Zrozumienie odkształceń w produktach formowanych wtryskowo Przyczyny i rozwiązania

Deformacja odnosi się do zniekształcenia kształtu produktu formowanego wtryskowo w porównaniu z wnęką formy. Jest to powszechna wada produktów z tworzyw sztucznych i może być spowodowana różnymi czynnikami, w tym strukturą formy, właściwościami termofizycznymi materiału z tworzywa sztucznego oraz warunkami i parametrami procesu formowania wtryskowego. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na wysokiej jakości produkty z tworzyw sztucznych stopień deformacji stał się krytycznym czynnikiem w ocenie jakości produktu.

Przyczyny wad deformacji

1. Niezrównoważona orientacja cząsteczkowa

Na odkształcanie się tworzyw termoplastycznych wpływa przede wszystkim różnica w skurczu promieniowym i stycznym części z tworzywa sztucznego, co jest wynikiem orientacji cząsteczkowej. Podczas procesu formowania cząsteczki polimeru mają tendencję do ustawiania się bardziej wzdłuż kierunku przepływu stopu niż w kierunku prostopadłym. Taka orientacja powoduje naprężenia wewnętrzne, które prowadzą do większego skurczu wzdłuż kierunku przepływu, co skutkuje odkształcaniem się. Aby zminimalizować ten efekt, konieczne jest obniżenie temperatury stopu i formy, co może pomóc w rozluźnieniu naprężenia orientacji. Obróbka cieplna po wyjęciu z formy może dodatkowo złagodzić te naprężenia, umożliwiając powolne schłodzenie części w ciepłej wodzie (37,5–43 stopni Celsjusza).

2. Niewłaściwe chłodzenie

Niewystarczające chłodzenie z powodu złej konstrukcji formy lub niewłaściwej kontroli temperatury może prowadzić do odkształceń. Jest to szczególnie problematyczne w przypadku części o zmiennej grubości ścianek, ponieważ niespójne szybkości chłodzenia mogą powodować różnicowe kurczenie się. Aby temu zaradzić, konstrukcja formy powinna mieć na celu równomierną grubość ścianek, a w formie należy zachować wystarczający czas chłodzenia. Ponadto należy zoptymalizować układ chłodzenia, aby zapewnić zrównoważone chłodzenie we wszystkich obszarach części.

3. Nierozsądny system bramkowania formy

Konstrukcja układu wlewowego formy ma znaczący wpływ na kształt i rozmiar części z tworzywa sztucznego. Dobrze zaprojektowana wlew może pomóc kontrolować przepływ stopionego materiału i zmniejszyć naprężenia i odkształcenia. Położenie wlewu powinno zostać wybrane w taki sposób, aby uniknąć bezpośrednich uderzeń w rdzeń, a odpowiednie typy wlewów powinny zostać wybrane w oparciu o geometrię części z tworzywa sztucznego, aby zminimalizować odkształcenia.

4. Niewłaściwa konstrukcja wyjmowania i wydechu

Duże niezrównoważone siły podczas wyjmowania z formy mogą powodować znaczne odkształcenia. Czynniki takie jak niewystarczające nachylenie wyjmowania z formy, niewłaściwe umieszczenie sworznia wyrzutnika i nierównomierne prędkości wyrzutnika mogą przyczyniać się do tego problemu. Projekt formy powinien obejmować odpowiednie nachylenia i dobrze rozłożoną liczbę sworzni wyrzutnika, aby zapewnić płynne wyrzucanie. W przypadku małych i średnich form można zastosować konstrukcje zapobiegające odkształceniom, aby przeciwdziałać oczekiwanym odkształceniom.

5. Nieprawidłowe działanie procesu

Różne czynniki operacyjne mogą prowadzić do odkształceń, w tym niskie ciśnienie wtrysku, niska prędkość wtrysku, niewystarczający czas utrzymywania i nierównomierna plastyczność. Dostosowanie parametrów procesu na podstawie określonych warunków może pomóc złagodzić te problemy.

Zniekształcające się i skręcające punkty kontrolne

1. Temperatura formy: Upewnij się, że temperatura formy jest odpowiednia i w razie potrzeby wydłuż czas chłodzenia.
2. Jednorodność chłodzenia: Ulepsz układ chłodzenia, aby uzyskać równomierne chłodzenie części z tworzywa sztucznego.
3. Wybór bramki: Wybierz odpowiedni kształt bramki, często preferując bramki wielopunktowe.
4. Wyrównanie formy: Sprawdź i skoryguj wszelkie niewspółśrodkowości formy.

Dzięki zrozumieniu przyczyn odkształceń i wdrożeniu odpowiednich strategii projektowych i operacyjnych producenci mogą znacznie ograniczyć występowanie tej wady w produktach formowanych wtryskowo, co przekłada się na poprawę jakości i wydajności produktu.