Причины дефектов поверхности изделий, полученных литьем под давлением

Волны или канавки являются распространенными дефектами Изделия для литья под давлением на маршрутизаторе. Как правило, дефекты поверхности, вызванные остановкой пика потока из-за недостаточного давления впрыска или сниженной скорости впрыска, являются результатом индуцирования напряжения продукта. Различные формы дефектов поверхности имеют разные причины. Изучение этих причин и их предотвращение — единственный способ получить высококачественную продукцию.
Для литьевых изделий поверхностные дефекты являются распространенными проблемами качества. Обычно видимые поверхностные дефекты включают трещины, серебристые полосы, канавки, рябь, следы ряби и хрупкость. Эти дефекты не только влияют на внешний вид изделия, но, что более важно, они также указывают на то, что процесс формования изделия не удался. Обычно эти поверхностные дефекты вызваны внутренними и внешними напряжениями изделия, превышающими прочность самого изделия. Этот вызванный напряжением дефект связан с производственной средой, технологией обработки и самими полимерными материалами, а иногда включает конструкцию формы или изделия. Поэтому внимательный взгляд на внешний вид дефектов изделия может помочь нам найти решение проблемы. Распространенные поверхностные дефекты имеют свои собственные характеристики. Например, канавки (или рябь, следы ряби) обычно появляются на переднем крае жидкости. Когда фронт потока останавливается, давление накапливается, затем течет вперед на небольшое расстояние и затем снова останавливается, он образует канавку. Этот дефект связан с недостаточным давлением фронта потока или низкой скоростью впрыска. Охрупчивание вызывается переполнением или недоливом. Кроме того, загрязнение или деградация полимера или контакт с окружающей средой, вызывающей растрескивание под напряжением, также могут вызывать проблемы с охрупчиванием. Растрескивание может происходить в частях продукта или на всей детали. Серебряные полосы - это побеление, вызванное тонкими линиями или небольшими трещинами, обычно ограниченными небольшой областью. Проверьте процесс и полимер. Обычно поверхностная рябь может быть вызвана одной из следующих трех проблем обработки, включая: проблемы с давлением или объемом, проблемы с положением или переносом, а в некоторых случаях - проблемы с температурой. Как правило, основной причиной ряби является ограничение давления заполнения первой стадии или отсутствие контроля скорости. Поэтому необходимо тщательно проверить максимальное давление первой стадии, которое должно быть на 200~400 фунтов на квадратный дюйм (14~28 кг/см2) ниже предельного значения давления первой стадии. Кроме того, если давление выдержки, скорость или объем расплава второй стадии уменьшаются, это также приведет к ряби. В это время давление выдержки и скорость должны быть максимально увеличены. Неправильное позиционирование при переходе от первой стадии впрыска ко второй стадии впрыска также может вызвать видимые дефекты. Например, когда давление выдержки второй стадии уменьшается на 300 фунтов на квадратный дюйм (21 кг/см2) и преобразуется в давление пластификации, или если время выдержки второй стадии уменьшается до 0, когда машина не может завершить это преобразование, продукт будет заполнен только на 95%~99%. Для тонкостенных изделий это проявляется как небольшое недополнение около литника.
Для дефектов растрескивания, особенно растрескивания на тонкостенных изделиях, это может быть вызвано слишком высокой скоростью впрыска. По этой причине необходимо попытаться изменить скорость впрыска или переместить положение литника. Очевидно, что при переходе от первой стадии впрыска ко второй стадии неправильное заполнение приведет к появлению видимых дефектов. Чтобы компенсировать это, ключевым моментом является улучшение реагирования гидравлического преобразования. Во время преобразования давление должно быть увеличено до точки преобразования, а затем быстро сброшено до заданного значения давления второй стадии. Если давление падает ниже заданного значения второй стадии, фронт потока может остановиться, а вязкость увеличится. Когда это происходит, это означает, что оборудование необходимо отремонтировать. Слишком низкая температура расплава или температура формы является еще одним источником дефектов. Температуру расплава можно проверить с помощью технологии термозонда или подходящих инфракрасных датчиков, чтобы убедиться, что температура расплава находится в диапазоне, рекомендованном поставщиком материала.

Для проблем с трещинами, серебряными полосами или хрупкостью следует искать причины напряжения, связанные с обработкой, например, слишком быстрый или слишком медленный впрыск. Слишком быстрый впрыск приведет к чрезмерной ориентации молекул, что особенно актуально для тонкостенных изделий. Поэтому рассмотрите рациональность распределения литников, чтобы обеспечить соответствующую ориентацию молекул и распределение линий сварки. Вы можете попробовать впрыскивать продукт быстро и медленно, чтобы наблюдать результаты ориентации. Если продукт трескается или имеет серебряные полосы сразу после извлечения из формы, лучше всего проверить его до того, как продукт будет вытолкнут, а затем полностью замедлить скорость выталкивания, чтобы увидеть, сохраняется ли проблема. Если проблема в выталкивании, следует проверить, является ли фаска для извлечения из формы разумной. Обычно причиной такого типа проблем может быть неправильная полировка в направлении выталкивания, слишком высокая скорость выталкивания и недостаточная площадь выталкивания. Переполнение или недополнение может привести к охрупчиванию детали. Это связано с тем, что обе ситуации могут привести к чрезмерному напряжению в детали, особенно вблизи литника. Обычно переполнение в литнике приводит к слишком сильному сжатию полимерных цепей. При комнатной температуре молекулярные цепи переполненной детали все еще имеют некоторую свободу для перемещения, но при низких температурах деталь сжимается и слишком сильно сжимает молекулярные цепи, вызывая трещины. Обычно переуплотненные молекулярные цепи создают остаточное сжимающее напряжение, делая деталь хрупкой. Кроме того, когда форма недозаполнена вблизи литника, это приводит к тому, что полимерные молекулярные цепи становятся слишком свободными при охлаждении, что приводит к растягивающему напряжению, которое ослабляет прочность вблизи литника. Чтобы проверить, переполнена или недозаполнена ли форма, можно провести анализ уплотнения литника, чтобы определить, сколько времени требуется для охлаждения детали или закрытия литника, а также проверить, отличаются ли эксплуатационные характеристики детали с герметизированным литником и без него (определяется потребностями применения). Кроме того, испытание на термоциклирование очень важно для предотвращения дефектов коробления в изделиях, поскольку дефекты коробления вызваны процессом изменения продуктов с горячего на холодное и затем снова на горячее. Поскольку молекулы будут пытаться устранить напряжение под действием силы, термоциклы покажут вам, находятся ли молекулы в состоянии напряжения или релаксации. Дефекты конструкции Иногда трещины на линии сварки могут быть вызваны неправильным расположением литника. Обычно подходящим расположением литника является расположение линии сварки в зоне наименьшего напряжения. Если возможно, литник следует проектировать на определенном расстоянии от пересечения фронта потока, что может повысить прочность линии сварки. Кроме того, локальные дефекты также могут быть связаны с конструкцией формы или изделия, например, острые углы. Острые углы вызовут концентрацию напряжения, которая похожа на разрез, создавая напряжение, а затем распространяясь вокруг, а радиус угла может распределить нагрузку. Поскольку некоторые смолы очень чувствительны к эффекту надреза, например, поликарбонат более чувствителен к эффекту надреза, чем АБС, поэтому многие изделия будут выбирать для использования смеси ПК/АБС. Проблемы деградации Когда во всем изделии происходит растрескивание или охрупчивание, это может быть вызвано определенными условиями обработки во время обработки полимера. Наиболее вероятной возможностью является слишком высокая температура обработки или гидролиз, что приводит к деградации молекулярной цепи. Как правило, деградация укорачивает молекулярную цепь и улучшает текучесть расплава, но свойства материала значительно ухудшаются. Используя научную теорию формования и методы контроля вязкости, обработчикам необходимо проверять давление расплава при переходе с первой стадии впрыска на вторую стадию впрыска, чтобы увидеть, ниже ли оно обычного. Как правило, слишком низкая вязкость расплава может быть сигналом того, что произошла деградация. Если вы хотите узнать, вызвана ли проблема деградации температурой, вы можете использовать термозонд или ИК-датчик, чтобы проверить температуру расплава и при необходимости отрегулировать температуру. Кроме того, следует проверить состояние нагрева и рабочий цикл всего цилиндра, чтобы убедиться, что ПИД-контур контроллера в норме? Нужно ли периодически включать нагреватель? Нужно ли постоянно включать или выключать нагреватель? В то же время время пребывания смолы в стволе также очень важно. Как правило, если смола остается при высокой температуре слишком долго, это также вызовет проблемы деградации. Когда ствол и шнек повреждены, смола легко может оставаться дольше. Поэтому всегда проверяйте состояние ствола и шнека, а также стопорного кольца или обратного клапана, чтобы убедиться, что они не сломаны и не имеют зазубрин. Если деградация вызвана гидролизом, проверьте, устойчив ли полимер к гидролизу, и каков минимальный уровень воды, который реагирует с водой в стволе. Как правило, вода может разрезать длинные молекулярные цепи на короткие (полиэфиры, поликарбонаты, ацетали, нейлоны и ТПУ подвержены гидролизу, но полистирол, полиолефины и акрилаты — нет).
Чтобы избежать подобных проблем, всегда проверяйте, хорошо ли работает сушилка и поглощает ли сухая смола воду, прежде чем добавлять ее в литьевую машину. Переработка и окраска Если переработанный материал деградировал или загрязнен, продукт может потрескаться или стать хрупким. Поэтому необходимо проверить количество и качество переработанного материала и сравнить его с продуктом, изготовленным из сырья 100%. Обычно вышеуказанные проблемы возникают из-за плохой локальной окраски или посторонних веществ, или несоответствия переработанного материала и сырья. Кроме того, необходимо определить индекс расплава (MFR) полимера.
Для этого свяжитесь с поставщиком гранул, чтобы узнать, соответствует ли MFR полимера MFR, предоставленному поставщиком. Когда в смолу добавляются наполнители (например, стекловолокно), будет большая разница в MFR до и после обработки, поскольку шнек будет разрывать стекловолокно. Если тип или количество красителя используются неправильно, это также приведет к проблемам с растрескиванием. Поэтому также необходимо определить соотношение разбавления мастербатча и тип смолы-носителя мастербатча. Кроме того, локальное растрескивание или общее растрескивание могут быть вызваны растворителями, поверхностно-активными веществами или химическими добавками. Для этого следует проверить процедуры очистки и обработки формы или продукта, чтобы выявить возможные факторы влияния, такие как мыла, масла или поверхностно-активные вещества.