انقباض پلاستیکی یکی از مهمترین و در عین حال اغلب سوء تفاهم از قالب های تزریق است. همانطور که پلاستیک مذاب خنک می شود و جامد می شود ، تحت انقباض قرار می گیرد و منجر به تغییرات بعدی می شود که می تواند محصول نهایی را ایجاد یا شکسته کند. مدیریت انقباض برای حفظ دقت ، جلوگیری از نقص مانند پیچ و تاب و اطمینان از یکپارچگی قطعات قالب دار ضروری است. این که آیا شما با مواد مشترک مانند پلی پروپیلن یا پلیمرهای با کارایی بالا مانند پلی کربنات کار می کنید ، درک و کنترل انقباض مهم برای دستیابی به نتایج بی عیب و نقص و قابل اعتماد است.
در این وبلاگ ، ما یک قطعه کامل از انقباض پلاستیک را ارائه خواهیم داد ، و به درک عمیق شما از تعریف آن ، علل و راه حل ها کمک می کند.
انقباض پلاستیکی در قالب تزریق چیست
انقباض پلاستیکی انقباض حجمی پلیمرها در هنگام خنک کننده در قالب تزریق است. این می تواند تا 20-25 ٪ کاهش حجم را به خود اختصاص دهد و بر ابعاد نهایی محصول و کیفیت تأثیر بگذارد.
انقباض در سطح مولکولی اتفاق می افتد که زنجیره های پلیمری تحرک را از دست می دهند و محکم تر بسته می شوند. این اثر در پلیمرهای نیمه کریستالی برجسته تر است. انقباض حجمی را می توان با استفاده از:
انقباض (٪) = [(حجم اصلی - حجم نهایی) / حجم اصلی] x 100
انقباض حرارتی به طور قابل توجهی در کوچک شدن نقش دارد. مواد با ضرایب بالاتر انبساط حرارتی اثرات برجسته تری را تجربه می کنند.
تأثیر انقباض پلاستیکی بر روی قطعات قالب دار
دقت بعدی : قطعات ممکن است از مشخصات طراحی منحرف شوند و باعث ایجاد مونتاژ یا مسائل عملکردی شوند.
کیفیت ظاهر : انقباض ناهموار می تواند منجر به نقص سطح ، صفحه جنگ و علائم سینک شود.
هزینه های تولید : پرداختن به مسائل مربوط به انقباض اغلب به پردازش اضافی یا زباله های مادی نیاز دارد.
مسائل مربوط به عملکرد : عدم دقت بعدی می تواند منجر به خرابی عملکرد شود ، به ویژه در برنامه های مهم.
عوامل مؤثر در انقباض قالب تزریق
انقباض قالب گیری تزریق یک عامل مهم در تولید قطعات پلاستیکی با کیفیت بالا است. چندین عنصر اصلی بر کوچک شدن تأثیر می گذارد ، از خصوصیات مواد گرفته تا شرایط پردازش ، طراحی بخشی و طراحی قالب. درک این عوامل به اطمینان از دقت بعدی و کاهش نقص در طول تولید کمک می کند.
خاصیت مواد
پلاستیک های کریستالی در مقابل آمورف
نوع پلاستیک - خواه کریستالی باشد یا آمورف - نقش بزرگی در انقباض دارد. پلاستیک های کریستالی ، مانند PA6 و PA66 ، به دلیل چیدمان منظم ساختارهای مولکولی خود ، در هنگام خنک شدن و تبلور ، انقباض بالاتری دارند. پلاستیک های آمورف مانند PC و ABS کمتر کوچک می شوند ، زیرا ساختارهای مولکولی آنها در هنگام خنک کننده مجدداً تنظیم مجدد قابل توجهی نمی شوند.
| از نوع پلاستیکی | گرایش انقباض |
| بلورین | انقباض زیاد |
| بی نظمی | انقباض کم |
وزن مولکولی
وزن مولکولی یک پلاستیک نیز بر کوچک شدن آن تأثیر می گذارد. پلاستیک هایی با وزن مولکولی بالاتر تمایل به کوچک شدن کمتر دارند زیرا ویسکوزیته بالاتری دارند ، جریان مواد را کند می کنند و میزان انقباض را در حین خنک کننده کاهش می دهند.
پرکننده و الیاف
پرکننده ها ، مانند الیاف شیشه ای ، اغلب برای کاهش انقباض به پلاستیک ها اضافه می شوند. این الیاف با تقویت ساختار پلیمری ، از انقباض بیش از حد جلوگیری می کنند و ثبات بعدی را فراهم می کنند. به عنوان مثال ، نایلون پر از شیشه (PA) به طور قابل توجهی کمتر از نایلون پر نشده است.
رنگ
رنگدانه های اضافه شده به پلاستیک می توانند بر کوچک شدن تأثیر بگذارند ، اگرچه اثر آنها در مقایسه با پرکننده ها کمتر برجسته می شود. برخی از رنگدانه ها ممکن است جریان مذاب یا ویژگی های خنک کننده را تغییر دهند ، و به شدت بر کوچک شدن تأثیر بگذارند.
نرخ انقباض برای پلاستیک های مختلف
نرخ انقباض در انواع مختلف پلاستیک متفاوت است. در زیر مقادیر کوچک انقباض برای مواد معمول استفاده شده است:
| از نوع پلاستیک (٪) | میزان انقباض |
| PA6 و PA66 | 0.7-2.0 |
| PP (پلی پروپیلن) | 1.0-2.5 |
| رایانه شخصی (پلی کربنات) | 0.5-0.7 |
| مخلوط رایانه/ABS | 0.5-0.8 |
| غضب | 0.4-0.7 |
شرایط پردازش در قالب تزریق
دمای ذوب و قالب
دمای ذوب بر نحوه جریان پلیمر به داخل قالب تأثیر می گذارد و خنک می شود. دمای ذوب بالاتر باعث پر شدن قالب بهتر می شود اما به دلیل انقباض بیشتر در هنگام خنک کننده می تواند انقباض را افزایش دهد. به طور مشابه ، دمای قالب بر میزان خنک کننده تأثیر می گذارد ، جایی که قالب های خنک کننده باعث تقویت سریعتر و انقباض بالقوه بالاتر می شوند.
فشار
فشار تزریق بالاتر با فشرده سازی مواد متراکم در حفره قالب ، انقباض را کاهش می دهد. این میزان فضای خالی را که می تواند به عنوان خنک کننده پلاستیک و قراردادها تشکیل شود ، به حداقل می رساند.
زمان خنک کننده
زمان خنک کننده طولانی تر اجازه می دهد تا مواد به طور کامل در قالب جامد شوند و بعد از بیرون کشیدن قسمت ، انقباض را کاهش دهند. با این حال ، خنک کننده بیش از حد سریع می تواند منجر به کوچک شدن و پیچ و تاب ناهموار شود.
بسته بندی فشار و زمان
فشار و مدت زمان بسته بندی میزان مواد تزریق شده به قالب را پس از مرحله پر کردن اولیه کنترل می کند. فشار بسته بندی بالاتر با جبران انقباض ماده ای که در هنگام خنک کننده رخ می دهد ، انقباض را کاهش می دهد.
طراحی جزئی
ضخامت دیواری
قطعات با دیوارهای ضخیم تر مستعد انقباض بیشتر هستند ، زیرا بخش های ضخیم تر طول می کشد تا خنک شود و منجر به انقباض قابل توجه تر می شود. طراحی قطعات با ضخامت دیواره یکنواخت می تواند به حتی خنک کننده و کوچک شدن کمک کند. اثر
| ضخامت دیواره | در کوچک شدن |
| دیوارهای ضخیم | انقباض بالاتر |
| دیوارهای نازک | انقباض پایین |
هندسه
هندسه های پیچیده با ضخامت متفاوت یا انتقال شدید اغلب منجر به خنک کننده ناهموار می شوند و این باعث افزایش خطر انقباض دیفرانسیل می شود. شکل های ساده تر و یکنواخت تر به طور کلی پیش بینی تر می شوند.
تقویت ها و حکاکی ها
مناطق تقویت شده یا جزئیات حکاکی شده از طرف بخشی می تواند بر کوچکتر از سطوح مسطح تأثیر بگذارد. بخش های تقویت شده ممکن است کندتر و کوچکتر شود ، در حالی که مناطق حکاکی شده نازک تر می توانند سریعتر خنک شوند و انقباض بیشتری را تجربه کنند.
طرح قالب
مکان و اندازه دروازه
موقعیت و اندازه دروازه ، که از طریق آن پلاستیک مذاب وارد قالب می شود ، مستقیماً بر کوچک شدن تأثیر می گذارد. دروازه های واقع در بخش های ضخیم تر از یک قسمت امکان بسته بندی بهتر و کاهش انقباض را فراهم می کند. از طرف دیگر دروازه های کوچک ممکن است جریان مواد را محدود کرده و منجر به انقباض بالاتر در مناطق خاص شود.
سیستم دونده
یک سیستم دونده به خوبی طراحی شده ، حتی توزیع پلاستیک مذاب را در سراسر قالب تضمین می کند. اگر سیستم دونده بیش از حد محدود کننده باشد ، می تواند باعث جریان ناهموار شود و در نتیجه انقباض متناقض در قسمت های مختلف قالب ایجاد شود.
سیستم خنک کننده
سیستم خنک کننده قالب برای کنترل انقباض بسیار مهم است. کانال های خنک کننده به درستی قرار داده شده به تنظیم میزان خنک کننده کمک می کنند و از انقباض ناهموار و پیچ و تاب جلوگیری می کنند. خنک کننده مؤثر به این قسمت اجازه می دهد تا به طور یکنواخت خنک شود و احتمال نقص را کاهش می دهد.
اندازه گیری و محاسبه انقباض پلاستیکی
استانداردهای ASTM D955 و ISO 294-4 روشهای اندازه گیری انقباض را ارائه می دهند. فرمول کلی برای انقباض خطی:
انقباض خطی (٪) = [(ابعاد قالب - بعد قسمت) / ابعاد قالب] x 100
نحوه جلوگیری از انقباض پلاستیکی در قالب تزریق
ملاحظات طراحی
بهینه سازی طراحی قسمت
یکی از موثرترین راه های کاهش انقباض ، بهینه سازی طراحی خود قسمت است. قطعاتی با ضخامت دیواره یکنواخت به طور مساوی خنک می شوند و منجر به انقباض مداوم در کل محصول می شوند. جلوگیری از انتقال شدید و حفظ تغییرات تدریجی در ضخامت می تواند به کاهش استرس داخلی و پیچ و تاب کمک کند. ویژگی هایی مانند دنده یا گوزن ها را می توان برای تقویت مناطقی که مستعد کوچک شدن هستند ضمن صاف نگه داشتن جریان مواد ، اضافه شود. تأثیر
| عامل طراحی | در کوچک شدن |
| ضخامت دیواره یکنواخت | خنک کننده و کوچک شدن ناهموار را کاهش می دهد |
| انتقال شدید | خطر پیچش را افزایش می دهد |
| تقویت (دنده ها/گوس ها) | ثبات ساختاری را بهبود می بخشد |
انتخاب مواد
نوع مواد پلاستیکی مورد استفاده تأثیر قابل توجهی در کوچک شدن دارد. مواد آمورف مانند پلی کربنات (PC) و ABS در مقایسه با مواد کریستالی مانند پلی پروپیلن (PP) و نایلون (PA6) میزان انقباض کمتری دارند. اضافه کردن پرکننده هایی مانند الیاف شیشه ای نیز می تواند انقباض را کاهش دهد ، زیرا به آنها در تثبیت مواد در هنگام خنک کننده کمک می کند. وزن مولکولی و خواص حرارتی این ماده باید با طراحی محصول و عملکرد در نظر گرفته شده باشد.
| مواد | میزان انقباض |
| آمورف (کامپیوتر ، ABS) | کم |
| کریستالی (PP ، PA6) | عالی |
| پر شده (PA پر از شیشه) | کم |
تکنیک های پردازش
تنظیم پارامترهای قالب بندی
کنترل پارامترهای پردازش برای مدیریت انقباض مهم است. افزایش دمای قالب باعث افزایش جریان مواد می شود ، اما همچنین باعث افزایش انقباض می شود زیرا مواد در حین خنک کننده بیشتر منقبض می شوند. برای اطمینان از پر شدن مناسب بدون ایجاد انقباض بیش از حد ، باید دمای ذوب به طور مناسب تنظیم شود. با تنظیم این متغیرها ، تولید کنندگان می توانند خنک کننده و انقباض مواد را بهتر مدیریت کنند.
کنترل فشار
فشار تزریق و بسته بندی مستقیماً بر کوچک شدن تأثیر می گذارد. فشار تزریق بالاتر تضمین می کند که قالب به طور کامل پر شده است ، باعث کاهش حفره ها و جبران انقباض مواد می شود. از فشار بسته بندی برای ادامه تزریق مواد به داخل قالب پس از پر شدن اولیه استفاده می شود که به کاهش انقباض با خنک شدن پلاستیک کمک می کند. اثر
| پارامتر | در کوچک شدن |
| فشار تزریق بالاتر | انقباض را کاهش می دهد |
| افزایش فشار بسته بندی | برای انقباض خنک کننده جبران می کند |
استراتژی های خنک کننده
زمان خنک کننده و نرخ نیز نقش مهمی در مدیریت انقباض دارد. زمان خنک کننده طولانی تر امکان خنک کننده تدریجی و حتی باعث کاهش خطر پیچ و تاب و انقباض در بخش می شود. استراتژی های خنک کننده مانند استفاده از کانال های خنک کننده به خوبی طراحی شده اطمینان حاصل می کنند که قسمت به طور یکنواخت خنک می شود و از نقاط داغ که می تواند منجر به کوچک شدن بومی شود ، جلوگیری می کند.
| استراتژی خنک کننده | سود |
| زمان خنک کننده طولانی تر | پیچ و تاب و کوچک شدن ناهموار را کاهش می دهد |
| کانال های خنک کننده یکنواخت | حتی خنک کننده و کوچک شدن را تضمین می کند |
بهینه سازی طراحی قالب
طراحی سیستم دروازه و دونده
طراحی سیستم دروازه و دونده بر نحوه جریان مواد به داخل قالب تأثیر می گذارد ، که به نوبه خود بر کوچک شدن تأثیر می گذارد. دروازه های بزرگتر یا مکان های مختلف دروازه اطمینان حاصل می کنند که قالب به سرعت و به طور مساوی پر می شود و احتمال انقباض را به دلیل پر شدن ناقص کاهش می دهد. طراحی مناسب دونده برای به حداقل رساندن محدودیت های جریان ضروری است ، و این امکان را برای فشار مداوم در سراسر حفره فراهم می کند.
طراحی سیستم خنک کننده
سیستم های خنک کننده مؤثر برای کنترل انقباض بسیار مهم هستند. کانال های خنک کننده باید نزدیک به حفره قالب قرار بگیرند تا حتی از بین رفتن گرما نیز اطمینان حاصل شود. علاوه بر این ، با استفاده از کانال های خنک کننده کنفورماسی ، که در زیر آمده است
عیب یابی مسائل انقباضی
مشکلات و راه حل های مشترک
انقباض قالب تزریق می تواند منجر به موضوعات مختلف شود. در اینجا برخی از مشکلات مکرر و راه حل های بالقوه آنها آورده شده است:
صفحه وار
علامت سینک
فشار و زمان بسته بندی را افزایش دهید
طراحی مجدد قسمت برای از بین بردن بخش های ضخیم
برای مناطق ضخیم از قالب تزریق به کمک گاز استفاده کنید
حواس
سرعت و فشار تزریق را افزایش دهید
قالب گیری با کمک خلا را اجرا کنید
مکان و اندازه دروازه را بهینه کنید
عدم دقت ابعادی
علت: نرخ انقباض متناقض
راه حل:
مطالعات موردی
مطالعه موردی 1: داشبورد خودرو
مشکل : یک سازنده خودرو در پانل های داشبورد خود با مشکلات صفحه نمایش روبرو شد.
راه حل : آنها تغییرات زیر را اجرا کردند:
نتیجه : WARPAGE 60 ٪ کاهش می یابد ، و استانداردهای کیفیت را رعایت می کند.
مطالعه موردی 2: محوطه الکترونیکی
مشکل : یک شرکت الکترونیکی مصرفی علائم سینک را در محفظه دستگاه خود تجربه کرده است.
راه حل : تیم این مراحل را برداشت:
افزایش فشار بسته بندی 15 ٪
زمان بسته بندی طولانی مدت 2 ثانیه
بخش های ضخیم مجدداً با Coring طراحی شده است
نتیجه : علائم سینک حذف شده و زیبایی شناسی محصول را بهبود می بخشد.
مطالعه موردی 3: مؤلفه دستگاه پزشکی
مشکل : یک سازنده دستگاه پزشکی در یک مؤلفه مهم با مشکلات دقت بعدی روبرو شده است.
راه حل : آنها پیاده سازی کردند:
نرم افزار پیشرفته شبیه سازی برای پیش بینی انقباض
کنترل دقیق قالب و دمای ذوب
ترکیب مواد سفارشی با کاهش ویژگی های کوچک شدن
نتیجه : تحمل های بعدی در 0.05 میلی متر پوند به دست آمده ، اطمینان از عملکرد دستگاه.
این مطالعات موردی اهمیت یک رویکرد چند وجهی در عیب یابی مسائل انقباضی را برجسته می کند. آنها نشان می دهند که چگونه ترکیب تغییرات طراحی ، بهینه سازی فرآیند و انتخاب مواد می تواند به طور موثری مشکلات پیچیده مربوط به انقباض را در قالب تزریق برطرف کند.
پایان
مدیریت انقباض مؤثر نیاز به در نظر گرفتن خواص مواد ، بهینه سازی طراحی بخشی و قالب و کنترل دقیق شرایط پردازش دارد. تحقیقات مداوم و پیشرفت های تکنولوژیکی به بهبود تکنیک های مدیریت انقباض در قالب تزریق ادامه می یابد.
به دنبال بهینه سازی پلاستیک خود هستید؟ Team MFG شریک زندگی شماست. ما در مقابله با چالش های متداول مانند انقباض پلاستیک ، ارائه راه حل های نوآورانه که هم زیبایی شناسی و هم عملکرد را تقویت می کند ، تخصص داریم. تیم متخصصان ما به ارائه محصولاتی که فراتر از انتظارات شما باشد ، اختصاص داده شده است. با ما تماس بگیرید
سؤالات متداول در مورد انقباض پلاستیکی
1. چه عواملی باعث انقباض در قالب تزریق پلاستیک می شود؟
با خنک شدن پلاستیک در قالب ، انقباض رخ می دهد. در حین خنک کننده ، زنجیرهای پلیمر منقبض می شوند و باعث می شود مواد از نظر حجم کاهش یابد. عواملی مانند نوع مواد ، دمای قالب و میزان خنک کننده به طور مستقیم بر میزان انقباض تأثیر می گذارد.
2. چگونه نوع پلاستیک بر کوچک شدن تأثیر می گذارد؟
پلاستیک های مختلف با نرخ های مختلف کوچک می شوند. پلاستیک های کریستالی مانند پلی پروپیلن (PP) و نایلون (PA) به دلیل شکل گیری ساختارهای کریستالی در حین خنک کننده ، بیشتر کوچک می شوند ، در حالی که پلاستیک های آمورف مانند ABS و پلی کربنات (PC) انقباض کمتری دارند زیرا ساختار آنها به همان اندازه تغییر نمی کند.
3. چگونه می توان انقباض را در قالب تزریق به حداقل برساند؟
با بهینه سازی شرایط پردازش مانند افزایش فشار بسته بندی ، تنظیم قالب و دمای ذوب و اطمینان از خنک کننده یکنواخت از طریق سیستم های خنک کننده به خوبی ، می توان انقباض را به حداقل رساند. استفاده از پرکننده هایی مانند الیاف شیشه ای نیز با تقویت پلیمر ، انقباض را کاهش می دهد.
4. چگونه طراحی قالب و هندسه جزئی در کوچک شدن تأثیر می گذارد؟
طراحی قالب و هندسه بخشی تا حد زیادی بر کوچک شدن تأثیر می گذارد. ضخامت دیواره ناهموار ، قرار دادن کانال خنک کننده ضعیف یا دروازه های نادرست واقع شده می تواند باعث انقباض دیفرانسیل شود و منجر به پیچ و تاب یا اعوجاج شود. طراحی قطعات با ضخامت دیواره یکنواخت و اطمینان از خنک کننده متعادل به کنترل کوچک شدن کمک می کند.
5. نرخ کوچک شدن معمولی برای پلاستیک های مختلف چیست؟
میزان انقباض بسته به پلاستیک متفاوت است. مقادیر مشترک شامل:
پلی پروپیلن (PP): 1.0 ٪ - 2.5 ٪
نایلون (PA6): 0.7 ٪ - 2.0 ٪
ABS: 0.4 ٪ - 0.7 ٪
پلی کربنات (PC): 0.5 ٪ - 0.7 ٪
