Ślady spoin są ważnym czynnikiem wpływającym na jakość części z tworzyw sztucznych. Badania wykazały, że: w tych samych warunkach procesu wytrzymałość obszaru linii spoiny wynosi tylko 10-92% oryginalnego materiału, co poważnie wpływa na normalne użytkowanie produktów formowanych wtryskowo.

Unikanie tych i innych formowanie wtryskowe Wady polegają na wykorzystaniu odpowiedniego producenta form i posiadaniu producenta części, który ma odpowiednie zapewnienie jakości, aby wychwycić te wady i rozwiązać je.

Na przykład w przemyśle motoryzacyjnym, niewykwalifikowane części z tworzyw sztucznych bezpośrednio prowadzą do obniżenia jakości samochodu, a nawet zagrażają bezpieczeństwu ludzkiego życia. 

W związku z tym bardzo ważne jest zbadanie procesu powstawania linii spawalniczych i czynników na nie wpływających oraz znalezienie sposobów na wyeliminowanie linii spawalniczych. 

Mechanizm powstawania linii spawu

Produkty z tworzyw sztucznych w formowanie wtryskowe proces, znaleziony w stopionym tworzywie sztucznym wypełniającym wnękę, takim jak dwa lub więcej pasm stopu w pierwszej części spotkania zostały schłodzone, tak że nie mogą być całkowicie zintegrowane, będzie na przecięciu rowka, tworzenie śladów stopu.

"Linie spawania" produktów z tworzyw sztucznych odnoszą się do trójwymiarowego obszaru, w którym struktura morfologiczna i właściwości mechaniczne dwóch pasm stopionego materiału stykają się ze sobą, co jest całkowicie odmienne od innych części.

Najczęściej spotykane linie spawania w częściach formowanych wtryskowo są dwojakiego rodzaju:

Jednym z nich są ślady połączeń stopu powstające na styku frontów stopu wchodzących do wnęki z różnych bramek, zwane śladami połączeń zimnego stopu, gdy dwie lub więcej bramek jest używanych w celu zmniejszenia przepływu stopu i czasu napełniania formy ze względu na charakterystykę strukturalną lub duży rozmiar. Części formowane wtryskowo.

Innym jest to, że gdy wnęka jest wyposażona w rdzenie i wkładki, stopiony w niskiej temperaturze materiał jest dzielony na dwa pasma podczas omijania tej przeszkody, a dwa stopione pasma łączą się ponownie po ominięciu przeszkody, tworząc ślady spoiny, zwane gorącymi śladami spoiny.

Przyczyny powstawania śladów zgrzewania na produktach z tworzyw sztucznych

1. Stopione tworzywo sztuczne przechodzące przez bramę z dużą prędkością wchodzi bezpośrednio do wnęki, następnie dotyka powierzchni wnęki i utwardza się, a następnie jest popychane przez kolejne stopione tworzywo sztuczne, pozostawiając w ten sposób ślady węża.

2. Kiedy forma wtryskowa Konstrukcja przyjmuje schemat podawania z wieloma bramkami, fronty przepływu stopionego tworzywa sztucznego zbiegają się ze sobą; w obszarze otworów i przeszkód fronty przepływu stopionego materiału również zostaną podzielone na dwa; nierównomierna jednolita grubość ścianki również doprowadzi do powstania śladów spawania.

3. Gdy używana jest boczna brama i nie ma obszaru stagnacji materiału lub jest on niewystarczający po przejściu tworzywa sztucznego przez bramę, łatwo powstają ślady rozpylania.

Rozwiązania dla śladów spawów na produktach z tworzyw sztucznych

1. Zmniejszenie liczby bramek.

2. Wyreguluj położenie bramki.

3. Dodaj studzienki przelewowe materiału w pobliżu części zgrzewanej, przesuń linię zgrzewania do studzienek przelewowych, a następnie ją usuń.

4. Zwiększenie wydechu w obszarze linii zgrzewania w celu szybkiego usunięcia powietrza i substancji lotnych z tej części. Podnieść temperaturę materiału i formy, aby zwiększyć płynność tworzywa sztucznego i podnieść temperaturę materiału podczas stapiania.

5. Zmień lokalizację i liczbę bramek, aby przenieść lokalizację linii spawania w inne miejsce.

6. Zwiększyć prędkość wtrysku. 

7. Zwiększyć ciśnienie wtrysku i rozmiar układu zalewania.

8. Ograniczenie stosowania środków antyadhezyjnych.

9. Skrócić odległość między bramą a obszarem spawania.

10. Wyreguluj położenie bramki tak, aby stopiony plastik uderzył w sworzeń lub ścianę po przejściu przez bramkę.

11. Zmiana kształtu bramy na bramę nakładającą się lub bramę z występami z wystarczającym obszarem stagnacji w obszarze bramy.

12. Zwolnić początkową prędkość wtrysku stopionego tworzywa sztucznego.

13. Zwiększyć grubość/powierzchnię przekroju bramki, tak aby czoło przepływu materiału tworzyło się natychmiast.

14. Podnieść temperaturę formy, aby zapobiec szybkiemu utwardzeniu materiału.

Czynniki wpływające na powstawanie śladów topnienia i środki mające na celu poprawę ich eliminacji 

Ponieważ ślady topnienia mają istotny wpływ na jakość części z tworzyw sztucznych, przeprowadzono wiele badań nad mechanizmem ich powstawania i oceną wydajności, a także zaproponowano różne rozwiązania. 

a. Wpływ temperatury 

Zwiększenie temperatury może przyspieszyć proces relaksacji polimeru i skrócić czas splątania łańcucha molekularnego, co bardziej sprzyja pełnej fuzji, dyfuzji i splątaniu cząsteczek na przednim końcu materiału, poprawiając w ten sposób wytrzymałość obszaru blizny spoiny.

Udowodniono, że zwiększenie temperatury topnienia jest korzystne dla zmniejszenia głębokości karbu V na powierzchni części z tworzywa sztucznego, a głębokość karbu V zmniejsza się z 7 μm do 3 μm, gdy temperatura topnienia wzrasta z 220 ℃ do 250 ℃. 

Wpływ temperatury na wytrzymałość na rozciąganie stopionego PA66 Produkty formowane wtryskowo zawierające wzmocnienie z włókna szklanego 33% i stwierdzono, że: wytrzymałość na rozciąganie próbek ze śladami stopu i bez nich wzrastała wraz ze wzrostem temperatury stopu.

Wpływ zmiany temperatury na wytrzymałość na rozciąganie śladów spawów nie jest liniowy, a wytrzymałość na rozciąganie śladów spawów zmienia się znacząco wraz ze wzrostem temperatury, gdy temperatura jest stosunkowo niska (np. 70 ℃); 

Jednak zmiana ta jest stosunkowo płaska, gdy temperatura wzrasta do pewnego stopnia.

Podobne wnioski uzyskano dla eksperymentów z PA66 (35% wzmocniony włóknem szklanym), przy użyciu ABS. 

Za pomocą symulacji stwierdzono, że temperatura formy i temperatura topnienia formowanie wtryskowe nie miała takiego samego wpływu na wytrzymałość śladów spoin utworzonych przez różne materiały.

Wykorzystując połączenie eksperymentów i symulacji, stwierdzono, że spośród parametrów procesu formowania wtryskowego, temperatura topnienia miała największy wpływ na wytrzymałość śladów spoin spawalniczych części z tworzywa ABS. 

b. Wpływ ciśnienia wtrysku i ciśnienia utrzymywania

Ciśnienie wtrysku jest ważnym czynnikiem w procesie napełniania i formowania stopionego tworzywa sztucznego. Jego rolą jest przezwyciężenie oporu stopionego tworzywa sztucznego, gdy przepływa ono w cylindrze, dyszy, systemie zalewania i wnęce, aby nadać stopionemu tworzywu sztucznemu wystarczającą prędkość napełniania i być w stanie zagęścić stopiony materiał w celu zapewnienia jakości. Produkty formowane wtryskowo.

Zwiększenie ciśnienia wtrysku pomaga pokonać opór kanału przepływowego i przenieść ciśnienie na czoło stopionego materiału, dzięki czemu stopiony materiał może zostać stopiony w miejscu spoiny pod wysokim ciśnieniem i zwiększyć gęstość w miejscu spoiny, a tym samym poprawić wytrzymałość spoiny.

Zwiększenie ciśnienia trzymania nie tylko dostarcza więcej energii kinetycznej do ruchu łańcucha molekularnego stopionego materiału, ale także promuje wzajemne wiązanie dwóch pasm stopionego materiału, zwiększając w ten sposób gęstość obszaru śladu spoiny i wytrzymałość śladu spoiny. 

c. Wpływ prędkości wtrysku i czasu wtrysku

Zwiększenie prędkości wtrysku i skrócenie czasu wtrysku skróci czas płynięcia, zanim fronty stopu zbiegną się, zmniejszy straty ciepła i zwiększy wytwarzanie ciepła ścinającego, dzięki czemu lepkość stopu spadnie, a płynność wzrośnie, poprawiając w ten sposób wytrzymałość śladów spoiny.

Wytrzymałość śladów spawania jest bardzo wrażliwa na czas wtrysku i będzie się zwiększać wraz ze skracaniem czasu wtrysku.

Jednak prędkość wtrysku jest zbyt duża i łatwo jest wytworzyć turbulencje (pęknięcie stopu), co poważnie wpływa na wydajność plastikowych części. 

Ogólnie rzecz biorąc, linia spawania formowanie wtryskowe powinno odbywać się przy niskim ciśnieniu i niskiej prędkości, a następnie prędkość formowania wtryskowego tworzyw sztucznych powinna być dostosowana do kształtu formowanej części.

W praktyce, aby skrócić cykl produkcyjny i uniknąć turbulencji, częściej stosuje się średnią lub wysoką prędkość wtrysku. 

Prędkość wtrysku wpływa na zachowanie przepływu stopionego materiału we wnęce, a także na ciśnienie i temperaturę stopionego materiału we wnęce oraz wydajność produktu.

Prędkość wtrysku jest duża, stop przez system odlewania formy i szybkość przepływu wnęki jest również duża, im silniejszy materiał jest ścinany, tym większe ciepło tarcia, temperatura wzrasta, lepkość maleje, proces materiałowy jest również wydłużony, ciśnienie wnęki jest również zwiększone, wytrzymałość śladów spoin produktu jest również zwiększona. 

Ponadto, gdy jednolita grubość ścianek części jest zbyt różna, przepływ płynu przez forma wtryskowa gdy opór jest różny, opór przy grubości ścianki jest mały, natężenie przepływu jest szybkie, a opór przy cienkiej ściance jest duży, natężenie przepływu jest wolne.

Ze względu na tę różnicę w natężeniu przepływu, tak że stopiwo z różnych grubości ścianek, z różnymi prędkościami przepływu zbieżności, a na koniec przy zbieżności tworzenia śladów spoiny.