Przyczyny wad powierzchniowych w produktach formowanych wtryskowo

Fale i rowki to powszechne wady Produkty do formowania wtryskowego routera. Ogólnie rzecz biorąc, wady powierzchni spowodowane zatrzymaniem szczytu przepływu z powodu niewystarczającego ciśnienia wtrysku lub zmniejszonej prędkości wtrysku są wynikiem indukcji naprężeń w produkcie. Różne formy wad powierzchni mają różne przyczyny. Badanie tych przyczyn i unikanie ich jest jedynym sposobem na uzyskanie produktów wysokiej jakości.
W przypadku produktów formowanych wtryskowo wady powierzchni są powszechnymi problemami jakościowymi. Ogólnie rzecz biorąc, widoczne wady powierzchni obejmują pęknięcia, srebrne smugi, rowki, zmarszczki, ślady pomarszczeń i kruchość. Te wady nie tylko wpływają na wygląd produktu, ale co ważniejsze, wskazują również, że proces formowania produktu nie powiódł się. Zazwyczaj te wady powierzchni są spowodowane wewnętrznymi i zewnętrznymi naprężeniami produktu przekraczającymi wytrzymałość samego produktu. Ta wada wywołana naprężeniem jest związana ze środowiskiem produkcyjnym, technologią przetwarzania i samymi materiałami polimerowymi, a czasami obejmuje konstrukcję formy lub produktu. Dlatego dokładne przyjrzenie się wyglądowi wad produktu może pomóc nam znaleźć rozwiązanie problemu. Powszechne wady powierzchni mają swoje własne cechy. Na przykład rowki (lub zmarszczki, ślady pomarszczeń) zwykle pojawiają się na przedniej krawędzi cieczy. Gdy czoło przepływu zatrzymuje się, ciśnienie kumuluje się, a następnie przepływa do przodu na niewielką odległość, a następnie zatrzymuje się ponownie, utworzy się rowek. Ta wada jest związana z niewystarczającym ciśnieniem czoła przepływu lub niską prędkością wtrysku. Kruchość jest spowodowana przepełnieniem lub niedopełnieniem. Ponadto zanieczyszczenie lub degradacja polimeru lub kontakt z mediami pękania naprężeniowego w środowisku mogą również powodować problemy z kruchością. Pęknięcia mogą wystąpić w częściach produktu lub na całej części. Srebrne smugi to wybielenie spowodowane cienkimi liniami lub małymi pęknięciami, zwykle ograniczonymi do małego obszaru. Sprawdź proces i polimer. Zwykle zmarszczki powierzchni mogą być spowodowane jednym z następujących trzech problemów przetwarzania, w tym: problemami z ciśnieniem lub objętością, problemami z położeniem lub transferem, a w kilku przypadkach problemami z temperaturą. Ogólnie rzecz biorąc, ograniczenie ciśnienia napełniania pierwszego etapu lub brak kontroli prędkości jest główną przyczyną zmarszczek. Dlatego konieczne jest dokładne sprawdzenie maksymalnego ciśnienia pierwszego etapu, które powinno być o 200~400 psi (14~28 kg/CM2) niższe od wartości ciśnienia granicznego pierwszego etapu. Ponadto, jeśli ciśnienie trzymania, prędkość lub objętość stopu drugiego etapu zostaną zmniejszone, spowoduje to również zmarszczki. W tym momencie ciśnienie trzymania i prędkość powinny być zwiększone tak bardzo, jak to możliwe. Nieprawidłowe pozycjonowanie podczas przejścia z pierwszego etapu wtrysku do drugiego etapu wtrysku może również powodować widoczne wady. Na przykład, gdy ciśnienie trzymania drugiego etapu zostanie zmniejszone o 300 psi (21 kg/CM2) i przeliczone na ciśnienie uplastyczniające lub jeśli czas trzymania drugiego etapu zostanie zmniejszony do 0, gdy maszyna nie może ukończyć tej konwersji, produkt będzie wypełniony tylko 95%~99%. W przypadku produktów cienkościennych objawia się to niewielkim niedopełnieniem w pobliżu wlewu.
W przypadku wad pęknięć, zwłaszcza pęknięć na produktach cienkościennych, może to być spowodowane zbyt dużą prędkością wtrysku. Z tego powodu należy spróbować zmienić prędkość wtrysku lub zmienić położenie wlewu. Oczywiste jest, że podczas przejścia z pierwszego etapu wtrysku do drugiego etapu wtrysku niewłaściwe wypełnienie spowoduje widoczne wady. Aby to zrekompensować, kluczem jest poprawa reakcji konwersji hydraulicznej. Podczas konwersji ciśnienie należy zwiększyć do punktu konwersji, a następnie szybko obniżyć do wartości ciśnienia zadanego drugiego etapu. Jeśli ciśnienie spadnie poniżej punktu zadanego drugiego etapu, czoło przepływu może się zatrzymać, a lepkość wzrośnie. Gdy tak się stanie, oznacza to, że sprzęt wymaga naprawy. Zbyt niska temperatura stopu lub temperatura formy to kolejne źródło wad. Temperaturę stopu można sprawdzić za pomocą technologii sondy termicznej lub odpowiednich czujników podczerwieni, aby upewnić się, że temperatura stopu mieści się w zakresie zalecanym przez dostawcę materiału.

W przypadku pęknięć, srebrnych smug lub problemów z kruchością należy szukać przyczyn naprężeń związanych z przetwarzaniem, takich jak wtrysk zbyt szybki lub zbyt wolny. Wtrysk zbyt szybki doprowadzi do nadmiernej orientacji cząsteczkowej, co jest szczególnie prawdziwe w przypadku produktów cienkościennych. Dlatego należy wziąć pod uwagę racjonalność rozkładu wlewu, aby zapewnić odpowiednią orientację cząsteczkową i rozkład linii spoiny. Można spróbować wstrzykiwać produkt szybko i powoli, aby zaobserwować wyniki orientacji. Jeśli produkt pęka lub pojawiają się srebrne smugi tuż po wyjęciu z formy, najlepiej sprawdzić to przed wyrzuceniem produktu, a następnie całkowicie zwolnić prędkość wyrzutu, aby sprawdzić, czy problem nadal występuje. Jeśli problem dotyczy wyrzutu, należy sprawdzić, czy faza wyjmowania formy jest rozsądna. Zazwyczaj niewłaściwe polerowanie w kierunku wyrzutu, zbyt duża prędkość wyrzutu i niewystarczający obszar wyrzutu mogą powodować tego typu problemy. Przepełnienie lub niedopełnienie może powodować kruchość części. Dzieje się tak, ponieważ obie sytuacje mogą prowadzić do nadmiernego naprężenia w części, zwłaszcza w pobliżu wlewu. Zazwyczaj przepełnienie wlewu powoduje, że łańcuchy polimerowe są ściskane zbyt mocno. W temperaturze pokojowej łańcuchy molekularne przepełnionego wlewu nadal mają pewną swobodę ruchu, ale w niskich temperaturach część kurczy się i ściska łańcuchy molekularne zbyt mocno, powodując pęknięcia. Zazwyczaj przepełnione łańcuchy molekularne wytwarzają szczątkowe naprężenie ściskające, przez co część staje się krucha. Ponadto, gdy forma jest niedopełniona w pobliżu wlewu, powoduje to, że łańcuchy molekularne polimeru są zbyt luźne podczas chłodzenia, co powoduje naprężenie rozciągające, które osłabia wytrzymałość w pobliżu wlewu. Aby sprawdzić, czy forma jest przepełniona czy niedopełniona, można wykonać analizę uszczelnienia wlewu, aby określić, ile czasu zajmuje schłodzenie części lub zamknięcie wlewu, i sprawdzić, czy wydajność części z uszczelnionym wlewem i bez niego (określona przez potrzeby aplikacji) jest inna. Ponadto, testowanie cyklu termicznego jest bardzo ważne, aby uniknąć wad odkształceń w produktach, ponieważ wady odkształceń są spowodowane procesem zmiany produktu z gorącego na zimny, a następnie ponownie na gorący. Ponieważ cząsteczki będą próbowały wyeliminować naprężenie pod wpływem siły, cykle termiczne powiedzą Ci, czy cząsteczki znajdują się w stanie naprężenia czy relaksacji. Wady konstrukcyjne Czasami pęknięcia na linii spoiny mogą być spowodowane nieprawidłową lokalizacją wlewu. Zazwyczaj odpowiednią lokalizacją wlewu jest wykonanie linii spoiny w obszarze o najniższym naprężeniu. Jeśli to możliwe, wlew powinien być zaprojektowany w pewnej odległości od przecięcia czoła przepływu, co może poprawić wytrzymałość linii spoiny. Ponadto, lokalne wady mogą być również związane z konstrukcją formy lub produktu, takimi jak ostre narożniki. Ostre narożniki powodują koncentrację naprężeń, która jest jak cięcie, generując naprężenie, a następnie rozprzestrzeniając się, a promień narożnika może rozłożyć obciążenie. Ponieważ niektóre żywice są bardzo wrażliwe na efekt karbu, na przykład poliwęglan jest bardziej wrażliwy na efekt karbu niż ABS, więc wiele produktów będzie wybierało mieszanki PC/ABS. Problemy z degradacją Gdy pękanie lub kruchość występują w całym produkcie, może to być spowodowane pewnymi warunkami przetwarzania podczas przetwarzania polimeru. Najbardziej prawdopodobną możliwością jest to, że temperatura przetwarzania jest zbyt wysoka lub występuje hydroliza, powodując degradację łańcucha cząsteczkowego. Zasadniczo degradacja skraca łańcuch cząsteczkowy i poprawia płynność stopu, ale właściwości materiału są znacznie obniżone. Stosując naukową teorię formowania i metody kontroli lepkości, przetwórcy muszą sprawdzić ciśnienie stopu podczas przełączania z pierwszego etapu wtrysku na drugi etap wtrysku, aby sprawdzić, czy jest niższe niż zwykle. Zasadniczo zbyt niska lepkość stopu może być sygnałem, że nastąpiła degradacja. Jeśli chcesz wiedzieć, czy problem degradacji jest spowodowany temperaturą, możesz użyć sondy termicznej lub czujnika IR, aby sprawdzić temperaturę stopu i w razie potrzeby dostosować temperaturę. Ponadto należy sprawdzić stan ogrzewania i cykl pracy całego cylindra, aby sprawdzić, czy pętla PID regulatora jest normalna? Czy grzałka musi być okresowo zasilana? Czy grzałka musi być włączana lub wyłączana w sposób ciągły? Jednocześnie czas przebywania żywicy w lufie jest również bardzo ważny. Generalnie, jeśli żywica pozostaje w wysokiej temperaturze przez zbyt długi czas, powoduje to również problemy z degradacją. Gdy lufa i śruba są uszkodzone, łatwo jest spowodować, że żywica pozostanie tam dłużej. Dlatego zawsze sprawdzaj stan lufy i śruby, a także pierścienia ustalającego lub zaworu zwrotnego, aby zobaczyć, czy nie są uszkodzone lub wyszczerbione. Jeśli degradacja jest spowodowana hydrolizą, sprawdź, czy polimer jest odporny na hydrolizę i jaki jest minimalny poziom wody, która reaguje z wodą w lufie. Generalnie, woda może ciąć długie łańcuchy cząsteczkowe na krótkie łańcuchy (poliestry, poliwęglany, acetale, nylony i TPU są podatne na hydrolizę, ale polistyren, poliolefiny i akrylany nie).
Aby uniknąć tego typu problemów, zawsze sprawdzaj, czy suszarka działa prawidłowo i czy sucha żywica ponownie wchłania wodę przed dodaniem jej do maszyny wtryskowej. Recykling i barwienie Jeśli materiał z recyklingu ulegnie degradacji lub zanieczyszczeniu, produkt może pęknąć lub stać się kruchy. Dlatego konieczne jest sprawdzenie ilości i jakości materiału z recyklingu i porównanie go z produktem wykonanym z surowca 100%. Zwykle powyższe problemy występują z powodu słabego lokalnego zabarwienia lub obecności ciał obcych lub niezgodności między materiałem z recyklingu a surowcem. Ponadto należy określić wskaźnik płynięcia (MFR) polimeru.
W tym celu skontaktuj się z dostawcą granulatu, aby sprawdzić, czy MFR polimeru odpowiada MFR podanemu przez dostawcę. Gdy wypełniacze (takie jak włókno szklane) zostaną dodane do żywicy, wystąpi duża różnica w MFR przed i po przetworzeniu, ponieważ śruba złamie włókno szklane. Jeśli rodzaj lub ilość barwnika zostanie użyta nieprawidłowo, spowoduje to również problemy z pękaniem. Dlatego też konieczne jest również wykrycie współczynnika rozcieńczenia masterbatcha i rodzaju żywicy nośnej masterbatcha. Ponadto lokalne pękanie lub ogólne pękanie może być spowodowane przez rozpuszczalniki, środki powierzchniowo czynne lub dodatki chemiczne. W tym celu należy sprawdzić procedury czyszczenia i obsługi formy lub produktu, aby znaleźć możliwe czynniki wpływające, takie jak mydła, oleje lub środki powierzchniowo czynne.