أسباب عيوب السطح في منتجات القولبة بالحقن

الموجات أو الأخاديد هي عيوب شائعة في منتجات حقن القالببشكل عام، فإن العيوب السطحية الناتجة عن توقف ذروة التدفق بسبب ضغط الحقن غير الكافي أو انخفاض سرعة الحقن هي نتيجة لتحريض الإجهاد على المنتج. أشكال العيوب السطحية المختلفة لها أسباب مختلفة. إن استكشاف هذه الأسباب وتجنبها هو السبيل الوحيد للحصول على منتجات عالية الجودة.
بالنسبة للمنتجات المصبوبة بالحقن، فإن عيوب السطح هي مشاكل جودة شائعة. بشكل عام، تشمل عيوب السطح المرئية الشقوق والخطوط الفضية والأخاديد والتموجات وعلامات التموج والهشاشة. لا تؤثر هذه العيوب على مظهر المنتج فحسب، بل والأهم من ذلك أنها تشير أيضًا إلى فشل عملية صب المنتج. عادةً ما تكون عيوب السطح هذه ناجمة عن الضغوط الداخلية والخارجية للمنتج التي تتجاوز قوة المنتج نفسه. يرتبط هذا العيب الناتج عن الإجهاد ببيئة الإنتاج وتكنولوجيا المعالجة ومواد البوليمر نفسها، وينطوي أحيانًا على تصميم القالب أو المنتج. لذلك، فإن إلقاء نظرة فاحصة على مظهر عيوب المنتج يمكن أن يساعدنا في إيجاد حل للمشكلة. عيوب السطح الشائعة لها خصائصها الخاصة. على سبيل المثال، تظهر الأخاديد (أو التموجات، علامات التموج) عادةً عند الحافة الأمامية للسائل. عندما تتوقف جبهة التدفق، يتراكم الضغط، ثم يتدفق للأمام لمسافة قصيرة ثم يتوقف مرة أخرى، ويشكل أخدودًا. يرتبط هذا العيب بضغط جبهة التدفق غير الكافي أو سرعة الحقن البطيئة. يحدث الهشاشة بسبب الإفراط في الملء أو نقص الملء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تلوث أو تدهور البوليمر، أو ملامسة وسائط التشقق الإجهادية البيئية، إلى حدوث مشاكل الهشاشة. يمكن أن يحدث التشقق في أجزاء من المنتج أو على الجزء بالكامل. الخطوط الفضية هي تبييض ناتج عن خطوط دقيقة أو شقوق صغيرة، وعادة ما تكون محصورة في منطقة صغيرة. تحقق من العملية والبوليمر. عادة، قد تحدث تموجات السطح بسبب إحدى مشكلات المعالجة الثلاث التالية، بما في ذلك: مشاكل الضغط أو الحجم، ومشاكل الموضع أو النقل، وفي حالات قليلة، مشاكل درجة الحرارة. بشكل عام، فإن الحد من ضغط ملء المرحلة الأولى أو عدم التحكم في السرعة هو السبب الجذري للتموجات. لذلك، من الضروري التحقق بعناية من الحد الأقصى لضغط المرحلة الأولى، والذي يجب أن يكون أقل بمقدار 200 ~ 400 رطل / بوصة مربعة (14 ~ 28 كجم / سم 2) من قيمة الضغط الحدية للمرحلة الأولى. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم تقليل ضغط الإمساك أو السرعة أو حجم الذوبان للمرحلة الثانية، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى حدوث تموجات. في هذا الوقت، يجب زيادة ضغط الإمساك والسرعة قدر الإمكان. يمكن أن يؤدي الوضع غير الصحيح أثناء الانتقال من مرحلة الحقن الأولى إلى مرحلة الحقن الثانية أيضًا إلى عيوب مرئية. على سبيل المثال، عندما يتم تقليل ضغط الإمساك للمرحلة الثانية بمقدار 300 رطل لكل بوصة مربعة (21 كجم/سم2) وتحويله إلى ضغط التليين، أو إذا تم تقليل وقت الإمساك للمرحلة الثانية إلى 0 عندما لا تتمكن الآلة من إكمال هذا التحويل، فسيتم ملء المنتج بنسبة 95%~99% فقط. بالنسبة للمنتجات ذات الجدران الرقيقة، يتجلى ذلك في شكل نقص طفيف في الملء بالقرب من البوابة.
بالنسبة لعيوب التشقق، وخاصة التشقق في المنتجات ذات الجدران الرقيقة، فقد يكون سببها سرعة حقن سريعة للغاية. لهذا السبب، من الضروري محاولة تغيير سرعة الحقن أو تحريك موضع البوابة. من الواضح أنه في الانتقال من مرحلة الحقن الأولى إلى مرحلة الحقن الثانية، فإن الملء غير السليم سيتسبب في عيوب مرئية. للتعويض عن ذلك، فإن المفتاح هو تحسين استجابة التحويل الهيدروليكي. أثناء التحويل، يجب زيادة الضغط إلى نقطة التحويل ثم خفضه بسرعة إلى قيمة الضغط المحددة للمرحلة الثانية. إذا انخفض الضغط إلى ما دون نقطة الضبط للمرحلة الثانية، فقد تتوقف جبهة التدفق وتزداد اللزوجة. عندما يحدث هذا، فهذا يعني أن المعدات بحاجة إلى إصلاح. درجة حرارة الذوبان المنخفضة جدًا أو درجة حرارة القالب هي مصدر آخر للعيوب. يمكن التحقق من درجة حرارة الذوبان باستخدام تقنية المسبار الحراري أو أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء المناسبة للتأكد من أن درجة حرارة الذوبان ضمن النطاق الموصى به من قبل مورد المواد.

بالنسبة لمشاكل التشقق أو الخطوط الفضية أو الهشاشة، يجب عليك البحث عن أسباب الإجهاد المرتبطة بالمعالجة، مثل الحقن بسرعة كبيرة أو ببطء شديد. سيؤدي الحقن بسرعة كبيرة إلى اتجاه جزيئي مفرط، وهو ما ينطبق بشكل خاص على المنتجات ذات الجدران الرقيقة. لذلك، ضع في اعتبارك عقلانية توزيع البوابة لتوفير الاتجاه الجزيئي المناسب وتوزيع خط اللحام. يمكنك محاولة حقن المنتج بسرعة وبطء لمراقبة نتائج التوجيه. إذا تشقق المنتج أو ظهرت خطوط فضية عليه بعد فك القالب مباشرة، فمن الأفضل فحصه قبل إخراج المنتج، ثم إبطاء سرعة الطرد تمامًا لمعرفة ما إذا كانت المشكلة مستمرة. إذا كانت المشكلة في الطرد، فيجب عليك معرفة ما إذا كانت حافة إخراج القالب معقولة. عادةً، يمكن أن يتسبب التلميع غير المناسب في اتجاه الطرد، وسرعة الطرد العالية جدًا، ومنطقة الطرد غير الكافية في حدوث هذا النوع من المشكلات. يمكن أن يؤدي الإفراط في الملء أو نقص الملء إلى هشاشة الجزء. وذلك لأن كلا الموقفين يمكن أن يؤدي إلى إجهاد مفرط في الجزء، وخاصة بالقرب من البوابة. عادةً، يؤدي الإفراط في الملء عند البوابة إلى ضغط سلاسل البوليمر بشكل محكم للغاية. في درجة حرارة الغرفة، لا تزال السلاسل الجزيئية للجزء المملوء بشكل مفرط تتمتع ببعض الحرية في الحركة، ولكن في درجات الحرارة المنخفضة، ينكمش الجزء ويضغط على السلاسل الجزيئية بشكل محكم للغاية، مما يتسبب في حدوث شقوق. عادةً، ستنتج السلاسل الجزيئية المملوءة بشكل مفرط إجهادًا ضاغطًا متبقيًا، مما يجعل الجزء هشًا. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم ملء القالب بشكل غير كافٍ بالقرب من البوابة، فإنه يتسبب في أن تكون السلاسل الجزيئية البوليمرية فضفاضة للغاية عند التبريد، مما يؤدي إلى إجهاد الشد، مما يضعف القوة بالقرب من البوابة. للتحقق مما إذا كان القالب مملوءًا بشكل زائد أو غير مملوء بشكل كافٍ، يمكن إجراء تحليل ختم البوابة لتحديد المدة التي يستغرقها الجزء ليبرد أو لإغلاق البوابة، واختبار ما إذا كان أداء الجزء مع أو بدون غلق البوابة (يتم تحديده حسب احتياجات التطبيق) مختلفًا. بالإضافة إلى ذلك، يعد اختبار الدورة الحرارية مهمًا جدًا لتجنب عيوب الانحناء في المنتجات، لأن عيوب الانحناء ناتجة عن عملية تغيير المنتجات من الساخن إلى البارد ثم الساخن مرة أخرى. نظرًا لأن الجزيئات ستحاول التخلص من الإجهاد تحت القوة، فإن الدورات الحرارية ستخبرك ما إذا كانت الجزيئات في حالة إجهاد أو استرخاء. عيوب التصميم في بعض الأحيان، قد يكون سبب التشقق في خط اللحام هو موقع البوابة غير المناسب. عادةً، يكون موقع البوابة المناسب هو جعل خط اللحام في أدنى منطقة إجهاد. إذا أمكن، يجب تصميم البوابة على مسافة معينة من تقاطع واجهة التدفق، مما قد يحسن من قوة خط اللحام. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون العيوب المحلية مرتبطة أيضًا بتصميم القالب أو المنتج، مثل الزوايا الحادة. ستتسبب الزوايا الحادة في تركيز الإجهاد، وهو ما يشبه القطع، مما يولد الإجهاد ثم ينتشر حوله، ويمكن لنصف قطر الزاوية أن ينشر الحمل. نظرًا لأن بعض الراتنجات حساسة للغاية لتأثير الشق، على سبيل المثال، يكون البولي كربونات أكثر حساسية لتأثير الشق من ABS، لذلك ستختار العديد من المنتجات استخدام مخاليط PC/ABS. مشاكل التدهور عند حدوث تشقق أو هشاشة في جميع أنحاء المنتج، فقد يكون ذلك ناتجًا عن ظروف معالجة معينة أثناء معالجة البوليمر. الاحتمال الأكثر ترجيحًا هو أن تكون درجة حرارة المعالجة مرتفعة جدًا أو يحدث التحلل المائي، مما يتسبب في تدهور السلسلة الجزيئية. بشكل عام، يؤدي التدهور إلى تقصير السلسلة الجزيئية وتحسين سيولة الذوبان، ولكن خصائص المادة تقل بشكل كبير. باستخدام نظرية القولبة العلمية وطرق التحكم في اللزوجة، يحتاج المعالجون إلى التحقق من ضغط الذوبان عند التبديل من مرحلة الحقن الأولى إلى مرحلة الحقن الثانية لمعرفة ما إذا كان أقل من المعتاد. بشكل عام، قد تكون لزوجة الذوبان المنخفضة جدًا إشارة إلى حدوث التدهور. إذا كنت تريد معرفة ما إذا كانت مشكلة التدهور ناجمة عن درجة الحرارة، فيمكنك استخدام مسبار حراري أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء للتحقق من درجة حرارة الذوبان وضبط درجة الحرارة إذا لزم الأمر. بالإضافة إلى ذلك، يجب فحص حالة التسخين ودورة العمل للبرميل بالكامل لمعرفة ما إذا كانت حلقة PID الخاصة بوحدة التحكم طبيعية؟ هل يحتاج السخان إلى التشغيل بشكل دوري؟ هل يحتاج السخان إلى التشغيل أو الإيقاف المستمر؟ في الوقت نفسه، فإن وقت بقاء الراتينج في البرميل مهم جدًا أيضًا. بشكل عام، إذا بقي الراتينج عند درجة حرارة عالية لفترة طويلة جدًا، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى حدوث مشاكل تدهور. عندما تتلف البرميل والبرغي، فمن السهل أن يتسبب ذلك في بقاء الراتينج لفترة أطول. لذلك، تحقق دائمًا من حالة البرميل والبرغي، بالإضافة إلى حلقة الاحتجاز أو صمام الفحص لمعرفة ما إذا كانت مكسورة أو محززة. إذا كان التدهور ناتجًا عن التحلل المائي، فتحقق مما إذا كان البوليمر مقاومًا للتحلل المائي وما هو الحد الأدنى لمستوى الماء الذي يتفاعل مع الماء في البرميل. بشكل عام، يمكن للماء أن يقطع السلاسل الجزيئية الطويلة إلى سلاسل قصيرة (البوليستر والبولي كربونات والأسيتال والنايلون والبولي يوريثين الحراري كلها عرضة للتحلل المائي، لكن البوليسترين والبولي أوليفينات والأكريلات ليست كذلك).
لتجنب هذا النوع من المشاكل، تحقق دائمًا مما إذا كان المجفف يعمل بشكل جيد وما إذا كان الراتينج الجاف يمتص الماء مرة أخرى قبل إضافته إلى آلة الحقن. إعادة التدوير والتلوين إذا تدهورت المادة المعاد تدويرها أو تلوثت، فقد يتشقق المنتج أو يصبح هشًا. لذلك، من الضروري التحقق من كمية وجودة المادة المعاد تدويرها ومقارنتها بالمنتج المصنوع من مادة 100% الخام. عادةً ما تحدث المشكلات المذكورة أعلاه بسبب ضعف التلوين المحلي أو المواد الغريبة، أو عدم التطابق بين المادة المعاد تدويرها والمادة الخام. بالإضافة إلى ذلك، يجب تحديد مؤشر الانصهار (MFR) للبوليمر.
لهذا الغرض، اتصل بمورد الحبيبات لمعرفة ما إذا كان البوليمر MFR يطابق MFR الذي يوفره المورد. عند إضافة الحشوات (مثل الألياف الزجاجية) إلى الراتينج، سيكون هناك فرق كبير في MFR قبل وبعد المعالجة لأن المسمار سوف يكسر الألياف الزجاجية. إذا تم استخدام نوع أو كمية الملون بشكل غير صحيح، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى حدوث مشاكل تشقق. لذلك، من الضروري أيضًا اكتشاف نسبة التخفيف للماستر باتش ونوع راتنج حامل الماسترباتش. بالإضافة إلى ذلك، قد يحدث تشقق موضعي أو تشقق عام بسبب المذيبات أو المواد الخافضة للتوتر السطحي أو المواد الكيميائية المضافة. لهذا، يجب التحقق من إجراءات التنظيف والتعامل مع القالب أو المنتج للعثور على عوامل مؤثرة محتملة، مثل الصابون أو الزيوت أو المواد الخافضة للتوتر السطحي.