Vanlige feil ved injeksjonsstøping og hvordan man fikser dem

Strømlinjer og korte skudd: Årsaker og prosessoptimalisering

Forståelse av strømlinjer og deres utløsende faktorer knyttet til materiale, form og prosess

Strømlinjer synlige striper eller mønstre på formsprengte deler forårsakes av inkonsekvent materialstrøm under sprutemodelleringprosessen . Hovedårsaker inkluderer:

• Viskositetsmismatches i materialet , spesielt i semikrystallinske polymerer som kjøler seg ujevnt
• Underoptimal formdesign , som smale porter eller skarpe hjørner som forstyrrer strømmen
• Prosessvariasjoner , inkludert svingende innsprøytningshastigheter eller smeltetemperaturer

En studie fra Plastics Technology Institute fra 2023 fant at 62 % av strømlinjefeil skyldes utilstrekkelig porteringsstørrelse kombinert med temperaturuensartetheter i smeltefasen.

Grunnårsaker til kortsprøytning: Trykk, ventiler og strømningsmotstand

Kortsprøytning oppstår når smeltet plast ikke fyller formhulrommet helt. De viktigste faktorene inkluderer:

1. Utilstrekkelig innsprøytningstrykk for å overvinne motstanden i tynnveggede deler
2. Dårlig ventiler , som fanger luft og skaper mottrykk
3. Materialer med høy viskositet sliter med å navigere komplekse geometrier

Feilplasserte ventiler står for 34 % av kortstøpte hendelser i høypresisjonsverktøy (Polymer Engineering Reports, 2022).

Optimalisering av innsprøytningparametere for å forebygge strømningsrelaterte feil

Justering av nøkkelparametere kan betydelig redusere strømningsrelaterte feil:

*Rekkevidder varierer avhengig av materiale og delgeometri
**Glassomvandlingstemperatur

Øking av holdetrykk med 20 % med en avkjølingsbuffer på 2 sekunder reduserer strømlinjens alvorlighetsgrad med 45 % i polypropylen-deler, ifølge simuleringsdata fra verktøy for strømningsanalyse i støpeforme . Valider alltid endringer gjennom systematiske DOE (Design of Experiments)-forsøk.

Senker og vridning: Håndtering av avkjøling og restspenning

Hvordan tykke deler og pakketrykk påvirker dannelse av senker

De irriterende senkemerkene vises som små fordypninger på overflater når deler har tykke områder som kjøler av i forskjellige hastigheter. Indre deler har gjerne lengre tid på seg å størkne sammenlignet med ytre deler, så de trekkes litt innover mens de kjøler ned, og etterlater disse hule stedene. Når det ikke er nok trykk i formen under produksjon, blir disse problemene bare verre. De fleste produsenter finner at å redusere senkedypde med mellom 25 % og 40 % vanligvis innebærer å øke pakketrykket med omtrent 10–15 %, samt legge til et par ekstra sekunder i holdefasen. Hvor mye nøyaktig dette er, avhenger selvfølgelig sterkt av hvilket materiale de jobber med, siden noen materialer flyter bedre enn andre.

Ujevn kjølehastighet og ikke-uniform krymping som fører til vridning

Delene bøyer seg ofte når det er ujevn avkjøling som etterlater indre spenninger. Selv små temperaturforskjeller i ulike områder av en form, kanskje rundt 15 til 20 grader celsius, kan føre til krympevariasjoner mellom 0,5 og 1,2 prosent, noe som fører til at delen vrir seg eller bøyer seg. Noen plasttyper som polypropylen og nylon 6/6 har gjerne særlig problemer fordi de danner krystaller under avkjølingen. For å bekjempe dette problemet må produsenter sørge for at temperaturene holdes konstante innenfor omtrent pluss eller minus 3 grader gjennom hele formen. Dette kan oppnås ved nøye utforming av kjølekanaler eller ved bruk av spesielle konforme avkjølingsteknikker for komplekse komponenter. Disse metodene reduserer typisk bøyeproblemer med omtrent 30 til 50 prosent, noe som gjør dem verdt den ekstra innsatsen når det gjelder kvalitetskontroll.

Design- og prosessjusteringer for dimensjonal stabilitet

• Designendringer : Erstatt tykke deler med ribber eller stiver for å minimere masseforskjeller
• Prosessoptimalisering : Sett formtemperaturen 10–15 °C over materialets glasovergangspunkt for å senke avkjølingshastigheten der det er nødvendig
• Valg av materiale : Bruk tilsetningsstoffer med lav krymping (f.eks. mineralfylte typer) for å redusere differensiell krymping

Avbalansering av gates størrelse og plassering med simulering av strømning i formen forhindrer asymmetrisk fylling som forsterker spenninger. Sanntids trykksensorer muliggjør nå dynamiske justeringer under pakking, noe som reduserer dimensjonelle avvik med 18–22 % i automobilkomponenter.

Sveiser og jetting: Strømningsutfordringer ved formede deler

Dannelse og svakhet i sveiser ved konvergerende strømningssoner

Sveiser dannes når smeltet polymer deler seg rundt hindringer som innsatsdeler og slår sammen igjen uten full fusjon. Dette svekker mekanisk styrke med opptil 70 % sammenlignet med omkringliggende materiale (IMS Tex). I motsetning til kosmetiske strømlinjer, kompromitterer sveiser strukturell integritet i kritiske applikasjoner som medisinske enheter og bilfestene.

Strategier for gates plassering og smelte temperatur for sterkeere sømmer

Strategisk plassering av innganger minimerer oppdeling av strømningsbanen ved ideell plassering av innganger slik at strømmer slår seg sammen før betydelig avkjøling skjer. Øking av smeltetemperatur med 15–25°F (8–14°C) forlenger smeltetiden i møtepunktene. Verktøy som brukt i Material Fusion Study 2024 simulerer strømningssignaler for å optimere inngangslayout og termiske profiler.

Jetting-feil: Høyhastighetsstrømning og dysedesignproblemer

Jetting vises som bølgeformede linjer på overflater når smeltet plast raskt strømmer inn i formasjonshulrommet ukontrollert, i stedet for å danne en jevn front. Dette problemet oppstår ofte med porter mindre enn 0,04 tommer eller 1 millimeter, spesielt når innsprøytningshastigheten overstiger omtrent 4 kubikktommer per sekund. For å løse dette problemet, benytter produsenter vanligvis seg av trinnede dysor eller varløpssystemer. Disse løsningene hjelper til med å skape den jevne, lagdelte strømningsformen som kalles laminær strømning, noe som er svært viktig for å lage de glatte, gjennomsiktige delene forbrukerne ønsker for produkter som f.eks. telefonkapsler og andre blankpolerte produkter.

Flash, hulrom og overflatefeil: Formintegritet og materialehåndtering

Flashdannelse grunnet delingslinjeforkantning og klemmekraft

Flash oppstår når varm plast presses ut gjennom små sprekker i formen, vanligvis fordi formskillelinjene ikke er riktig justert eller fordi klemmekraften som holder alt sammen er utilstrekkelig. Ifølge en undersøkelse fra i fjor skyldes omtrent to tredjedeler av alle flash-problemer gamle og slitt verktøy. Hvis klemmekraften faller under ca. 3 til 5 tonn per kvadratcentimeter, har plasten en tendens til å lekke ut. Produsenter har funnet ut at å rejustere formene omtrent hvert femtitiende tusen produksjonsløp gir stor effekt. Ved å legge til trykksensorer for å sjekke hvor stramt det faktisk sitter, har bedrifter klart å redusere flash-problemer med nesten 90 prosent i praksis.

Indre tomrom, bobler og brennmerker forårsaket av fuktighet eller overoppheting

Hovedårsakene bak hull og bobler i våre materialer er vanligvis for mye fuktighet som omdannes til damp når vanninnholdet overstiger ca. 0,02 %, eller når delene blir for varme under prosesseringen og overskrider sin brytningspunkt. Vi har funnet ut at overgang til skruedesign med høy skjærkraft reduserer disse irriterende boblene med ca. 70–75 %, fordi de blander smeltet materiale mye bedre. Når det gjelder de irriterende bremsespor som ofte viser seg? De kommer typisk av at materialet sitter for lenge i varmløpssystemet. For å bekjempe dette problemet, må produsenter nøye overvåke hvor lenge materialet holder seg på plass, og sørge for at avkjølingshastigheter ikke overstiger 25 grader celsius per sekund for følsomme plastmaterialer. Å få disse parameterne riktig er helt avgjørende for å produsere kvalitetsdeler uten feil.

Overflateunfullkomeligheter: Splay, misfarging og kontroll av forurensning

Splay (sølvstreaker) skyldes forurenset harpiks eller skjærindusert overoppheting ved innsprøytningstakter over 120 mm/s. Å senke dysstemperatur med 8–12 °C og installere 10 µm beholderfilter reduserer splay med 68 %. For å unngå misfarging, holder polycarbonatbaserte rengjøringsmasser fargekonsistensen innenfor ĨE<1,5 toleransekrav under materialebytter.

Forebyggende strategier og simuleringsverktøy for feilfri formsprenging

Utnyttelse av strømningsanalyse for å forutsi og unngå feil

Programvarar for simulasjon av malsmelting som Autodesk Mold Flow og SolidWorks Plastics la ingeniørane sjå kva som skjer innanfor, under formavgangen, lenge før noko faktisk blir gjort. Ifølgje ei nyleg undersøkelse frå Modern Machine Tools i 2023 såg rundt 8 av 10 produsentar som byrja å bruka desse prediktive verktøyane, at skrappetalen deira gjekk ned med rundt ein tredjedel samanlikna med gamledags prøving og feil. Dei er gode på å identifisera feil. Dei identifiserer feil ved hjelp av funksjonsanalyse. Dei gjer dette ved å oppdaga temperaturendringar så små som 5 grader Celsius. Ta for eksempel den tynnmeinte, elektroniske omslaget til høvesar. Med ein skikkelig simulasjon kan produsentar finne ut kva som er rett og slett rett slik at det ikkje blir noko gass som blir fanga i produksjonen, som sparer pengar og reduserer avfall.

Dei beste måtar å designa: Enhetlege vegger, rett dør og ventilasjon

Å opprettholde konsekvent veggtykkelse (1–3 mm ideell for ABS og PP) bidrar til å forhindre krumning forårsaket av ujevn krymping. Radiale innganger reduserer skjærspenning med 40 % sammenlignet med kantinnganger i glassfylt nylon, ifølge polymerstrømstudier fra 2022. Prinsipper for design til produksjon anbefaler:

• Skråvinkler ≥1°C per side for glatt utkasting
• Ventdybder på 0,015–0,03 mm for å tillate luftavgang uten flens
• Ribbe-til-vegg-tykkelsesforhold under 60 % for å unngå senker

Prosessovervåkning og vedlikehold for konsekvent kvalitet

Kombinasjonen av trykksensorer i sanntid sammen med de smarte IoT-styringene hjelper til med å holde injeksjonsfarten nær målverdiene, vanligvis innenfor omtrent 2 % i hver retning. Dette er svært viktig når man skal unngå irriterende kortsprøytninger i former med flere hulrom. For vanlig vedlikehold kan månedlige sjekker med profilometre avsløre når overflater i formen begynner å slites ned utover 5 mikrometer, som generelt er når vi begynner å få flisproblemer. En titt på data fra en nylig studie fra MMT i 2023 viser også noe interessant. De fant at nesten 8 av 10 uventede produksjonsstans skyldtes slitte skruekontrollringer. Det understreker virkelig hvorfor det er fornuftig å bytte ut disse sårbare delene hvert tredje måned for å holde drifta jevnt i gang.

stammer for å skape et jevnt, lagdelt strømningsmønster kalt laminær strømning.