علل عیوب سطحی در محصولات قالب گیری تزریقی

امواج یا شیارها عیب های رایجی هستند محصولات قالب گیری تزریقی روتر. عموماً عیوب سطحی ناشی از مکث پیک جریان به دلیل فشار ناکافی تزریق یا کاهش سرعت تزریق، نتیجه القای تنش محصول است. اشکال مختلف نقص سطحی دلایل مختلفی دارند. بررسی این علل و اجتناب از آنها تنها راه برای به دست آوردن محصولات با کیفیت بالا است.
برای محصولات قالب‌گیری تزریقی، عیوب سطحی مشکلات رایج کیفیت هستند. به طور کلی، عیوب سطحی قابل مشاهده شامل ترک، رگه های نقره ای، شیارها، امواج، علائم موج دار شدن و شکنندگی است. این عیوب نه تنها ظاهر محصول را تحت تاثیر قرار می دهد، بلکه مهمتر از آن نشان دهنده شکست فرآیند قالب گیری محصول است. معمولاً این عیوب سطحی ناشی از فشارهای داخلی و خارجی بیش از مقاومت خود محصول است. این عیب ناشی از تنش به محیط تولید، فناوری پردازش و خود مواد پلیمری مربوط می شود و گاهی طراحی قالب یا محصول را نیز در بر می گیرد. بنابراین، نگاه دقیق به ظاهر عیوب محصول می تواند به ما در یافتن راه حلی برای مشکل کمک کند. عیوب سطح معمولی ویژگی های خاص خود را دارند. به عنوان مثال، شیارها (یا امواج، نشانه های موج دار) معمولاً در لبه جلویی سیال ظاهر می شوند. هنگامی که جلوی جریان مکث می کند، فشار جمع می شود، سپس با فاصله کوتاهی به جلو جریان می یابد و سپس دوباره مکث می کند، یک شیار ایجاد می کند. این عیب به فشار ناکافی جریان جلو یا سرعت پایین تزریق مربوط می شود. تردی ناشی از پر شدن بیش از حد یا کم پر شدن است. علاوه بر این، آلودگی یا تخریب پلیمر یا تماس با محیط های ترک خوردگی استرس محیطی نیز می تواند باعث ایجاد مشکلات شکنندگی شود. ترک خوردگی می تواند در قسمت هایی از محصول یا در کل قسمت ایجاد شود. رگه های نقره سفید شدن ناشی از خطوط ریز یا ترک های کوچک است که معمولاً به یک منطقه کوچک محدود می شود. فرآیند و پلیمر را بررسی کنید. معمولاً موج‌های سطحی ممکن است به دلیل یکی از سه مشکل پردازش زیر ایجاد شوند، از جمله: مشکلات فشار یا حجم، مشکلات موقعیت یا انتقال و در موارد معدودی مشکلات دما. به طور کلی، محدودیت فشار پر شدن مرحله اول یا عدم کنترل سرعت، علت اصلی موج‌ها است. بنابراین، لازم است حداکثر فشار مرحله اول را که باید 200~400psi (14~28kg/CM2) کمتر از مقدار فشار حدی مرحله اول باشد، به دقت بررسی کنید. علاوه بر این، اگر فشار نگهداری، سرعت یا حجم مذاب مرحله دوم کاهش یابد، باعث ایجاد امواج نیز می شود. در این زمان باید فشار و سرعت نگهداری را تا حد امکان افزایش داد. موقعیت نادرست در طول انتقال از مرحله اول تزریق به مرحله تزریق دوم نیز می تواند باعث ایجاد نقص های قابل مشاهده شود. به عنوان مثال، زمانی که فشار نگه‌داری مرحله دوم به میزان 300psi (21 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) کاهش یافته و به فشار پلاستیک‌سازی تبدیل می‌شود، یا اگر زمانی که دستگاه نتواند این تبدیل را کامل کند، زمان نگه‌داری مرحله دوم به 0 کاهش یابد، محصول فقط 95%~99% پر شود. برای محصولات با دیواره نازک، به صورت یک کم پر شدن جزئی در نزدیکی دروازه ظاهر می شود.
برای عیوب ترک خوردگی، به ویژه ترک خوردن در محصولات با دیواره نازک، ممکن است ناشی از سرعت تزریق بیش از حد بالا باشد. به همین دلیل باید سعی کنید سرعت تزریق را تغییر دهید یا موقعیت دروازه را جابجا کنید. بدیهی است در گذر از مرحله تزریق اول به مرحله تزریق دوم، پرکردن نامناسب باعث ایجاد عیوب قابل مشاهده خواهد شد. برای جبران این، نکته کلیدی بهبود پاسخگویی تبدیل هیدرولیک است. در حین تبدیل، فشار باید تا نقطه تبدیل افزایش یابد و سپس به سرعت به مقدار فشار تنظیم شده مرحله دوم کاهش یابد. اگر فشار به زیر نقطه تنظیم مرحله دوم کاهش یابد، جلوی جریان ممکن است متوقف شود و ویسکوزیته افزایش یابد. وقتی این اتفاق می افتد، به این معنی است که تجهیزات نیاز به تعمیر دارند. دمای بسیار پایین مذاب یا دمای قالب منبع دیگری از عیوب است. دمای مذاب را می توان با استفاده از فناوری پروب حرارتی یا سنسورهای مادون قرمز مناسب بررسی کرد تا اطمینان حاصل شود که دمای مذاب در محدوده توصیه شده توسط تامین کننده مواد است.

برای ترک خوردن، رگه های نقره یا مشکلات شکنندگی، باید به دنبال عوامل استرس زا مربوط به پردازش باشید، مانند تزریق خیلی سریع یا خیلی کند. تزریق بیش از حد سریع منجر به جهت گیری مولکولی بیش از حد می شود که به ویژه در مورد محصولات با دیواره نازک صادق است. بنابراین، منطقی بودن توزیع دروازه را برای ارائه جهت گیری مولکولی مناسب و توزیع خط جوش در نظر بگیرید. برای مشاهده نتایج جهت گیری می توانید سعی کنید محصول را سریع و آهسته تزریق کنید. اگر محصول درست پس از قالب‌گیری ترک خورد یا رگه‌های نقره‌ای داشت، بهتر است قبل از بیرون ریختن محصول آن را بررسی کنید و سپس سرعت پرتاب را کاملاً کاهش دهید تا ببینید آیا مشکل ادامه دارد یا خیر. اگر مشکل در جهش است، باید ببینید که آیا پخ قالب گیری قالب معقول است یا خیر. به طور معمول، پرداخت نامناسب در جهت پرتاب، سرعت پرتاب بیش از حد بالا، و ناحیه جهشی ناکافی می تواند باعث این نوع مشکل شود. پر شدن یا کم پر شدن می تواند باعث شکنندگی قطعه شود. این به این دلیل است که هر دو موقعیت می تواند منجر به استرس بیش از حد در قسمت، به خصوص نزدیک دروازه شود. به طور معمول، پر شدن بیش از حد در دروازه باعث می شود که زنجیره های پلیمری خیلی محکم فشرده شوند. در دمای اتاق، زنجیره‌های مولکولی یک قسمت پر شده هنوز مقداری آزادی برای حرکت دارند، اما در دمای پایین، این قطعه منقبض می‌شود و زنجیره‌های مولکولی را خیلی محکم می‌فشرد و باعث ایجاد ترک می‌شود. به طور معمول، زنجیره های مولکولی بیش از حد بسته بندی شده، تنش فشاری باقیمانده ایجاد می کنند و قطعه را شکننده می کنند. علاوه بر این، زمانی که قالب در نزدیکی دروازه کم پر می شود، باعث می شود زنجیره های مولکولی پلیمر هنگام خنک شدن بیش از حد شل شوند و در نتیجه تنش کششی ایجاد می شود که استحکام نزدیک دروازه را تضعیف می کند. برای بررسی اینکه آیا قالب بیش از حد پر شده است یا کم پر شده است، می توان یک آنالیز سیل گیت انجام داد تا مشخص شود که چه مدت طول می کشد تا قطعه خنک شود یا دروازه بسته شود و آزمایش شود که آیا عملکرد قطعه با یا بدون درب آب بندی شده است. بر اساس نیازهای برنامه تعیین می شود) متفاوت است. علاوه بر این، آزمایش چرخه حرارتی برای جلوگیری از عیوب تاب خوردگی در محصولات بسیار مهم است، زیرا عیوب تاب خوردگی ناشی از فرآیند تغییر محصولات از گرم به سرد و سپس دوباره گرم شدن است. از آنجایی که مولکول‌ها سعی می‌کنند استرس را تحت فشار از بین ببرند، چرخه‌های حرارتی به شما می‌گویند که آیا مولکول‌ها در حالت استرس هستند یا آرامش. عیوب طراحی گاهی اوقات، ترک خوردن در خط جوش ممکن است به دلیل محل نامناسب دروازه ایجاد شود. معمولاً محل مناسب دروازه، ایجاد خط جوش در کمترین ناحیه تنش است. در صورت امکان، دروازه باید در فاصله معینی از تقاطع جبهه جریان طراحی شود که می تواند استحکام خط جوش را بهبود بخشد. علاوه بر این، عیوب موضعی نیز ممکن است مربوط به طراحی قالب یا محصول باشد، مانند گوشه های تیز. گوشه‌های تیز باعث تمرکز تنش می‌شوند، که مانند بریدگی است، استرس ایجاد می‌کند و سپس به اطراف پخش می‌شود و شعاع گوشه می‌تواند بار را به بیرون پخش کند. از آنجایی که برخی از رزین ها به اثر بریدگی بسیار حساس هستند، به عنوان مثال، پلی کربنات نسبت به ABS به اثر بریدگی حساس تر است، بنابراین بسیاری از محصولات از ترکیب PC/ABS استفاده می کنند. مشکلات تخریب هنگامی که ترک خوردگی یا شکنندگی در سراسر محصول رخ می دهد، ممکن است ناشی از شرایط پردازش خاصی در طول پردازش پلیمر باشد. محتمل ترین احتمال این است که دمای پردازش بیش از حد بالا باشد یا هیدرولیز اتفاق بیفتد که باعث تخریب زنجیره مولکولی می شود. به طور کلی، تخریب زنجیره مولکولی را کوتاه می کند و سیالیت مذاب را بهبود می بخشد، اما خواص مواد به طور قابل توجهی کاهش می یابد. با استفاده از تئوری علمی قالب‌گیری و روش‌های کنترل ویسکوزیته، پردازنده‌ها باید فشار مذاب را هنگام تغییر از مرحله تزریق اول به مرحله تزریق دوم بررسی کنند تا ببینند که آیا فشار مذاب کمتر از حد معمول است یا خیر. به طور کلی، ویسکوزیته مذاب خیلی کم ممکن است سیگنالی باشد که تخریب رخ داده است. اگر می خواهید بدانید که آیا مشکل تخریب ناشی از دما است، می توانید از یک پروب حرارتی یا سنسور IR برای بررسی دمای مذاب استفاده کنید و در صورت لزوم دما را تنظیم کنید. علاوه بر این، وضعیت گرمایش و چرخه وظیفه کل بشکه باید بررسی شود که آیا حلقه PID کنترلر طبیعی است؟ آیا بخاری به طور دوره ای نیاز به برق دارد؟ آیا بخاری باید به طور مداوم روشن یا خاموش شود؟ در عین حال زمان ماندن رزین در بشکه نیز بسیار مهم است. به طور کلی، اگر رزین برای مدت طولانی در دمای بالا بماند، مشکلات تخریب نیز ایجاد می کند. هنگامی که بشکه و پیچ آسیب می بینند، به راحتی می توان باعث ماندن رزین طولانی تر شد. بنابراین، همیشه وضعیت لوله و پیچ و همچنین حلقه نگهدارنده یا شیر چک را بررسی کنید تا ببینید آیا آنها شکسته یا بریدگی دارند. اگر تخریب ناشی از هیدرولیز باشد، بررسی کنید که آیا پلیمر در برابر هیدرولیز مقاوم است یا خیر و حداقل سطح آبی که با آب در بشکه واکنش می دهد چقدر است. به طور کلی، آب می تواند زنجیره های مولکولی بلند را به زنجیره های کوتاه برش دهد (پلی استرها، پلی کربنات ها، استال ها، نایلون ها و TPU همگی به هیدرولیز حساس هستند، اما پلی استایرن، پلی الفین ها و آکریلات ها اینگونه نیستند).
برای جلوگیری از این نوع مشکل، همیشه قبل از اضافه کردن آن به دستگاه تزریق، بررسی کنید که آیا خشک کن به خوبی کار می کند و آیا رزین خشک آب را دوباره جذب می کند یا خیر. بازیافت و رنگ‌آمیزی اگر مواد بازیافتی تخریب یا آلوده شوند، ممکن است محصول ترک بخورد یا شکننده شود. بنابراین لازم است مقدار و کیفیت مواد بازیافتی بررسی و با محصول ساخته شده از ماده اولیه 100% مقایسه شود. معمولاً مشکلات فوق به دلیل رنگ آمیزی ضعیف موضعی یا مواد خارجی یا عدم تطابق بین مواد بازیافتی و مواد اولیه رخ می دهد. علاوه بر این، شاخص مذاب (MFR) پلیمر باید تعیین شود.
برای این منظور با تامین کننده گلوله تماس بگیرید تا ببینید آیا MFR پلیمری با MFR ارائه شده توسط تامین کننده مطابقت دارد یا خیر. هنگامی که پرکننده ها (مانند الیاف شیشه) به رزین اضافه می شوند، تفاوت زیادی در MFR قبل و بعد از پردازش وجود دارد زیرا پیچ باعث شکستن فیبر شیشه می شود. در صورت استفاده نادرست از نوع یا مقدار رنگ، مشکلات ترک خوردگی نیز ایجاد می کند. بنابراین تشخیص نسبت رقت مستربچ و نوع رزین حامل مستربچ نیز ضروری است. علاوه بر این، ترک موضعی یا ترک خوردگی کلی ممکن است توسط حلال ها، سورفکتانت ها یا افزودنی های شیمیایی ایجاد شود. برای این کار، روش‌های تمیز کردن و جابجایی قالب یا محصول باید بررسی شود تا عوامل تأثیرگذار احتمالی مانند صابون‌ها، روغن‌ها یا سورفکتانت‌ها را بیابند.