Wady formowania wtryskowego i ich rozwiązania

W tym artykule analizujemy przyczyny typowych wad części z tworzyw sztucznych w odniesieniu do procesu formowania oraz proponujemy metody usuwania wad na podstawie procesów formowania wtryskowego.

Pękanie

Pękanie jest częstą wadą wyrobów z tworzyw sztucznych, a jego główną przyczyną jest odkształcenie pod wpływem naprężeń. Wyróżnia się naprężenia szczątkowe, naprężenia zewnętrzne oraz odkształcenia naprężeniowe spowodowane środowiskiem zewnętrznym.

A. Pękanie spowodowane naprężeniami szczątkowymi Naprężenia szczątkowe wynikają głównie z trzech sytuacji: przepełnienia, wyjmowania z formy i metalowych wkładek.

Podobnie jak w przypadku pęknięcia w przypadku przepełnienia, rozwiązanie może dotyczyć głównie następujących aspektów.

(1) Ponieważ strata ciśnienia w zasuwie prostej jest najmniejsza, jeśli pęknięcia powstają głównie w pobliżu zasuwy prostej, należy rozważyć zastosowanie wielopunktowych zasuw punktowych, zasuw bocznych i zasuw trzonowych.

(2) Zgodnie z założeniem, że żywica nie ulega rozkładowi i pogorszeniu, odpowiednie zwiększenie temperatury żywicy może zmniejszyć lepkość stopu, poprawić płynność i zmniejszyć ciśnienie wtrysku w celu zmniejszenia naprężeń.

(3) Ogólnie rzecz biorąc, gdy temperatura formy jest niska, łatwo jest wytworzyć naprężenia, a temperaturę należy odpowiednio zwiększyć. Jednakże, gdy prędkość wtrysku jest wysoka, nawet jeśli temperatura formy jest niższa, może to również zmniejszyć generowanie naprężeń.

(4) Długi czas wtrysku i podtrzymania również powoduje naprężenia, dlatego należy go odpowiednio skrócić albo zastosować przełączanie ciśnienia podtrzymania Th.

(5) Żywice niekrystaliczne, takie jak żywica AS, żywica ABS, żywica PMMA itp., są bardziej podatne na powstawanie naprężeń szczątkowych niż żywice krystaliczne, takie jak polietylen, poliformaldehyd itp.

Gdy forma jest uwalniana i wypychana, ze względu na małe nachylenie uwalniania, typ gumy formy i wypukłą chropowatość formy, siła wypychania jest zbyt duża, co powoduje naprężenia, a czasem nawet wypychanie pręta wokół zjawiska wybielania lub pękania. Przyczynę można ustalić, uważnie obserwując miejsce pęknięcia zamka.

B. Pękanie spowodowane naprężeniami zewnętrznymi Naprężenia zewnętrzne wynikają tu głównie z niewłaściwej konstrukcji i koncentracji naprężeń, szczególnie w ostrych narożach, które wymagają większej uwagi.

C. Pękanie spowodowane środowiskiem zewnętrznym Chemikalia, degradacja wskutek działania wody i pochłaniania wilgoci oraz nadmierne użycie materiałów z recyklingu mogą powodować pogorszenie właściwości fizycznych i pękanie.

Niedopełnienie

Główne przyczyny niedolewów są następujące: (1) Niska temperatura cylindra materiałowego, dyszy i formy

(2) Niewystarczająca ilość napełnienia

(3) Zbyt dużo resztek materiału w bębnie.

(4) Ciśnienie wtrysku jest zbyt niskie

(5) Prędkość wtrysku jest zbyt niska

(6) Rozmiar prowadnicy i bramki jest zbyt mały, liczba bramek jest niewystarczająca, pozycja bramki tnącej nie jest właściwa.

(7) Zły układ wydechowy

(8) Czas wtrysku jest zbyt krótki

(9) Zablokowanie systemu nalewania

(10) Płynność tworzywa sztucznego jest zbyt niska.

Działania naprawcze można rozpocząć głównie od następujących punktów: (1) Wydłużyć czas wtrysku, aby zbyt krótki cykl formowania nie powodował cofania się żywicy przed utwardzeniem wlewu i utrudnionego napełniania gniazda.

(2) Zwiększenie prędkości wtrysku

(3) Zwiększenie temperatury formy

(4) Zwiększenie temperatury żywicy

(5) Zwiększenie ciśnienia wtrysku

(6) Zwiększenie rozmiaru bramki. Zasadniczo wysokość bramki powinna być równa 1/2 do 1/3 grubości ścianki produktu.

(7) Ustaw bramkę na maksymalną grubość ścianki produktu.

(8) Ustaw szczelinę wylotową (średnia głębokość 0,03 mm, szerokość 3-5 mm) lub pręt wylotowy. Jest to ważniejsze w przypadku mniejszych elementów.

(9) Pozostawić pewną (około SMM) odległość buforową między ślimakiem a dyszą wtryskową.

(10) Używaj materiału o niskiej lepkości

(11) Dodać smar

Lepka forma

W procesie produkcji formowania wtryskowego, warunki przywierania formy można powiedzieć, że występują często, ten problem jest stosunkowo kłopotliwy do rozwiązania.

Gdy tak się stanie, nie tylko wymaga to dużej siły roboczej i zasobów materiałowych, aby wyjąć produkt z formy, ale także wpływa na normalną wydajność produkcji, co niezmiennie zwiększa koszty.

Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku problemu lepkiej pleśni należy przede wszystkim zastosować metodę zapobiegania z wyprzedzeniem, aby zapobiec wystąpieniu lepkiej pleśni.

Ogólna analiza przyczyn przywierania do formy (1) Słabe polerowanie. Na przykład przywieranie do przedniej części formy wynika często z lepszego wypolerowania części tylnej; podczas próby produkcyjnej detal przywiera bezpośrednio do części przedniej.

(2) Nierozsądna konstrukcja nachylenia uwalniania, teoretycznie nachylenie uwalniania przedniej formy jest większe niż tylnej formy, nachylenie uwalniania może również prowadzić do lepkiej przedniej formy produktu, jeśli zostanie odwrócona.

(3) Po otwarciu formy występuje podciśnienie, a produkt jest bezpośrednio zasysany do przedniej lub tylnej formy i nie można go normalnie uwolnić, co jest bardziej powszechne w przypadku produktów w skorupkach i pudełkach.

(4) Temperatura formy jest zbyt niska, gdy forma zaczyna działać, a siła zacisku produktu na formie jest zbyt duża.

Na podstawie przyczyn można określić skuteczne środki zapobiegające przywieraniu do formy. Główne działania profilaktyczne są następujące:

(1) Ponownie wypoleruj wewnętrzną warstwę formy, aby zapobiec lepkości formy spowodowanej problemem z polerowaniem.

(2) W przypadku produktów z bardziej lepką formą w tylnej formie należy zwiększyć nachylenie uwalniania formy, ale zależy to od przetwarzania produktu.

(3) Jeśli w przedniej formie występuje podciśnienie po otwarciu formy, przednia forma powinna zostać opróżniona, aby wyeliminować efekt podciśnienia.

(4) Jeśli struktura produktu wymaga temperatury formy, powinniśmy zwiększyć temperaturę formy, gdy rozpoczynamy próbę formy, aby zmniejszyć wpływ zbyt niskiej temperatury formy na najlepszy pakiet produktu.

Kanał skurczowy

Główne przyczyny powstawania zapadnięć są następujące: (1）Niewystarczająca ilość podanego materiału

(2) Temperatura materiału jest zbyt wysoka

(3) Różnica między grubością ścianki produktu a grubością ścianki jest zbyt duża.

(4） Czas wtrysku i utrzymywania ciśnienia jest zbyt krótki

(5） Ciśnienie wtrysku jest zbyt niskie

(6） Prędkość wtrysku jest zbyt duża

(7) Niewłaściwa pozycja bramki

Działania naprawcze można rozpocząć głównie od następujących aspektów: Przyczyna zapadnięć jest zasadniczo taka sama jak niedolewów, dlatego można je usunąć przez przepełnienie, wiąże się to jednak z ryzykiem naprężeń. W projekcie należy zachować równomierną grubość ścianek i możliwie ograniczyć grubość żeber wzmacniających, słupków wypukłych i podobnych elementów.

Krawędź przelewu

(1) Temperatura cylindra, dyszy i formy jest zbyt wysoka.

(2) Ciśnienie wtrysku jest zbyt duże, a siła zacisku zbyt mała.

(3) Dopasowanie formy nie jest ścisłe, występują zanieczyszczenia lub szablon został zdeformowany.

(4) Słaby układ wydechowy

(5) Przepływ tworzywa sztucznego jest zbyt dobry

(6) Ilość dodanego materiału jest zbyt duża.

W przypadku leczenia przelewowego należy skupić się głównie na poprawie formy

A w warunkach formowania może zacząć zmniejszać płynność. W szczególności można zastosować następujące metody.

(1) Zmniejszenie ciśnienia wtrysku

(2) Obniżenie temperatury żywicy

(3) Stosowanie materiałów o wysokiej lepkości

(4) Obniżenie temperatury formy

(5) Oszlifować powierzchnię formy, na której występuje przelew.

(6) Użyj twardszej stali do formowania

(7) Poprawa siły zacisku

(8) Dostosowanie dokładnej powierzchni klejenia formy i innych części

(9) Zwiększenie kolumny nośnej formy w celu zwiększenia sztywności.

(10) Określenie rozmiaru różnych szczelin wylotowych w zależności od różnych materiałów.

Przypalenia

W zależności od oparzeń spowodowanych różnymi warunkami mechanicznymi, pleśnią lub formowaniem, stosowane są różne rozwiązania.

(1) Przyczyny mechaniczne: na przykład nieprawidłowe warunki prowadzące do przegrzania cylindra, wskutek czego żywica rozkłada się w wysokiej temperaturze i po wtrysku powoduje przypalenia; albo zaleganie żywicy przy dyszy, gwincie ślimaka, zaworze zwrotnym i innych częściach, prowadzące do rozkładu, przebarwień i ciemnobrązowych śladów przypalenia na produkcie.

W takim przypadku rozwiązaniem powinno być wyczyszczenie dyszy, śruby i lufy.

(2) Przyczyną związaną z formą jest głównie niewystarczające odpowietrzanie.

Ten rodzaj oparzenia zwykle występuje w stałym miejscu i łatwo go odróżnić od pierwszego przypadku.

Rozwiązaniem w tym przypadku powinno być zwrócenie uwagi na takie środki, jak dodanie szczeliny wydechowej z powrotem pręta wydechowego.

(3) Jeśli chodzi o warunki formowania, przeciwciśnienie powyżej 300 MPa powoduje przegrzewanie części cylindra i przypalenia.

Gdy prędkość obrotowa śruby jest zbyt wysoka, spowoduje to również przegrzanie, zwykle w zakresie od 40 do 90 obr / min jest dobra.

W przypadku braku zbiornika wydechowego lub małego zbiornika wydechowego, wysoka prędkość wtrysku spowoduje przegrzanie gazu.

Srebrny drut

Srebrne smugi i pofalowania na powierzchni produktu wynikają głównie z następujących przyczyn: (1) Tworzywo zawiera wilgoć i substancje lotne

(2) Temperatura materiału jest zbyt wysoka lub zbyt niska.

(3) Ciśnienie wtrysku jest zbyt niskie

(4) Rozmiar prowadnicy i bramki jest zbyt duży.

(5) Wkładka nie jest wstępnie nagrzana, a temperatura jest zbyt niska.

(6) Naprężenia wewnętrzne produktu są zbyt duże.

W celu poprawy można zastosować następujące wskazówki Srebrne smugi powstają głównie wskutek pochłaniania wilgoci przez tworzywo. Materiał należy więc zwykle suszyć w temperaturze o 10 ~ 15C niższej od temperatury ugięcia cieplnego żywicy. Bardziej wymagającą serię PMMA trzeba suszyć w temperaturze około 75t) przez 4 do 6h.

Zwłaszcza w przypadku korzystania z automatycznego leja suszącego, konieczne jest wybranie rozsądnej pojemności zgodnie z cyklem formowania (objętość formowania) i czasem suszenia, a także rozpoczęcie pieczenia materiału na kilka godzin przed rozpoczęciem wtrysku.

Linie łączenia to wady powierzchniowe powstające w miejscu połączenia dwóch strumieni. Przyczyny: mogą wystąpić, gdy w wytwarzanych częściach znajdują się otwory lub wkładki, stosuje się formowanie wtryskowe z wieloma wlewami albo grubość ścianek części jest nierówna.

Zapadnięcia to zjawisko polegające na powstawaniu wklęśnięć na powierzchni części w obszarach o większej grubości ścianki.

Przyczyny: (1) Zbyt niskie ciśnienie wtrysku lub docisku (2) Zbyt krótki czas docisku lub chłodzenia (3) Zbyt wysoka temperatura stopu lub formy (4) Niewłaściwa konstrukcja części.

Ponadto zbyt długi czas stagnacji materiału w krótkim czasie również spowoduje powstanie srebrnej linii. Podczas mieszania różnych rodzajów materiałów, takich jak polistyren i żywica ABS, żywica AS, polipropylen, polistyren itp.

Linie przepływu

W procesie formowania wtryskowego, czasami możemy napotkać zjawisko falowania na powierzchni produktów wtryskowych, które często określa się jako linie przepływu.

Powstawanie linii przepływu jest głównie spowodowane napełnianiem mięsem, wysoka temperatura stopu spotyka się z niską temperaturą ścianki wnęki formy i tworzy twardą skorupę, gdy warstwa skorupy podlega działaniu siły przepływu stopu, zostanie oddzielona od powierzchni wnęki formy i spowoduje niespójne chłodzenie, a tym samym pojawienie się linii przepływu.

Główne przyczyny powstawania śladów przepływu (wzorów przepływu) (1) Słaba płynność tworzywa

(2) Niska temperatura materiału, niska temperatura formy, niska temperatura dyszy, niska prędkość wtrysku, niski stopień wypełnienia formy, niewystarczająca podaż materiału.

(3) Małe ciśnienie wtrysku, niska lokalna temperatura na bramce

(4) długi proces zalewania, mały przekrój, mały rozmiar wlotu, kręty kanał przepływu, wąska i niewłaściwa wnęka na zimny materiał, zimny materiał, dzięki czemu opór przepływu stopionego materiału, szybkie chłodzenie

(5) Cienkie ścianki, duża powierzchnia i złożony kształt części plastikowych

Rozwiązanie (1) Wybrać odpowiedni materiał o lepszej płynności

Jeśli jest to czysty materiał formy, można odpowiednio zwiększyć temperaturę przetwarzania (można również dodać trochę dyspergatora smarującego), aby poprawić płynność.

Jeśli zawiera wypełnienie, można dodać trochę środka dyspergującego smar i innych dodatków, aby poprawić płynność stopu

(2) Prawidłowo zwiększyć temperaturę formy i dyszy, wyregulować szybkość wtrysku i szybkość napełniania formy.

(3) Zwiększyć ciśnienie wtrysku i czas podtrzymania oraz ustawić grzałki na skrzyżowaniu, aby zwiększyć lokalną temperaturę skrzyżowania.

(4) Odpowiednio rozszerzyć bramę i pozostać w obszarze, zmienić lokalizację skrzyżowania, zwiększyć wnękę na zimny materiał i inne środki, aby uniknąć generowania wzorców przepływu.

Odkształcenia i deformacje

(1) Temperatura formy jest zbyt wysoka, czas chłodzenia jest niewystarczający.

(2) Różnica grubości między produktami

(3) Niewłaściwa lokalizacja bramy, liczba wyciętych bram nie jest odpowiednia.

(4) Niewłaściwa lokalizacja i nierównomierna siła

(5) Plastyczna orientacja molekularna jest zbyt duża

Wypaczenie i odkształcenie wtryskiwanych produktów jest bardzo trudnym problemem. Główny problem powinien być rozwiązany na etapie projektowania formy, podczas gdy efekt dostosowania warunków formowania jest bardzo ograniczony.

(1) Odkształcenia spowodowane naprężeniami szczątkowymi spowodowanymi warunkami formowania można wyeliminować poprzez zmniejszenie ciśnienia wtrysku, podniesienie formy i ujednolicenie temperatury formy, zwiększenie temperatury żywicy lub zastosowanie metod wyżarzania.

(2) Gdy odkształcenie naprężeniowe jest spowodowane słabym uwalnianiem formy, można je rozwiązać poprzez zwiększenie liczby lub powierzchni popychaczy i ustawienie nachylenia uwalniania formy.

(3) Jeśli metoda chłodzenia nie jest odpowiednia, przez co chłodzenie nie jest równomierne lub czas chłodzenia nie jest wystarczający, można dostosować metodę chłodzenia i wydłużyć czas chłodzenia. Na przykład, obwód chłodzenia można ustawić jak najbliżej odkształcenia.

(4) W przypadku odkształceń spowodowanych skurczem formowania, konieczna jest zmiana projektu formy. Wśród nich najważniejszą rzeczą jest zwrócenie uwagi na ujednolicenie grubości ścianki produktu.

Czasami, w ostateczności, konieczne jest skorygowanie deformacji poprzez pomiar deformacji produktu i przycięcie formy w przeciwnym kierunku.

Żywice o dużym skurczu, generalnie żywice krystaliczne (takie jak poliformaldehyd, nylon, polipropylen, polietylen i żywice PET) mają większe odkształcenia niż żywice niekrystaliczne (takie jak żywice PMMA, PVC, polistyren, żywice ABS i żywice AS).

Ponadto odkształcenie żywicy wzmocnionej włóknem szklanym jest również w dużej mierze spowodowane ułożeniem włókien.

Bąbelki

Pęcherze w wytwarzanych produktach wynikają głównie z następujących przyczyn: (1) Tworzywo nie jest wystarczająco suche i zawiera wilgoć

(2) Tworzywo sztuczne ma skład dea

(3) Prędkość wtrysku jest zbyt duża

(4) Ciśnienie wtrysku jest zbyt niskie

(5) Temperatura usterki jest zbyt niska, forma nie jest wypełniona

(6) Zły wydech formy

(7) Powietrze jest doprowadzane od strony ładowania.

(1) Gdy grubość ścianki produktu jest duża, szybkość chłodzenia jego zewnętrznej powierzchni jest szybsza niż części środkowej, dlatego w miarę chłodzenia żywica w części środkowej kurczy się i rozszerza na powierzchnię w tym samym czasie, powodując niedopełnienie części środkowej. Sytuacja ta nazywana jest pęcherzykiem próżniowym.

Główne rozwiązania są następujące: A: Rozsądny rozmiar przewężki i kanału wlewowego należy dobrać do grubości ścianki. Wysokość przewężki powinna zwykle wynosić 50%-60% grubości ścianki produktu.

B: Do momentu zamknięcia bramki należy pozostawić pewną ilość dodatkowego materiału wtryskowego.

C: Czas wtrysku powinien być nieco dłuższy niż czas uszczelnienia bramki.

D: Zmniejsz prędkość wtrysku i zwiększ ciśnienie wtrysku.

E: Należy używać materiałów o wysokiej lepkości topnienia.

(2） Pęcherzyki spowodowane wytwarzaniem lotnego gazu, rozwiązania są głównie następujące:

A: Odpowiednie suszenie wstępne

B: Zmniejsz wysoką temperaturę topnienia żywicy, aby uniknąć generowania gazu rozkładowego.

(3) Pęcherzyki spowodowane słabą płynnością można rozwiązać poprzez zwiększenie temperatury żywicy i formy oraz zwiększenie prędkości wtrysku.

Znaki stresu

Podczas wyjmowania części z tworzywa po formowaniu wtryskowym wypychanie trzpieniem często pozostawia na nich głębokie lub płytkie ślady.

Jeśli ślady te są zbyt głębokie, wystąpi tak zwane zjawisko bieli, a w poważnych przypadkach top pojawi się przez plastikowe części sytuacji znanej jako górna eksplozja.

Białe ślady naprężeń na częściach formowanych wtryskowo z tworzywa wynikają głównie z siły przywierania produktu do formy oraz nacisku wywieranego przez trzpień wypychacza w miejscu wypychania.

Szczegółowe przyczyny i metody poprawy są następujące: (1) Zbyt niska lub zbyt wysoka temperatura formy: ustawić właściwą temperaturę formy.

(2) Zbyt duża prędkość wyrzucania: zmniejszyć prędkość wyrzucania.

(3) Występuje fazowanie formy: napraw formę (polerowanie).

(4) Niewyważony wyrzut gotowego produktu (pęknięta sprężyna płyty wyrzutnika): naprawa formy (wyważenie wyrzutnika).

(5) Niewystarczająca liczba sworzni wypychacza lub niewłaściwa pozycja: zwiększ liczbę sworzni wypychacza lub zmień pozycję sworzni wypychacza.

(6) Zjawisko podciśnienia w formie podczas formowania: oczyść plamę w otworze wyrzutnika i popraw efekt wlotu powietrza.

(7) Zgrubna pozycja kości i pozycja kolumny gotowego produktu (wstecz): wypoleruj każdą pozycję kości i pozycję kolumny.

(8) Ciśnienie wtrysku lub ciśnienie utrzymywania ciśnienia jest zbyt duże: należy odpowiednio zmniejszyć ciśnienie.

(9) Nachylenie uwalniania z formy gotowego produktu jest zbyt małe: zwiększ nachylenie uwalniania z formy.

(10) Nieprawidłowy czas lub pozycja suwaka bocznego: napraw formę (spraw, aby wyciąganie rdzenia odbywało się normalnie).

(11) Obszar wyrzutnika jest zbyt mały lub prędkość wyrzutnika jest zbyt duża: zwiększ obszar wyrzutnika lub zmniejsz prędkość wyrzutnika.

(12) Prędkość wtrysku ostatniej sekcji jest zbyt duża (zadziory): zmniejsz prędkość wtrysku ostatniej sekcji.

Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.

Poproś o bezpłatną wycenę → Pełny przegląd znajdziesz w naszym Kompletnym przewodniku po formowaniu wtryskowym.