Defecten bij het spuitgieten van TPE kunnen het gevolg zijn van zaken als een onjuiste temperatuur, vochtgehalte en machine-instellingen. Het identificeren en aanpakken van deze problemen kan de productkwaliteit verbeteren en verspilling verminderen.

De belangrijkste oorzaken van defecten bij het spuitgieten van TPE zijn onder andere onjuiste verwerkingstemperaturen, vocht in het materiaal, onjuiste injectiesnelheid en een slecht matrijsontwerp. Door deze factoren aan te pakken, kan de kwaliteit van de spuitgietproducten worden verbeterd en kunnen defecten worden verminderd.

Inzicht in de hoofdoorzaken van defecten in TPE is de sleutel tot het verbeteren van productieprocessen. Laten we eens dieper ingaan op hoe elk van deze factoren het gietresultaat beïnvloedt en welke oplossingen kunnen worden toegepast om ze te verhelpen.

Wat is TPE-materiaal?

TPE (Thermoplastisch Elastomeer) is een veelzijdig materiaal dat de eigenschappen van rubber en kunststof combineert. Het biedt flexibiliteit, duurzaamheid en recycleerbaarheid in verschillende toepassingen.

TPE-materialen worden veel gebruikt in de auto-, medische en consumptiegoederenindustrie. Ze bieden een uitstekende elasticiteit, chemische weerstand en kunnen gemakkelijk worden gevormd. TPE is populair omdat het net als thermoplasten gerecycled en verwerkt kan worden.

Thermoplastisch elastomeer of TPE is een copolymeer of een mengsel van polymeren dat een zacht thermoplastisch elastomeer is in plaats van een polymeer met een laag moleculair gewicht. TPE combineert de kenmerken of eigenschappen van zowel thermoplasten als elastomeren. Daarom wordt het gebruik van elastomeren meestal gebruikt voor thermoharders, terwijl de toepassing van thermoplastische materialen zorgt voor een relatief eenvoudig fabricageproces.

TPE is een nieuw type materiaal dat de hoge elasticiteit, verouderings- en oliebestendige eigenschappen van vernet gevulkaniseerd rubber heeft en de eenvoudigere verwerking en meervoudige verwerkingstechniek zoals gewone kunststofproducten. Het kan worden gemaakt door spuitgieten, extruderen¹, blaasgieten²en anderen, en het is 100% recyclebaar na het breken van randen en hoeken. Dit betekent dat de verwerkingscyclus wordt vereenvoudigd, de gevallen van het produceren van dure goederen worden verminderd en het TPE-materiaal wordt beschouwd als het nieuwste substituut voor rubber, omdat het milieu- en gezondheidsvoordelen behoudt, comfortabel aanvoelt en esthetisch is voor gebruikers om productinnovatie te stimuleren. Daarom staat het symbool voor een nieuw synthetisch materiaal dat dichter bij de mens staat en een hogere kwaliteit heeft, terwijl het tegelijkertijd voldoet aan het internationale beleid met betrekking tot de bescherming van het milieu.

Wat zijn de veelvoorkomende spuitgietdefecten van TPE-materialen en hun oplossingen?

TPE-materialen worden veel gebruikt bij spuitgieten, maar defecten zoals kromtrekken, luchtinsluitingen en korte shots kunnen de kwaliteit beïnvloeden. Het begrijpen en aanpakken van deze problemen is essentieel voor een succesvolle productie.

Veel voorkomende defecten bij het spuitgieten van TPE zijn kromtrekken, luchtinsluitingen, uitvloeiing en korte shots. De oplossingen bestaan uit het aanpassen van de verwerkingsomstandigheden, het matrijsontwerp en de materiaalkeuzes om de kwaliteit en consistentie van de spuitgietproducten te verbeteren.

Materiële kwesties

Vochtgehalte

• Oorzaak:Bij het spuitgieten van TPE leidt een hoog vochtgehalte van de gebruikte materialen tot de vorming van bijvoorbeeld bellen en zilverstrepen op het oppervlak van het spuitgietproduct. Vocht wordt bij hoge temperaturen gasvormig en kan tijdens het spuitgieten niet worden afgevoerd, waardoor bellen en zilverstrepen ontstaan.

• Oplossing: Zorg ervoor dat het gebruikte materiaal voldoende gedroogd is om problemen bij het spuitgieten te voorkomen. Gewoonlijk moet de droogtemperatuur voor TPE-materialen worden ingesteld op 80-100°C gedurende 2-4 uur. Bovendien moeten de materialen worden opgeslagen in een ruimte met een lage luchtvochtigheid om te voorkomen dat vocht wordt opgenomen door de structuren. De geschikte droger om aan te bevelen bij de behandeling van zeer hygroscopische TPE-materialen is de ontvochtigingsdroger om te voorkomen dat het vochtgehalte gevaarlijke niveaus bereikt.

Onzuiverheden

• Oorzaak: Fouten in originele materialen, met name vuil, kunnen leiden tot oppervlakteruwheid en inconsistenties in de kleur van een eindproduct. Ze slaan neer als onregelmatig gevormde deeltjes of vlekken in het materiaal en brengen het uiterlijk en de bruikbaarheid van het product in gevaar.

• Oplossing: Koop ze bij gerenommeerde leveranciers en voer tests en analyses uit om de zuiverheid en kwaliteit van de te gebruiken materialen te controleren. Filtratie en screening helpen om eventuele verontreinigingen uit het water te verwijderen voordat het wordt gebruikt. Reinig daarnaast regelmatig apparatuur en pijpleidingen om te voorkomen dat er resten in de materialen terechtkomen en zorg voor een schone verwerkingsomgeving.

Procesproblemen bij spuitgieten

Injectietemperatuur

• Oorzaak: TPE-materiaal heeft een slechte hittebestendigheid. Hoge injectietemperaturen zijn verantwoordelijk voor productvervorming en dimensionale veranderingen, terwijl lage injectietemperaturen leiden tot oppervlakteruwheid en interne porositeit. Hoge temperaturen hebben invloed op de afbraak van materiaal bij hoge temperaturen, terwijl lage temperaturen invloed hebben op de vloeibaarheid van het materiaal om de matrijsholte te vullen.

• Oplossing: Kies de juiste injectietemperatuur op basis van de eigenschappen van het TPE-materiaal en de productvereisten. Over het algemeen moet de injectietemperatuur tussen 170-230°C liggen. Voor de temperatuurregeling moeten temperatuursensoren en automatische temperatuurregelaars worden gebruikt om de juiste temperatuur te verkrijgen, zodat alle voedingsmiddelen gelijkmatig worden verhit en de temperatuur stabiel is.

Injectiedruk

• Oorzaak:Een lage injectiedruk kan leiden tot onvoldoende vulling en een hoge injectiedruk kan leiden tot flash en overflow, wat resulteert in enkele oppervlaktedepressies. Een hoge druk kan ook de matrijs aantasten, wat kan leiden tot schade aan de matrijs en materiaalverspilling.

• Oplossing: Verhoog en verlaag de injectiedruk volgens de productstructuur en het matrijsontwerp om korte shots en andere gerelateerde problemen te voorkomen. Gebruik een nauwkeurig drukcontrolesysteem voor injectiedruk om effectief te controleren en stabiliteit in realtime te bereiken.

Houddruk Tijd

• Oorzaak:Een te korte wachttijd leidt tot de vorming van interne holtes en instabiliteit in de afmetingen van het product, terwijl een te lange wachttijd vaak leidt tot vervormingen van het product en ook tot scheuren. Kortom, als de houdtijd kort is, treedt materiaalterugvloeiing op, maar als de houdtijd lang is, wordt de inwendige spanning ook groot.

• Oplossing: Het is daarom mogelijk om de houddruk als volgt vast te stellen, afhankelijk van de eigenschappen van het TPE-materiaal en de eisen die in de praktijk worden gesteld aan de beoogde producten. Gewoonlijk moet de wachttijd worden aangepast aan de dikte en structuur van het product, zodat het product volledig kan uitharden en de uiteindelijke afmetingen behouden blijven.

Koeltijd

• Oorzaak:Een te korte koeltijd veroorzaakt vervorming³ en barsten van het product tijdens het ontvormen. Een te lange koeltijd beïnvloedt de productie-efficiëntie. Ongelijkmatig afkoelen veroorzaakt veranderingen in de interne spanning en rek, wat op zijn beurt de productprestaties beïnvloedt.

• Oplossing: Bij het koelen van de matrijs moet de tijdslimiet redelijk worden vastgesteld op basis van de productdikte en de matrijsstructuur. Gebruik geschikte koelsystemen, zoals koelwaterkanalen en armaturen, om een gelijkmatige koeling van de hele kern te garanderen.

Problemen met matrijsontwerp

Vormstructuur

• Oorzaak: Defecten in de matrijsstructuur kunnen problemen veroorzaken zoals het verkeerd vullen van het product en problemen tijdens het ontvormen. Vooral verwerkingsstructuren verhogen de weerstand van de materiaalstroom en veranderen zo de vuleffecten.

• Oplossing: Om de juiste beslissingen te nemen bij het maken van de matrijs, moet rekening worden gehouden met de kenmerken van het product en de spuitgietvereisten om irrationaliteit in de structuur van de matrijs te vermijden. Voor runnerontwerpen moet men de materiaalstroomweerstand minimaliseren door enkele ontwerpaspecten te volgen, zoals het creëren van uniforme vulpatronen. Computer aided design (CAD) en computer aided engineering (CAE) kunnen gebruikt worden voor simulatieanalyse om het matrijsontwerp beter te selecteren.

Schimmel Temperatuur

• Oorzaak: Als de matrijstemperatuur te hoog is, kunnen onderdelen aan elkaar kleven en een vervormde vorm aannemen, terwijl als de temperatuur te laag is, het oppervlak van het gietstuk ruw is en interne holtes kan bevatten. Schommelingen in de matrijstemperatuur veroorzaken variaties in de afkoelsnelheid en beïnvloeden zo de productkwaliteit.

• Oplossing: Het is noodzakelijk om de juiste matrijstemperaturen te bepalen op basis van de eigenschappen van het TPE-materiaal en de verwachte eigenschappen van het eindproduct. Normaal gesproken kan de matrijstemperatuur worden geregeld tussen 40 en 80 graden Celsius. Een nauwkeurige regeling van de matrijstemperatuur is mogelijk door gebruik te maken van matrijstemperatuurregelaars met een goede temperatuurverdeling.

Ontluchtingsontwerp

• Oorzaak: Ventilatieopeningen die niet goed ontworpen zijn, kunnen leiden tot de vorming van bellen of zelfs brandvlekken op de eindproducten. Onvoldoende afzuiging veroorzaakt onvolkomenheden op de buitenste lagen van het materiaal, waardoor oppervlakteschade het product er niet goed laat uitzien of niet goed presteert.

• Oplossing: Eventuele problemen met ontluchting kunnen besproken worden tijdens het matrijsontwerp om complicaties met de luchtstroom te voorkomen en om een juiste positie en type van de ontluchtingssleuf/ventilatie te specificeren voor een juiste en efficiënte luchtafvoer. Om de efficiëntie van de ontluchting te verhogen en de vorming van bellen en brandvlekken te verminderen, moeten vacuümontluchters of micro-ontluchtingskleppen worden gebruikt.

Problemen met apparatuur

Prestaties injectiemachine

• Oorzaak: De prestaties van de spuitgietmachine hebben een grote invloed op de productkwaliteit. Instabiliteit van de injectiesnelheid en het drukniveau veroorzaken ook kwaliteitsproblemen. Als de spuitgietmachine niet nieuw is, zullen veroudering en onjuist onderhoud ook de prestaties van de spuitgietmachine beïnvloeden.

• Oplossing: Om een hoge productstabiliteit te behouden, is het essentieel om een spuitgietmachine te kiezen met stabiele prestaties en hoge precisie. Het leidingsysteem moet schoon gehouden worden en versleten onderdelen moeten zo snel mogelijk vervangen worden. Alle parameters van de spuitgietmachine kunnen automatisch geregeld en aangepast worden om de productiviteit en productkwaliteit te verbeteren.

Installatie van schimmel

• Oorzaak: De volgende zijn de nadelen van onjuiste schimmelinstallatie; De productgrootte van de schimmel kan onstabiel zijn, De schimmel kan zeer moeilijk te ontvormen zijn. De parallelliteit en loodrechtheid van de matrijs vertonen afwijkingen en dit heeft echt invloed op de stabiliteit van het injectieproces.

• Oplossing: Bij het bevestigen van de mal tijdens het installatieproces van de mal moeten de parallelle en loodrechte oriëntaties van de mal correct zijn, met behulp van de juiste bevestigingen. Zorg ervoor dat het installatieproces professioneel wordt uitgevoerd met installatiegereedschap en -apparatuur om de installatieprecisie te verbeteren.

Onderhoud van apparatuur

• Oorzaak: Als de apparatuur niet regelmatig wordt onderhouden, zal ze onvermijdelijk defect raken en de productkwaliteit aantasten. Spuitgietmachines en matrijzen zullen na jarenlang gebruik onvermijdelijk slijten en verouderen, wat de productie-efficiëntie en productkwaliteit zal beïnvloeden.

• Oplossing: Voer dagelijks onderhoud uit aan spuitgietmachines en matrijzen, zoals het reinigen van het oliecircuit, het vervangen van het filterelement, het oliën van de bewegende onderdelen, etc., om afwijkingen aan de apparatuur te voorkomen en kwaliteitsproblemen te vermijden. Onderhoud van apparatuur registreren, inspecties uitvoeren en de reparatie- en onderhoudsstatus van de apparatuur evalueren.

Wat zijn de veelvoorkomende defecten van TPE-spuitgietproducten en wat zijn de oplossingen?

Bij het spuitgieten van TPE kunnen defecten optreden zoals korte shots, kromtrekken of een slechte oppervlakteafwerking. Om deze problemen aan te pakken, moeten de spuitgietparameters en materialen worden aangepast om de productkwaliteit te garanderen.

Veel voorkomende defecten bij het spuitgieten van TPE zijn korte shots, uitvloeiing en kromtrekken. De oplossingen bestaan uit het optimaliseren van de temperatuur, de druk en het matrijsontwerp om de consistentie te verbeteren en defecten te verminderen, zodat hoogwaardige resultaten worden behaald bij de productie van medische producten, auto's en consumentengoederen.

Luchtbellen

Oorzaak:

• Hoog vochtgehalte in materialen: Daarom wordt bij het spuitgieten van TPE-materialen een onjuiste droging gevolgd door het binnendringen van verse lucht in het materiaal, die bij hoge temperatuur in een gas verandert en luchtbellen creëert.

• Te hoge injectiesnelheid: Dit beperkt de snelheid waarmee gassen op tijd naar buiten kunnen komen, vandaar de vorming van luchtbellen bij hoge injectiesnelheden.

  • Slechte schimmelventilatie:Als de mal slecht ontworpen is of de ventilatieopeningen ontoereikend of geblokkeerd zijn, kan de lucht niet ontsnappen, wat leidt tot de vorming van luchtbellen.

Oplossing:

• Drogend materiaal: Het is ook raadzaam om er altijd voor te zorgen dat TPE-materialen voldoende gedroogd zijn voordat het spuitgietproces wordt uitgevoerd. Over het algemeen moet de droogtemperatuur tussen 80/100 C liggen, terwijl de droogtijd 2-4 uur is. Bewaar al het opgeslagen materiaal bovendien op een plaats met een lage luchtvochtigheid, zodat het niet wordt geabsorbeerd door vochtige lucht. Als het TPE-materiaal zeer hygroscopisch is, wordt aanbevolen om de ontvochtigingsdroger te gebruiken voor het drogen, omdat een hoge luchtvochtigheid funest is voor TPE.

• Pas de injectiesnelheid aan: Vertraag de injectiesnelheid⁴ om het gas in het geïnjecteerde materiaal genoeg tijd te geven om te dispergeren.

• Verbeter de ventilatie van schimmels: verbeteren matrijsontwerp⁵ om meer ventilatieopeningen in te bouwen of ventilatie-inzetstukken te gebruiken om de luchtstroom te verbeteren voor een soepele uitblaas.

Brandwonden

Oorzaak:

• Hoge injectietemperatuur: De injectietemperatuur overschrijdt de thermische ontbindingstemperatuur van het TPE-materiaal, met brandplekken als gevolg.

• Te hoge injectiesnelheid: Snellere injectiesnelheden verhogen het wrijvingsniveau en produceren zo hitte om de gebruikte materialen te verbranden.

• Slechte ontluchting van de schimmel: Gebrek aan of verstopping van de ventilatieopeningen in de mal leiden tot plaatselijke oververhitting, waardoor brandplekken ontstaan.

Oplossing:

• Lagere injectietemperatuur: Pas de injectietemperatuur aan de eigenschappen van het TPE-materiaal aan. Gewoonlijk moet de temperatuur tussen 170-230 °C worden gehouden.

• Verlaag de injectiesnelheid: Het vertragen van de snelheid waarmee de injectie wordt gemaakt, helpt om minder wrijvingswarmte te genereren.

• Verbeter de ontluchting van schimmels: Voeg meer ventilatieopeningen toe of plaats ventilatie-inzetstukken zodat de lucht vlot kan worden afgevoerd en plaatselijke verhitting wordt voorkomen.

Krimp

Oorzaak:

• Onvoldoende koeltijd: Oververhitting zorgt ervoor dat producten blijven krimpen, zelfs nadat ze zijn ontvorm door onvoldoende koeling.

• Onvoldoende inspuitdruk: Gebrek aan voldoende druk leidt tot ondervulling van de mal door krimpen.

• Ongelijke matrijstemperatuur: Een geval van temperatuurvariatie leidt tot een variatie in de snelheid van het afkoelingsproces en dus tot krimp.

Oplossing:

• Verhoog de koeltijd: De koeltijd moet worden aangepast aan de algemene dikte van het product en de structurele samenstelling van de mal.

• Pas de inspuitdruk aan: Druk krachtiger als de materialen om de mal te vormen voldoende te vullen.

• Gelijkmatige matrijstemperatuur: Laat je mallen op een constante temperatuur draaien en het is aan te raden om een matrijstemperatuurregelaar te gebruiken om ongelijkmatige afkoeling van de mallen te voorkomen.

Scheeftrekken

Oorzaak:

• Ongelijkmatige koeling: Als de koeltijd en de matrijstemperatuur variëren, varieert de opwekking van de interne spanningen en zal er vervorming optreden.

• Ongelijke inspuitdruk: Een ongelijkmatige verdeling van de drukinjectie leidt tot de vernietiging van een consistente materiaalstroom die tot kromtrekken leidt.

• Slecht ontwerp van de matrijs: Als de matrijs niet goed is ontworpen, leidt dit tot een gelijkmatige verdeling van het materiaal en tot kromtrekken.

Oplossing:

• Optimaliseer de koeltijd: Verander de tijd die de mallen nodig hebben om af te koelen, omdat dit van invloed is op gelijkmatige afkoeling en verminderde interne spanning.

• Gelijkmatige inspuitdruk: Om de injectiedruk en de materiaaluitvoer gelijk en stabiel te maken, is het beter om nauwkeurige drukbeheersystemen te implementeren.

• Het ontwerp van matrijzen verbeteren: Vergroot de juiste materiaalverdeling in de matrijs en beperk de vervorming tot een minimum.

Laslijn

Oorzaken:

• Slechte stroombaarheid van het materiaal: Het niet-gladde karakter van TPE-materialen leidt tot lasnaden, vooral wanneer de stroom van de samenstelling onvoldoende is.

• Lage injectietemperatuur: Als het materiaal niet goed vloeit bij lage temperaturen, ontstaan er laslijnen.

• Slechte ontluchting van de schimmel: Onvoldoende ontluchting van de mal leidt ook tot slechte hechting van de materialen omdat ze niet volledig samensmelten en er lasnaden achterblijven.

Oplossingen:

• Verbeter de stroombaarheid van materiaal: Selecteer TPE-materialen met een betere vloeibaarheid of wijzig de formulering van het mengsel om de vloeibaarheid van materialen te verbeteren.

• Verhoog de injectietemperatuur: Verhoog de injectietemperatuur voor een goede vloeibaarheid van het materiaal in de injectiekamer.

• Verbeter de ontluchting van schimmels: Breng meer ontluchters aan of gebruik de ontluchtingsinzetstukken om de juiste luchtafvoersnelheid te bevorderen en laslijnen te elimineren.

Stromingsmerken

Oorzaken:

• Hoge injectiesnelheid: Als de injectiesnelheid te hoog is, leidt dit tot een ongelijkmatige materiaalstroom met vloeisporen tot gevolg.

• Ongelijke injectietemperatuur: Variaties in de injectietemperatuur kunnen een inconsistente materiaalstroom veroorzaken, waardoor vloeisporen achterblijven.

• Ruw schimmeloppervlak: Een ongelijkmatige oppervlakteruwheid creëert een vloeimarkering tijdens het vloeien van materiaal op het matrijsoppervlak.

Oplossingen:

• Pas de injectiesnelheid aan: Het wordt aanbevolen om tijdens het hele proces een uniforme injectiesnelheid te gebruiken om te voorkomen dat de injectiesnelheid fluctueert.

• Verwarm het materiaal gelijkmatig: Het is ook belangrijk om het materiaal gelijkmatig te verwarmen, zodat het niet wordt blootgesteld aan hoge vormtemperaturen en omgekeerd.

• Het schimmeloppervlak verbeteren: Polijst het matrijsoppervlak om ruwheid te verminderen en vloeisporen te voorkomen.

Ruw oppervlak

Oorzaken:

• Ongelijkmatige materiaalmenging: Als de TPE-materialen tijdens het verwerken niet goed gemengd worden, ziet het oppervlak van het resulterende object er vrij ruw uit.

• Lage injectietemperatuur: Dit komt omdat het materiaal bij een lage injectietemperatuur slecht vloeit en het oppervlak erg ruw is.

• Ruw schimmeloppervlak: Een glad matrijsoppervlak wordt niet goed ontwikkeld, waardoor het oppervlak van het eindproduct ruw wordt.

Oplossingen:

• Meng materialen gelijkmatig: Het is belangrijk dat de materialen tijdens de verwerking goed worden gemengd en ook gelijkmatig worden verdeeld.

• Verhoog de injectietemperatuur: Verhoog de temperatuur van de injectie om de vloeibaarheid van het materiaal te verbeteren.

• De gladheid van het matrijsoppervlak verbeteren: Oppervlaktebehandeling⁶Het oppervlak van de mal moet gepolijst worden om de oppervlakteruwheid en de ruwheid van het eindproduct te verminderen.

Zilveren Strepen

Oorzaken:

• Hoog vochtgehalte in materialen: Vocht in TPE-materialen betekent dat het tijdens de verwerking zilverstrepen achterlaat als gevolg van deze verdamping.

• Hoge injectiesnelheid: Omdat een hoge injectiesnelheid een hogere afschuifkracht op het materiaal veroorzaakt, zullen er zilverstrepen ontstaan.

• Lage matrijstemperatuur: Lage matrijstemperaturen zorgen ervoor dat het deeg snel afkoelt, wat kan leiden tot zilveren strepen.

Oplossingen:

• Droge materialen: Materialen moeten voldoende worden gedroogd om het vochtgehalte dat door de injectie wordt opgenomen, laag te houden.

• Pas de injectiesnelheid aan: Pas de vulsnelheid aan op basis van het hars, de temperatuur van het hars en de matrijstemperatuur. Verlaag de injectiesnelheid zodat er minder kracht op het materiaal komt te staan waardoor het gaat schuiven.

• Verhoog de matrijstemperatuur: Het verschijnen van zilverstrepen kan worden verminderd door pure monomeerhars toe te voegen, de matrijstemperatuur te verhogen, injectiepoorten toe te voegen en de harstemperatuur te verhogen om het koelingseffect op de zandvorm te vertragen.

Conclusie

Bij het spuitgieten van TPE is het essentieel om de mogelijke oorzaken van productdefecten te identificeren en de meest geschikte oplossingen te vinden om de kwaliteit en prestaties te bereiken die het eindproduct moet hebben. Om defecten te verminderen, de efficiëntie te verbeteren en consistentie te garanderen, kunnen fabrikanten materiaalproblemen oplossen, spuitgietprocedures verfijnen, matrijzen ontwerpen en de onderdelen onderhouden die samen het spuitgietsysteem van TPE spuitgietproducten vormen.

Verdere vooruitgang in de verwerkingstechnologie en een betere controle van de kwaliteitsnormen zullen de productie en de klanttevredenheid vitaler maken en zo de wijdverspreide toepassing en innovatie van TPE-materialen op meerdere gebieden bevorderen.