Dlaczego na częściach formowanych wtryskowo pojawiają się wgniecenia i ślady skurczu?

Główne przyczyny wgnieceń i śladów skurczu w częściach formowanych wtryskowo są następujące:

I. Czynniki materialne

1. Wysoki stopień skurczu materiału

Różne tworzywa sztuczne mają różne współczynniki skurczu. Jeśli zostanie wybrany materiał o wysokim współczynniku skurczu, będzie on podatny na znaczny skurcz objętościowy podczas chłodzenia po formowaniu wtryskowym, co prowadzi do wgnieceń i śladów skurczu.

Na przykład niektóre krystaliczne tworzywa sztuczne, takie jak polietylen (PE) i polipropylen (PP), mają stosunkowo wysoki współczynnik skurczu, podczas gdy tworzywa niekrystaliczne, takie jak polistyren (PS) i poliwęglan (PC), mają niższy współczynnik skurczu. Wybierając materiały, należy wybierać materiały o niższym współczynniku skurczu w oparciu o specyficzne wymagania produktu i środowiska użytkowania, aby ograniczyć występowanie wgnieceń i śladów skurczu.

2. Słaba płynność

Słaba płynność tworzyw sztucznych może prowadzić do niedostatecznego wypełnienia wnęki formy podczas formowania wtryskowego, szczególnie w obszarach o grubych ściankach lub skomplikowanych konstrukcjach, co łatwo skutkuje niedoborami materiału. Podczas chłodzenia w tych obszarach, w których brakuje wystarczającego uzupełnienia materiałem, utworzą się wgniecenia i ślady skurczu.

Płynność materiału można poprawić dostosowując skład materiału, dodając smary lub zwiększając temperaturę przetwarzania. Na przykład dodanie odpowiedniej ilości środka poprawiającego płynność do materiału może zmniejszyć jego lepkość, poprawić płynność i ułatwić wypełnienie wnęki formy.

II. Czynniki pleśni

1. Niewłaściwy rozmiar bramy

Zbyt mała przewężka ograniczy natężenie przepływu i objętość stopionego tworzywa sztucznego, prowadząc do niepełnego wypełnienia wnęki, szczególnie w obszarach oddalonych od przewężki, co może łatwo skutkować wgłębieniami i śladami skurczu.

Zbyt duża brama spowoduje, że stopione tworzywo sztuczne będzie generować nadmierne ciepło na bramie, powodując przedwczesne ochłodzenie i zestalenie materiału, wpływając na późniejsze procesy napełniania i utrzymywania ciśnienia, a także łatwo powodując wgłębienia i ślady skurczu.

Rozmiar i położenie bramy powinny być zaprojektowane w sposób rozsądny, zgodnie z rozmiarem, kształtem i grubością ścianki części formowanej wtryskowo. Ogólnie rzecz biorąc, wielkość przewężki powinna być umiarkowana, zapewniając płynny przepływ stopionego tworzywa sztucznego, unikając jednocześnie nadmiernych strat ciepła i ciśnienia.

2. Nierówna temperatura formy

Nierówna temperatura formy spowoduje nierównomierny skurcz części formowanej wtryskowo podczas chłodzenia, co spowoduje wgłębienia i ślady skurczu. Na przykład zbyt wysokie lokalne temperatury w formie spowodują, że stopione tworzywo sztuczne w tym obszarze będzie powoli stygnąć i znacznie się kurczy; i odwrotnie, zbyt niskie temperatury lokalne spowodują, że stopione tworzywo sztuczne w tym obszarze będzie zbyt szybko stygło i będzie mniej się kurczyć.

Jednolitość temperatury formy można poprawić poprzez optymalizację układu chłodzenia formy. Na przykład zaprojektowanie odpowiednich kanałów chłodzących w formie zapewnia równomierne natężenie i prędkość przepływu wody chłodzącej, utrzymując stałą temperaturę w całej formie. Dodatkowo do podgrzewania formy można zastosować elementy grzejne lub regulatory temperatury oleju, co jeszcze bardziej poprawia równomierność temperatury.

3. Niewłaściwy projekt wnęki

Nierówna grubość ścianek wnęki prowadzi do nierównomiernego skurczu wypraski podczas chłodzenia, co skutkuje wgłębieniami i śladami skurczu. Na przykład grubsze obszary kurczą się bardziej, podczas gdy cieńsze obszary kurczą się mniej, łatwo powodując wgłębienia i ślady skurczu przy tych różnicach grubości.

Projektując ubytek, należy dążyć do jednolitej grubości ścianki i unikać nadmiernych wahań grubości. Jednocześnie poprawiają wykończenie powierzchni ubytku i zmniejszają chropowatość powierzchni, aby zmniejszyć tarcie oraz poprawić płynność materiału i właściwości wypełniające.

III. Czynniki procesu

1. Niewystarczające ciśnienie wtrysku

Niewystarczające ciśnienie wtrysku prowadzi do niepełnego wypełnienia gniazda formy stopionym tworzywem sztucznym, szczególnie w obszarach o grubych ściankach lub skomplikowanych konstrukcjach, co łatwo powoduje powstawanie zapadnięć i wgłębień.

Zwiększenie ciśnienia wtrysku odpowiednio zwiększa natężenie przepływu i zdolność wypełniania stopionego tworzywa sztucznego, zapewniając wystarczające wypełnienie wnęki. Jednakże nadmierne ciśnienie wtrysku może również powodować inne problemy, takie jak wypływki i trudności w wyjmowaniu z formy. Dlatego ciśnienie wtrysku należy w rozsądny sposób dostosować do konkretnej sytuacji.

2. Niewystarczający czas chłodzenia

Niewystarczający czas chłodzenia powoduje, że wypraska jest zbyt gorąca w momencie wyjmowania z formy, zanim zostanie całkowicie zestalona. Powoduje to ciągły skurcz podczas procesu chłodzenia, powodując powstawanie zapadnięć i wgłębień.

Odpowiednie wydłużenie czasu chłodzenia zapewnia całkowite zestalenie wypraski przed wyjęciem z formy, co ogranicza skurcz. Jednakże nadmierny czas chłodzenia również zmniejszy wydajność produkcji. Dlatego należy maksymalnie skrócić czas chłodzenia, dbając przy tym o jakość produktu.

Podsumowując, zapadnięcia i zagłębienia w częściach formowanych wtryskowo są wynikiem połączonego działania wielu czynników, w tym materiałów, form i procesów. W rzeczywistej produkcji czynniki te należy kompleksowo przeanalizować w zależności od konkretnych okoliczności i podjąć odpowiednie środki w celu ograniczenia występowania wgnieceń i śladów skurczu oraz poprawy jakości części formowanych wtryskowo.