Vady vstřikování se výrobcům výlisků děje neustále; je to jako jejich každodenní práce. Vstřikování je kritický výrobní proces, který se využívá k přesné a rychlé výrobě plastových dílů. Mohou se však vyskytnout nedokonalosti, které zhoršují jejich vzhled a ohrožují funkčnost výsledku. Přesto se tento článek zaměřuje na principy vstřikování, vysvětluje obecné a povrchové vady, hodnotí jejich možné příčiny a nabízí řešení a doporučení ke zlepšení výsledků vstřikování.
Co je vstřikování plastů?
Vstřikování proces, který pomáhá vyrábět díly vstřikováním roztaveného materiálu do formy a zabalením dílu pod tlakem. Materiál se původně smrští a po vychladnutí se změní na tuhý s tvarem formy. Je hojně využíván napříč automobilovým průmyslem, výrobou spotřebního zboží a zdravotnických přístrojů díky výhodám, které tato technika nabízí při výrobě složitých a přesných součástí za nižší cenu.
Mezi klíčové součásti procesu vstřikování patří:
1. Vstřikovací materiály
Materiály používané při vstřikování jsou pečlivě vybírány na základě požadavků na konečný výrobek. Nejčastěji používanými materiály jsou termoplasty díky jejich univerzálnosti a schopnosti opakovaně se tavit a tuhnout bez výrazné degradace. Mezi hlavní termoplasty patří:
- Polypropylen (PP): PP je známý svou pružností, chemickou odolností a nízkou hmotností a je široce používán v automobilovém průmyslu, při výrobě obalů a zboží pro domácnost.
- Akrylonitrilbutadienstyren (ABS): ABS má vynikající odolnost proti nárazu, tuhost a hladký povrch, takže je ideální pro spotřební elektroniku, interiéry automobilů a hračky.
- Polyethylen (PE): PE je ceněn pro svou houževnatost, odolnost proti vlhkosti a nízkou cenu, takže je oblíbenou volbou pro nádoby na potraviny, potrubí a průmyslové komponenty.
Každý materiál má jedinečné vlastnosti a jeho výběr závisí na mechanických, tepelných a chemických požadavcích výrobku. Výše je uvedeno pouze několik materiálů pro vstřikování plastů; můžete navštívit stránky vstřikovací materiály se dozvíte o dalších typech plastových materiálů.
2. Vstřikovací forma na plasty
Na stránkách plastové vstřikovací formy je přesně opracovaný nástroj určený k vytvarování požadovaného tvaru plastového dílu. Skládá se z:
- Dutiny: Tvaruje vnější část plastového dílu.
- Jádro: Tvoří vnitřní prvky, žebra, hlavice atd.
- Základna formy: Základna formy slouží k uložení dutiny, jádra, posuvníků, zvedáků, vyhazovačů, vodicích systémů, ostřiva a mnoha dalších součástí.
Konstrukce formy je přizpůsobena geometrii výrobku a zahrnuje prvky, jako jsou chladicí kanály, vyhazovací systémy a vtoky, které zajišťují efektivní výrobu. Správná konstrukce formy zajišťuje rozměrovou přesnost a minimalizuje vady, jako jsou deformace nebo propadliny.
3. Vstřikovací lis
Vstřikovací stroj slouží k upevnění plastové vstřikovací formy, která hraje rozhodující roli v procesu vstřikování a skládá se z:
- Vstřikovací jednotka: Taví a vstřikuje roztavený plast do dutiny formy pod vysokým tlakem.
- Upínací jednotka: Během vstřikování drží poloviny formy pohromadě a otevírá je pro vyhození dílu.
- Řídicí systém: Reguluje parametry, jako je teplota, tlak a rychlost vstřikování, aby byla zajištěna stálá kvalita dílů.
Tyto komponenty společně tvoří základ vstřikovacího procesu a umožňují efektivní výrobu přesných dílů pro různá průmyslová odvětví.
Běžné vady vstřikování
Pro daný výrobní proces je typických několik běžných vad vstřikování, které mohou ovlivnit kvalitu, vzhled a použitelnost výlisků. Tyto problémy mají původ v problémech s materiálem, nedostatečném řízení stroje a/nebo konfiguraci formy. Níže jsou podrobně vysvětleny běžné vady vstřikování a řešení problémů:
1. Krátký výstřelvada výlisku
Vady při vstřikování s krátkým výstřikem vznikají, když roztavený plast neproudí optimálně v dutině formy, což má za následek výrobu kratších dílů. S touto vadou souvisí nízký přísun materiálu, nízký vstřikovací tlak nebo úzké kanály, které brání proudění plastu do formy.
Typické řešení problémů zahrnuje zvýšení vstřikovacího tlaku, kontrolu průduchů formy nebo odstranění překážek v průtokovém systému.
2. Značky dřezu vady výlisků
Stopy po propadnutí u vstřikovaných dílů jsou obvykle malé konkávní prohlubně na povrchu, které se často vyskytují v místech se silnějšími stěnami. Tento jev mohou způsobovat různé faktory. Mezi ně může patřit rozdílná rychlost chlazení, nízká uzavírací síla nebo obrovská tloušťka materiálu.
Řešení problémů: Výrobci mohou snížit množství propadů díky kontrole doby chlazení, tlaku v balení a vytvoření forem se stejnou tloušťkou stěny. Tím se sníží výskyt propadlin, které jsou způsobeny špatným chlazením a smršťováním.
3. Flash vady výlisků
Problémy s otřepy se u vstřikovaných dílů projevují tím, že se vedle dělící čáry nebo jiného otvoru ve formě tvoří tenké, nežádoucí vrstvy plastu. Příčinou bývá vysoká úroveň vstřikovacího tlaku, nesprávné umístění formy, špatné uložení formy nebo opotřebení dílů formy.
Řešení problémů zahrnuje snížení vstřikovacího tlaku, správné umístění nebo vyrovnání polovin formy a případnou výměnu opotřebovaných součástí formy.
4. Deformace vady při vstřikování
Když vyrobí výrobek, ukáže se, že má jinou formu, než je požadováno, pak se to označuje jako deformace. Tato vada je obvykle způsobena tepelným zpracováním, kalením, smršťováním kovu nebo změnami tloušťky stěny. Výrobci pak mohou bez obav zpomalit rychlost ochlazování těchto součástí, upravit formu tak, aby stěny byly co nejpevnější a nejrovnoměrnější, a zvolit materiály, které se smršťují pomaleji.
5. Svařovací linky vady výlisků
Svarové čáry jsou hranice nebo okraje dvou spojovaných dílů, kde se dvě natavené plastové vrstvy dobře nespojují. Obvykle jsou způsobeny nízkou teplotou taveniny, pomalou rychlostí vstřikování a špatným umístěním vrat ve formě. Řešení popsaného problému zahrnuje zvýšení teploty taveniny a rychlosti vstřikování, změnu umístění vtoků a lepší konstrukci toku formy.
6. Stopy po popáleninách vady výlisků
Stopy karbonizace jsou černé nebo hnědé skvrny na vnějším povrchu dílu. Vznikají v důsledku zachyceného vzduchu nebo plynů ve výlisku, který se přehřívá v důsledku nedostatečného odvzdušnění nebo v důsledku nadměrné rychlosti vstřikování. Díky lepšímu odvzdušnění formy, nízké rychlosti vstřikování a kontrole, zda nedochází k ucpání formy, je možné odstranit stopy po spálení.
7. Prázdné prostory vady výlisků
Prázdnota jsou malé čisté uzavřené kapsy vzduchu zachycené uvnitř finálního dílu, který je vytvarován. Obvykle jsou způsobeny nízkým balicím tlakem, rychlým ochlazením nebo smrštěním obrobku. Pokud jde o dutiny, výrobci mohou zvýšit balicí tlak a teplotu chlazení a zkontrolovat, zda materiál rovnoměrně vyplňuje dutinu formy.
8. Tryskání vady výlisků
Tryskání je vada linie svaru, při níž se v důsledku částečného ochlazení roztaveného plastu při vstřikování vysokou rychlostí vytvoří na dílu hadovitý vzor. Jsou důsledkem vysoké rychlosti vstřikování nebo nízké teploty taveniny. Mezi techniky zmírnění patří zpomalení rychlosti vstřikování, zvýšení teploty taveniny a vytvoření lepších bran s plynulým tokem.
9. Bubliny vady při vstřikování
Bubliny jsou místa ve výlisku, kde je zachycen vzduch nebo plyn a která jsou obvykle čirá nebo zakalená. Ty vznikají v důsledku nedostatečného vysušení materiálu, přílišné vlhkosti nebo hořlavých látek v obsahu materiálu. Opatření sahají od řádného vysušení všech materiálů před zpracováním až po lepší odvětrání dutiny formy.
10. Zábleskové značky uvnitř otvorů
Vznikají záblesky, které se objevují uvnitř otvorů nebo ve vnitřní struktuře dílu v podobě tenkých vrstev přebytečného polymerního materiálu. Tato vada se nejčastěji vyskytuje při vysokém vstřikovacím tlaku a nebo při špatně opotřebovaných formách. Prevence: Zavedení opatření ke snížení tlaku ve vstřikovacích systémech a průběžné čištění povrchů forem a zajištění správného seřízení forem.
Vady povrchu vstřikovacích forem
Ačkoli vady pozorované na povrchu vstřikovaného dílu souvisejí především se vzhledem, mají také funkční důsledky. Mezi běžné problémy patří:
1. Průtočná potrubí
Nedostatek kontinuity v přechodech tloušťky stěny nebo nízké teploty taveniny způsobují takové rysy, jako jsou pruhy nebo vzory na povrchu nespojitých výstupků. Nejlepším přístupem k odstranění průtočných čar je dosažení nebo dosažení co nejlepší konzistence konstrukce a účinná kontrola teplot taveniny. Dalším faktorem je zdokonalení konstrukce formy, která snižuje postupné kroky tloušťky stěny. Může tak pomoci problém vyřešit.
2. Stříbrné pruhy
Tyto kovové vzory nebo čáry viditelné na tkanině vznikají v důsledku vlhkosti nebo vysoké teploty při zpracování. Doporučuje se zajistit, aby byla pryskyřice před formováním suchá, a také pečlivě sledovat teplotu, aby se vyloučila tvorba pruhů těkavými složkami. Je také nutné sledovat podmínky skladovaných materiálů, aby byla pryskyřice udržována na správné kvalitativní úrovni.
3. Blistering
Katalyzátory nebo zachycená vlhkost a plyny vytvářejí na povrchu bubliny, často v důsledku vysokých teplot formy. Abychom se této vady zbavili, je nutné suroviny maximálně vysušit a správně regulovat tepelné zpracování formy. Ve formě zachycené plyny se také minimalizují správnými odvzdušňovacími systémy.
4. Pomerančová kůra
Tento druh povrchové úpravy nebo drsnosti se často přičítá nedostatečnému chlazení nebo nehomogenitě materiálů. Rovnoměrného smrštění lze dosáhnout také pomocí rovnoměrných podmínek chlazení, čímž se zajistí spojitost povrchů bez hrubosti. Pravidelnost viskozity materiálu dále účinně zvyšuje procento drsnosti povrchu.
5. Delaminace povrchu
Vrstvy, které se začnou odlupovat z povrchu, jsou důsledkem znečištění nebo špatné interakce s podkladem. Pro dosažení dobrého spojení pryskyřice je důležité pryskyřici před zpracováním očistit a při formování vyvinout správný tlak. Je nutné kontrolovat dostupnost cizích materiálů ve výrobní lince.
6. Variace lesku
Různé rychlosti chlazení nebo nerovnoměrné rozložení materiálu vedou ke vzniku nerovnoměrných a nejednotných lesků šasi. Tento problém se řeší pomocí ustálených a rovnoměrných podmínek zpracování. Zlepšení konstrukce forem s lepší schopností tepelného řízení může rovněž zlepšit konzistenci úrovní lesku.
Příčiny a řešení problémů s vadami vstřikovacích forem
Abyste věděli, jak problém vyřešit, je velmi důležité zjistit jeho příčinu. Níže jsou uvedeny běžné příčiny a odpovídající opatření k odstranění 8 závad:
| Defekt | Běžné příčiny | Tipy pro řešení problémů |
| Krátké záběry | Nízký vstřikovací tlak, omezené průtokové cesty | Zvyšte tlak, zajistěte správné odvzdušnění a zkontrolujte průtok materiálu. |
| Značky dřezu | Nerovnoměrné chlazení, silné stěny | Optimalizace chladicích kanálů, snížení tloušťky stěn, zvýšení tlaku v tělese. |
| Flash | Vysoký tlak, nesouosost formy | Snižte vstřikovací tlak, zkontrolujte a opravte formu a vyrovnejte poloviny formy. |
| Deformace | Nerovnoměrné chlazení, nestejnoměrné smršťování | Použijte stejnou tloušťku stěny, upravte dobu chlazení a zajistěte stálou teplotu formy. |
| Svařovací linky | Nízká teplota taveniny, špatné umístění brány | Zvyšte teplotu taveniny, změňte polohu hradítek a vylepšete konstrukci průtokové cesty. |
| Značky po popáleninách | Vzduchové pasti, nadměrná rychlost | Zlepšete odvzdušnění, snižte rychlost vstřikování a zkontrolujte, zda forma nepřekáží. |
| Prázdné prostory | Nedostatečné balení, nadměrné chlazení | Zvyšte tlak v ucpávce, optimalizujte nastavení chlazení a snižte průtokový odpor. |
| Tryskání | Vysoká rychlost, nízká teplota tání | Snižte rychlost vstřikování, zvyšte teplotu taveniny a vyhlaďte design vrat. |
Strategie prevence vad vstřikovacích forem
Existuje několik níže popsaných preventivních strategií, které by pomohly odstranit nebo omezit vady vstřikování.
1. Příprava materiálu
- Tím se z materiálů odstraní vlhkost, aby se zabránilo vzniku takových věcí, jako je stříbření nebo tvorba puchýřů.
- Materiál, který by měl být použit k výrobě pryskyřice, by měl být nejvyšší kvality a neměl by obsahovat žádné nečistoty.
2. Konstrukce formy
Mějte na paměti tloušťku stěny, aby nedošlo k deformaci desky a vzniku propadlin.
- Mělo by být zajištěno správné odvětrávání, aby se předešlo popáleninám a vzduchovým pastím.
- Zjednodušte průchod branami nebo je umístěte tak, aby každý měl na své straně stejný počet osob.
3. Optimalizace parametrů procesu
- Zaznamenávejte teplotu taveniny, tlak a dobu chlazení, abyste zjistili, jak často by se měla měřit.
- Snižte následné vady průtoku řízením rychlosti vstřikování a tlaku v ucpávce.
4. Údržba zařízení
- Často kontrolujte formy a stroje, zda nejsou poškozené.
- Dbejte na co nejrychlejší výměnu poškozených dílů, aby bylo zachováno správné seřízení a minimální odchylky.
5. Školení a odbornost
- Měla by také připravit obsluhu vlaku na to, aby dokázala identifikovat případné problémy v průběhu výrobního procesu.
- Je třeba vyžadovat aktivnější přístup k řízení kvality.
6. Testování a tvorba prototypů
- Zajistit testování bezpečnosti forem a procesů při návrhu výrobků a kontrole návrhu.
- Díky použití simulačního softwaru však může člověk odhalit nebo určit některé problémy, se kterými se pravděpodobně setká při skutečné výrobě.
Závěr
Závěrem, vstřikování plastů je mocným nástrojem pro identifikaci jeho silných a slabých stránek. Mnohé z nich jsou vady, například krátké záběry, deformace a povrchové vady, to vše může mít přímý dopad na kvalitu výrobku a může zvýšit výrobní náklady. Při řešení problémů s formami je důležité znát jejich hlavní příčinu. Poté použití správných metod řešení problémů a zaměření se na minimalizaci výskytu povede k výrobě dílů s nulovým počtem vad. Důraz by měl být skutečně kladen na zlepšování a využívání dobře propracovaných systémů řízení kvality, aby byla zachována vysoká úroveň výroby.
Často kladené otázky
1. Které vady vstřikování se vyskytují nejčastěji?
Krátké výstřely, stopy po propadnutí, deformace, čáry svaru, stopy po vypálení, záblesky, dutiny a tryskání jsou běžně identifikované vady vstřikování.
2. Jaká jsou opatření k zamezení vzniku stop po propadnutí při vstřikování?
Aby se snížilo množství propadů, dosáhlo stejné tloušťky stěny, minimalizovala se doba chlazení a zvýšil se tlak při lisování.
3. Co je příčinou vzniku svarových linií ve výliscích?
Svarové čáry vznikají v případě, že se dvě fronty toku roztaveného plastu nespojí plynule v důsledku nízké teploty taveniny nebo špatné konstrukce toku.
4. Může vlhkost zachycená v pryskyřici způsobit vady?
Ano, vlhkost může způsobit vady, které běžně známe jako stříbrné pruhy a puchýře. Proto je nutné pryskyřici před lisováním vysušit, aby se těmto problémům zabránilo.
5. Jak přispívá konstrukce formy ke snížení výskytu vad?
Konstrukce formy má zásadní význam. Faktory jako stejná tloušťka stěn, správný ventilační systém a umístění vrat snižují pravděpodobnost vzniku deformací, otřepů a vypálených stop.