Plastikinis susitraukimas yra vienas iš svarbiausių, tačiau dažnai nesuprantamų įpurškimo liejimo aspektų. Kai išlydytas plastikas vėsta ir sukietėja, jis susitraukia, todėl atsiranda matmenų pokyčiai, kurie gali padaryti ar sugadinti galutinį produktą. Susitraukimo valdymas yra būtinas norint išlaikyti tikslumą, vengti tokių defektų kaip deformacija ir suformuotų dalių vientisumas. Nesvarbu, ar jūs dirbate su įprastomis medžiagomis, tokiomis kaip polipropilenas ar aukštos kokybės polimerai, tokie kaip polikarbonatas, supratimas ir susitraukimo kontrolė yra raktas norint pasiekti nepriekaištingų, patikimų rezultatų.
Šiame tinklaraštyje pateiksime visą plastiko susitraukimo spektrą, prisidedantį prie jūsų gilaus supratimo apie jo apibrėžimą, priežastis ir sprendimus.
Kas yra plastikinis susitraukimas įpurškimo formoje
Plastikinis susitraukimas yra tūrinis polimerų susitraukimas aušinant įpurškiant liejant. Tai gali sudaryti iki 20–25% kiekio sumažėjimą, darantį įtaką galutiniams produkto matmenims ir kokybei.
Molekulinio lygio susitraukimas įvyksta, kai polimerų grandinės praranda mobilumą ir sandariau supakuoja. Šis poveikis ryškesnis pusiau kristaliniuose polimeruose. Tūrinį susitraukimą galima apskaičiuoti naudojant:
Susitraukimas (%) = [(originalus tūris - galutinis tūris) / originalus tūris] x 100
Šiluminis susitraukimas labai prisideda prie susitraukimo. Medžiagos, turinčios didesnius šiluminio išsiplėtimo koeficientus, patiria ryškesnį poveikį.
Plastikinių susitraukimų poveikis suformuotoms dalims
Matmenų tikslumas : dalys gali nukrypti nuo projektavimo specifikacijų, sukeldami surinkimo ar funkcines problemas.
Išvaizdos kokybė : Netolygus susitraukimas gali sukelti paviršiaus defektus, defektus ir kriauklių žymes.
Gamybos išlaidos : Su susitraukimais susijusiose problemose dažnai reikia papildomo apdorojimo ar medžiagų atliekų.
Veiklos problemos : Matmenų netikslumai gali sukelti veiklos nesėkmes, ypač esant kritinėms reikmėms.
Veiksniai, darantys įtaką liejimo formavimui
Įpurškimo liejimo susitraukimas yra kritinis veiksnys gaminant aukštos kokybės plastikines dalis. Keli pagrindiniai elementai turi įtakos susitraukimui, pradedant nuo medžiagų savybių iki perdirbimo sąlygų, dalių projektavimo ir pelėsių dizaino. Šių veiksnių supratimas padeda užtikrinti matmenų tikslumą ir sumažinti defektus gamybos metu.
Medžiagos savybės
Kristalinė vs amorfiniai plastikai
Plastiko tipas - ar jis yra kristalinis, ar amorfinis - vaidina didelį vaidmenį susitraukiant. Kristaliniai plastikai, tokie kaip PA6 ir PA66, pasižymi didesniu susitraukimu dėl tvarkingo jų molekulinių struktūrų išdėstymo, kai jie atvėsta ir kristalizuojasi. Amorfiniai plastikai, tokie kaip PC ir ABS, mažiau susitraukia, nes jų molekulinės struktūros nėra reikšmingos pertvarkymo aušinimo metu.
| Plastiko tipo | susitraukimo tendencija |
| Kristalinė | Aukštas susitraukimas |
| Amorfinis | Žemas susitraukimas |
Molekulinė masė
Plastiko molekulinė masė taip pat daro įtaką jo susitraukimui. Plastikų, turinčių didesnį molekulinį svorį, paprastai turi mažesnį susitraukimo greitį, nes jie pasižymi didesniu klampumu, sulėtindamas medžiagos srautą ir sumažina susitraukimo kiekį aušinimo metu.
Užpildai ir pluoštai
Užpildai, tokie kaip stiklo pluoštai, dažnai pridedami prie plastikų, kad sumažėtų susitraukimas. Šie pluoštai apsaugo nuo per didelio susitraukimo, sustiprinant polimero struktūrą, užtikrinant matmenų stabilumą. Pavyzdžiui, stiklo užpildytas nailonas (PA) susitraukia žymiai mažiau nei neužpildytas nailonas.
Pigmentai
Į plastiką pridedami pigmentai gali paveikti susitraukimą, nors jų poveikis yra mažiau ryškus, palyginti su užpildais. Kai kurie pigmentai gali pakeisti lydalo srautą ar aušinimo savybes, subtiliai paveikdami susitraukimą.
Skirtingų plastikų susitraukimo procentai
Susitraukimo dažnis labai skiriasi įvairių tipų plastikais. Žemiau yra tipiškos dažniausiai naudojamų medžiagų susitraukimo vertės:
| plastiko tipo | susitraukimo greitis (%) |
| PA6 ir PA66 | 0,7–2,0 |
| Pp (polipropilenas) | 1,0–2,5 |
| PC (polikarbonatas) | 0,5–0,7 |
| PC/ABS mišiniai | 0,5–0,8 |
| Abs | 0,4–0,7 |
Injekcijos liejimo perdirbimo sąlygos
Ištirpęs ir pelėsio temperatūra
Lydymo temperatūra daro įtaką polimero teka į formą ir vėsina. Aukštesnė lydymosi temperatūra leidžia geriau užpildyti pelėsius, tačiau gali padidėti susitraukimas dėl didesnio susitraukimo aušinimo metu. Panašiai pelėsių temperatūra turi įtakos aušinimo greičiui, kai aušintuvo formos skatina greitesnį sukietėjimą ir potencialiai didesnį susitraukimą.
Injekcijos slėgis
Didesnis įpurškimo slėgis sumažina susitraukimą, sutankindama medžiagą tankiau pelėsio ertmėje. Tai sumažina tuštumos erdvės kiekį, kuris gali susidaryti, kai plastikas vėsina ir sutartys.
Aušinimo laikas
Ilgesnis aušinimo laikas leidžia medžiagai visiškai sukietėti pelėsyje, sumažinant susitraukimą po to, kai dalis bus išmesta. Tačiau per greitas aušinimas gali sukelti nelygų susitraukimą ir deformaciją.
Pakavimo slėgis ir laikas
Pakavimo slėgis ir trukmė kontroliuoja medžiagos kiekį, įpurškto į formą po pirminio užpildymo etapo. Didesnis pakavimo slėgis sumažina susitraukimą kompensuodamas medžiagos susitraukimą, kuris atsiranda aušinimo metu.
Dalies dizainas
Sienos storis
Dalys su storesnėmis sienomis yra linkusios į didesnį susitraukimą, nes storesnės sekcijos užtrunka ilgiau atvėsę, todėl sumažėja didesnis susitraukimas. Dalys su vienodo sienos storio dizainu gali padėti užtikrinti tolygų aušinimą ir susitraukimą.
| Sienų storio | poveikis susitraukimui |
| Storos sienos | Aukštesnis susitraukimas |
| Plonos sienos | Apatinis susitraukimas |
Geometrija
Sudėtingos geometrijos su skirtingu storiu ar aštriais perėjimais dažnai sukelia netolygų aušinimą, o tai padidina diferencinio susitraukimo riziką. Paprastesnės, vienodesnės formos paprastai susitraukia labiau.
Armatūros ir graviūros
Stiprintos vietos arba išgraviruotos detalės ant dalies gali paveikti susitraukimą kitaip nei plokšti paviršiai. Stiprintos dalys gali vėsti lėtesnes ir mažiau susitraukti, o plonesnės graviruotos vietos gali greičiau atvėsti ir patirti labiau susitraukimą.
Pelėsio dizainas
Vartų vieta ir dydis
Vartų padėtis ir dydis, per kurį išlydytas plastikas patenka į formą, tiesiogiai veikia susitraukimą. Vartai, esantys storesnėse dalies dalyse, leidžia geriau pakuoti, sumažinant susitraukimą. Kita vertus, maži vartai gali apriboti medžiagos srautą, todėl tam tikrose vietose gali būti didesnis susitraukimas.
Bėgikų sistema
Gerai suprojektuota bėgikų sistema užtikrina tolygų išlydyto plastiko pasiskirstymą visoje pelėsyje. Jei bėgikų sistema yra per daug ribojanti, ji gali sukelti netolygų srautą, todėl susidaro nenuoseklus susitraukimas per skirtingas pelėsio dalis.
Aušinimo sistema
Pelėsio aušinimo sistema yra labai svarbi kontroliuojant susitraukimą. Tinkamai išdėstyti aušinimo kanalai padeda reguliuoti aušinimo greitį, neleidžiant nelygiai susitraukti ir deformuoti. Efektyvus aušinimas leidžia daliai vienodai atvėsti, sumažinant defektų tikimybę.
Plastikinių susitraukimų matavimas ir skaičiavimas
ASTM D955 ir ISO 294-4 standartai pateikia susitraukimo matavimo metodikas. Bendra linijinio susitraukimo formulė yra:
Linijinis susitraukimas (%) = [(pelėsio matmenys - dalies matmenys) / pelėsio matmenys] x 100
Kaip išvengti plastiko susitraukimo įpurškimo liejime
Dizaino aspektai
Dalių dizaino optimizavimas
Vienas veiksmingiausių būdų sumažinti susitraukimą yra optimizuojant pačios dalies dizainą. Dalys su vienodais sienų storiais atvėsta tolygiau, todėl visame produkte pastoviai susitraukia. Vengiant staigių perėjimų ir palaipsniui palaikyti storio pokyčius, galite sumažinti vidinį stresą ir deformaciją. Tokios savybės kaip šonkauliai ar gussai gali būti pridedami prie sustiprinimo sričių, kurios yra linkusios susitraukti, išlaikant medžiagos srautą sklandžiai.
| Projektavimo faktoriaus | poveikis susitraukimui |
| Vienodas sienos storis | Sumažina nevienodą aušinimą ir susitraukimą |
| Aštrūs perėjimai | Padidina deformacijos riziką |
| Armatūra (šonkauliai/gussai) | Pagerina struktūrinį stabilumą |
Medžiagos pasirinkimas
Naudotos plastikinės medžiagos rūšis daro didelę įtaką susitraukimui. Amorfinės medžiagos, tokios kaip polikarbonatas (PC) ir ABS, turi mažesnį susitraukimo greitį, palyginti su kristalinėmis medžiagomis, tokiomis kaip polipropilenas (PP) ir nailonas (PA6). Įpildami tokius užpildus kaip stiklo pluoštai, taip pat gali sumažinti susitraukimą, nes jie padeda stabilizuoti medžiagą aušinimo metu. Medžiagos molekulinė masė ir šiluminės savybės turėtų atitikti produkto projektavimą ir numatytą funkciją.
| Medžiagos | susitraukimo greitis |
| Amorfinis (PC, ABS) | Žemas |
| Kristalinė (PP, PA6) | Aukštas |
| Užpildytas (stiklo užpildytas PA) | Žemas |
Apdorojimo metodai
Linkimo parametrų reguliavimas
Dalyvavimo parametrų valdymas yra raktas norint valdyti susitraukimą. Padidinus pelėsio temperatūrą, padidėja medžiagų srautas, tačiau ji taip pat padidina susitraukimą, nes medžiaga vėsinant labiau susitraukia. Lydymo temperatūra turi būti tinkamai nustatyta, kad būtų užtikrintas tinkamas užpildymas, nesukeliant per didelio susitraukimo. Koreguodami šiuos kintamuosius, gamintojai gali geriau valdyti medžiagos aušinimą ir susitraukimą.
Slėgio valdymas
Injekcija ir pakavimo slėgis tiesiogiai paveikia susitraukimą. Didesnis įpurškimo slėgis užtikrina, kad pelėsis būtų visiškai užpildytas, sumažindamas tuštumą ir kompensuojant medžiagų susitraukimą. Pakavimo slėgis naudojamas tęsti medžiagą į formą po pirminio užpildymo, o tai padeda sumažinti susitraukimą, nes plastikas vėsina.
| Parametrų | poveikis susitraukimui |
| Didesnis įpurškimo slėgis | Sumažina susitraukimą |
| Padidėjęs pakavimo slėgis | Kompensuoja aušinimo susitraukimą |
Aušinimo strategijos
Vėsinimo laikas ir norma taip pat vaidina svarbų vaidmenį valdant susitraukimą. Ilgesnis aušinimo laikas leidžia laipsniškai, net vėsinti, o tai sumažina deformacijos riziką ir susitraukia skirtumus visoje dalyje. Aušinimo strategijos, tokios kaip gerai suplanuoti aušinimo kanalai, užtikrina, kad dalis vėsta tolygiai, užkertant kelią karštoms vietoms, kurios gali sukelti lokalizuotą susitraukimą.
| Aušinimo strategijos | nauda |
| Ilgesnis aušinimo laikas | Sumažina deformaciją ir nelygią susitraukimą |
| Vienodi aušinimo kanalai | Užtikrina tolygų aušinimą ir susitraukimą |
Pelėsių dizaino optimizavimas
Vartų ir bėgikų sistemos dizainas
Vartų ir bėgikų sistemos dizainas daro įtaką medžiagai teka į pelėsį, o tai savo ruožtu daro įtaką susitraukimui. Didesni vartai arba kelios vartų vietos užtikrina, kad pelėsis būtų užpildytas greitai ir tolygiai, todėl sumažėja susitraukimo tikimybė dėl nepilno užpildymo. Tinkamas bėgiko dizainas yra būtinas norint sumažinti srauto apribojimus, leidžiančius pastovų slėgį visoje ertmėje.
Aušinimo sistemos dizainas
Veiksmingos aušinimo sistemos yra gyvybiškai svarbios susitraukimo valdymui. Aušinimo kanalai turėtų būti išdėstyti arti pelėsio ertmės, kad būtų užtikrintas tolygus šilumos išsklaidymas. Be to, naudojant konforminius aušinimo kanalus, kurie seka
Trikčių šalinimo susitraukimo problemos
Bendros problemos ir sprendimai
Įpurškimo liejimo susitraukimas gali sukelti įvairių problemų. Čia yra keletas dažnų problemų ir jų galimi sprendimai:
Defage'as
Optimizuokite aušinimo sistemos dizainą
Sureguliuokite apdorojimo temperatūrą
Modifikuokite vienodos sienos storio dalies dizainą
Kriauklės žymės
Padidinkite pakavimo slėgį ir laiką
Pertvarkykite dalį, kad pašalintumėte storas dalis
Storinėse vietose naudokite dujinių injekcijų liejimą
Tuštumos
Padidinkite injekcijos greitį ir slėgį
Įdiekite vakuuminį liejimą
Optimizuokite vartų vietą ir dydį
Matmenų netikslumai
Tikslinio tvarkymo parametrai
Norėdami numatyti susitraukimą, naudokite kompiuterinį modeliavimą
Įdiekite statistinį proceso valdymą (SPC)
Atvejų tyrimai
1 atvejo analizė: automobilių prietaisų skydelis
Problema : Automobilių gamintojas savo prietaisų skydelio skydelyje susidūrė su metalo laužo problemomis.
Sprendimas : Jie įgyvendino šiuos pakeitimus:
Pertvarkyti aušinimo kanalai vienodam aušinimui
Koreguota apdorojimo temperatūra
Modifikuotas šonkaulių dizainas, siekiant sumažinti diferencinį susitraukimą
Rezultatas : „Mepage“ sumažėjo 60%, atitinka kokybės standartus.
2 atvejo analizė: elektroninis gaubtas
Problema : Vartotojos elektronikos įmonė patyrė kriauklių žymes savo įrenginių gaubtuose.
Sprendimas : komanda ėmėsi šių veiksmų:
Padidėjęs pakavimo slėgis 15%
Pratęstas pakavimo laikas 2 sekundėmis
Pertvarkytos storos dalys su korpusu
Rezultatas : Kriauklės žymės pašalintos, gerinant produkto estetiką.
3 atvejo analizė: medicinos prietaiso komponentas
Problema : Medicinos prietaisų gamintojas susidūrė su matmenų tikslumo problemomis kritiniu komponentu.
Sprendimas : Jie įgyvendino:
Išplėstinė modeliavimo programinė įranga, skirta numatyti susitraukimo
Tikslus pelėsio ir lydymosi temperatūros kontrolė
Individualizuotos medžiagos mišinys su sumažintomis susitraukimo charakteristikomis
Rezultatas : pasiekiami matmenų nuokrypiai ± 0,05 mm, užtikrinant įrenginio funkcionalumą.
Šie atvejų tyrimai pabrėžia daugialypio požiūrio į trikčių šalinimo susitraukimo problemas svarbą. Jie parodo, kaip derinant projektavimo modifikacijas, proceso optimizavimą ir medžiagų parinkimą, galima efektyviai išspręsti sudėtingas su susitraukimu susijusias injekcijos liejimo problemas.
Išvada
Veiksmingam susitraukimo valdymui reikia atsižvelgti į medžiagų savybes, dalies ir pelėsių projektavimo optimizavimą ir atidžiai kontroliuoti apdorojimo sąlygas. Vykstantys tyrimai ir technologinė pažanga ir toliau gerina susitraukimo valdymo metodus įpurškiant liejimo metu.
Norite optimizuoti savo plastikinę gamybą? MFG komanda yra jūsų partneris. Mes specializuojamės sprendžiant įprastus iššūkius, tokius kaip plastikinis susitraukimas, siūlome novatoriškus sprendimus, kurie sustiprina ir estetiką, ir funkcionalumą. Mūsų ekspertų komanda yra skirta pristatyti produktus, viršijančius jūsų lūkesčius. Susisiekite su mumis teisus.
DUK apie plastikinį susitraukimą
1. Kas lemia plastikinių įpurškimo liejinių susitraukimą?
Susitraukimas įvyksta, kai plastikas vėsta ir sukietėja pelėsyje. Aušinimo metu polimerų grandinės susitraukia, todėl medžiagos tūris sumažėja. Tokie veiksniai kaip medžiagos tipas, pelėsių temperatūra ir aušinimo greitis tiesiogiai veikia susitraukimo laipsnį.
2. Kaip plastiko tipas veikia susitraukimą?
Skirtingi plastikai susitraukia skirtingais tarifais. Kristaliniai plastikai, tokie kaip polipropilenas (PP) ir nailonas (PA), paprastai labiau susitraukia dėl kristalinių struktūrų susidarymo aušinimo metu, tuo tarpu amorfiniai plastikai, tokie kaip ABS ir polikarbonatas (PC), yra mažesnis, nes jų struktūra nepavyksta tiek pokyčių.
3. Kaip susitraukimas gali būti sumažintas liejant injekcijai?
Susitraukimą galima sumažinti optimizuojant perdirbimo sąlygas, tokias kaip padidėjęs pakavimo slėgis, pelėsių reguliavimas ir lydymosi temperatūra, ir užtikrinant vienodą aušinimą per gerai suplanuotas aušinimo sistemas. Naudojant užpildus, tokius kaip stiklo pluoštai, taip pat sumažina susitraukimą, sustiprinant polimerą.
4. Kaip pelėsių dizainas ir dalių geometrijos įtakos susitraukimas?
Pelėsių dizainas ir dalis geometrija daro didelę įtaką susitraukimui. Netolygus sienos storis, prastas aušinimo kanalo išdėstymas ar netinkamai išdėstyti vartai gali sukelti skirtingą susitraukimą, dėl kurio kyla deformacija ar iškraipymas. Dalys su vienodo sienos storiu ir subalansuoto aušinimo užtikrinimas padeda kontroliuoti susitraukimą.
5. Kokie yra tipiški skirtingų plastikų susitraukimo dažniai?
Susitraukimo greitis skiriasi priklausomai nuo plastiko. Bendros vertės apima:
Polipropilenas (PP): 1,0% - 2,5%
Nailonas (PA6): 0,7–2,0%
ABS: 0,4% - 0,7%
Polikarbonatas (PC): 0,5% - 0,7%
