Дефекты литья под давлением и способы их устранения

В этой статье мы анализируем причины распространённых дефектов пластиковых литых деталей с учётом технологии формования и предлагаем способы устранения дефектов в процессах литья под давлением.

Взлом

Растрескивание — распространённый дефект пластиковых изделий, основной причиной которого является деформация под действием напряжений. Различают остаточные и внешние напряжения, а также деформацию под воздействием внешней среды.

A. Растрескивание из-за остаточных напряжений Остаточные напряжения возникают главным образом в трёх случаях: при переполнении, извлечении из формы и наличии металлических вставок.

Как и в случае с трещинами при переполнении, решение может заключаться в следующих аспектах.

(1) Поскольку потери давления в прямом затворе наименьшие, если трещины образуются в основном вблизи прямого затвора, рассмотрите возможность использования многоточечных распределительных точечных затворов, боковых затворов и затворов на хвостовике.

(2) При условии, что смола не будет разлагаться и разрушаться, правильное повышение температуры смолы может снизить вязкость расплава, улучшить текучесть и снизить давление впрыска для уменьшения напряжения.

(3) Как правило, при низкой температуре пресс-формы легко возникает напряжение, поэтому температуру следует увеличить соответствующим образом. Однако при высокой скорости впрыска, даже если температура пресс-формы ниже, это также может уменьшить образование напряжения.

(4) Длительные впрыск и выдержка также создают напряжения, поэтому их следует соответственно сократить или переключать давление выдержки по времени Th.

(5) При использовании некристаллических смол, таких как смола AS, смола ABS, смола PMMA и т.д., вероятность возникновения остаточного напряжения выше, чем при использовании кристаллических смол, таких как полиэтилен, полиформальдегид и т.д., и на это следует обратить внимание.

Когда пресс-форма освобождается и выталкивается, из-за небольшого уклона, типа резины пресс-формы и выпуклой шероховатости пресс-формы, сила выталкивания слишком велика, что приводит к напряжению, а иногда и к выталкиванию стержня вокруг явления побеления или разрыва. Причину можно определить, внимательно наблюдая за местом растрескивания замка.

B. Растрескивание из-за внешних напряжений Внешнее напряжение здесь возникает главным образом из-за нерациональной конструкции и концентрации напряжений; особого внимания требуют острые углы.

C. Растрескивание под воздействием внешней среды Химические вещества, разрушение водой вследствие влагопоглощения и чрезмерное использование вторичного сырья могут ухудшить физические свойства материала и вызвать трещины.

Неполная подача документов

Основные причины недолива: (1) Низкая температура цилиндра, сопла и пресс-формы

(2) Недостаточное количество наполнителя

(3) Слишком много остатков материала в бочке

(4) Давление впрыска слишком мало

(5) Слишком низкая скорость впрыска

(6) Размер бегунка и затвора слишком мал, количество затворов недостаточно, положение режущего затвора неправильное

(7) Плохая вытяжка из полости

(8) Слишком короткое время впрыска

(9) Блокировка системы налива

(10) Слишком плохая текучесть пластика

Основные меры улучшения: (1) Увеличить время впрыска, чтобы слишком короткий цикл не вызывал обратного течения смолы до застывания литника и не затруднял заполнение полости.

(2) Увеличьте скорость впрыска

(3) Повышение температуры пресс-формы

(4) Увеличьте температуру смолы

(5) Увеличьте давление впрыска

(6) Увеличьте размер ворот. Как правило, высота ворот должна составлять от 1/2 до 1/3 толщины стенки изделия.

(7) Установите затвор на максимальную толщину стенки изделия

(8) Установите вытяжную щель (средняя глубина 0,03 мм, ширина 3~5 мм) или вытяжной стержень. Это более важно для небольших заготовок.

(9) Оставьте определенное (около SMM) буферное расстояние между шнеком и инжекционным соплом

(10) Используйте материал с низкой вязкостью

(11) Добавьте смазку

Липкая плесень

В процессе литья под давлением прилипание к форме встречается часто, и решить эту проблему относительно сложно.

Когда это происходит, требуется не только много рабочей силы и материальных ресурсов, чтобы извлечь изделие из формы, но и нарушается нормальная эффективность производства, что неизменно приводит к увеличению стоимости.

Как правило, для решения проблемы с липкой плесенью необходимо заранее принять меры профилактики, чтобы предотвратить появление липкой плесени.

Анализ распространённых причин прилипания к пресс-форме (1) Недостаточная полировка. Например, деталь часто прилипает к передней половине формы, если задняя половина отполирована лучше передней: при пробном и серийном литье изделие остаётся непосредственно в передней половине.

(2) Необоснованная конструкция разделительного уклона, теоретически разделительный уклон передней формы больше, чем задней формы, разделительный уклон также может привести к тому, что продукт липнет к передней форме, если поставить ее в обратном направлении.

(3) Когда пресс-форма открывается, возникает вакуум, и продукт непосредственно засасывается в переднюю или заднюю пресс-форму и не может быть нормально выпущен, что более характерно для оболочковых и коробчатых изделий.

(4) Температура пресс-формы слишком низкая, когда пресс-форма начинает работать, а сила зажима изделия на пресс-форме слишком велика.

Исходя из этих причин можно определить эффективные меры профилактики прилипания к пресс-форме; основные из них перечислены ниже:

(1) Заново отполируйте внутреннюю пленку формы, чтобы предотвратить залипание формы, вызванное проблемой полировки.

(2) Для продуктов с более липкой формой в задней части формы, увеличьте наклон выпуска формы, но это зависит от обработки продукта.

(3) Если в передней пресс-форме при открытии пресс-формы возникает вакуум, то переднюю пресс-форму следует вытянуть, чтобы устранить эффект вакуума.

(4) Если структура продукта требует температуры пресс-формы, мы должны увеличить температуру пресс-формы, когда мы начинаем испытания пресс-формы, чтобы уменьшить влияние слишком низкой температуры пресс-формы в начале на наилучшие усилия по упаковке продукта.

Усадочная яма

Основные причины образования усадочных раковин на изделии: (1) Недостаточный объём подаваемого материала

(2) Слишком высокая температура материала

(3) Разница между толщиной стенки изделия и толщиной стенки слишком велика

(4) Слишком короткое время впрыска и удержания давления

(5) Давление впрыска слишком мало

(6) Слишком высокая скорость впрыска

(7）Неправильное положение ворот

Основные меры улучшения: Причины усадочных раковин аналогичны причинам недолива. В принципе проблему можно устранить переполнением, но оно создаёт риск напряжений. При проектировании следует обеспечивать равномерную толщину стенок и по возможности уменьшать толщину рёбер жёсткости, бобышек и подобных участков.

Край переполнения

(1) Слишком высокая температура ствола, сопла и пресс-формы

(2) Давление впрыска слишком велико, сила зажима слишком мала

(3) Неплотное прилегание формы, наличие мусора или деформация шаблона

(4) Плохая вытяжка из полости

(5) Пластичный поток слишком хорош

(6) Количество добавляемого материала слишком велико

При очистке со стороны перелива основное внимание должно быть уделено улучшению формы

А в условиях формовки можно приступить к снижению ликвидуса. В частности, могут быть использованы следующие методы.

(1) Уменьшите давление впрыска

(2) Уменьшите температуру смолы

(3) Использование материалов с высокой вязкостью

(4) Понижение температуры пресс-формы

(5) Отшлифуйте поверхность формы в месте перелива

(6) Используйте более твердую формовочную сталь

(7) Улучшение силы зажима

(8) Точно отрегулируйте поверхность склеивания пресс-формы и других деталей

(9) Увеличьте опорную колонну пресс-формы для увеличения жесткости

(10) Определите размер различных выхлопных отверстий в соответствии с различными материалами

Бернс

В зависимости от ожогов, вызванных различными механическими, формовочными или формовочными условиями, принимаются различные решения.

(1) Механические причины. Например, из-за неисправности цилиндр перегревается, смола разлагается при высокой температуре и после впрыска оставляет на изделии следы подгорания. Смола также может застаиваться в сопле, резьбе шнека, обратном клапане и других деталях, разлагаться и менять цвет, образуя на изделии тёмно-коричневые подпалины.

В этом случае необходимо очистить сопло, шнек и ствол.

(2) Причина, связанная с пресс-формой, — главным образом недостаточное газоотведение.

Этот вид ожога обычно возникает в неподвижном месте и легко отличим от первого случая.

Решением в этом случае должны стать такие меры, как добавление в вытяжную щель задней вытяжной штанги.

(3) Что касается условий формования, противодавление выше 300 MPa вызывает перегрев части цилиндра и подгорание материала.

Если скорость вращения шнека слишком высока, это также приведет к перегреву, как правило, в диапазоне от 40 до 90 об/мин является хорошей.

При отсутствии выпускного бака или малом выпускном баке высокая скорость впрыска приведет к перегреву и сгоранию газа.

Серебряная проволока

Серебристые полосы и рябь на поверхности изделия возникают главным образом по следующим причинам: (1) Пластик содержит влагу и летучие вещества

(2) Слишком высокая или слишком низкая температура материала

(3) Давление впрыска слишком мало

(4) Размер бегунка и ворот слишком велик

(5) Вставка не была предварительно нагрета и температура слишком низкая

(6) Внутренние напряжения в изделии слишком велики

Для устранения дефекта можно руководствоваться следующими рекомендациями Серебристые полосы возникают главным образом из-за поглощения влаги пластиком. Поэтому материал обычно следует сушить при температуре на 10 ~ 15C ниже температуры тепловой деформации смолы. Более требовательные материалы серии PMMA необходимо сушить примерно при 75t) в течение 4–6h.

Особенно при использовании автоматического сушильного бункера необходимо выбрать разумную емкость в соответствии с циклом формования (объемом пресс-формы) и временем сушки, а также начать запекать материал за несколько часов до начала впрыска.

Линии спая — это поверхностный дефект, возникающий в месте соединения двух потоков. Причины: линии спая могут образовываться при наличии в детали отверстий или вставок, при многолитниковом впрыске либо при неравномерной толщине стенок.

Усадочные впадины — это углубления на поверхности детали в местах утолщения стенки.

Причины: (1) Слишком низкое давление впрыска или выдержки (2) Слишком короткое время выдержки или охлаждения (3) Слишком высокая температура расплава или пресс-формы (4) Неправильная конструкция детали.

Кроме того, слишком долгое время застоя материала в кратковременном режиме также приведет к образованию серебристой линии. При смешивании различных видов материалов, таких как полистирол и смола ABS, смола AS, полипропилен, полистирол и т. д., смешивать их не рекомендуется.

Линии потока

В процессе литья под давлением на поверхности изделий иногда могут появляться волнистые следы, которые часто называют линиями течения.

Образование линий течения в основном связано с мясной начинкой, высокая температура расплава встречается с низкой температурой стенок полости формы и образует твердую оболочку, когда слой оболочки подвергается действию силы потока расплава, он будет отделен от поверхности полости формы и вызовет непоследовательное охлаждение, таким образом, появятся линии течения.

Основные причины образования следов течения (рисунка потока) (1) Низкая текучесть пластика

(2) Низкая температура материала, низкая температура пресс-формы, низкая температура сопла, низкая скорость впрыска, низкая скорость заполнения пресс-формы, недостаточная подача материала

(3) Малое давление впрыска, низкая локальная температура на затворе

(4) длинный процесс системы заливки, небольшое поперечное сечение, небольшой размер входного отверстия, извилистый канал потока, узкая и неправильная полость холодного материала, есть холодный материал, так что сопротивление потока расплавленного материала, охлаждение быстрое

(5) Тонкие стенки, большая площадь и сложная форма пластиковых деталей

Решение (1) Выбрать материал с более высокой текучестью

Если это чистый материал для пресс-форм, можно соответствующим образом повысить температуру обработки (также можно добавить немного смазывающего диспергатора) для улучшения текучести

Если он содержит наполнитель, можно добавить немного смазочного диспергатора и других добавок для улучшения текучести расплава

(2) Правильно увеличьте температуру пресс-формы и сопла, отрегулируйте скорость впрыска и скорость заполнения пресс-формы

(3) Увеличьте давление впрыска и время выдержки, а также установите нагреватели на перекрестке, чтобы повысить местную температуру на перекрестке

(4) Соответствующее расширение ворот и пребывание в зоне, изменение местоположения перекрестка, увеличение полости для холодного материала и другие меры, чтобы избежать образования потоков

Коробление и деформация

(1) Слишком высокая температура пресс-формы, недостаточное время охлаждения

(2) Разница в толщине между продуктами

(3) Неправильное расположение ворот, количество срезанных ворот не соответствует действительности

(4) Неправильное расположение и неравномерное усилие

(5) Пластичная молекулярная ориентация слишком велика

Коробление и деформация инжекционных изделий - очень сложная проблема. Основная проблема должна быть решена на основе конструкции пресс-формы, в то время как влияние регулировки условий формования очень ограничено.

(1) Деформация, вызванная остаточным напряжением, обусловленным условиями формования, может быть устранена путем снижения давления впрыска, поднятия формы и обеспечения равномерной температуры формы, повышения температуры смолы или использования методов отжига.

(2) Если деформация напряжения вызвана плохим освобождением формы, ее можно устранить, увеличив количество или площадь толкателей и установив угол наклона освобождения формы.

(3) Если метод охлаждения не подходит, так что охлаждение происходит неравномерно или время охлаждения недостаточно, метод охлаждения может быть скорректирован, а время охлаждения может быть увеличено. Например, контур охлаждения может быть установлен как можно ближе к месту деформации.

(4) Для устранения деформации, вызванной усадкой пресс-формы, необходимо внести изменения в ее конструкцию. Среди них самое важное - обратить внимание на то, чтобы толщина стенок изделия была постоянной.

Иногда, в крайнем случае, необходимо исправить деформацию, измерив деформацию изделия и обрезав форму в противоположном направлении.

Смолы с большой усадкой, как правило, кристаллические (такие как полиформальдегид, нейлон, полипропилен, полиэтилен и ПЭТ), имеют большую деформацию, чем некристаллические (такие как ПММА, ПВХ, полистирол, АБС и АС).

Кроме того, деформация смолы, армированной стекловолокном, во многом обусловлена выравниванием волокон.

Пузырьки

Пузырьки в изготовленных изделиях возникают главным образом по следующим причинам: (1) Пластик недостаточно высушен и содержит влагу

(2) Пластик имеет деа-композицию

(3) Слишком высокая скорость впрыска

(4) Давление впрыска слишком мало

(5) Слишком низкая температура, форма не заполняется

(6) Плохая вытяжка из пресс-формы

(7) Воздух подается с загрузочной стороны

(1) При большой толщине стенки изделия скорость охлаждения его внешней поверхности выше, чем скорость охлаждения центральной части, поэтому при охлаждении смола в центральной части сжимается и одновременно расширяется к поверхности, в результате чего центральная часть оказывается недозаполненной. Такая ситуация называется вакуумным пузырем.

Основные решения: A: Определить рациональные размеры впускного и главного литников с учётом толщины стенки. Обычно высота впускного литника должна составлять 50%–60% толщины стенки изделия.

B: Пока ворота не закрыты, оставьте определенное количество дополнительного материала для инъекций.

C: Время впрыска должно быть немного больше, чем время герметизации затвора.

D: Уменьшите скорость впрыска и увеличьте давление впрыска.

E: Используйте материалы с высокой степенью вязкости расплава.

(2) Пузырьки, вызванные образованием летучего газа, решаются в основном следующим образом:

A: Достаточная предварительная сушка

B: Уменьшите высокую температуру расплава смолы, чтобы избежать образования газа разложения.

(3) Пузырьки, вызванные плохой текучестью, можно устранить путем повышения температуры смолы и формы и увеличения скорости впрыска.

Знаки стресса

При извлечении деталей после литья под давлением толкатели часто оставляют на пластике глубокие или неглубокие следы.

Если эти следы будут слишком глубокими, возникнет так называемый белый феномен, а в серьезных случаях верх будет проступать через пластиковые части, что называется взрывом верха.

Белые следы напряжения на пластиковых деталях, полученных литьём под давлением, возникают главным образом из-за усилия прилипания изделия к форме и воздействия толкателя на пластик в точке выталкивания.

Конкретные причины и способы устранения: (1) Слишком низкая или слишком высокая температура пресс-формы: установите подходящую температуру.

(2) Слишком высокая скорость выброса: уменьшите скорость выброса.

(3) На пресс-форме снята фаска: отремонтируйте пресс-форму (полировка).

(4) Несбалансированное выталкивание готового продукта (сломанная пружина выталкивающей пластины): отремонтируйте пресс-форму (сделайте выталкиватель сбалансированным).

(5) Недостаточное количество выталкивающих штифтов или их неправильное положение: увеличьте количество выталкивающих штифтов или измените их положение.

(6) Явление вакуума в пресс-форме во время формовки: очистите пятно в отверстии выталкивателя и улучшите эффект впуска воздуха.

(7) Грубое положение костей и положение столбиков готового изделия (назад): отполируйте каждое положение костей и положение столбиков.

(8) Слишком большое давление впрыска или давление удержания: уменьшите давление соответствующим образом.

(9) Слишком малый уклон выпуска готового изделия: увеличьте уклон выпуска формы.

(10) Неправильное время или положение бокового ползуна: отремонтируйте пресс-форму (чтобы извлечение ядра происходило нормально).

(11) Слишком маленькая площадь выталкивания или слишком высокая скорость выталкивания: увеличьте площадь выталкивания или уменьшите скорость выталкивания.

(12) Слишком высокая скорость впрыска последней секции (заусенец): уменьшите скорость впрыска последней секции.

Получите конкурентную цену, рекомендации DFM и график производства от инженерной команды ZetarMold.

Запросить бесплатное предложение → Полный обзор приведён в нашем Полном руководстве по литью под давлением.