Įpurškimo formavimo defektų ir formų ryšys

Įvadas

        Įpurškimo liejimo defektai dažnai vargina. Kai dalis išeina su kriaukle, deformacija, degimo žymėmis ar trumpais šūviais, pirmoji daugelio gamybos vadovų reakcija yra reguliuoti mašinos parametrus – temperatūrą, slėgį, įpurškimo greitį arba aušinimo laiką. Nors šie koregavimai kartais padeda, pagrindinė priežastis dažnai slypi giliau: pačiame pelėsyje.

        Kaip patyręs pelėsių technikas, aš mačiau daugybę atvejų, kai savaitės buvo švaistomos parametrų derinimui, tik tada supratau, kad pelėsių dizainas buvo tikrasis kaltininkas. Tiesa ta,gerai suprojektuota forma gali pagaminti kokybiškas dalis net ir esant plačiam apdorojimo langui; prastai suprojektuota forma niekada neduos pastovios kokybės, kad ir kokia tiksliai būtų sureguliuota mašina.

        Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama su pelėsiais susijusioms įprastų liejimo formų defektų priežastims. Šių santykių supratimas leidžia formų gamintojams ir įpurškimo lietojams veiksmingiau bendradarbiauti – sprendžiant problemas pačioje vietoje, o ne taikant laikinus pataisymus.

1. Trumpi kadrai (neužpildytas)

        Kaip atrodo: Formos ertmė nėra pilnai užpildyta; trūksta dalies kraštų arba jie suapvalinti.

        Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Nepakankamo dydžio vartai arba bėgiai: ribojantys srauto keliai padidina slėgio kritimą, neleidžiant tirpalui pasiekti ertmių galūnes.
• Prasta vartų vieta: Vartai, pastatyti toli nuo plonų sekcijų arba ilgų srautų gale, sukelia priešlaikinį užšalimą.
• Nepakankamas vėdinimas: įstrigęs oras suspaudžia ir neleidžia lydymui judėti.
• Plonos vardinės sienelės konstrukcija: mažesnis už minimalų rekomenduojamą medžiagos storį.
• Šaltieji šliužai: Trūkstant šalto šliužo šulinio, atvėsusi medžiaga gali užblokuoti vartus.

       Sprendimai:

• Padidinkite vartų ir bėgelių skersmenis (patikrinkite naudodami pelėsių srauto analizę).
• Perkelkite vartus arčiau sunkiai užpildomų vietų.
• Pridėkite arba pagilinkite vėdinimo angas (įprastas gylis: 0,02–0,05 mm, priklausomai nuo medžiagos).
• Peržiūrėkite sienų storį su gaminio dizaineriu.
• Pridėkite šaltų šliužų šulinius bėgelių galuose ir priešinguose vartuose.

2. Kriauklės žymės

        Kaip atrodo: Paviršiaus įdubimai, paprastai virš storų briaunų ar iškyšų.

        Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Nepakankamas aušinimas storose dalyse:Nepakankamas aušinimo kanalo išdėstymas leidžia pagrindinei medžiagai susitraukti labiau nei odai.
• Mažo dydžio vartai:Priešlaikinis vartų užšalimas neleidžia sandariklio slėgiui pasiekti storą sekciją.
• Prasta vartų vieta:Vartai per toli nuo storos srities reiškia, kad sandarinimo slėgis prarandamas dar nepasiekus.
• Trūksta briaunų / pagrindo storio santykio kontrolės:Riebalų storis viršija 60 % vardinės sienelės.

        Sprendimai:

• Aušinimo kanalus pastatykite arčiau storų sekcijų; apsvarstykite pertvaras ar burbuliatorius.
• Padidinkite vartus arba pereikite prie didesnio tipo vartų (ventiliatoriaus vartai, tuneliniai vartai).
• Perkelkite vartus šalia storos dalies.
• Sumažinkite briaunų storį iki 40–60% vardinės sienelės (pakeitimas dizainas, tačiau pelėsiai turi būti pritaikyti).

3. Iškrypimas (dalies iškraipymas)

        Kaip tai atrodo:Išmetus dalis yra susisukusi, pasilenkusi arba nelygi.

        Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Netolygus aušinimas:Pelėsių temperatūros skirtumai visoje ertmėje sukelia skirtingą susitraukimą.
• Netinkamas išmetimo dizainas:Išstūmimo kaiščiai stumiami netolygiai arba ant plonų dalių.
• Nesubalansuota bėgių sistema:Kelių ertmių formose dėl nevienodo užpildymo susidaro skirtingi liekamieji įtempiai.
• Nepakankamas grimzlės kampas:Didelės išstūmimo jėgos iškreipia dalį.
• Vartų sukelta orientacija:Vartai, išdėstyti plonose dalyse arba dalies centre, sukelia molekulinę orientaciją, kuri aušinant deformuojasi.

        Sprendimai:

• Optimizuokite aušinimo grandinės išdėstymą: naudokite konformalų aušinimą sudėtingoms geometrijoms.
• Balanso išmetimo kaiščio išdėstymas; plonose dalyse naudokite didesnius ar daugiau kaiščių.
• Sukurkite natūraliai subalansuotas bėgikas (vienodas srauto ilgis kiekvienoje ertmėje).
• Padidinkite grimzlės kampą (1–2° daugumai medžiagų, 3–5° tekstūruotų paviršių atveju).
• Raskite vartus storose atkarpose arba naudokite kelis vartus.

4. Nudegimo žymės / dielektrinis šildymas

        Kaip tai atrodo:Rudos arba juodos apdegimo žymės, dažniausiai tekėjimo pabaigoje arba giliuose šonkauliuose.

        Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Nepakankamas vėdinimas:Oras, įstrigęs aklinose kišenėse arba srauto frontuose, suspaudžiamas ir įkaista, suardydamas polimerą.
• Ventiliacijos angos per seklios arba užblokuotos:Dujos negali pakankamai greitai išeiti.
• Prastas atskyrimo linijos ventiliacijos angos dizainas:Ventiliacijos angos nėra paskutinėje užpildymo vietoje.

        Sprendimai:

• Pridėkite vėdinimo angas visuose srauto kelio galiniuose taškuose ir giliuose šonkaulių dugnuose.
• Naudokite medžiagai tinkamą ventiliacijos gylį (pvz., 0,02 mm PP, 0,01 mm PC).
• Apsvarstykite galimybę naudoti porėtus (sukepinto) plieno įdėklus, kad būtų patenkinti ekstremalūs ventiliacijos poreikiai.
• Pridėkite išmetimo kaiščius su ventiliacijos grioveliais.

5. Blykstė (įbrėžimai)

        Kaip tai atrodo:Sumažinkite plastiko perteklių ties atskyrimo linija, išmetimo kaiščio skylėmis arba slankiklių išjungikliais.

       Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Nepakankamas spaustuko tonažas projektuojamam plotui: Forma yra per didelė mašinai, tačiau pati forma gali būti priežastis, jei prastas atskyrimo linijos vientisumas.
• Susidėvėjusi arba pažeista atskyrimo linija: ankstesni pažeidimai ar susidėvėjimas leidžia išbėgti plastikui.
• Nepakankamas formos tvirtumas: Formos plokštės lankstosi veikiant įpurškimo slėgiui, atsidaro tarpai.
• Netinkamas ventiliacijos gylis: per gilios ventiliacijos angos veikia kaip blykstės kanalai.
• Blogai pritvirtinti slankikliai arba įdėklai: tarpai uždarymo paviršiuose.

       Sprendimai:

• Remontuokite arba perpjaukite atskyrimo linijų paviršius.
• Už ertmės plokštės pridėkite atraminius stulpelius, kad išvengtumėte lankstymo. Įsitikinkite, kad ventiliacijos angos yra nupjautos tinkamo gylio (paprastai 0,02–0,05 mm, o po to – 0,5–1,0 mm reljefas).
• Iš naujo apdirbkite uždarymo paviršius tinkamais kampais ir prigludimu.

6. Suvirinimo linijos (mezgimo linijos)

        Kaip tai atrodo:Matomos linijos, kur susikerta du srauto frontai; dažnai lydi silpnumas.

       Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Keli vartai, dėl kurių srauto frontai susilieja:Būdingas kelių vartų konstrukcijoms.
• Kliūtys ertmėje:Šerdys, įdėklai ar briaunelės, padalijančios srautą.
• Šaltojo lydalo frontai:Prasta vartų konstrukcija arba šaltų šulinių nepakanka.
• Nepakankamas vėdinimas suvirinimo linijos vietoje:Įstrigęs oras apsaugo nuo molekulių įsipainiojimo.

        Sprendimai:

• Perkelkite vartus, kad suvirinimo linijos būtų perkeltos į nekritines sritis.
• Padidinkite vartų dydį arba perjunkite į kitą vartų tipą (pvz., ventiliatoriaus vartus).
• Suvirinimo linijos vietoje pridėkite ventiliacijos kišenę.
• Norėdami pašalinti suvirinimo linijas, naudokite karštą bėgelį su nuosekliu vožtuvu.

7. Paviršiaus defektai: tekėjimo žymės, taškymas ir miglotas

        Kaip jie atrodo:Dryžiai, banguoti raštai arba nuobodu plotai dalies paviršiuje.

       Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Prastas vartų dizainas:Per maži arba netinkamai išdėstyti vartai sukelia purškimą arba dvejones.
• Aštrūs kampai arba staigūs sienos storio pokyčiai:Sukelti srauto nestabilumą.
• Šaltos formos paviršius:Dėl prastos aušinimo grandinės konstrukcijos atsiranda šaltų dėmių, kurios per anksti atšaldo lydalą.
• Užterštas arba šiurkštus ertmės paviršius:Sukelia išsiliejimą ir prastą blizgesį.

        Sprendimai:

• Naudokite didesnius vartus arba vartų konstrukciją, kuri skatina laipsnišką plėtimąsi (ventiliatoriaus vartai, plėveliniai vartai).
• Sklandūs perėjimai ertmėje (visų aštrių kampų spindulys).
• Optimizuokite aušinimo vienodumą.
• Nupoliruokite ertmės paviršių iki reikiamos apdailos (veidrodinis poliravimas blizgioms dalims).

8. Išmetimo kaiščio žymės / stūmimo žymės

        Kaip tai atrodo:Pakilusios arba įdubusios žymės, kur išstūmimo kaiščiai liečiasi su dalimi.

        Su pelėsiu susijusios priežastys:

• Nepakankamas juodraštis:Didelė išstūmimo jėga sutelkta į kaiščio galiukus.
• Per mažai arba prastai išdėstyti išstūmimo kaiščiai:Netolygus išmetimas.
• Per mažas kaiščio skersmuo:Didelė streso koncentracija.
• Išstūmimo kaiščio grąžinimo problemos:Prieš kitą ciklą kaiščiai nėra iki galo įtraukti.

         Sprendimai:

• Padidinkite grimzlės kampą.
• Pridėkite daugiau išmetimo kaiščių arba naudokite didesnio skersmens.
• Uždėkite kaiščius ant briaunų, iškyšų ar kitų nekosmetinių paviršių.
• Užtikrinkite tinkamą ežektorių grąžinimo sistemą (spyruokles arba teigiamus grąžinimo kaiščius).

Atvejo analizė: nuo defekto iki sprendimo

        Klientas, gaminantis 32 ertmių rašiklio cilindro formą, pranešė apie nuolatinius deformaciją ir įdubimo žymes spaustuko tvirtinimo srityje. Po dviejų savaičių mašinos parametrų koregavimo be pagerėjimo atlikome pelėsių peržiūrą.

        Išvados:

• Aušinimo kanalai buvo toli nuo storo klipo viršininko.
• Vartai buvo priešingame gale, todėl sumažėjo slėgis.
• Išmetimo kaiščiai buvo pasiskirstę netolygiai.

       Veiksmai, kurių buvo imtasi:

• Šalia viršininko aušinimo grandinėje pridėta pertvara.
• Vartus perkėlė arčiau viršininko zonos.
• Pridėti du papildomi išmetimo kaiščiai.

        Rezultatai:

        Iškrypimas sumažintas 80%; pašalintos kriauklės žymės. Gamybos laužo norma sumažėjo nuo 12% iki 2%.

Išvada

        Ryšys tarp liejimo formų defektų ir formos yra tiesioginis ir dažnai dominuojantis. Nors proceso parametrai kartais gali kompensuoti nedideles pelėsio problemas, pagrindinis sprendimas yra geras formos dizainas – tinkamas užtvaras, subalansuotas aušinimas, tinkamas vėdinimas, tvirtas išmetimas ir teisingi traukos kampai.

        Mūsų, kaip formų gamintojo, atsakomybė apima ne tik mašinai tinkamos formos pristatymą. Turime sukurti tokias formas, kurios būtų atlaidžios, tvirtos ir optimizuotos konkrečiai medžiagai ir detalių geometrijai. Įpurškimo formuotojams šių su pelėsiu susijusių priežasčių supratimas leidžia efektyviau šalinti triktis ir geriau bendrauti su formų tiekėjais.

        Kai susiduriate su nuolatiniu defektu, prieš liesdami mašinos valdiklius, paklauskite: ar pelėsis gali būti priežastis?