Ursachen für Oberflächenfehler bei Spritzgussprodukten

Wellen oder Rillen sind häufige Mängel in Router-Spritzgussprodukte. Im Allgemeinen sind Oberflächenfehler, die durch die Unterbrechung des Fließpeaks aufgrund unzureichenden Einspritzdrucks oder verringerter Einspritzgeschwindigkeit verursacht werden, das Ergebnis einer Spannungsinduktion des Produkts. Verschiedene Formen von Oberflächenfehlern haben unterschiedliche Ursachen. Die Erforschung und Vermeidung dieser Ursachen ist der einzige Weg, um qualitativ hochwertige Produkte zu erhalten.
Oberflächenfehler sind bei Spritzgussprodukten häufige Qualitätsprobleme. Im Allgemeinen umfassen sichtbare Oberflächenfehler Risse, silberne Streifen, Rillen, Wellen, Wellenspuren und Versprödung. Diese Fehler beeinträchtigen nicht nur das Erscheinungsbild des Produkts, sondern weisen vor allem auch darauf hin, dass der Formprozess des Produkts fehlgeschlagen ist. Normalerweise werden diese Oberflächenfehler durch die inneren und äußeren Spannungen des Produkts verursacht, die die Festigkeit des Produkts selbst überschreiten. Dieser spannungsbedingte Fehler hängt mit der Produktionsumgebung, der Verarbeitungstechnologie und den Polymermaterialien selbst zusammen und betrifft manchmal das Design der Form oder des Produkts. Daher kann uns eine genaue Betrachtung des Erscheinungsbilds der Produktfehler helfen, eine Lösung für das Problem zu finden. Häufige Oberflächenfehler haben ihre eigenen Merkmale. Beispielsweise treten Rillen (oder Wellen, Wellenspuren) normalerweise an der Vorderkante der Flüssigkeit auf. Wenn die Fließfront innehält, baut sich Druck auf, fließt dann eine kurze Strecke nach vorne und hält dann wieder an, wodurch eine Rille entsteht. Dieser Fehler hängt mit unzureichendem Fließfrontdruck oder langsamer Einspritzgeschwindigkeit zusammen. Versprödung wird durch Über- oder Unterfüllung verursacht. Darüber hinaus können auch Verunreinigungen oder Zersetzungen des Polymers oder der Kontakt mit spannungsrissbildenden Medien in der Umgebung zu Versprödungsproblemen führen. Risse können in Teilen des Produkts oder am gesamten Teil auftreten. Silberstreifen sind Weißfärbungen, die durch feine Linien oder kleine Risse verursacht werden, die normalerweise auf einen kleinen Bereich beschränkt sind. Überprüfen Sie den Prozess und das Polymer. Normalerweise können Oberflächenwellen durch eines der folgenden drei Verarbeitungsprobleme verursacht werden, darunter: Druck- oder Volumenprobleme, Positions- oder Übertragungsprobleme und in einigen Fällen Temperaturprobleme. Im Allgemeinen ist die Begrenzung des Fülldrucks der ersten Stufe oder die fehlende Geschwindigkeitskontrolle die Hauptursache für die Wellen. Daher ist es notwendig, den Maximaldruck der ersten Stufe sorgfältig zu überprüfen, der 200 bis 400 psi (14 bis 28 kg/cm²) niedriger sein sollte als der Grenzdruckwert der ersten Stufe. Wenn außerdem der Haltedruck, die Geschwindigkeit oder das Schmelzvolumen der zweiten Stufe reduziert werden, verursacht dies ebenfalls Wellen. Zu diesem Zeitpunkt sollten der Haltedruck und die Geschwindigkeit so weit wie möglich erhöht werden. Eine falsche Positionierung beim Übergang von der ersten zur zweiten Einspritzstufe kann ebenfalls sichtbare Defekte verursachen. Wenn beispielsweise der Haltedruck der zweiten Stufe um 300 psi (21 kg/cm2) reduziert und in Plastifizierdruck umgewandelt wird oder wenn die Haltezeit der zweiten Stufe auf 0 reduziert wird und die Maschine diese Umwandlung nicht abschließen kann, wird das Produkt nur zu 951 TP3T bis 991 TP3T gefüllt. Bei dünnwandigen Produkten äußert sich dies in einer leichten Unterfüllung in der Nähe des Angusses.
Rissbildungsfehler, insbesondere bei dünnwandigen Produkten, können durch eine zu hohe Einspritzgeschwindigkeit verursacht werden. Aus diesem Grund muss versucht werden, die Einspritzgeschwindigkeit zu ändern oder die Angussposition zu verschieben. Beim Übergang von der ersten zur zweiten Einspritzstufe führt eine unsachgemäße Füllung offensichtlich zu sichtbaren Fehlern. Um dies auszugleichen, besteht der Schlüssel darin, die Reaktionsfähigkeit der hydraulischen Umwandlung zu verbessern. Während der Umwandlung sollte der Druck bis zum Umwandlungspunkt erhöht und dann schnell auf den eingestellten Druckwert der zweiten Stufe abgesenkt werden. Wenn der Druck unter den eingestellten Wert der zweiten Stufe fällt, kann die Fließfront stoppen und die Viskosität steigt an. Wenn dies geschieht, bedeutet dies, dass die Anlage repariert werden muss. Eine zu niedrige Schmelztemperatur oder Formtemperatur ist eine weitere Fehlerquelle. Die Temperatur der Schmelze kann mithilfe der Wärmesondentechnologie oder geeigneter Infrarotsensoren überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Schmelztemperatur innerhalb des vom Materiallieferanten empfohlenen Bereichs liegt.

Bei Rissbildung, Silberstreifen oder Versprödungsproblemen sollten Sie nach verarbeitungsbedingten Spannungsursachen suchen, z. B. zu schnelles oder zu langsames Einspritzen. Zu schnelles Einspritzen führt zu übermäßiger Molekülorientierung, was insbesondere bei dünnwandigen Produkten der Fall ist. Berücksichtigen Sie daher die Rationalität der Angussverteilung, um die entsprechende Molekülorientierung und Bindenahtverteilung zu gewährleisten. Sie können versuchen, das Produkt schnell und langsam einzuspritzen, um die Ausrichtungsergebnisse zu beobachten. Wenn das Produkt direkt nach dem Entformen Risse oder Silberstreifen aufweist, sollten Sie dies am besten überprüfen, bevor das Produkt ausgeworfen wird, und dann die Auswurfgeschwindigkeit vollständig verlangsamen, um festzustellen, ob das Problem weiterhin besteht. Wenn das Problem beim Auswerfen liegt, sollten Sie prüfen, ob die Entformungsfase angemessen ist. Typischerweise können unsachgemäßes Polieren in Auswurfrichtung, eine zu hohe Auswurfgeschwindigkeit und ein unzureichender Auswurfbereich diese Art von Problemen verursachen. Überfüllung oder Unterfüllung kann zur Versprödung des Teils führen. Dies liegt daran, dass beide Situationen zu übermäßiger Spannung im Teil führen können, insbesondere in der Nähe des Angusses. Typischerweise führt eine Überfüllung am Anguss dazu, dass die Polymerketten zu stark zusammengedrückt werden. Bei Raumtemperatur haben die Molekülketten eines überfüllten Teils noch etwas Bewegungsfreiheit, aber bei niedrigen Temperaturen schrumpft das Teil und quetscht die Molekülketten zu stark zusammen, was zu Rissen führt. Typischerweise erzeugen die überfüllten Molekülketten eine Restdruckspannung, die das Teil spröde macht. Wenn die Form in der Nähe des Angusses unterfüllt ist, führt dies außerdem dazu, dass die Polymermolekülketten beim Abkühlen zu locker sind, was zu Zugspannungen führt, die die Festigkeit in der Nähe des Angusses schwächen. Um zu überprüfen, ob die Form über- oder unterfüllt ist, kann eine Angussdichtungsanalyse durchgeführt werden, um zu bestimmen, wie lange es dauert, bis das Teil abkühlt oder sich der Anguss schließt, und um zu testen, ob die Leistung des Teils mit und ohne versiegeltem Anguss (bestimmt durch die Anwendungsanforderungen) unterschiedlich ist. Darüber hinaus ist eine Wärmezyklusprüfung sehr wichtig, um Verformungsfehler in Produkten zu vermeiden, da Verformungsfehler durch den Prozess des Übergangs von Produkten von heiß zu kalt und dann wieder heiß verursacht werden. Da Moleküle versuchen, Spannungen unter Krafteinwirkung abzubauen, können Sie anhand von Wärmezyklen feststellen, ob sich die Moleküle in einem Spannungs- oder Entspannungszustand befinden. Konstruktionsfehler Manchmal können Risse an der Schweißnaht durch eine falsche Angussposition verursacht werden. Normalerweise sollte die Schweißnaht so platziert werden, dass sie sich im Bereich mit der geringsten Spannung befindet. Wenn möglich, sollte der Anguss in einem bestimmten Abstand vom Schnittpunkt der Fließfront platziert werden, um die Festigkeit der Schweißnaht zu verbessern. Darüber hinaus können lokale Defekte auch mit der Konstruktion der Form oder des Produkts zusammenhängen, z. B. scharfe Ecken. Scharfe Ecken verursachen Spannungskonzentrationen, die wie ein Schnitt wirken, Spannungen erzeugen und sich dann ausbreiten, und der Eckenradius kann die Belastung verteilen. Da einige Harze sehr empfindlich auf Kerbwirkungen reagieren, z. B. ist Polycarbonat empfindlicher auf Kerbwirkungen als ABS, werden in vielen Produkten PC/ABS-Mischungen verwendet. Abbauprobleme Wenn im gesamten Produkt Risse oder Versprödung auftreten, kann dies durch bestimmte Verarbeitungsbedingungen während der Verarbeitung des Polymers verursacht werden. Die wahrscheinlichste Möglichkeit ist, dass die Verarbeitungstemperatur zu hoch ist oder Hydrolyse auftritt, wodurch die Molekülkette abgebaut wird. Im Allgemeinen verkürzt der Abbau die Molekülkette und verbessert die Fließfähigkeit der Schmelze, aber die Materialeigenschaften werden erheblich reduziert. Mithilfe der wissenschaftlichen Formtheorie und Methoden zur Viskositätskontrolle müssen Verarbeiter den Schmelzdruck beim Wechsel von der ersten zur zweiten Injektionsstufe überprüfen, um festzustellen, ob er niedriger als üblich ist. Im Allgemeinen kann eine zu niedrige Schmelzviskosität ein Zeichen dafür sein, dass ein Abbau aufgetreten ist. Wenn Sie wissen möchten, ob das Abbauproblem durch die Temperatur verursacht wird, können Sie die Schmelztemperatur mit einer Wärmesonde oder einem IR-Sensor überprüfen und die Temperatur bei Bedarf anpassen. Darüber hinaus sollten der Heizzustand und der Arbeitszyklus des gesamten Zylinders überprüft werden, um festzustellen, ob die PID-Schleife des Reglers normal ist. Muss die Heizung regelmäßig mit Strom versorgt werden? Muss die Heizung kontinuierlich ein- oder ausgeschaltet werden? Gleichzeitig ist auch die Verweilzeit des Harzes im Zylinder sehr wichtig. Im Allgemeinen führt es auch zu Abbauproblemen, wenn das Harz zu lange bei hoher Temperatur bleibt. Wenn Zylinder und Schraube beschädigt sind, kann es leicht dazu führen, dass das Harz länger bleibt. Überprüfen Sie daher immer den Zustand des Zylinders und der Schraube sowie des Sicherungsrings oder des Rückschlagventils, um festzustellen, ob sie gebrochen oder eingekerbt sind. Wenn der Abbau durch Hydrolyse verursacht wird, prüfen Sie, ob das Polymer hydrolysebeständig ist und wie hoch die Mindestmenge an Wasser ist, die mit Wasser im Zylinder reagiert. Im Allgemeinen kann Wasser lange Molekülketten in kurze Ketten zerschneiden (Polyester, Polycarbonate, Acetale, Nylon und TPU sind alle anfällig für Hydrolyse, Polystyrol, Polyolefine und Acrylate jedoch nicht).
Um diese Art von Problemen zu vermeiden, prüfen Sie immer, ob der Trockner richtig läuft und ob das trockene Harz Wasser wieder aufnimmt, bevor Sie es in die Spritzgussmaschine geben. Recycling und Färbung Wenn das recycelte Material abgebaut oder verunreinigt ist, kann das Produkt reißen oder spröde werden. Daher ist es notwendig, die Menge und Qualität des recycelten Materials zu prüfen und es mit dem Produkt aus 100%-Rohmaterial zu vergleichen. Normalerweise treten die oben genannten Probleme aufgrund einer schlechten lokalen Färbung oder Fremdkörpern oder der Nichtübereinstimmung zwischen dem recycelten Material und dem Rohmaterial auf. Darüber hinaus muss der Schmelzindex (MFR) des Polymers bestimmt werden.
Wenden Sie sich zu diesem Zweck an den Pelletlieferanten, um zu prüfen, ob der MFR des Polymers mit dem vom Lieferanten angegebenen MFR übereinstimmt. Wenn dem Harz Füllstoffe (wie Glasfasern) zugesetzt werden, gibt es vor und nach der Verarbeitung einen großen Unterschied im MFR, da die Schraube die Glasfasern bricht. Wenn die Art oder Menge des Farbstoffs falsch verwendet wird, führt dies ebenfalls zu Rissproblemen. Daher ist es auch notwendig, das Verdünnungsverhältnis des Masterbatches und die Art des Masterbatch-Trägerharzes zu ermitteln. Darüber hinaus können lokale Risse oder allgemeine Risse durch Lösungsmittel, Tenside oder chemische Zusätze verursacht werden. Zu diesem Zweck sollten die Reinigungs- und Handhabungsverfahren der Form oder des Produkts überprüft werden, um mögliche Einflussfaktoren wie Seifen, Öle oder Tenside zu ermitteln.