Turnarea prin injecție este un proces vital de fabricație pentru producerea de componente din plastic, dar defectele pot perturba calitatea producției. Marcajele de arsură, una dintre cele mai frecvente probleme, afectează atât estetica, cât și durabilitatea produsului. În această postare, veți afla despre cauzele, efectele și soluțiile practice pentru prevenirea mărcilor de ardere pentru a asigura rezultate mai bune ale producției.
Ce sunt semnele de arsură în modelarea prin injecție?
Marcajele de ardere sunt un defect frecvent care poate apărea în timpul procesului de modelare a injecției. Ele apar ca decolorații pe suprafața părții modelate, de obicei în nuanțe de negru, maro sau rugină.
Aceste mărci inestetice sunt cauzate de aerul prins în interiorul cavității matriței în faza de injecție. Pe măsură ce plasticul topit este injectat la presiune ridicată, comprimă aerul, ceea ce face ca acesta să se încălzească rapid.
Dacă aerul atinge o temperatură suficient de ridicată, acesta poate arde de fapt plasticul, lăsând în urmă o marcă vizibilă. Acest fenomen este uneori denumit 'efect diesel ' sau 'dieseling. '
Cum afectează mărcile de arsură produsele turnate prin injecție?
Marcajele de arsură sunt mai mult decât simple cusururi cosmetice pe părți modelate prin injecție. Acestea pot avea consecințe de anvergură pentru calitatea produsului, performanța și eficiența producției.
Impact estetic
Unul dintre cele mai evidente efecte ale mărcilor de ardere este impactul lor asupra apariției produsului final. Aceste decolorații inestetice pot face ca piesele să pară defecte sau de calitate scăzută, chiar dacă sunt solide funcțional.
În industriile în care estetica este crucială, cum ar fi bunurile de consum sau automobilele, mărcile de ardere pot duce la piese respinse și clienți nemulțumiți. Acest lucru este valabil mai ales pentru componente vizibile, cum ar fi carcasele, huse și piese de tăiere.
Impactul performanței
Dincolo de aspect, mărcile de arsură pot compromite, de asemenea, proprietățile fizice și chimice ale părților modelate prin injecție. Temperaturile ridicate care provoacă arderea pot degrada structura polimerului, ceea ce duce la slăbiciune sau la bretlici.
Este posibil ca această deteriorare să nu fie imediat aparentă, dar poate afecta caracteristicile cheie precum:
Rezistență la tracțiune
Rezistență la impact
Toleranță la căldură
Rezistență chimică
În timp, piesele cu semne de ardere pot fi mai predispuse la eșec sau la uzură prematură, în special în condiții solicitante. Acest lucru ar putea duce la reamintiri ale produsului sau probleme de răspundere în linie.
Impact asupra producției
Din perspectivă de fabricație, mărcile de ardere sunt o sursă majoră de deșeuri și ineficiență. Piesele cu defecte vizibile trebuie adesea să fie casate sau reelaborate, ceea ce crește costurile și încetinește producția.
Depanarea problemelor de arsură pot fi, de asemenea, consumatoare de timp, necesitând ajustări la proiectarea mucegaiului, parametrii procesului sau selecția materialelor. În unele cazuri, poate necesita chiar schimbări de scule sau construcții noi de matriță.
Toate acestea se adaugă la costuri generale mai mari, timpi de plumb mai lungi și rentabilitate redusă pentru modelatoare de injecție. De aceea, prevenirea mărcilor de ardere prin proiectarea și optimizarea corectă a proceselor este atât de critică.
Cauzele mărcilor de arsură
Condiții de mașină și de modelare
Marcajele de arsură în modelarea prin injecție pot fi adesea urmărite la problemele cu setările mașinii.
Viteza mare de injecție sau presiune
atunci când viteza sau presiunea de injecție este prea mare, plasticul topit curge prea repede. Acest lucru duce la rate de umplere necontrolate și rezultate în mărci de ardere la sfârșitul procesului de umplere.
Dimensiunea porții și duza Emite
dimensiunea necorespunzătoare a porții sau poziționarea afectează fluxul de rășină. Dacă dimensiunea porții este prea mică , rășina nu poate curge lin, provocând dungi de ardere . În mod similar, o dimensiune mică a duzei restricționează fluxul și duce la dungi negre pe părțile modelate.
Probleme de întreținere a echipamentelor
Purtarea echipamentelor poate cauza, de asemenea, probleme. Șuruburile și butoaiele murdare sau deteriorate creează pete negre sau striații de culoare în părțile modelate. Întreținerea regulată este crucială pentru a evita aceste defecte.
Probleme legate de mucegai
Proiectarea și starea mucegaiului poate duce la mărci de ardere, dacă nu este gestionată corespunzător.
Ventilarea slabă în proiectarea matriței
Dacă matrița nu permite să scape aerul prins, aerul este prins la capătul procesului de umplere, provocând semne de ardere. Găurile de aerisire adecvate și plasarea lor sunt esențiale pentru a preveni această problemă.
Construcția necorespunzătoare a mucegaiului
de aerisire insuficientă a matriței sau de aerisire slab poziționată poate, de asemenea, să prindă aer, ceea ce duce la arsuri. Uneori, agenții de eliberare a mucegaiului blochează aceste orificii de aerisire, agravând problema.
Factorii legați de procesul de modelare
Procesul de modelare în sine poate crea condiții care duc la mărci de ardere.
Fractură de topire
Viteza și presiunile mari de injecție pot determina fractura topiturii , creând semne de ardere și defecte de suprafață.
Viteza excesivă de injecție
atunci când viteza de injecție este prea mare, creează un flux turbulent în loc de flux laminar, ceea ce duce la mărci de ardere.
Temperatura ridicată a topirii
dacă temperatura topirii este prea mare, poate provoca descompunerea materială , lăsând rășina carbonizată în matriță.
Timpul de reședință prelungit,
când materialul rămâne în butoi prea lung în timpul ciclurilor extinse , se supraîncălzește, ceea ce poate duce și la semne de ardere.
Probleme legate de materiale
Materialele utilizate în modelarea prin injecție contribuie, de asemenea, la apariția mărcilor de arsură.
Conținutul ridicat de umiditate în materiale
materiale cu conținut excesiv de umiditate creează buzunare cu aburi , ceea ce provoacă urme de ardere, deoarece acestea nu pot scăpa în timpul modelării.
Materialele cu indice de topire ridicată
cu un indice de topire ridicat au o fluiditate bună, dar acest lucru face mai greu să expulzeze gazele, ceea ce duce la mărci de ardere.
Substanțele volatile în aditivi
aditivi, coloranți sau substanțe volatile din materiale plastice se descompun sub căldură mare, creând semne de ardere la suprafață.
Depanarea semnelor de ardere
Reglarea mașinii și a modelării
Pentru a minimiza mărcile de ardere, reglarea setărilor mașinii este un pas cheie.
Reglarea vitezei de injecție și a presiunii
Reducerea vitezei de injecție și a presiunii ajută la prevenirea captării aerului. Acest control este deosebit de important în ultimii 5-10% din procesul de umplere a matriței. Încetinirea în această etapă oferă aerului prins mai mult timp pentru a scăpa, reducând șansele de arsuri.
Componente ale mașinii de curățare
Întreținerea regulată este esențială pentru a evita retenția de materiale în mașină. Aceasta înseamnă să mențineți șurubul, butoiul și duza curată. De -a lungul timpului, șuruburile uzate sau butoaiele pot provoca pete negre și dungi. Înlocuirea acestor părți în mod regulat este esențială pentru întreținerea pe termen lung . De asemenea, gestionați viteza de retragere și șuruburi pentru a evita supraîncălzirea în timpul modelării.
Soluții de proiectare a mucegaiului
Îmbunătățirea matriței în sine poate ajuta, de asemenea, la prevenirea mărcilor de ardere.
Îmbunătățirea
problemelor de evacuare a ventilației mucegaiului reprezintă o cauză majoră a mărcilor de ardere. Adăugarea sau mărirea găurilor de aerisire permite aerului prins să scape mai ușor. Amplasarea corectă a ventilației lângă capătul căii de curgere este esențială. Este important să vă asigurați că aerul este eliberat înainte de a se comprima.
Reducerea forței de prindere a
forței excesive de prindere poate comprima matrița atât de mult încât închide orificiile de aerisire . Reducerea acestei forțe ajută la prevenirea orificiilor de evacuare a închiderii, îmbunătățind evadarea aerului.
Îmbunătățirea structurii mucegaiului
Unele mucegaiuri ar putea fi reelaborate pentru a -și îmbunătăți sistemul de aerisire. Matrițele slab proiectate pot captura cu ușurință aerul. Utilizarea suprafețelor de matriță lucioase și agenții de eliberare adecvați ajută, de asemenea, la reducerea șanselor de buzunare de aer.
Soluții de manipulare a materialelor
Reglajele legate de materiale pot reduce, de asemenea, probabilitatea de a arde mărci.
Uscarea corespunzătoare a rășinii
înainte de începerea procesului de injecție, rășinile trebuie uscate în mod adecvat . Umiditatea în rășină poate duce la buzunare cu aburi, care creează urme de ardere. Rășinile cu un indice de topire mai mic sunt, în general, mai ușor de procesat și mai puțin predispuse la capturarea gazelor.
Scăderea temperaturii de rășină
Dacă temperatura rășinii este prea mare, poate fi și poate lăsa semne de ardere. Reglați benzile de încălzire pentru a menține temperaturi optime. Reducerea temperaturii topirii previne, de asemenea, acumularea excesivă a căldurii și ajută la evitarea carcasării.
Tehnici avansate de depanare pentru semne de ardere persistente
Optimizarea procesului de injecție
Pentru a aborda mărcile persistente de arsură, optimizarea procesului de injecție este esențială.
Tehnici de injecție cu mai multe etape
Injecția pe mai multe etape implică reglarea vitezei de injecție în diferite faze. În special, încetinirea ratei de injecție în etapele finale ajută la controlul captării aerului. Această metodă reduce șansa de arsuri, asigurându -se că aerul are timp să scape.
Utilizarea debitului Controlul de debit
Reglarea debitului în ultima fază de injecție poate face o diferență mare. Prin controlul debitului, puteți gestiona mai bine acumularea de presiune, reducând la minimum riscul de arsuri.
Monitorizarea în timp real a condițiilor de modelare
Utilizarea sistemelor de monitorizare în timp real permite ajustări mai rapide atunci când apar probleme.
Implementarea senzorilor
senzori pot urmări presiunii mucegaiului , temperatura și condițiile de evacuare în timp real. Cu aceste măsurători, este posibil să se identifice unde este prins aerul sau unde are loc supraîncălzirea. Aceste date pot fi utilizate pentru a face ajustări înainte de apariția defectelor.
Beneficiile ajustărilor bazate pe date
cu datele în timp real, producătorii pot ajusta rapid setările matriței pe baza performanței reale. Acest lucru ajută la optimizarea condițiilor în timpul producției, la scăderea riscului de mărci de ardere și la îmbunătățirea calității generale a produsului.
Utilizarea instrumentelor de simulare
Înainte de începerea producției la scară largă, instrumentele de simulare pot ajuta la prezicerea problemelor potențiale.
Simulările de flux
Simulările de flux permit inginerilor să vizualizeze modul în care plasticul topit se deplasează prin matriță. Prin simularea procesului, acestea pot identifica zonele în care aerul ar putea fi prins, permițându -le să ajusteze designul matriței înainte de producție.
Proiectarea asistată de computer (CAD)
care utilizează software-ul CAD îi ajută pe producători să observe buzunarele de aer potențiale în proiectare. Prin identificarea acestor zone cu probleme, echipele pot modifica mucegaiul pentru a îmbunătăți evacuarea și a reduce probabilitatea de arsură.
Îmbunătățirea selecției de rășină
Alegerea materialului din rășină dreaptă este, de asemenea, crucială pentru prevenirea mărcilor de ardere.
Alegerea materialelor cu volatilitate scăzută
cu volatilitate scăzută sunt mai puțin susceptibile să se descompună la temperaturi ridicate, ceea ce le face ideale pentru procesele de temperatură ridicată . Aceste rășini produc mai puține gaze, reducând șansele buzunarelor de aer care duc la mărci de ardere.
Evitarea rășinilor predispuse la arsură
anumite tipuri de rășini sunt mai predispuse la arsuri pe baza geometriei mucegaiului lor . Evitarea acestor materiale sau selectarea celor cu un indice de topire mai mic ajută la îmbunătățirea procesării și scade riscul de defecte.
Studiu de caz: Rezolvarea mărcilor de arsură într -un produs de conector PBT
Pentru a ilustra modul în care aceste tehnici de depanare pot fi aplicate în practică, să ne uităm la un studiu de caz din lumea reală care implică mărci de ardere pe un produs de conector PBT.
Descrierea produsului și cerințele de calitate
Produsul în cauză a fost un conector cu pereți groși, realizat din material PBT. Avea o suprafață secundară de aspect care trebuia să îndeplinească standarde estetice ridicate.
Clientul a avut cerințe stricte pentru calitatea suprafeței, astfel încât orice defecte vizibile precum mărcile de ardere erau inacceptabile. Condițiile de modelare au fost următoarele:
Temperatura matriței: 60-80 ° C.
Temperatura materialului: 240-260 ° C.
Viteza de injecție (3 etape): 180mm/s, 135mm/s, 40mm/s
Timp de injecție: 1,5-3s
Presiune de injecție: 1300-1500kgf/cm²
Analiza inițială și identificarea cauzei principale
În timpul încercării inițiale de mucegai, a fost efectuată o analiză a fluxului pe produs. Acesta a dezvăluit că semnele de ardere apar la capătul căii de curgere, unde convergeau fronturile de topire.
Cauza principală a fost identificată ca aer prins care nu a putut evacua din zonele marcate ale cavității matriței. Acest aer prins se comprima și se încălzește, provocând arderea localizată a materialului PBT.
Soluții implementate
Deoarece proiectele de produs și mucegai au fost deja aprobate de client, singurele opțiuni au fost îmbunătățirea aerisitării mucegaiului și reglarea procesului de turnare prin injecție.
Extinderea sloturilor de aerisire
Primul pas a fost să adăugați și să măriți sloturile de aerisire, acolo unde este posibil, de -a lungul căii de curgere a topirii, la suprafața de despărțire și în jurul acelor de ejecție. Acest lucru a ajutat la prinsarea aerului prins mai ușor și a redus severitatea mărcilor de arsură.
Cu toate acestea, evacuarea singură nu a fost suficientă pentru a elimina complet problema, astfel încât au fost necesare ajustări suplimentare ale procesului.
Reglarea procesului de modelare prin injecție
Pereții groși ai conectorului a însemnat că topirea petrecea mult timp în cavitatea matriței, crescând riscul de ardere. Pentru a aborda acest lucru, procesul de modelare prin injecție a fost schimbat la o abordare pe mai multe etape:
Etapa inițială de injecție la viteză mare pentru a umple rapid cavitatea
Viteză redusă în stadiul mediu pentru a permite evacuarea aerului
Viteză foarte mică în etapa finală pentru a împacheta partea fără a captura aer
Controlând cu atenție profilul de viteză de injecție și oferind aerului mai mult timp pentru a scăpa, severitatea mărcilor de arsură a fost semnificativ redusă.
Rezultatele și lecțiile învățate
Printr -o combinație de ventilație îmbunătățită a mucegaiului și parametri de proces optimizați, marcajele de ardere de pe conectorul PBT au fost eliminate, iar produsul a îndeplinit cerințele stricte de calitate ale clientului.
Concluzie
Marcajele de arsură în modelarea prin injecție pot fi o problemă frustrantă și costisitoare, dar prin înțelegerea cauzelor lor și implementarea soluțiilor potrivite, puteți minimiza impactul acestora asupra produselor și liniei de jos.
Abordarea mărcilor de arsură la începutul fazei de proiectare este crucială. Lucrați îndeaproape cu designerii de mucegai și furnizorii de materiale pentru a optimiza ventilația, închiderea și selecția din rășină.
Întreținerea corectă a mucegaiului, întreținerea mașinilor și manipularea materialelor sunt, de asemenea, esențiale pentru prevenirea mărcilor de ardere. Curățarea regulată, uscarea și reglarea parametrilor pot merge mult.
Pentru cele mai bune rezultate, colaborați cu modele de injecție cu experiență, care vă pot ajuta să rezolvați problemele și să implementați măsuri preventive pe termen lung. Cu o expertiză corectă și o abordare proactivă, puteți obține o producție consistentă, de înaltă calitate, fără mărci inestetice.
