Oorzaken van oppervlaktedefecten in spuitgietproducten

Golven of groeven zijn veelvoorkomende defecten in Router-spuitgietproducten. Over het algemeen zijn de oppervlaktedefecten die worden veroorzaakt door de pauze van de stromingspiek vanwege onvoldoende injectiedruk of verminderde injectiesnelheid het resultaat van stressinductie van het product. Verschillende oppervlaktedefectvormen hebben verschillende oorzaken. Het onderzoeken van deze oorzaken en het vermijden ervan is de enige manier om producten van hoge kwaliteit te verkrijgen.
Voor spuitgegoten producten zijn oppervlaktedefecten veelvoorkomende kwaliteitsproblemen. Over het algemeen omvatten zichtbare oppervlaktedefecten scheuren, zilverstrepen, groeven, rimpels, rimpelmarkeringen en verbrossing. Deze defecten beïnvloeden niet alleen het uiterlijk van het product, maar nog belangrijker, ze geven ook aan dat het gietproces van het product is mislukt. Meestal worden deze oppervlaktedefecten veroorzaakt door de interne en externe spanningen van het product die de sterkte van het product zelf overschrijden. Dit door spanning veroorzaakte defect is gerelateerd aan de productieomgeving, verwerkingstechnologie en polymeermaterialen zelf, en soms heeft het te maken met het ontwerp van de mal of het product. Daarom kan een nauwkeurige blik op het uiterlijk van de productdefecten ons helpen een oplossing voor het probleem te vinden. Veelvoorkomende oppervlaktedefecten hebben hun eigen kenmerken. Groeven (of rimpels, rimpelmarkeringen) verschijnen bijvoorbeeld meestal aan de voorrand van de vloeistof. Wanneer het stromingsfront pauzeert, hoopt de druk zich op, stroomt vervolgens een klein stukje naar voren en pauzeert dan weer, het zal een groef vormen. Dit defect is gerelateerd aan onvoldoende stromingsfrontdruk of lage injectiesnelheid. Brosheid wordt veroorzaakt door overvulling of ondervulling. Daarnaast kan verontreiniging of degradatie van het polymeer, of contact met omgevingsstressscheurmedia, ook brosheidsproblemen veroorzaken. Scheuren kunnen optreden in delen van het product of op het hele onderdeel. Zilveren strepen zijn witheid veroorzaakt door fijne lijntjes of kleine scheuren, meestal beperkt tot een klein gebied. Controleer het proces en het polymeer. Meestal kunnen oppervlakterimpelingen worden veroorzaakt door een van de volgende drie verwerkingsproblemen, waaronder: druk- of volumeproblemen, positie- of overdrachtsproblemen en in een paar gevallen temperatuurproblemen. Over het algemeen is de beperking van de vuldruk van de eerste fase of het ontbreken van snelheidsregeling de hoofdoorzaak van de rimpelingen. Daarom is het noodzakelijk om de maximale druk van de eerste fase zorgvuldig te controleren, die 200~400 psi (14~28 kg/CM2) lager moet zijn dan de grensdrukwaarde van de eerste fase. Bovendien, als de houddruk, snelheid of smeltvolume van de tweede fase wordt verlaagd, zal dit ook rimpelingen veroorzaken. Op dit moment moeten de houddruk en snelheid zoveel mogelijk worden verhoogd. Onjuiste positionering tijdens de overgang van de eerste injectiefase naar de tweede injectiefase kan ook zichtbare defecten veroorzaken. Bijvoorbeeld, wanneer de houddruk van de tweede fase met 300 psi (21 kg/CM2) wordt verlaagd en wordt omgezet naar plastificerende druk, of als de houdtijd van de tweede fase wordt teruggebracht tot 0 wanneer de machine deze conversie niet kan voltooien, zal het product slechts 95%~99% gevuld zijn. Voor dunwandige producten manifesteert dit zich als een lichte ondervulling nabij de poort.
Voor scheurdefecten, met name scheuren op dunwandige producten, kan dit worden veroorzaakt door een te hoge injectiesnelheid. Om deze reden is het noodzakelijk om te proberen de injectiesnelheid te veranderen of de poortpositie te verplaatsen. Uiteraard zal onjuiste vulling zichtbare defecten veroorzaken bij de overgang van de eerste injectiefase naar de tweede injectiefase. Om dit te compenseren, is het belangrijk om de responsiviteit van de hydraulische conversie te verbeteren. Tijdens de conversie moet de druk worden verhoogd tot het conversiepunt en vervolgens snel worden verlaagd tot de ingestelde drukwaarde van de tweede fase. Als de druk daalt tot onder het ingestelde punt van de tweede fase, kan het stromingsfront stoppen en zal de viscositeit toenemen. Wanneer dit gebeurt, betekent dit dat de apparatuur moet worden gerepareerd. Een te lage smelttemperatuur of matrijstemperatuur is een andere bron van defecten. De temperatuur van de smelt kan worden gecontroleerd met behulp van thermische sondetechnologie of geschikte infraroodsensoren om ervoor te zorgen dat de smelttemperatuur binnen het door de materiaalleverancier aanbevolen bereik ligt.

Bij scheuren, zilverstrepen of brosheidsproblemen moet u zoeken naar stressoorzaken die verband houden met de verwerking, zoals te snel of te langzaam injecteren. Te snel injecteren leidt tot overmatige moleculaire oriëntatie, wat vooral geldt voor dunwandige producten. Houd daarom rekening met de rationaliteit van de gate-distributie om de juiste moleculaire oriëntatie en laslijndistributie te bieden. U kunt proberen het product snel en langzaam te injecteren om de oriëntatieresultaten te observeren. Als het product barst of zilverstrepen vertoont vlak na het ontvormen, is het het beste om dit te controleren voordat het product wordt uitgeworpen en vervolgens de uitwerpsnelheid volledig te vertragen om te zien of het probleem aanhoudt. Als het probleem zich in de uitwerping bevindt, moet u kijken of de afschuining van de matrijsontvorm redelijk is. Meestal kunnen onjuist polijsten in de uitwerprichting, een te hoge uitwerpsnelheid en een onvoldoende uitwerpgebied dit soort problemen veroorzaken. Overvullen of ondervullen kan brosheid van het onderdeel veroorzaken. Dit komt omdat beide situaties kunnen leiden tot overmatige spanning in het onderdeel, vooral in de buurt van de gate. Doorgaans zorgt overvulling bij de gate ervoor dat de polymeerketens te strak worden samengedrukt. Bij kamertemperatuur hebben de moleculaire ketens van een overgevuld onderdeel nog enige bewegingsvrijheid, maar bij lage temperaturen krimpt het onderdeel en worden de moleculaire ketens te strak samengedrukt, waardoor er scheuren ontstaan. Doorgaans produceren de overgepakte moleculaire ketens restdrukspanning, waardoor het onderdeel broos wordt. Bovendien zorgt het ervoor dat de polymeermoleculaire ketens te los zitten bij het afkoelen als de mal te weinig is gevuld bij de gate, wat resulteert in trekspanning, wat de sterkte bij de gate verzwakt. Om te controleren of de mal te veel of te weinig is gevuld, kan een gate seal-analyse worden uitgevoerd om te bepalen hoe lang het duurt voordat het onderdeel is afgekoeld of de gate sluit, en om te testen of de prestaties van het onderdeel met en zonder de gate zijn afgedicht (bepaald door de behoeften van de toepassing) anders zijn. Daarnaast is thermische cyclustesten erg belangrijk om kromtrekken in producten te voorkomen, omdat kromtrekken worden veroorzaakt door het proces waarbij producten van warm naar koud en vervolgens weer warm veranderen. Omdat moleculen proberen spanning onder kracht te elimineren, vertellen thermische cycli u of de moleculen zich in een staat van spanning of ontspanning bevinden. Ontwerpgebreken Soms kan scheuren bij de laslijn worden veroorzaakt door een onjuiste locatie van de poort. Meestal is de juiste locatie van de poort om de laslijn in het gebied met de laagste spanning te maken. Indien mogelijk moet de poort op een bepaalde afstand van het snijpunt van het stromingsfront worden ontworpen, wat de sterkte van de laslijn kan verbeteren. Bovendien kunnen lokale gebreken ook verband houden met het ontwerp van de mal of het product, zoals scherpe hoeken. Scherpe hoeken veroorzaken spanningsconcentratie, wat lijkt op een snede, die spanning genereert en zich vervolgens verspreidt, en de hoekradius kan de belasting verspreiden. Omdat sommige harsen erg gevoelig zijn voor het inkepingseffect, is polycarbonaat bijvoorbeeld gevoeliger voor het inkepingseffect dan ABS, dus veel producten kiezen ervoor om PC/ABS-mengsels te gebruiken. Degradatieproblemen Wanneer er scheuren of brosheid in het hele product optreden, kan dit worden veroorzaakt door bepaalde verwerkingsomstandigheden tijdens de verwerking van het polymeer. De meest waarschijnlijke mogelijkheid is dat de verwerkingstemperatuur te hoog is of dat er hydrolyse optreedt, waardoor de moleculaire keten afbreekt. Over het algemeen verkort afbraak de moleculaire keten en verbetert de vloeibaarheid van de smelt, maar de materiaaleigenschappen worden aanzienlijk verminderd. Met behulp van wetenschappelijke giettheorie en viscositeitscontrolemethoden moeten verwerkers de smeltdruk controleren bij het overschakelen van de eerste injectiefase naar de tweede injectiefase om te zien of deze lager is dan normaal. Over het algemeen kan een te lage smeltviscositeit een signaal zijn dat er afbraak is opgetreden. Als u wilt weten of het afbraakprobleem wordt veroorzaakt door temperatuur, kunt u een thermische sonde of IR-sensor gebruiken om de smelttemperatuur te controleren en de temperatuur indien nodig aan te passen. Daarnaast moeten de verwarmingsconditie en de duty cycle van de hele cilinder worden gecontroleerd om te zien of de PID-lus van de controller normaal is. Moet de verwarming periodiek worden ingeschakeld? Moet de verwarming continu worden in- of uitgeschakeld? Tegelijkertijd is de verblijftijd van de hars in de cilinder ook erg belangrijk. Over het algemeen zal het ook afbraakproblemen veroorzaken als de hars te lang op hoge temperatuur blijft. Wanneer de cilinder en de schroef beschadigd zijn, kan het gemakkelijk zijn dat de hars langer blijft zitten. Controleer daarom altijd de staat van de cilinder en de schroef, evenals de borgring of terugslagklep om te zien of ze gebroken of gekerfd zijn. Als degradatie wordt veroorzaakt door hydrolyse, controleer dan of het polymeer hydrolysebestendig is en wat het minimale niveau van water is dat reageert met water in de cilinder. Over het algemeen kan water lange moleculaire ketens in korte ketens knippen (polyesters, polycarbonaten, acetalen, nylons en TPU zijn allemaal gevoelig voor hydrolyse, maar polystyreen, polyolefinen en acrylaten niet).
Om dit soort problemen te voorkomen, moet u altijd controleren of de droger goed werkt en of de droge hars water opneemt voordat u het aan de injectiemachine toevoegt. Recycling en kleuren Als het gerecyclede materiaal is afgebroken of verontreinigd, kan het product barsten of broos worden. Daarom is het noodzakelijk om de hoeveelheid en kwaliteit van het gerecyclede materiaal te controleren en het te vergelijken met het product dat is gemaakt van 100%-grondstof. Meestal doen de bovenstaande problemen zich voor als gevolg van slechte lokale kleuring of vreemde stoffen, of de mismatch tussen het gerecyclede materiaal en de grondstof. Bovendien moet de smeltindex (MFR) van het polymeer worden bepaald.
Neem hiervoor contact op met de pelletleverancier om te zien of de polymeer-MFR overeenkomt met de door de leverancier opgegeven MFR. Wanneer vulstoffen (zoals glasvezel) aan de hars worden toegevoegd, zal er een groot verschil zijn in MFR voor en na de verwerking, omdat de schroef de glasvezel zal breken. Als het type of de hoeveelheid kleurstof verkeerd wordt gebruikt, zal dit ook scheurproblemen veroorzaken. Daarom is het ook noodzakelijk om de verdunningsverhouding van de masterbatch en het type masterbatch-dragerhars te detecteren. Bovendien kunnen lokale scheuren of algehele scheuren worden veroorzaakt door oplosmiddelen, oppervlakteactieve stoffen of chemische additieven. Hiervoor moeten de reinigings- en behandelingsprocedures van de mal of het product worden gecontroleerd om mogelijke beïnvloedende factoren te vinden, zoals zepen, oliën of oppervlakteactieve stoffen.