Vanliga injekteringsmouldningsfel och hur man åtgärdar dem

Flödeslinjer och korta skott: Orsaker och processoptimering

Förstå flödeslinjer och deras material-, form- och processutlösare

Flödeslinjer synliga streck eller mönster på formade delar orsakas av inkonsekvent materialflöde under sprutgjutningsprocess . Viktiga orsaker inkluderar:

• Materialviskositetsoverensstämmelser , särskilt i semikristallina polymerer som svalnar ojämnt
• Suboptimal formdesign , såsom smala portar eller hårda hörn som stör flödet
• Processvariationer , inklusive svävande injektionshastigheter eller smältetemperaturer

En studie från Plastics Technology Institute från 2023 fann att 62 % av flödeslinjefel orsakas av otillräcklig portstorlek kombinerat med temperaturvariationer i smältfasen.

Orsaker till kortstopp: tryck, ventileringsproblem och flödesmotstånd

Kortstopp uppstår när smält plast inte helt fyller formhålan. De viktigaste faktorerna inkluderar:

1. Otillräckligt injektionstryck för att övervinna motståndet i tunnväggiga sektioner
2. Dålig ventileringsförmåga , vilket fångar in luft och skapar mottryck
3. Material med hög viskositet svårigheter att navigera komplexa geometrier

Felplacerade ventiler står för 34 % av kortstopp i högprestandamodeller (Polymer Engineering Reports, 2022).

Optimering av injiceringsparametrar för att förhindra flödesrelaterade fel

Förfining av nyckelparametrar kan avsevärt minska flödesrelaterade fel:

*Omfång varierar beroende på material och delgeometri
**Glasövergångstemperatur

Ökning av hålltryck med 20 % med en tvåsekunders kylningspuff minskar strömstreckens allvarlighetsgrad med 45 % i polypropylen-delar, enligt simuleringsdata från formflödesanalysverktyg . Validera alltid ändringar genom systematiska DOE-försök (Design of Experiments).

Sjunkmärken och vridning: Hantering av kylning och återstående spänning

Hur tjocka sektioner och packningstryck påverkar bildandet av sjunkmärken

Dessa irriterande sänkningar visas som små fördjupningar på ytor när delar har tjocka områden som svalnar i olika takt. Innerdelen tenderar att ta längre tid att stelna jämfört med yttre delen, så den dras lite inåt under kylningen och lämnar därmed håligheter kvar. När det inte finns tillräckligt med tryck i formen under produktionen förvärras dessa problem. De flesta tillverkare upptäcker att om man minskar sänkningens djup med mellan 25 % och 40 % innebär det vanligtvis att packningstrycket ökas med cirka 10–15 %, samt att man förlänger hållfasen med ett par sekunder till. Hur mycket exakt det ska vara beror dock till stor del på vilket material man arbetar med, eftersom vissa material flödar bättre än andra.

Obalans i svaltningshastighet och icke-uniform krympning som leder till vridning

Delar deformeras ofta när det sker ojämn kylning som lämnar kvar inre spänningar. Redan små temperaturskillnader i olika delar av en form, kanske runt 15 till 20 grader Celsius, kan leda till krympningsvariationer mellan 0,5 och 1,2 procent, vilket orsakar att delen vrids eller böjs. Vissa plaster som polypropen och nylon 6/6 tenderar att vara särskilt problematiska eftersom de bildar kristaller under kylningen. För att bekämpa detta måste tillverkare hålla temperaturerna konstanta inom ungefär plus eller minus 3 grader hela vägen genom formen. Detta kan uppnås genom noggrann utformning av kylkanaler eller användning av särskilda anpassade kylningsmetoder för komplexa komponenter. Dessa metoder minskar vanligtvis deformation med cirka 30 till 50 procent, vilket gör dem värda den extra insatsen ur kvalitetskontrollssynpunkt.

Design- och processjusteringar för dimensionell stabilitet

• Designändringar : Ersätt tjocka sektioner med förstyvningar eller plåtar för att minimera massskillnader
• Processoptimering : Ställ in formtemperaturen 10–15 °C över materialets glasövergångspunkt för att sakta ner kylningen där det behövs
• Materialval : Använd tillsatsmedel med låg krympning (t.ex. mineraliska fyllnadsgrad) för att minska differentiell krympning

Genom att balansera portstorlek och placering med strömningsanalys i formen förhindras asymmetrisk fyllning som förstärker spänningar. Trycksensorer i realtid möjliggör nu dynamiska justeringar under packfasen, vilket minskar dimensionsavvikelser med 18–22 % i fordonskomponenter.

Svetslinjer och jetströmning: Utmaningar med flödesfronten i formgjutna delar

Bildning och svaghet i svetslinjer vid sammansmältande flödesfronter

Svetslinjer bildas när smält polymer delas upp runt hinder som infästningar och återförenas utan fullständig sammansmältning. Detta försvagar den mekaniska hållfastheten med upp till 70 % jämfört med omgivande material (IMS Tex). Till skillnad från kosmetiska flödeslinjer komprometterar svetslinjer strukturell integritet i kritiska tillämpningar såsom medicinska instrument och bilfästen.

Strategier för portplacering och smältetemperatur för starkare sömlinjer

Strategisk placering av gjutportar minimerar flödesvägssplittring genom att placera portarna så att strömmarna möts innan avkyling sker i betydande omfattning. Genom att höja smälttemperaturen med 15–25°F (8–14°C) förlängs smältidpunkten vid mötespunkterna. Verktyg som används i Material Fusion Study 2024 simulerar flödesfronter för att optimera portlayout och termiska profiler.

Jetstrålsdefekter: Problem med höghastighetsflöde och munstycksdesign

Jetting visas sig som vågformade linjer på ytor när smält plast obehärskat strömmar in i formhålan istället för att skapa en jämn front. Detta problem uppstår ofta vid gränsytor mindre än 0,04 tum eller 1 millimeter, särskilt när injektionshastigheten överstiger cirka 4 kubiktum per sekund. För att åtgärda detta vänder sig tillverkare vanligtvis till koniska munstycken eller varmlöparsystem. Dessa lösningar hjälper till att skapa det jämna, lagrade flödesmönstret som kallas laminärt flöde, vilket är mycket viktigt för att tillverka de blanka, genomskinliga delar som konsumenter önskar, till exempel mobilskal och andra blanka produkter.

Flash, hålrum och ytdefekter: Formintegritet och materialhantering

Flashbildning orsakad av delningslinjans feljustering och klämkraft

Flash uppstår när het plast tränger ut genom de små springorna i formen, vanligtvis på grund av att samlingskanterna inte är korrekt justerade eller att kraften som håller alltihop samman är otillräcklig. Enligt viss forskning från förra året beror ungefär två tredjedelar av alla flash-problem på gamla, slitsamma verktyg. Och om spännkraften sjunker under cirka 3 till 5 ton per kvadratcentimeter tenderar plasten att läcka ut. Tillverkare har upptäckt att att återjustera formarna ungefär var femtiotusende produktionssats gör en stor skillnad. Att lägga till trycksensorer för att kontrollera hur åtdragen allt verkligen är har hjälpt fabriker att minska sina flash-problem med nästan nittio procent i praktiken.

Inre hålrum, bubblor och brännskador orsakade av fukt eller överhettning

De främsta orsakerna till håligheter och bubblor i våra material är vanligtvis överskott av fukt som omvandlas till ånga när vattenhalten överstiger cirka 0,02 %, eller när delar blir för heta under bearbetningen och överstiger sin brottgräns. Vi har funnit att en övergång till skruvar med hög skjuvverkan minskar dessa irriterande bubblor med ungefär 70–75 % eftersom de blandar smältan mycket bättre. När det gäller de irriterande brännmärken som ofta uppstår? De orsakas vanligtvis av att material står kvar för länge i det uppvärmda sprutsystemet. För att bekämpa detta problem måste tillverkare noggrant övervaka hur länge materialet finns kvar på plats och se till att svaltningshastigheten inte överstiger 25 grader Celsius per sekund för känsliga plaster. Att få rätt på dessa parametrar gör all skillnad för att kunna tillverka kvalitetsdelar utan fel.

Ytfel: Splay, Färgförändring och Kontroll av Föroreningar

Splay (silver streaks) orsakas av förorenad harts eller skjuvinducerad överhettning vid injektionshastigheter över 120 mm/s. Genom att sänka munstyckets temperatur med 8–12 °C och installera 10 µm hoppersilter minskas splay med 68 %. För att förhindra missfärgning säkerställer rengöringsmaterial baserade på polycarbonat färgkonsekvens inom toleransnivån ΔE<1,5.

Förebyggande strategier och simuleringsverktyg för felfri formning

Att utnyttja strömningsanalys i formen för att förutsäga och undvika fel

Programvara för simulering av formsprutning, som Autodesk Mold Flow och SolidWorks Plastics, gör det möjligt för ingenjörer att se vad som sker inne i formen under sprutprocessen långt innan några faktiska delar tillverkas. Enligt en nyligen genomförd undersökning från Modern Machine Tools år 2023 minskade skrotandelen hos cirka 8 av 10 tillverkare som började använda dessa prediktiva verktyg med ungefär en tredjedel jämfört med de traditionella försök-och-fel-metoderna. Programmen är dessutom ganska effektiva på att identifiera problem – de upptäcker exempelvis svetslinjer som bildas, stängsel som inte öppnar sig korrekt, samt de irriterande luftfickor som orsakar defekter. Detta görs genom att upptäcka temperaturförändringar så små som 5 grader Celsius (vilket motsvarar cirka 180 Fahrenheit). Ta till exempel tunnväggiga elektronikhusdelar. Med rätt simulering kan tillverkare bestämma exakt var ventiler ska placeras så att inga gaser fångas in under produktionen, vilket sparar pengar och minskar spill.

Designrekommendationer: Jämnjocka väggar, korrekta stängsel och ventilation

Att bibehålla konstant väggtjocklek (1–3 mm ideal för ABS och PP) hjälper till att förhindra vridning på grund av ojämn krympning. Radiala ingjutningskanter minskar skjuvspänningen med 40 % jämfört med kantnärmar i glasförfyllt nylon, enligt polymera flödesstudier från 2022. Principer för tillverkningsanpassad design rekommenderar:

• Drafteringar ≥1°C per sida för lätt utmatning
• Ventildjup på 0,015–0,03 mm för att tillåta luftavgång utan flash
• Förhållande mellan ribbor och väggtjocklek under 60 % för att undvika insjunkna ytor

Processövervakning och underhåll för konsekvent kvalitet

Kombinationen av trycksensorer i realtid tillsammans med de smarta IoT-styrningarna hjälper till att hålla injektionshastigheten mycket nära målvärdena, vanligtvis inom ungefär 2 % i varje riktning. Det är mycket viktigt när man försöker undvika irriterande kortstopp i formar med flera kavitetar. För regelbunden underhåll kan månatliga kontroller med profilometrar visa när formsytorna börjar slitas ner bortom 5 mikrometer-gränsen, vilket i allmänhet är då vi börjar få problem med flash. En titt på data från en aktuell studie från MMT 2023 visar också något intressant. De fann att nästan 8 av 10 oväntade produktionsstopp berodde på att skruvarnas backventiler hade slitits ut. Det understryser verkligen varför det är klokt att byta ut dessa sårbara delar var tredje månad för att säkerställa smidig drift.

stammar och skapar ett jämnt, lagerat flödesmönster som kallas laminärt flöde.