere PA, PE, PS, PP, CA en poly(4)methylpenteen; kunststoffen met een matige vloeibaarheid zijn onder andere harsen uit de polystyreenreeks (zoals ABS, AS), PMMA, POM en polyfenyleenether; kunststoffen met een slechte stroombaarheid⁴ omvatten PC, hard PVC, polyfenyleenether, polysulfon, polysulfon en fluorkunststoffen.

De belangrijkste factoren die de stroombaarheid van kunststoffen beïnvloeden

Als de temperatuur van het materiaal hoog is, neemt de vloeibaarheid toe. Verschillende kunststoffen hebben echter ook hun eigen verschillen. Bij PS (vooral het slagvaste type en hoe hoger de MFR-waarde), PP, PA, PMMA, gemodificeerd polystyreen (zoals ABS, AS), PC, CA en andere kunststoffen is de stroombaarheid van kunststoffen bij temperatuurverandering groter. Voor PE, POM, heeft de temperatuurstijging of -daling minder invloed op de vloeibaarheid. Dus de eerste in de molding temperatuur is geschikt om aan te passen aan de meester van de stroom.

De injectiedruk verhoogt het gesmolten materiaal door het afschuifeffect en de stroom neemt ook toe. Vooral voor PE en POM zijn ze gevoeliger, dus is het belangrijk om de injectiedruk aan te passen om de stroom van het spuitgieten te regelen.

De matrijsstructuur, de vorm van het gietsysteem, de grootte, de opstelling, het ontwerp van het koelsysteem, de stromingsweerstand van het gesmolten materiaal (zoals de gladheid van het type oppervlak, de dikte van de kanaaldoorsnede, de vorm van de holte, het afvoersysteem) en andere factoren hebben een directe invloed op de werkelijke stroming van het gesmolten materiaal in de holte. Overal waar het gesmolten materiaal wordt gestimuleerd om de temperatuur te verlagen, zal de stromingsweerstand toenemen en zal de stroming van het gesmolten materiaal afnemen.

Bij het ontwerpen van een matrijs moet je rekening houden met de stroming van de kunststof en een redelijke structuur kiezen. Je kunt ook de vulomstandigheden aanpassen, zoals materiaaltemperatuur, matrijstemperatuur, injectiedruk en injectiesnelheid, om aan de eisen van het spuitgietproces te voldoen.

Hoe beïnvloedt kristalliniteit het spuitgietproces?

Kristalliniteit speelt een cruciale rol in het spuitgietproces en beïnvloedt de mechanische eigenschappen en maatvastheid van spuitgietproducten.

Kristalliniteit beïnvloedt spuitgieten door de thermische en mechanische eigenschappen van kunststoffen te bepalen. Een hogere kristalliniteit verhoogt de sterkte en stijfheid, maar vereist een langere koeling, wat van invloed is op de verwerking in sectoren als verpakking, auto-industrie en luchtvaart.

Kristallijne kunststoffen en niet-kristallijne (ook wel amorfe genoemd) kunststoffen

Thermoplasten kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: kristallijne en niet-kristallijne (ook amorfe genoemd) kunststoffen. Dit wordt bepaald door het feit of ze wel of niet kristalliseren wanneer ze afkoelen.

De zogenaamde kristallisatie fenomeen is de kunststof van de gesmolten toestand aan de condensatie, de moleculen van de onafhankelijke beweging, volledig in een ongeordende toestand, de moleculen stoppen met vrij bewegen, volgens de enigszins vaste positie, en er is een tendens om de moleculaire rangschikking van een regelmatig model van een fenomeen te maken.

Het uiterlijk van deze twee soorten kunststof standaarden hangt af van de transparantie van de kunststof dikwandige vormdelen. Over het algemeen zijn kristallijne materialen ondoorzichtig of doorschijnend (zoals POM, enz.), terwijl amorfe materialen transparant zijn (zoals PMMA, enz.). Er zijn echter uitzonderingen. Zo is poly(4)methyl afval een kristallijne kunststof, maar zeer transparant, en ABS een amorf materiaal, maar niet transparant.

Eisen en voorzorgsmaatregelen voor kristallijne kunststoffen

De warmte die nodig is om de temperatuur van het materiaal te verhogen tot de vormtemperatuur is hoog, dus je moet apparatuur gebruiken met een grote plastificeercapaciteit. De warmte die vrijkomt tijdens het afkoelen is groot, dus moet het voldoende gekoeld worden. Het verschil in soortelijk gewicht tussen de gesmolten toestand en de vaste toestand is groot, de krimp is groot en krimp en porositeit treden gemakkelijk op. Snelle afkoeling, lage kristalliniteit, kleine krimp, hoge transparantie.

Kristalliniteit en wanddikte van kunststof onderdelen zijn aan elkaar gerelateerd. De wanddikte koelt langzaam af, de kristalliniteit is hoog, de krimp is groot en de fysische eigenschappen zijn goed.

Daarom moet het kristallijne materiaal aandacht besteden aan de controle van de matrijstemperatuur⁵. Het kristallijne materiaal heeft een duidelijke anisotropie en een hoge interne spanning. Na het ontkristalliseren hebben de niet-gesmolten moleculen de neiging om door te gaan met kristalliseren, wat een onevenwichtige toestand van energie veroorzaakt en vatbaar is voor vervorming en kromtrekken. Het kristallisatietemperatuurbereik is smal en het kan gemakkelijk gebeuren dat het uiteinde van het ongesmolten materiaal in de matrijs wordt geïnjecteerd of de toevoerpoort blokkeert.

Welke invloed hebben warmtegevoelige kunststoffen en hydrolyseerbare kunststoffen op het spuitgietproces?

Hittegevoelige en hydrolyseerbare kunststoffen spelen een cruciale rol in het spuitgietproces en beïnvloeden factoren zoals vormtemperaturen en materiaaldegradatie.

Een goede temperatuurregeling is cruciaal voor warmtegevoelige kunststoffen bij spuitgieten om afbraak te voorkomen, terwijl vochtregulering essentieel is voor hydrolyseerbare kunststoffen om de integriteit van het materiaal te behouden, zodat producten van consistente kwaliteit gegarandeerd zijn.

Warmtegevoelige kunststoffen zijn kunststoffen die gevoeliger zijn voor warmte. Bij langdurige blootstelling aan hoge temperaturen of wanneer de doorsnede van de toevoerpoort te klein is en het afschuifeffect aanzienlijk is, hebben deze kunststoffen de neiging om van kleur te veranderen, af te breken en te ontbinden. Deze eigenschap maakt ze hittegevoelige kunststoffen.

Zoals hard PVC, polyvinylchloride, vinylacetaatcopolymeer, POM, polytrifluorethyleen enzovoort. Wanneer warmtegevoelige kunststoffen⁶ ontbinden, produceren ze monomeren, gassen, vaste stoffen en andere bijproducten. De gassen die ontstaan tijdens de ontbinding kunnen irriterend, corrosief of giftig zijn voor mensen, apparatuur en schimmels.

Je moet dus aandacht besteden aan het ontwerp van de matrijs, de keuze van de spuitgietmachine en het spuitgietproces. Je moet kiezen voor een schroef spuitgietmachine, de runner doorsnede moet groot zijn, de mal en het vat moeten worden verchroomd, en er mogen geen dode hoeken voor het materiaal. Je moet de vormtemperatuur strikt controleren en stabilisatoren aan het plastic toevoegen om de warmtegevoeligheid te verzwakken.

Sommige kunststoffen, zoals PC, kunnen ontleden bij hoge temperaturen en hoge druk, zelfs als er maar een klein beetje water in zit. Dit heet hydrolyseerbaar zijn en je moet ze opwarmen en drogen voordat je ze gebruikt.

Hoe beïnvloeden spanningsscheuren en smeltscheuren het spuitgietproces?

Spanningsscheuren en smeltscheuren zijn kritieke problemen bij spuitgieten, die de duurzaamheid van producten en de productie-efficiëntie in verschillende industrieën beïnvloeden.

Spanning en smeltscheuren in spuitgietproducten veroorzaken zwakte en gebreken. Beide kunnen worden verminderd door de verwerkingstemperatuur en materiaalselectie te optimaliseren om de integriteit en prestaties van het product te verbeteren.

Sommige kunststoffen zijn stressgevoelig, wat betekent dat ze gemakkelijk interne spanning kunnen ontwikkelen tijdens het spuitgieten. Daardoor kunnen deze kunststoffen broos worden en gemakkelijk barsten. Wanneer ze worden blootgesteld aan externe krachten of oplosmiddelen, kunnen plastic onderdelen van deze materialen barsten.

Dus naast het toevoegen van additieven aan de grondstof om de scheurvastheid te verbeteren, moet je aandacht besteden aan het drogen van de grondstof, een redelijke vormconditie kiezen, de interne spanning verminderen en de scheurvastheid verbeteren. En je moet een redelijke vorm kiezen voor de plastic onderdelen, geen inzetstukken plaatsen en andere maatregelen nemen om spanningsconcentratie te minimaliseren.

Bij het ontwerpen van een matrijs moet je de helling van de matrijs vergroten, een goed inlaat- en uitwerpmechanisme kiezen en de materiaaltemperatuur, matrijstemperatuur, injectiedruk en koeltijd tijdens het gieten aanpassen. Probeer te voorkomen dat de kunststof onderdelen te koud en broos worden tijdens het ontvormen. Het is ook goed om nabewerking te doen aan de gegoten kunststof onderdelen om hun scheurvastheid te verbeteren, interne spanning te verminderen en contact met oplosmiddelen te vermijden.

Wanneer de smeltsnelheid⁷ van een bepaald polymeer een bepaalde waarde bereikt, zullen er, als de stroomsnelheid een bepaalde waarde overschrijdt, duidelijke dwarse scheuren op het smeltoppervlak verschijnen, wat smeltscheuren wordt genoemd. Dit is schadelijk voor het uiterlijk en de fysische eigenschappen van kunststof onderdelen.

Daarom moet bij het kiezen van een polymeer met een hoge smeltsnelheid enz. de doorsnede van de spuitmond, de runner en de gate worden vergroot, de injectiesnelheid worden verlaagd en de materiaaltemperatuur worden verhoogd.

Hoe beïnvloeden thermische eigenschappen en koelsnelheid het spuitgietproces?

De thermische eigenschappen van materialen en de koelsnelheid hebben een grote invloed op het spuitgietproces en beïnvloeden de kwaliteit van het eindproduct en de productie-efficiëntie.

Bij spuitgieten beïnvloeden thermische eigenschappen het materiaalgedrag onder invloed van warmte, de stroming en de koeling. Een gecontroleerde koelsnelheid is cruciaal voor de structurele integriteit en stabiliteit, het optimaliseren van de productkwaliteit en het verminderen van kromtrekken en cyclustijden.

Verschillende kunststoffen hebben verschillende thermische eigenschappen, zoals specifieke warmte, thermische geleidbaarheid en warmtevervormingstemperatuur. Kunststoffen met een hoge specifieke warmte hebben veel warmte nodig om te smelten, dus moet je een spuitgietmachine met een grote smeltcapaciteit gebruiken. Kunststoffen met een hoge warmtevervormingstemperatuur kunnen snel worden afgekoeld en snel worden ontvormd, maar na het ontvormen moet je voorkomen dat ze afkoelen en vervormen.

Kunststoffen met een laag warmtegeleidingsvermogen koelen langzaam af (bijv. ionische polymeren enz. koelen zeer langzaam af), dus moeten ze voldoende worden gekoeld en moet het koelingseffect van de mal worden versterkt.

Hot runner mallen zijn geschikt voor kunststoffen met lage specifieke warmte en hoge thermische geleidbaarheid. Specifieke warmte is groot, lage thermische geleidbaarheid, lage warmtevervorming temperatuur, langzame afkoelsnelheid van het plastic is niet bevorderlijk voor high-speed molding, de noodzaak om de juiste spuitgietmachine kiezen en versterking van de schimmel koeling.

Verschillende soorten kunststoffen vereisen op basis van hun eigenschappen en de vorm van het spuitgietproduct een specifieke koelsnelheid. Daarom moet de matrijs worden ontworpen met een verwarmings- en koelsysteem om een bepaalde matrijstemperatuur te handhaven, in overeenstemming met de vormvereisten. Als de materiaaltemperatuur hoger is dan de matrijstemperatuur, moet de matrijs worden gekoeld om te voorkomen dat het kunststofdeel vervormt nadat het is uitgeworpen, om de vormcyclus te verkorten en om de kristalliniteit te verminderen.

Als de warmte van het kunststofafval niet genoeg is om de matrijs op een bepaalde temperatuur te houden, moet de matrijs een verwarmingssysteem hebben om de matrijs op een bepaalde temperatuur te houden, zodat je de koelsnelheid kunt regelen, voor een goede vloei kunt zorgen, de vulomstandigheden kunt verbeteren of het kunststofdeel kunt regelen zodat het langzaam afkoelt, zodat je geen dikwandige delen hebt die aan de binnen- en buitenkant ongelijkmatig afkoelen en de kristalliniteit kunt verbeteren, enzovoort.

Om een soepele productie en de kwaliteit van de spuitgietproducten te garanderen, is het soms nodig om de temperatuur van de mal aan te passen tijdens het kunststof spuitgietproces. Dit kan door de hele mal te verwarmen of te koelen of door specifieke delen van de mal te verwarmen of te koelen. Daarom moet de mal worden uitgerust met een overeenkomstig koel- of verwarmingssysteem.

Hoe beïnvloedt hygroscopiciteit het spuitgietproces?

Inzicht in hygroscopiciteit is van vitaal belang voor het handhaven van de kwaliteit en efficiëntie van het spuitgietproces, omdat het rechtstreeks van invloed is op de materiaaleigenschappen en de integriteit van het eindproduct.

Hygroscopiciteit in kunststoffen beïnvloedt de vochtabsorptie, wat de viscositeit en het vormproces beïnvloedt. Een juiste droging en behandeling zijn cruciaal om defecten zoals kromtrekken, luchtbellen en verminderde sterkte te voorkomen.

Kunststoffen hebben verschillende niveaus van waterabsorptie⁸ door verschillende additieven. Daarom kunnen kunststoffen worden onderverdeeld in drie categorieën: hygroscopisch, waterabsorberend en niet-hygroscopisch. Het watergehalte van het materiaal moet binnen een bepaald bereik worden gehouden. Anders zal het water bij hoge temperatuur en druk veranderen in gas of hydrolyse ondergaan.

Als de hars dus blaasjes krijgt, wordt de vloeibaarheid minder en zijn het uiterlijk en de mechanische eigenschappen slecht. Daarom moeten hygroscopische kunststoffen bij gebruik worden voorverwarmd volgens de eisen van de juiste verwarmingsmethode en specificaties om vochtabsorptie te voorkomen.

Conclusie

Spuitgieten⁹ is een complex proces waarbij zorgvuldig rekening moet worden gehouden met veel factoren om een soepele productie en consistente productkwaliteit te garanderen. Deze factoren zijn onder andere de krimp, vloeibaarheid, kristalliniteit, warmtegevoeligheid en hydrolyse van de kunststof, maar ook de weerstand tegen spanningsscheuren en smeltscheuren, en de thermische eigenschappen, koelsnelheid en vochtopname.

Verschillende soorten kunststoffen hebben verschillende vloei- en krimpeigenschappen tijdens het spuitgietproces en deze eigenschappen worden beïnvloed door temperatuur, druk en matrijsontwerp.