Wady formowania wtryskowego i rozwiązywanie problemów

Wady formowania wtryskowego formowanie wtryskowe to codzienna praca producentów form wtryskowych. Proces formowania wtryskowego jest krytycznym procesem produkcyjnym, który jest wykorzystywany do precyzyjnego i szybkiego wytwarzania części z tworzyw sztucznych. Mogą jednak wystąpić niedoskonałości, które wpływają negatywnie na wygląd i funkcjonalność rezultatu. Niniejszy artykuł koncentruje się na zasadach formowania wtryskowego, wyjaśnia wady ogólne i powierzchniowe, ocenia ich możliwe przyczyny oraz oferuje rozwiązania i zalecenia mające na celu poprawę wyników formowania wtryskowego.

Czym jest formowanie wtryskowe?

Formowanie wtryskowe Proces, który pomaga wytwarzać części poprzez wtryskiwanie stopionego materiału do formy i pakowanie części pod ciśnieniem. Materiał kurczy się pierwotnie i staje się sztywny wraz z kształtem formy po ostygnięciu. Jest on szeroko stosowany w przemyśle motoryzacyjnym, dóbr konsumpcyjnych i produkcji urządzeń medycznych ze względu na zalety oferowane przez tę technikę produkcji złożonych, precyzyjnych komponentów po niższych kosztach.

Kluczowe elementy procesu formowania wtryskowego obejmują:

1. Materiały do formowania wtryskowego

Materiały stosowane w formowaniu wtryskowym są starannie dobierane w oparciu o wymagania produktu końcowego. Najczęściej stosowanymi materiałami są tworzywa termoplastyczne ze względu na ich wszechstronność i zdolność do wielokrotnego topienia i krzepnięcia bez znaczącej degradacji. Kluczowe tworzywa termoplastyczne obejmują:

• Polipropylen (PP): Znany ze swojej elastyczności, odporności chemicznej i lekkości, PP jest szeroko stosowany w motoryzacji, opakowaniach i artykułach gospodarstwa domowego.
• Akrylonitryl-butadien-styren (ABS): ABS oferuje doskonałą odporność na uderzenia, sztywność i gładkie wykończenie powierzchni, dzięki czemu idealnie nadaje się do elektroniki użytkowej, wnętrz samochodów i zabawek.
• Polietylen (PE): PE jest ceniony za swoją wytrzymałość, odporność na wilgoć i niski koszt, co czyni go preferowanym wyborem do produkcji pojemników na żywność, rur i komponentów przemysłowych.

Każdy materiał ma unikalne właściwości, a wybór zależy od wymagań mechanicznych, termicznych i chemicznych produktu. Powyżej wymieniono tylko kilka materiałów do formowania wtryskowego. materiały do formowania wtryskowego aby dowiedzieć się więcej o rodzajach tworzyw sztucznych.

2. Forma wtryskowa z tworzywa sztucznego

Ten plastikowa forma wtryskowa to precyzyjnie obrobione narzędzie zaprojektowane do formowania pożądanego kształtu części z tworzywa sztucznego. Składa się z:

• Wnęka: Kształtuje zewnętrzną część plastikowej części.
• Rdzeń: Tworzy elementy wewnętrzne, żebra, wypustki itp.
• Podstawa formy: Podstawa formy służy do przechowywania wnęki, rdzenia, suwaków, podnośników, wypychaczy, systemów prowadzących, wlewu i wielu innych komponentów.

Konstrukcja formy jest dostosowana do geometrii produktu, obejmując elementy takie jak kanały chłodzące, systemy wyrzutników i bramy, aby zapewnić wydajną produkcję. Odpowiednia konstrukcja formy zapewnia dokładność wymiarową i minimalizuje wady, takie jak wypaczenia lub ślady zapadania.

3. Maszyna do formowania wtryskowego

Wtryskarka służy do mocowania plastikowej formy wtryskowej, która odgrywa kluczową rolę w procesie formowania wtryskowego, składając się z:

• Jednostka wtryskowa: Topi i wtryskuje stopiony plastik do gniazda formy pod wysokim ciśnieniem.
• Jednostka zaciskowa: Utrzymuje połówki formy razem podczas wtrysku i otwiera je w celu wyrzucenia części.
• System kontroli: Reguluje parametry, takie jak temperatura, ciśnienie i prędkość wtrysku, aby zapewnić stałą jakość części.

Razem, komponenty te stanowią podstawę procesu formowania wtryskowego, umożliwiając wydajną produkcję precyzyjnych części dla różnych gałęzi przemysłu.

Typowe wady formowania wtryskowego

Kilka typowych wad formowania wtryskowego jest typowych dla danego procesu produkcyjnego i może determinować jakość, wygląd i użyteczność formowanych części. Problemy te wynikają z problemów materiałowych, nieodpowiedniej kontroli maszyny i/lub konfiguracji formy. Poniżej znajdują się szczegółowe objaśnienia typowych wad formowania wtryskowego i rozwiązania problemów:

1. Krótki strzałwada formowania

Wady formowania z krótkim wtryskiem powstają, gdy stopione tworzywo sztuczne nie przepływa optymalnie w gnieździe formy, co skutkuje produkcją krótszych części. Wady te są związane z niską podażą materiału, niskim ciśnieniem wtrysku lub wąskimi kanałami, które utrudniają przepływ tworzywa sztucznego do formy.

Typowe rozwiązanie problemu polega na zwiększeniu ciśnienia wtrysku, sprawdzeniu otworów wentylacyjnych formy lub usunięciu wszelkich przeszkód w systemie przepływu.

2. Znaki zlewu wady formowania

Ślady zapadania się w częściach formowanych wtryskowo to zwykle małe, wklęsłe zagłębienia powierzchni, często odnotowywane w miejscach o grubszych ściankach. Różne czynniki mogą powodować to zjawisko. Mogą one obejmować różne szybkości chłodzenia, niską siłę upakowania lub ogromną grubość materiału.

Rozwiązanie problemów: Producenci mogą ograniczyć występowanie śladów skurczu poprzez kontrolę czasu chłodzenia, ciśnienia pakowania i tworzenie form o tej samej grubości ścianek. Zmniejsza to występowanie zapadnięć, które są spowodowane słabym chłodzeniem i skurczem.

3. Lampa błyskowa wady formowania

Problemy z wypływką w częściach formowanych wtryskowo objawiają się jako cienkie, niepożądane warstwy tworzywa sztucznego tworzące się obok linii podziału lub innego otworu w formie. Wysokie poziomy ciśnienia wtrysku, nieprawidłowe pozycjonowanie formy, słabe dopasowanie formy lub zużycie części formy zwykle powodują takie zjawisko.

Rozwiązywanie problemów polega na zmniejszeniu ciśnienia wtrysku, prawidłowym ustawieniu lub wyrównaniu połówek formy i wymianie wszelkich zużytych elementów formy w razie potrzeby.

4. Wypaczenie wady formowania wtryskowego

Po wyprodukowaniu wyrobu okazuje się, że ma on inny kształt niż wymagany, co określa się jako wypaczenie. Wada ta jest zwykle spowodowana obróbką cieplną, hartowaniem, kurczeniem się metalu lub zmianami grubości ścianki. Producenci mogą zatem spowolnić tempo chłodzenia tych komponentów, zmodyfikować formę, aby ściany były jak najbardziej wytrzymałe i równe, a także wybrać materiały, które kurczą się wolniej.

5. Linie spawania wady formowania

Linie zgrzewu to granice lub krawędzie dwóch łączonych części, w których dwie stopione warstwy tworzywa sztucznego nie łączą się dobrze. Są one zazwyczaj spowodowane niską temperaturą stopu, niską prędkością wtrysku i niewłaściwym umieszczeniem wlewu w formie. Rozwiązania opisanego problemu obejmują zwiększenie temperatury stopu i prędkości wtrysku, zmianę położenia wrót i lepsze zaprojektowanie przepływu w formie.

6. Ślady oparzeń wady formowania

Ślady karbonizacji to czarne lub brązowe plamy na zewnętrznej powierzchni części. Są one wynikiem uwięzienia powietrza lub gazów w formie, która ulega przegrzaniu z powodu braku wystarczającej wentylacji lub z powodu nadmiernej prędkości wtrysku. Dzięki ulepszonemu odpowietrzaniu formy, niskim prędkościom wtrysku i sprawdzaniu blokad w formie, możliwe jest usunięcie śladów wypalenia.

7. Pustki wady formowania

Pustki to małe, czyste, zamknięte kieszenie powietrza uwięzione w końcowej części, która jest formowana. Zwykle jest to spowodowane niskim ciśnieniem pakowania, szybkim chłodzeniem lub kurczeniem się przedmiotu obrabianego. Jeśli chodzi o puste przestrzenie, producenci mogą zwiększyć ciśnienie pakowania i temperaturę chłodzenia oraz sprawdzić, czy materiał równomiernie wypełnia wnękę formy.

8. Jetting wady formowania

Jetting to wada linii spoiny, w której powstaje wężowy wzór części z powodu częściowego chłodzenia stopionego tworzywa sztucznego podczas wtryskiwania z dużą prędkością. Są one wynikiem wysokiej prędkości wtrysku lub niskiej temperatury stopu. Techniki łagodzące obejmują spowolnienie prędkości wtrysku, podniesienie temperatury stopu i stworzenie lepszych bramek z płynnym przepływem.

9. Bąbelki wady formowania wtryskowego

Pęcherzyki to obszary w formowanej części, w których uwięzione jest powietrze lub gaz i zwykle są przezroczyste lub mętne. Powstają one w wyniku nieodpowiedniego wysuszenia materiału, zbyt dużej wilgotności lub obecności substancji łatwopalnych w materiale. Środki zaradcze obejmują prawidłowe wysuszenie wszystkich materiałów przed obróbką lub poprawę wentylacji wnęki formy.

10. Znaki błyskowe wewnątrz otworów

Błysk, który występuje wewnątrz otworów lub w wewnętrznej strukturze części w postaci cienkich warstw nadmiaru materiału polimerowego. Wada ta jest najczęściej spotykana przy wysokim ciśnieniu wtrysku lub źle zużytych formach. Zapobieganie: Wprowadzenie środków zmniejszających ciśnienie w systemach wtryskowych oraz ciągłe czyszczenie powierzchni form i zapewnienie prawidłowego wyrównania form.

Wady powierzchni formowania wtryskowego

Chociaż wady obserwowane na powierzchni części formowanej wtryskowo są głównie związane z wyglądem, mają one również implikacje funkcjonalne. Typowe problemy obejmują:

1. Linie przepływu

Brak ciągłości w przejściach grubości ścianek lub niskie temperatury topnienia powodują takie cechy, jak smugi lub wzory na powierzchni nieciągłych występów. Najlepszym podejściem do wyeliminowania linii przepływu jest osiągnięcie lub osiągnięcie najlepszej spójności projektu i skuteczna kontrola temperatur topnienia. Innym czynnikiem jest ulepszenie projektu formy, co zmniejsza stopniowe zmiany grubości ścianek. Może to pomóc w rozwiązaniu problemu.

2. Srebrne smugi

Te metaliczne wzory lub linie widoczne na tkaninie powstają w wyniku wilgoci lub wysokiej temperatury podczas przetwarzania. Zaleca się upewnienie się, że żywica jest sucha przed formowaniem, a także ścisłe monitorowanie temperatury w celu wyeliminowania tworzenia się smug przez lotne składniki. Konieczne jest również monitorowanie warunków przechowywania materiałów, aby utrzymać żywicę na odpowiednim poziomie jakości.

3. Pęcherze

Katalizatory lub uwięziona wilgoć i gazy tworzą pęcherzyki na powierzchni często w wyniku wysokich temperatur formy. Aby pozbyć się tej wady, konieczne jest maksymalne wysuszenie surowców i odpowiednia regulacja obróbki cieplnej formy. Uwięzione w formie gazy są również minimalizowane przez odpowiednie systemy wentylacyjne.

4. Skórka pomarańczowa

Ten rodzaj wykończenia powierzchni lub chropowatości jest często obwiniany za nieodpowiednie chłodzenie lub niejednorodność materiałów. Równomierne kurczenie można również osiągnąć za pomocą jednolitych warunków chłodzenia, zapewniając w ten sposób ciągłość powierzchni bez chropowatości. Co więcej, regularność lepkości materiału również skutecznie zwiększa procent chropowatości powierzchni.

5. Rozwarstwienie powierzchni

Warstwy, które zaczynają odklejać się od powierzchni, są wynikiem zanieczyszczenia lub słabej interakcji z podłożem. Aby uzyskać dobre wiązanie żywicy, ważne jest, aby oczyścić żywicę przed przetwarzaniem i zastosować odpowiednią siłę nacisku podczas formowania. Obowiązkowe jest kontrolowanie dostępności obcych materiałów na linii produkcyjnej.

6. Zmienność połysku

Różne szybkości chłodzenia lub nierównomierna dystrybucja materiału prowadzą do powstawania niejednolitych i nierównomiernych połysków podwozia. Aby rozwiązać ten problem, stosuje się stałe i jednolite warunki przetwarzania. Ulepszenie konstrukcji form z lepszymi możliwościami zarządzania temperaturą może również poprawić spójność poziomów połysku.

Przyczyny i rozwiązywanie problemów z wadami formowania wtryskowego

Bardzo ważne jest dotarcie do pierwotnej przyczyny problemu, aby wiedzieć, jak go rozwiązać. Poniżej znajdują się najczęstsze przyczyny i odpowiadające im sposoby rozwiązywania 8 usterek:

Strategie zapobiegania wadom formowania wtryskowego

Istnieje kilka strategii zapobiegawczych opisanych poniżej, które pomogłyby wyeliminować lub ograniczyć wady formowania wtryskowego.

1. Przygotowanie materiału

• Usuwa to wilgoć z materiałów, aby zapobiec powstawaniu takich zjawisk jak srebrzenie lub powstawanie pęcherzy.
• Materiał użyty do produkcji żywicy powinien być najwyższej jakości i pozbawiony zanieczyszczeń.

2. Konstrukcja formy

Należy pamiętać o grubości ścianki, aby uniknąć zniekształcenia płyty i powstawania śladów zacieków.

• Należy zapewnić odpowiednią wentylację, aby zapobiec powstawaniu śladów poparzeń, a także pułapek powietrznych.
• Wygładzić przepływ przez bramki lub umieścić bramki w taki sposób, aby każdy miał równą liczbę osób po swojej stronie.

3. Optymalizacja parametrów procesu

• Rejestruj temperaturę stopu, ciśnienie i czas chłodzenia, aby sprawdzić, jak często należy je mierzyć.
• Zmniejszenie wynikających z tego wad przepływu poprzez kontrolę prędkości wtrysku i ciśnienia pakowania.

4. Konserwacja sprzętu

• Często sprawdzaj formy i maszyny pod kątem uszkodzeń.
• Uszkodzone części należy wymieniać jak najwcześniej, aby zachować prawidłowe ustawienie i minimalne odchylenia.

5. Szkolenie i wiedza specjalistyczna

• Powinien także przygotować operatorów pociągów do identyfikowania ewentualnych problemów w trakcie procesu produkcyjnego.
• Konieczne jest wymaganie bardziej aktywnego podejścia do zarządzania jakością.

6. Testowanie i prototypowanie

• Zapewnienie testów bezpieczeństwa form i procesów podczas projektowania produktów i kontroli projektu.
• Jednak dzięki zastosowaniu oprogramowania symulacyjnego można odkryć lub określić niektóre problemy, które mogą wystąpić podczas rzeczywistej produkcji.

Wniosek

Podsumowując, formowanie wtryskowe jest potężnym narzędziem do identyfikacji jego mocnych i słabych stron. Wiele z nich to wady, na przykład krótkie strzały, wypaczenia i skazy powierzchniowe, które mogą mieć bezpośredni wpływ na jakość produktu i mogą podnieść koszty produkcji. Podczas rozwiązywania problemów z formami ważne jest, aby znać ich pierwotną przyczynę. Następnie zastosowanie odpowiednich metod rozwiązywania problemów i skupienie się na zminimalizowaniu ich występowania doprowadzi do produkcji części bez wad. Należy skupić się na doskonaleniu i stosowaniu dobrze rozwiniętych systemów zarządzania jakością, aby utrzymać wysoki poziom produkcji.

Często zadawane pytania

1. Jakie wady formowania wtryskowego są najczęściej obserwowane?

Krótkie strzały, ślady zatopienia, wypaczenia, linie spawania, ślady wypalenia, rozbłyski, puste przestrzenie i strumienie to powszechnie identyfikowane wady formowania wtryskowego.

2. Jakie środki są stosowane w celu uniknięcia zapadnięć podczas formowania wtryskowego?

W celu zmniejszenia śladów zlewu, osiągnięcia równej grubości ścianki, zminimalizowania okresu chłodzenia i zwiększenia ciśnienia pakowania podczas formowania.

3. Jaka jest przyczyna powstawania linii spawu w formowanych częściach?

Linie spawu powstają, gdy dwa fronty przepływu stopionego tworzywa sztucznego nie łączą się płynnie z powodu niskiej temperatury stopu lub złego projektu przepływu.

4. Czy wilgoć uwięziona w żywicy może powodować wady?

Tak, wilgoć może powodować defekty, takie jak powszechnie znane srebrne smugi i pęcherze. Dlatego konieczne jest wysuszenie żywicy przed formowaniem, aby uniknąć takich problemów.

5. W jaki sposób konstrukcja formy przyczynia się do zmniejszenia liczby wad?

Konstrukcja formy ma kluczowe znaczenie. Czynniki takie jak równa grubość ścianek, odpowiednie systemy wentylacyjne i rozmieszczenie bram zmniejszają ryzyko wystąpienia takich zjawisk jak wypaczenia, linie wypływu i wypalenia.