8 распространенных дефектов литья под давлением и как их избежать

Введение

Когда речь идет об эффективном массовом производстве идентичных деталей, литьё под давлением является наиболее предпочтительным методом. Вы можете быстро изготовить сотни тысяч изделий по экономически выгодной цене. Но здесь следует учитывать, что в этом процессе гораздо больше возможностей для дорогостоящих ошибок. Кажущиеся незначительными ошибки на ранних этапах производства литьевых форм могут привести к значительным дефектам.

Они не только ухудшают качество конечного продукта, но и могут нарушить весь процесс литья под давлением, что в конечном итоге снижает скорость и эффективность системы. На этом дело не заканчивается: эти дефекты могут увеличить количество брака и повторных работ. Это увеличивает время производства и общие затраты. Но хотите ли вы знать, что вызывает дефекты? Причин может быть несколько.

Эта статья является важным руководством для понимания распространенных дефектов, их причин и решений. Она, несомненно, поможет инженерам и операторам применять проактивный подход к снижению рисков. А также поможет им уменьшить количество таких дефектов.

Распространенные дефекты литья под давлением

В принципе, литье под давлением требует значительных технических знаний. Существует несколько типов дефектов, которые могут возникать по разным причинам. При ошибках в процессе литья под давлением, таких как неправильные параметры процесса, проблемы с оснасткой или плохой дизайн, в пресс-формах появляются дефекты. Кроме того, некоторые дефекты возникают из-за проблем с подачей материала и охлаждением.

Вот некоторые распространенные дефекты литья под давлением:

Линии потока

Линии потеков - это видимые разводы или волнистые линии на поверхности детали. Они выглядят как участки, цвет или блеск которых немного отличается от соседних участков.

Линии потока образуются, когда расплавленный пластик течет с разной скоростью или охлаждается с разной скоростью внутри полости. Это часто происходит вблизи затворов, резких изменений толщины стенок, острых углов или препятствий для потока.

Следы от ожогов

Следы ожогов чаще всего появляются на концах проточных каналов, вентиляционных отверстий или тонких участков литых пластиковых деталей. Они имеют черноватый или ржавый оттенок. Но они не нарушают целостности детали, если только она не прожжена до степени разрушения.

Когда сжатый воздух и другие газы задерживаются или перегреваются в смоле во время процесса литья под давлением, появляются такие следы от ожогов. К другим причинам относятся повышенная температура расплава или скорость процесса литья под давлением, что приводит к перегреву.

Маркировка раковины

В большинстве случаев толстые участки деталей, изготовленных методом литья под давлением, охлаждаются дольше. Это может привести к сжатию или усадке этой части детали с внутренней стороны, а внешняя оболочка не может противостоять этому. Поэтому на внешней поверхности пресс-формы появляются небольшие впадины, углубления или вмятины. Это так называемые следы раковины. Эти дефекты обычно видны на толстых участках, ребрах, бобышках и вокруг винтовых стоек. Они влияют на прочность детали.

Следы раковины могут выглядеть так же, как и вакуумные пустоты, но их эффект и воздействие обратны следам раковины. Вместо того чтобы быстро охлаждать внешние поверхности детали пресс-формы, эти участки охлаждаются медленнее, в результате чего образуются впадины.

Линии сварки

Линии сварки часто выглядят как тонкие, похожие на волоски линии или слабые швы на поверхности формы. Они часто появляются там, где два потока расплавленной смолы встречаются при прохождении через геометрию. Этот дефект обычно встречается в деталях с отверстиями.

При неправильном температурном режиме расплавленный материал заполняет или обволакивает форму вокруг отверстия, а в месте соединения двух потоков появляется линия сварного шва. Это происходит потому, что материал не сплавляется должным образом из-за разницы температур между двумя фронтами формы, что приводит к частичному застыванию. Такие дефекты также называются линиями вязки. Они влияют на общую прочность и геометрию детали, делая ее более слабой и менее долговечной.

Струйная обработка

Замысловатые линии, появляющиеся на поверхности готовой детали, обычно называют дефектами струи. Эти дефекты также возникают в результате частичного затвердевания и часто начинаются сразу за областью затвора.
Это происходит, когда первоначальная "струя" или узкий поток материала формы вырывается в открытое пространство и быстро застывает, оставляя всю полость неправильно заполненной. Возникает змеевидный, волнистый рисунок движения, что снижает прочность детали. 
Основная причина этого дефекта - чрезмерное давление впрыска. Когда расплавленный материал впрыскивается под высоким давлением через крошечный затвор, он часто разбрызгивается, а не заполняет всю полость. В это время он начинает быстро охлаждаться, вызывая дефекты струи. Застывшая "струна" затем покрывается последующим расплавом.

Короткий выстрел

Короткие шорты - это тип дефектов, возникающих из-за неполного заполнения полости. Основная причина этих дефектов - неточная или плохо продуманная конструкция пресс-формы.

Когда узкие или заблокированные затворы ограничивают поток, расплавленный материал не может достичь определенных областей, что приводит к коротким выстрелам. Среди других причин - недостаточное давление впрыска, наличие воздушного кармана, низкая скорость впрыска или недостаточный объем дроби. Готовые детали получаются неполными и непригодными для использования, с отсутствующими секциями или закругленными, не сформированными краями.

Искривление

Деформация - это искажение или скручивание детали после выталкивания. Конечная деталь не соответствует намеченной форме и может быть неправильно подогнана или собрана. Коробление обычно вызвано неравномерной усадкой при охлаждении. Разные участки охлаждаются и усаживаются с разной скоростью, что приводит к возникновению внутренних напряжений, изгибающих деталь.

Пузырьки/полости

Пузыри и пустоты - это газовые карманы внутри детали или под ее поверхностью. Они могут выглядеть как прозрачные пузыри, белые пятна или внутренние отверстия, видимые после резки детали. Это незначительные дефекты, которые не оказывают существенного влияния на деталь, полученную литьем под давлением. В то время как большие пустоты и воздушные карманы оказывают значительное влияние, ослабляя структуру детали.

Они могут образовываться, когда воздух или летучие вещества оказываются в ловушке и не могут выйти во время заполнения. Они также возникают, когда поверхность замерзает раньше времени, а внутренний материал сжимается, оставляя внутренние пустоты вместо поверхностных раковин.

Как избежать дефектов при литье под давлением?

Линии потока

Чтобы уменьшить количество потоков, вот несколько решений:

• Следите за равномерностью толщины стенок и избегайте резких изменений толщины.
• Используйте более плавные потоки и закругленные углы, а также установите ворота, чтобы поток был прямым и сбалансированным.
• Технологические решения включают повышение температуры расплава, температуры пресс-формы, скорости и давления впрыска. Эти изменения помогают расплаву дольше оставаться жидким и заполнять полость более равномерным потоком.

Следы от ожогов

Вот несколько способов предотвратить появление следов от ожогов:

• В конце тонкой секции или жилы следует улучшить вентиляцию.
• Чтобы газы и воздух легко выходили, уменьшите скорость и давление впрыска.
• Чтобы избежать перегрева при литье под давлением, поддерживайте более низкую температуру.
• Сокращение времени цикла во избежание перегрева газов. 

Маркировка раковины

Вот некоторые способы, которые могут использовать операторы, чтобы избежать появления следов от раковины:

• Хорошая конструкция детали - это первая защита от раковин. Инженеры-конструкторы могут уменьшить толщину стенки и толщину ребра пресс-формы относительно основной стенки. В общей конструкции попробуйте уменьшить толщину массивных секций.
• Следы раковины указывают на то, что детали требуется больше времени для охлаждения. Чтобы убедиться, что деталь охладилась должным образом, операторы должны увеличить охлаждение.
• Снижение температуры при увеличении давления выдержки может позволить детали эффективно охладиться.

Линии сварки

Распространенными способами предотвращения образования сварных линий являются:

• С точки зрения дизайна, избегайте ненужных препятствий на пути потока или измените конструкцию ребер и отверстий, чтобы облегчить прохождение потока вокруг них.
• Различные полимеры имеют разные температуры плавления, поэтому выбирайте смолы с меньшей вязкостью и более низкой температурой плавления, чтобы обеспечить их правильное сплавление и предотвратить появление линий шва.
• Повышение температуры расплавленного материала может помочь предотвратить частичное затвердевание.
• Увеличение скорости и давления впрыска позволяет сократить время охлаждения.

Струйная обработка

Чтобы избежать дефектов струи, вот несколько распространенных вариантов ее применения:

• Чрезмерное давление является основной причиной, требующей снижения давления впрыска расплавленного пластика через узкие затворы. Это позволит избежать постепенного заполнения.
• Также увеличьте размер ворот, чтобы замедлить скорость струи.
• Что касается конструкции ворот, используйте ворота, которые направляют поток вдоль стены, например, краевые ворота, а не прямые ворота в открытый объем.
• Используйте пластики с низкой вязкостью, чтобы избежать образования струи.
• Повысьте температуру расплавленного материала и формы, чтобы избежать частичного застывания. 

Короткие выстрелы

Чтобы исправить короткие снимки, вот несколько способов:

• Увеличьте давление впрыска и скорость впрыска до безопасных пределов.
• Убедитесь, что размер дроби достаточен и что шнек полностью восстанавливается перед впрыском.
• Повышение температуры расплава снижает вязкость и улучшает текучесть в тонких или удаленных областях.
• Улучшенная вентиляция и более крупные или удачно расположенные затворы также помогают материалу попасть во все части полости.

Обертывание

Вот несколько способов уменьшить коробление:

• При проектировании используйте равномерную толщину стенок и сбалансированную геометрию.
• Избегайте больших плоских участков без ребер и опор, а также резких перепадов толщины.
• Технологические действия включают оптимизацию времени охлаждения, использование равномерной температуры пресс-формы и сбалансированное расположение каналов охлаждения.
• Снижение давления в сальнике и изменение расположения затвора также могут уменьшить остаточные напряжения, которые приводят к короблению.

Пузырьки/пустоты

Для борьбы с пузырьками/пустотами используйте следующие приемы:

Когда дефект возникает из-за попадания воздуха:

• Улучшите вентиляцию и уменьшите скорость впрыска, чтобы обеспечить выход воздуха.
• Правильно сушите гигроскопичные материалы, чтобы удалить влагу, превращающуюся в пар.
• Чтобы избежать таких дефектов, как внутренние пустоты в результате усадки:
• Увеличьте давление упаковки и время упаковки, чтобы сердцевина секции была полностью упакована.
• Используйте надлежащую толщину стенок и конструкцию ребер, а также обеспечьте достаточное охлаждение для достижения более равномерной усадки.

Заключение

Теперь, когда вы знаете о дефектах литья под давлением, их причинах и способах устранения, производители и операторы могут принять упреждающий подход, чтобы избежать их, применяя профилактические меры. Понимание внешнего вида каждого дефекта, его первопричины и основных способов устранения позволяет лучше проектировать пресс-форму, задавать параметры и выбирать материалы. Всегда лучше изначально подобрать правильную конструкцию литьевой формы для процесса литья, чем потом тратиться на дорогостоящие мероприятия. Для этого надежный и опытный партнер по литью под давлением может сделать все за вас. От стабильных пресс-форм для литья под давлением до правильного выбора материала, разработки новых изделий и создания прототипов, MoldPartner может предложить индивидуальное решение для вашего бизнеса. Итак, свяжитесь с нами сейчас!