Fejl ved sprøjtestøbning sker altid for støbeproducenter; det er som deres daglige arbejde. Sprøjtestøbningsprocessen er en kritisk fremstillingsproces, der bruges til at fremstille plastdele med præcision og ved høje hastigheder. Der kan dog opstå fejl, som forringer udseendet og kompromitterer funktionaliteten af resultatet. Men denne artikel fokuserer på sprøjtestøbningsprincipperne, forklarer generelle fejl og overfladefejl, vurderer deres mulige årsager og tilbyder løsninger og anbefalinger til at forbedre sprøjtestøbningsresultaterne.
Hvad er sprøjtestøbning?
Sprøjtestøbning en proces, der hjælper med at fremstille dele ved at sprøjte smeltet materiale ind i en form og pakke delen under tryk. Materialet trækker sig oprindeligt sammen og bliver stift med formen, når det er afkølet. Den bruges i vid udstrækning inden for bilindustrien, forbrugsvarer og medicinsk udstyr på grund af de fordele, som teknikken giver ved at fremstille komplekse, præcise komponenter til en lavere pris.
Nøglekomponenterne i sprøjtestøbningsprocessen omfatter:
1. Materialer til sprøjtestøbning
De materialer, der bruges til sprøjtestøbning, er nøje udvalgt ud fra kravene til det endelige produkt. De mest anvendte materialer er termoplast på grund af deres alsidighed og evne til at smelte og størkne gentagne gange uden væsentlig nedbrydning. Vigtige termoplastmaterialer er bl.a:
- Polypropylen (PP): PP er kendt for sin fleksibilitet, kemiske modstandsdygtighed og lette egenskaber og bruges i vid udstrækning til bilindustrien, emballage og husholdningsartikler.
- Akrylnitril-butadien-styren (ABS): ABS giver fremragende slagfasthed, stivhed og en glat overfladefinish, hvilket gør det ideelt til forbrugerelektronik, bilinteriør og legetøj.
- Polyethylen (PE): PE er værdsat for sin sejhed, fugtbestandighed og lave pris, hvilket gør det til et foretrukket valg til fødevarebeholdere, rør og industrielle komponenter.
Hvert materiale har unikke egenskaber, og valget afhænger af produktets mekaniske, termiske og kemiske krav. Kun nogle få sprøjtestøbematerialer er nævnt ovenfor; du kan besøge Materialer til sprøjtestøbning side for at lære om flere typer plastmaterialer.
2. Sprøjtestøbning af plast
Den plastindsprøjtningsform er et præcisionsbearbejdet værktøj, der er designet til at forme den ønskede form på plastemnet. Det består af:
- Hulrum: Former det udvendige af plastdelen.
- Kerne: Danner de indvendige funktioner, ribber, bosser osv.
- Formbase: Moldbasen bruges til at holde kaviteten, kernen, skyderne, løfterne, ejektorerne, styresystemerne, spure og mange andre komponenter.
Formens design er skræddersyet til produktets geometri og indeholder elementer som kølekanaler, ejektorsystemer og porte for at sikre en effektiv produktion. Korrekt formdesign sikrer dimensionsnøjagtighed og minimerer defekter som skævvridning eller synkemærker.
3. Sprøjtestøbemaskine
Sprøjtestøbemaskinen bruges til at fastgøre plastsprøjtestøbeformen, som spiller en kritisk rolle i sprøjtestøbningsprocessen, der består af:
- Indsprøjtningsenhed: Smelter og sprøjter smeltet plast ind i formhulrummet under højt tryk.
- Spændeenhed: Holder formhalvdelene sammen under indsprøjtningen og åbner dem for udstødning af emnet.
- Kontrolsystem: Regulerer parametre som temperatur, tryk og indsprøjtningshastighed for at sikre ensartet delkvalitet.
Tilsammen udgør disse komponenter rygraden i sprøjtestøbningsprocessen, hvilket muliggør en effektiv produktion af præcisionsdele til forskellige industrier.
Almindelige fejl ved sprøjtestøbning
Flere almindelige sprøjtestøbningsfejl er typiske for den givne fremstillingsproces og kan bestemme de støbte deles kvalitet, udseende og anvendelighed. Sådanne problemer har rod i materialeproblemer, utilstrækkelig maskinkontrol og/eller formkonfiguration. Nedenfor er der detaljerede forklaringer på almindelige sprøjtestøbefejl og løsninger på problemerne:
1. Kort skuds støbefejl
Fejl ved støbning med korte skud opstår, når den smeltede plast ikke flyder optimalt i formhulrummet, hvilket resulterer i produktion af kortere dele. Lav materialeforsyning, lavt indsprøjtningstryk eller smalle kanaler, der hindrer plastens flow i formen, er forbundet med denne fejl.
Den typiske fejlfindingsløsning indebærer, at man øger indsprøjtningstrykket, undersøger, om der er åbninger i formen, eller fjerner eventuelle forhindringer i flowsystemet.
2. Vaskemærker fejl i støbningen
Sinkmærker i sprøjtestøbte emner er normalt små, konkave fordybninger i overfladen, som ofte ses på steder med tykkere vægge. Forskellige faktorer kan forårsage dette fænomen. Det kan være forskellige afkølingshastigheder, lav pakningskraft eller enorm materialetykkelse.
Løsning på problemerne: Producenter kan reducere synkemærker ved at kontrollere køletid og pakketryk og ved at skabe forme med samme vægtykkelse. Det reducerer forekomsten af sink marks, som er forårsaget af dårlig afkøling og krympning.
3. Flash fejl i støbningen
Flash-problemer i sprøjtestøbte emner viser sig som tynde, uønskede lag af plast, der dannes ved siden af skillelinjen eller en anden åbning i formen. Det skyldes typisk højt indsprøjtningstryk, forkert placering af formen, dårlig tilpasning af formen eller slid på formdelene.
Fejlfindingsløsningen indebærer, at man reducerer indsprøjtningstrykket, placerer eller justerer formhalvdelene korrekt og udskifter eventuelle slidte formkomponenter efter behov.
4. Vridning Fejl i sprøjtestøbning
Når de producerer artiklen, viser den sig at have en anden form end den, der kræves, så kaldes dette for vridning. Denne fejl skyldes normalt varmebehandling, slukning, krympning af metal eller variationer i væggens tykkelse. Producenterne kan så frit sænke hastigheden, hvormed disse komponenter afkøles, ændre formen for at gøre væggene så robuste og jævne som muligt og vælge materialer, der krymper langsommere.
5. Svejselinjer fejl i støbningen
Svejselinjer er grænser eller kanter på to sammenføjede dele, hvor de to smeltede plastlag ikke binder godt sammen. Disse skyldes generelt lav smeltetemperatur, langsom indsprøjtningshastighed og forkert placering af porten i formen. Løsningerne på det beskrevne problem omfatter øget smeltetemperatur og indsprøjtningshastighed, omplacering af portene og bedre design af formflowet.
6. Brændmærker fejl i støbningen
Karboniseringsmærker er sorte eller brune pletter på emnets ydre overflade. De er et resultat af indesluttet luft eller gasser i støbeformen, som bliver overophedet på grund af manglende udluftning eller for høj indsprøjtningshastighed. Gennem forbedret udluftning af formen, lave indsprøjtningshastigheder og kontrol af blokeringer i formen bliver det muligt at fjerne brændemærker.
7. Tomrum fejl i støbningen
Voiding er små, rene, lukkede luftlommer, der er fanget i den færdige del, som er støbt. Det skyldes normalt lavt pakketryk, hurtig afkøling eller krympning af emnet. Hvad angår hulrum, kan producenterne øge pakketrykket og afkølingstemperaturen og kontrollere, at materialet fylder formhulrummet jævnt ud.
8. Sprøjtning fejl i støbningen
Jetting er en svejselinjefejl, hvor der opstår et slangelignende mønster på emnet på grund af den delvise afkøling af den smeltede plast, når den sprøjtes ind ved høj hastighed. Det er et resultat af den høje indsprøjtningshastighed eller lave smeltetemperaturer. Afhjælpende teknikker omfatter nedsættelse af indsprøjtningshastigheden, forhøjelse af smeltetemperaturen og skabelse af bedre porte med jævnt flow.
9. Bobler Fejl i sprøjtestøbning
Bobler er områder i den støbte del, hvor luft eller gas er fanget, og de ser normalt klare eller uklare ud. De opstår på grund af utilstrækkelig tørring af materialet, for meget fugt eller brændbare stoffer i materialeindholdet. Foranstaltningerne spænder fra korrekt tørring af alle materialer før forarbejdning til forbedret udluftning af formhulrummet.
10. Blitzmærker inde i huller
Flash, der opstår inde i huller eller i emnets indre struktur i form af tynde lag af overskydende polymermateriale, skabes. Denne fejl opstår oftest ved højt indsprøjtningstryk og eller meget slidte forme. Forebyggelse: Indførelse af trykreducerende foranstaltninger på indsprøjtningssystemer og løbende rengøring af formoverflader og sikring af korrekt formjustering.
Overfladefejl ved sprøjtestøbning
Selvom defekter på overfladen af en sprøjtestøbt del primært er forbundet med udseende, har de også funktionelle konsekvenser. Almindelige problemer omfatter:
1. Flow-linjer
Manglende kontinuitet i overgangene mellem vægtykkelser eller lave smeltetemperaturer forårsager f.eks. striber eller mønstre på overfladen af de diskontinuerlige fremspring. Den bedste tilgang til at udrydde flydelinjer er at opnå den bedste designkonsistens og at kontrollere smeltetemperaturerne effektivt. En anden faktor er at forbedre formdesignet, som reducerer de gradvise trin i vægtykkelsen. Så det kan hjælpe med at løse problemet.
2. Sølvstriber
Disse metalliske mønstre eller linjer, der er synlige på stoffet, dannes af fugt eller på grund af høj temperatur under behandlingen. Det er tilrådeligt at sikre, at harpiksen er tør, før den støbes, og også nøje overvåge temperaturen for at eliminere dannelsen af striber fra flygtige komponenter. Det er også nødvendigt at overvåge forholdene for oplagrede materialer for at holde harpiksen på det rette kvalitetsniveau.
3. Blærer
Katalysatorer eller indesluttet fugt og gasser skaber bobler på overfladen, ofte som følge af høje formtemperaturer. For at slippe af med denne fejl er det nødvendigt at tørre råmaterialerne så meget som muligt og regulere formens varmebehandling korrekt. I formen minimeres indesluttede gasser også ved hjælp af korrekte udluftningssystemer.
4. Appelsinskal
Denne form for overfladefinish eller ruhed skyldes ofte utilstrækkelig afkøling eller inhomogenitet i materialerne. Ligelig krympning kan også opnås ved hjælp af ensartede køleforhold, hvilket giver kontinuitet i overfladerne uden grovhed. Desuden forbedrer regelmæssighed i materialets viskositet også overfladeruhedsprocenten effektivt.
5. Delaminering af overflade
Lag, der begynder at skalle af overfladen, er resultatet af forurening eller dårlig interaktion med underlaget. For at få en god binding af harpiksen er det vigtigt at rengøre harpiksen før forarbejdning og anvende den rette mængde tryk under støbningen. Det er obligatorisk at kontrollere tilgængeligheden af fremmedlegemer i produktionslinjen.
6. Variation i glans
Varierende kølehastigheder eller ulige materialefordeling fører til dannelse af ujævn og ujævn chassisglans. En stabil og ensartet behandlingstilstand bruges til at løse dette problem. Forbedret design af støbeforme med forbedret termisk styring kan også forbedre ensartetheden af glansniveauerne.
Årsager til og fejlfinding af sprøjtestøbningsfejl
Det er meget vigtigt at finde den grundlæggende årsag til problemet for at vide, hvordan man løser det. Nedenfor er almindelige årsager og tilsvarende fejlfindingstiltag for 8 defekter:
| Defekt | Almindelige årsager | Tips til fejlfinding |
| Korte skud | Lavt indsprøjtningstryk, begrænsede flowveje | Øg trykket, sørg for korrekt udluftning, og kontroller materialeflowet. |
| Vaskemærker | Ujævn køling, tykke vægge | Optimer kølekanalerne, reducer vægtykkelsen, øg pakningstrykket. |
| Flash | Højt tryk, forkert justering af formen | Reducer indsprøjtningstrykket, inspicer og reparer formen, og juster formhalvdelene. |
| Vridning | Ujævn afkøling, inkonsekvent krympning | Brug ensartet vægtykkelse, juster køletiden, og sørg for ensartet formtemperatur. |
| Svejselinjer | Lav smeltetemperatur, dårlig placering af gate | Øg smeltetemperaturen, flyt gates og forbedr flowbanedesignet. |
| Brændmærker | Luftfælder, for høj hastighed | Forbedr udluftningen, reducer indsprøjtningshastigheden, og inspicer formen for forhindringer. |
| Tomrum | Utilstrækkelig pakning, overdreven køling | Øg pakningstrykket, optimer køleindstillingerne, og reducer flowmodstanden. |
| Jetting | Høj hastighed, lav smeltetemperatur | Nedsæt indsprøjtningshastigheden, øg smeltetemperaturen, og glat gate-design. |
Forebyggelsesstrategier for defekter ved sprøjtestøbning
Der er flere forebyggelsesstrategier, som beskrevet nedenfor, der kan hjælpe med at eliminere eller reducere sprøjtestøbefejl.
1. Forberedelse af materiale
- Det fjerner fugt fra materialerne for at forhindre, at der opstår ting som sølvsmede eller blærer.
- Det materiale, der skal bruges til at fremstille harpiksen, skal være af højeste kvalitet og uden forurenende stoffer.
2. Formdesign
Vær opmærksom på vægtykkelsen for at undgå forvrængning af pladen og dannelse af synkemærker.
- Der skal være ordentlig udluftning for at undgå brændemærker og luftfælder.
- Udjævne strømmen gennem portene eller placere portene på en måde, så alle får lige mange personer på deres side.
3. Optimering af procesparametre
- Registrer smeltetemperatur, tryk og afkølingstid for at undersøge, hvor ofte det skal måles.
- Reducer de deraf følgende flowfejl gennem kontrol af indsprøjtningshastighed og pakningstryk.
4. Vedligeholdelse af udstyr
- Tjek ofte forme og maskiner for skader.
- Sørg for at udskifte beskadigede dele så tidligt som muligt for at bevare korrekt justering og minimal variation.
5. Uddannelse og ekspertise
- Det skal også forberede togoperatørerne på at identificere mulige problemer undervejs i produktionsprocessen.
- Det er nødvendigt at kræve en mere aktiv tilgang til kvalitetsstyring.
6. Test og prototyper
- Sørg for sikkerhedstest af forme og processer under design af produkter og designkontrol.
- Men ved hjælp af simuleringssoftware kan man opdage eller bestemme nogle af de problemer, som man sandsynligvis vil støde på, når man udfører den faktiske produktion.
Konklusion
Afslutningsvis, sprøjtestøbning er et mægtigt værktøj til at identificere styrker og svagheder. Mange af disse er defekter, f.eks. korte skud, skævheder og overfladefejl, som alle kan have en direkte indvirkning på produktkvaliteten og øge produktionsomkostningerne. Når man har med skimmelproblemer at gøre, er det vigtigt at kende den grundlæggende årsag. Derefter vil anvendelse af korrekte fejlfindingsmetoder og fokus på at minimere forekomsten føre til produktion af dele uden fejl. Fokus bør være på forbedring og brug af veludviklede kvalitetsstyringssystemer for at bevare et højt produktionsniveau.
Ofte stillede spørgsmål
1. Hvilke sprøjtestøbefejl ses hyppigst?
Korte skud, synkemærker, skævheder, svejselinjer, brændemærker, blinker, hulrum og sprøjtestøbning er almindeligt forekommende sprøjtestøbefejl.
2. Hvilke foranstaltninger er der for at undgå synkemærker ved sprøjtestøbning?
For at reducere synkemærker, opnå samme vægtykkelse, minimere køleperioden,d, og forbedre pakketrykket under støbning.
3. Hvad er årsagen til svejselinjer i støbte dele?
Svejselinjer opstår, når to flowfronter af den smeltede plast ikke mødes problemfrit på grund af lav smeltetemperatur eller dårligt flowdesign.
4. Er det muligt, at fugt, der er fanget i harpiks, resulterer i defekter?
Ja, fugt kan forårsage defekter som f.eks. det, vi almindeligvis kender som sølvstriber og blærer. Det er derfor nødvendigt at tørre harpiksen før støbning for at undgå sådanne problemer.
5. Hvordan bidrager formdesignet til at reducere antallet af fejl?
Formens design er afgørende. Faktorer som lige tykke vægge, de rigtige ventilationssystemer og placering af porte reducerer risikoen for, at der opstår ting som skævvridninger, brændingslinjer og brændemærker.