Skurcz i rozwiązania w procesie formowania wtryskowego

Skurcz i rozwiązania w procesie formowania wtryskowego

◆Linie spawalnicze i rozwiązania

◆Pęcherzyki powietrza (kawitacja) i roztwory

◆Wypaczenie (odkształcenie) i rozwiązania

Podczas formowania wtryskowegoJeśli w niektórych obszarach wnęki formy wytworzy się niewystarczające ciśnienie, grubsze obszary części z tworzywa sztucznego kurczą się wolniej, gdy stopiony materiał zaczyna się ochładzać, tworząc naprężenia rozciągające. Jeśli twardość powierzchni części jest niewystarczająca i nie następuje uzupełnienie stopu, powierzchnia części zostanie rozciągnięta pod wpływem naprężenia. Zjawisko to nazywa się skurczem, jak pokazano na rysunku 3.8.

Skurcz często występuje w obszarach, w których stop gromadzi się we wnęce formy, oraz w-grubościennych obszarach części, takich jak połączenia między żebrami wzmacniającymi, filarami wsporczymi i powierzchnią części.

Skurcz na powierzchni części formowanych wtryskowo nie tylko wpływa na ich wygląd, ale także zmniejsza ich wytrzymałość. Skurcz jest ściśle powiązany z rodzajem użytego tworzywa sztucznego, procesem formowania wtryskowego oraz strukturą części i formy.

Rysunek 3-8 Zjawisko skurczu produktów

Surowce z tworzyw sztucznych:

Różne tworzywa sztuczne mają różne współczynniki skurczu. Ogólnie rzecz biorąc, surowcami podatnymi na skurcz są głównie tworzywa sztuczne krystaliczne (takie jak nylon, polipropylen itp.). Podczas procesu formowania wtryskowego, gdy krystaliczne tworzywa sztuczne są podgrzewane i stają się płynne, cząsteczki układają się losowo. Po wtryśnięciu do chłodniejszej wnęki formy cząsteczki tworzywa sztucznego stopniowo ułożą się starannie i utworzą kryształy, co spowoduje duży skurcz objętościowy. Jego rozmiar jest mniejszy niż określony zakres, czyli-tzw. „skurcz”.

Proces formowania wtryskowego:

Podczas formowania wtryskowego może wystąpić skurcz ze względu na niewystarczające ciśnienie docisku, małą prędkość wtrysku, niską temperaturę formy lub materiału lub niewystarczający czas trzymania.

Dlatego przy ustalaniu parametrów procesu wtryskiwania istotne jest sprawdzenie, czy warunki wtryskiwania są prawidłowe i czy docisk jest wystarczający, aby zapobiec skurczowi. Ogólnie rzecz biorąc, wydłużenie czasu przetrzymywania zapewnia produktowi wystarczającą ilość czasu na ochłodzenie i uzupełnienie stopu.

Części z tworzyw sztucznych i konstrukcja formy

Podstawową przyczyną skurczu jest nierówna grubość ścianek wyrobów z tworzyw sztucznych. Typowym przykładem jest bardzo prawdopodobne wystąpienie skurczu na powierzchniach żeber wzmacniających i filarów wsporczych. Ponadto konstrukcja prowadnicy formy, rozmiar bramy i efekt chłodzenia również znacząco wpływają na produkt. Ponieważ tworzywa sztuczne mają niską zdolność przenoszenia ciepła, chłodzenie jest wolniejsze w miarę oddalania się od ściany wnęki. Dlatego w tym miejscu wnękę powinna wypełnić wystarczająca ilość stopu. Wymaga to, aby śruba wtryskarki zapobiegała przepływowi wstecznemu i obniżeniu ciśnienia podczas wtryskiwania lub trzymania. Ponadto, jeśli prowadnica formy jest zbyt wąska, zbyt długa lub brama jest zbyt mała, a chłodzenie jest zbyt szybkie, pół-zestalony stop zablokuje prowadnicę lub bramę, powodując spadek ciśnienia we wnęce i prowadząc do skurczu produktu.

W rzeczywistości różne tworzywa sztuczne mają różne współczynniki skurczu. Tabela 3-2 pokazuje współczynnik skurczu typowych tworzyw sztucznych.

Tabela 3-2 Stopień skurczu popularnych tworzyw sztucznych:

Przyczyny i rozwiązania skurczu przedstawiono w tabeli 3-3:

Wpadki i rozwiązania

Po wyjęciu produktu z formy nastąpił miejscowy wzrost objętości i ekspansji w określonych miejscach, jak pokazano na rysunku 3-9.

Pęcherzyki w częściach plastikowych powstają, ponieważ niecałkowicie schłodzony i stwardniały plastik uwalnia gaz pod ciśnieniem wewnętrznym, powodując rozszerzanie się części. Aby naprawić tę wadę, można podjąć następujące środki:

① Skuteczne chłodzenie. Metody obejmują obniżenie temperatury formy, wydłużenie czasu otwarcia formy oraz obniżenie temperatury suszenia i plastyfikacji tworzywa sztucznego.

② Zmniejszenie prędkości napełniania formy, skrócenie cyklu formowania i zmniejszenie oporów przepływu.

③ Zwiększenie ciśnienia trzymania i wydłużenie czasu trzymania.

④ Poprawa struktury części w celu uniknięcia zlokalizowanych obszarów o nadmiernej grubości lub znacznych różnicach w grubości.

③ Jeśli chodzi o projekt konstrukcji części: zmniejsz niespójności grubości i zapewnij w miarę możliwości jednolitą grubość ścianki; unikać ostrych narożników, aby zapobiec uwięzieniu powietrza.

Jeśli chodzi o projekt formy: dodać kanały odpowietrzające w końcowym punkcie napełniania stopionym materiałem; przeprojektowanie systemu wlewów i prowadnic; upewnić się, że otwory wentylacyjne są wystarczająco duże, aby zapewnić wystarczającą ilość czasu i miejsca na ucieczkę gazu.

Warunki procesu: Zmniejszyć końcową prędkość wtrysku; ustawić rozsądną temperaturę formy i wydłużyć czas otwarcia formy; zoptymalizować ciśnienie wtrysku i ciśnienie docisku; zmniejszyć wycofywanie ślimaka, aby zapobiec zasysaniu powietrza podczas wycofywania i przenoszeniu do następnego cyklu formy, oraz obniżyć temperaturę materiału.

Skurcz (pęcherzyk próżniowy) i jego rozwiązania

Wgłębienia skurczowe, znane również jako pęcherzyki próżniowe lub puste przestrzenie, zwykle pojawiają się w obszarach części z tworzyw sztucznych, w których gromadzą się duże ilości stopionego materiału. Są one spowodowane niewystarczającym uzupełnieniem stopu podczas chłodzenia i skurczu. Jak pokazano na rysunku 3-10, wgłębienia skurczowe często występują w grubościennych obszarach części z tworzyw sztucznych, np. w miejscu przecięcia żeber wzmacniających lub filarów nośnych z powierzchnią części.

Rysunek 3-10 Wgłębienia skurczowe pojawiające się na części z tworzywa sztucznego

Wnęki skurczowe w częściach z tworzyw sztucznych powstają, ponieważ gdy stopiony materiał stwardnieje, objętość kurczy się wolniej w grubszych obszarach, tworząc naprężenia rozciągające. Jeśli twardość powierzchni części jest niewystarczająca i nie ma stopu, który mógłby ją uzupełnić, wewnątrz utworzą się puste przestrzenie. Przyczyna wnęk skurczowych jest podobna do przyczyny skurczu (lub kawitacji), z tą różnicą, że skurcz powoduje wgłębienia powierzchniowe, podczas gdy wnęki skurczowe tworzą wewnętrzne puste przestrzenie. Wnęki skurczowe zwykle występują w obszarach-o grubych ścianach i są związane głównie z szybkością chłodzenia formy. Różne szybkości chłodzenia stopionego materiału w formie powodują różny stopień skurczu w różnych miejscach. Jeśli temperatura formy jest zbyt niska, powierzchnia stopu szybko się ochładza, ciągnąc gorętszy stop z grubszych ścianek w kierunku otaczających powierzchni, co prowadzi do powstawania wnęk skurczowych.

Wnęki skurczowe w częściach z tworzyw sztucznych mogą wpływać na ich wytrzymałość i właściwości mechaniczne. Jeśli część jest przezroczysta, wgłębienia skurczowe mogą również wpływać na jej wygląd. Kluczem do poprawy wnęk skurczowych jest kontrolowanie temperatury formy.

Przyczyny i rozwiązania ubytków skurczowych przedstawiono w tabeli 3-4:

Wypływki krawędziowe (zadziory, skrawki) i rozwiązania

Kiedy stopione tworzywo sztuczne jest wytłaczane z powierzchni podziału formy i odrywa się od krawędzi gotowego produktu, zjawisko to nazywa się wypływką, znaną również jako zadzior, lub po prostu wypływką, jak pokazano na rysunkach 3-11.

Rysunek 3-11 przedstawia zjawisko przelewania się części z tworzywa sztucznego.

Wypływka stanowi poważny problem jakościowy przy formowaniu wtryskowym. Jeśli wypływka oderwie się i przylgnie do powierzchni podziału formy i nie zostanie oczyszczona na czas, późniejsze zablokowanie formy poważnie uszkodzi powierzchnię podziału, prowadząc do powstania nowej wypływki. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na występowanie wypływek podczas procesu formowania wtryskowego.

Istnieje wiele przyczyn powstawania wypływek podczas formowania wtryskowego, takich jak nadmierne ciśnienie wtrysku, zbyt duża prędkość-wtrysku, niewystarczająca siła zwarcia, zużycie otworów na kołki wypychające lub bloki ślizgowe, nierówne powierzchnie podziału formy (ze szczelinami) oraz tworzywa sztuczne o zbyt niskiej lepkości (takie jak nylon).

Tabela 3-5 Przyczyny i rozwiązania przepełnienia: