11 дефектів лиття під тиском та способи їх уникнути

При литті під тиском кожна помилка зазвичай дуже дорого коштує. Проблеми щодо якості у відлитих виробах відображені в виді незначних дефектів поверхні або ж більш серйозних пошкоджень, які можуть вплинути на безпеку, продуктивність та функціональність виробу. Вони можуть бути викликані проблемами, пов’язаними з процесом відливання, використання матеріалів, конструкцією інструментів або комбінацією всіх трьох факторів.

Але як і будь-які проблеми з якістю, знання того, як виникають дефекти лиття - це частково виграна битва. Окремі рекомендації і знання про загальні дефекти лиття та як їх уникнути можуть допомогти вам зменшити витрати, пов'язані з товарами.

Розглянемо найпоширеніші дефекти, які трапляються під час лиття під тиском, а також визначимо, що їх викликає та що можна зробити, щоб їх уникнути.

Дефекти лиття часто викликані проблемами процесу

Деякі дефекти лиття можуть бути важкими або дорогими в усуненні. Інших можна запобігти, регулюючи процес лиття, без необхідності переробляти прес-форму або замінювати інше виробниче обладнання. Зазвичай ви можете уникнути цих дефектів відносно легко, просто регулюючи розхід матеріалу, температуру чи тиск вашої форми.

1. Розводи

Розводи часто виглядають як хвилясті малюнки, дещо іншого кольору, ніж загальна область, і зазвичай на більш вузьких ділянках формованого компонента. Вони також можуть бути кільцеподібними смугами на поверхні виробу біля точок вприску форми або «воріт» ливникову систему, через які протікає розплавлений матеріал. Лінії розводів зазвичай не впливають на цілісність деталі. Проте, вони мають неестетичний вигляд і можуть бути неприйнятними, якщо їх можна чітко побачити на готовому виробі, наприклад, на сонцезахисних окулярях.

Причини та засоби усунення розводів та ліній

Розводи і лінії потьоків найчастіше виникають в результаті коливань у швидкості охолодження матеріалу, оскільки він протікає в різних напрямках по всій формі. Відмінності в товщині стінок також можуть спричинити охолодження матеріалу з різною швидкістю, залишаючи після себе лінії потоку. Наприклад, розплавлений пластик дуже швидко охолоджується під час процесу вприскування і сліди потоку помітні, коли швидкість введення матеріалу занадто повільна. Пластик стає частково твердим і клейким при одночасному заповненні форми, викликаючи появу хвилястого малюнка.

Ось декілька поширених способів усунення розводів і потоків:

  • збільшити швидкість введення, тиск та температуру матеріалу, щоб матеріал заповнив форму перед охолодженням
  • заокруглити кути форми, де товщина стінки збільшується, щоб забезпечити постійний потік матеріалу та запобігти появі розводів
  • перемістити входи/отвори прес-форми для створення більшої відстані між ними та охолодженням, щоб запобігти передчасному охолодженню матеріалу під час лиття
  • збільшити діаметр вприску, щоб підвищити швидкість подачі та запобігти передчасному охолодженню. 

2. Сліди підгорання

Сліди підгорання зазвичай з’являються у вигляді чорних плям або у виді слідів іржі на краю або на поверхні формованої пластикової деталі. Мітки горіння, як правило, не впливають на цілісність деталей, якщо пластик не спалений до ступеня розкладання.  

Причини та профілактика слідів горіння

Звичайною причиною появи слідів горіння на ливарних деталях є заперте повітря або сам полімер, що перегрівається в порожнині форми під час вприску. Надмірна швидкість вприскування або нагрівання матеріалу часто призводять до перегріву, що є причиною появи міток горіння. Рекомендуємо такі заходи профілактики, щоб уникнути слідів обгорання у формованих компонентах:

  • знизити температуру розплаву і форми для запобігання перегріву
  • зменшити швидкість впорскування, щоб знизити ризик попадання повітря всередину форми
  • збільшити газовідвідні отвори та входи, щоб затримане повітря виходило з форми
  • скоротити цикл формування, щоб будь-яке захоплене повітря і полімер не мали шансу перегрітися

3. Деформація (скручування)

Вигин/скручування - це деформація, яка може статися у виробах з лиття під тиском, коли різні частини компонента стискаються нерівномірно. Так само, як деревина може викривлятися при нерівномірному висиханні, пластик та інші матеріали можуть викривлятися під час процесу охолодження, коли нерівномірне занурення створює надмірне напруження на різних ділянках формованої деталі. Це надмірне напруження призводить до згинання або скручування готової деталі під час охолодження. Це видно в частині, яка має лежати рівно, але залишає проміжок, коли кладеться на рівну поверхню.

Причини та запобігання викривлень у відлитих деталях

Однією з головних причин викривлення пластику та подібних матеріалів для лиття є те, що охолодження відбувається занадто швидко. Часто надмірна температура або низька теплопровідність розплавленого матеріалу можуть погіршити проблему. З іншої сторони конструкція прес-форми може сприяти викривленню, коли стінки форми не мають однакової товщини - усадка збільшується з товщиною стінок. Ось кілька поширених способів уникнути викривлень у ваших деталях:

  • переконайтеся, що процес охолодження є поступовим і досить тривалим, щоб запобігти нерівномірному напруженню матеріалу
  • знизьте температуру матеріалу або форми
  • спробуйте перейти на матеріал, який менше стискається під час охолодження (наприклад, термопласти, наповнені частинками, стискаються набагато менше, ніж напівкристалічні матеріали)
  • переробіть форму, щоб вона мала рівномірну товщину стінок та симетрію деталі, щоб забезпечити більшу стійкість деталі під час охолодження

4. Вакуумні порожнечі / повітряні кишені

Вакуумні порожнечі або повітряні кишені - це захоплені бульбашки повітря, які з’являються у готовому відлитому компоненті. Професіонали з контролю якості зазвичай вважають порожнечі «незначним» дефектом. Але більші чи більш численні порожнечі можуть послабити відлитий компонент в деяких випадках, оскільки повітря знаходиться під поверхнею виробу, де має бути відлитий матеріал.

Загальні причини та заходи щодо запобігання виникнення вакуумних порожнеч у відлитих деталях

Однією з головних причин порожнеч є недостатній тиск для витіснення повітря з порожнини форми. В іншому випадку матеріал, найближчий до стінки форми, занадто швидко охолоджується, внаслідок чого матеріал твердне і витягує матеріал назовні, створюючи "нарив". Сам матеріал може бути особливо вразливим до порожнеч, якщо його щільність від розплавленого до затверділого стану значно зміниться. Пустоти важче уникнути у деталях, які є товстіші, ніж 6 мм. Загальні способи запобігання порожнеч включають:

  • підвищення тиску уприскування, щоб витіснити повітряні кишені
  • вибір типу матеріалу з меншою в'язкістю, щоб обмежити ризик утворення бульбашок повітря
  • розташування входів вприску близько до найтовстіших частин прес-форми, щоб запобігти передчасному охолодженню там, де матеріал найбільш уразливий до порожнеч

5. Сліди заглибин

Заглибини - це невеликі впадини-ями на плоскій поверхні відлитої деталі. Вони з’являються, коли внутрішня частина формованого компонента скорочується, втягуючи матеріал зовні всередину.

Причини та уникнення слідів заглибин

Сліди заглибин схожі на вакуумні порожнечі, але зворотні за причиною та наслідком. Замість того, щоб матеріал охолоджувався дуже швидко біля зовнішньої частини деталі, він остигає занадто повільно. Як результат, стиснення втягує матеріал всередину, перш ніж у нього з'явиться можливість охолодитися, що призводить до деградації. Як і у випадку з порожнечами, заглибини частіше трапляються на більш товстих частинах деталі. Ось кілька кроків, які ви можете вжити, щоб запобігти появі цього дефекту:

  • збільште тиск і час зжимання, щоб матеріал біля поверхні деталі охолонув
  • збільшити час охолодження для обмеження стискання
  • сконструюйте прес-форму з тоншими стінками, щоб забезпечити швидше охолодження матеріалу біля поверхні

6. Лінії спаювання/стику

Лінії спаювання можуть з'являтися на поверхні відлитої частини, де розплавлений матеріал сходився після розділення у двох чи більше напрямках прес-форми. Лінія зварювання, що нагадує волосся, є результатом слабкого скріплення матеріалу, що знижує міцність деталі.

Загальні причини появи ліній спаювання і способи їх запобігання

Два (і більше) полімери чи інший матеріал повинні підтримувати певну температуру при їхньому зіткненні. В іншому випадку вони частково твердіють і не будуть достатньо зв’язуватися там, де зустріч спаювання у відлитих деталях:

  • підвищуйте температуру матеріалу для запобігання часткового затвердіння
  • підвищіть швидкість введення та тиск, щоб обмежити охолодження до того, як матеріал заповнив форму
  • переробіть форму для усунення перегородок
  • виберіть матеріал з нижчою температурою плавлення або в'язкістю, щоб забезпечити швидший потік і запобігти ранньому охолодженню

7. Бризги 

Бризги можуть виникнути, коли в порожнину форми введений початковий «струмінь» розплавленого матеріалу, який починає твердіти до заповнення порожнини. Бризги часто з'являються у вигляді чіткої лінії на поверхні готового виробу, що йдуть від точки вприску. Ці візуальновидимі потьоки можуть призвести до крихкості виробу.

Причини і методи уникнення бризгів у відлитих деталях

Основна причина бризгів - надмірний тиск уприскування. Коли розплавлений полімер або інший матеріал впорскується через невеликий вхід під високим тиском, він часто швидко просочується через вхід, а не заповнює порожнину форми поступово. Коли ця початкова лінія матеріалу охолоджується до стінок прес-форми і починає твердіти, решта розплавленого матеріалу штовхає її, залишаючи відбитки на поверхні готової деталі. 

Щоб уникнути появу бризгів у відлитих деталях потрібно:

  • знизити тиск впорскування для запобігання швидкого всмоктування матеріалу в порожнину форми
  • підвищити температуру матеріалу та форми для запобігання раннього затвердіння початкового струменя матеріалу
  • розробити форму з впорскувальним входом, розташованим таким чином, що матеріал буде спрямовуватися по всій формі, а не по довжині.

Дефекти пов'язані з використанням або зберіганням матеріалів

Дефекти лиття під тиском часто можуть виникати через сам матеріал або те, як виробник зберігає та обробляє матеріал до виробничого процесу. Ці дефекти можуть варіюватися від незначних естетичних проблем до погіршення міцності готового компонента. Також можуть виникнути серйозні проблеми щодо безпеки, залежно від наміру застосовувати продукт.

8. Знебарвлення/втрата кольору

Знебарвлення виникає, коли відлита деталь має інший колір, ніж повинна. Часто знебарвлення обмежується локалізованою областю або декількома смужками ненормального кольору на відлитій частині. Цей дефект зазвичай впливає на зовнішній вигляд деталі, не знижуючи її міцності.

Причини знебарвлення у відлитих виробах та способи їх уникнення

Поширеною причиною знебарвлення є залишки гранул або смоли в соплі або прес-формі попереднього виробництва. Погана термостабільність фарбувальної речовини або неправильне перемішування є ще одними причинами. Використовуйте наступні заходи, щоб обмежити ризик знебарвлення ваших відлитих продуктів:

  • переконайтесь, що працівники належним чином очищають насадку та прес-форми між виробничими процесами, щоб усунути залишки гранул або основного матеріалу
  • для видалення зайвого кольору з машини використовуйте продувну суміш
  • переконайтесь, що ви або ваш постачальник використовуєте кольорову речовину з достатньою термостійкістю
  • переконайтесь, що суміш рівномірно змішана для послідовного виведення кольорів

9. Розшарування 

Якщо ви виявите, що тонкі шари на поверхні відлитої деталі легко відокремлюються або відшаровуються від основного матеріалу, ви бачите дефект лиття, який називають розшаруванням. Розшарування - це дефект, який характеризується лущенням поверхневого шару. Зазвичай це розцінюється як відносно серйозний дефект, оскільки він зменшує міцність компонента.

Причини та запобігання розшарування при литті під тиском

Найбільш частою причиною відшарування є забруднення смол або інших основних матеріалів стороннім матеріалом. Клейке розділення призводить до того, що два матеріали не можуть належним чином зв'язатись один з одним. Наприклад, ви можете поєднувати звичайний основний пластик, такий як акрилонітрил ABS - бутадієновий стирол, з несумісним пластиком, таким як поліпропілен (PP). Внаслідок цього втрата міцності матеріалу була б дуже небезпечною, якщо ваша деталь призначена для безпечного використання.

Крім матеріалу, що подається, забруднювачем також може бути будь-яка надлишкова речовина, якою покривають форму, для легшого відділення компонентів. Надлишок вологи на матеріалі, через неправильне висихання перед використанням, також може спричинити розшарування. Розгляньте такі коригувальні дії для запобігання появи цього дефекту, якщо виявите розшарування:

  • підвищуйте температуру форми або попередньо висушіть матеріал належним чином, якщо зайва волога є проблемою
  • переконайтесь, що працівники належним чином зберігають та обробляють гранули смоли або основний матеріал для запобігання забруднення
  • подумайте про внесення змін до проекту форми з акцентом на сопло, щоб обмежити залежність від матеріалів, що вивільняються.

Дефекти лиття під тиском, спричинені поганим дизайном або неправильним технічним обслуговуванням

Дефекти можуть бути виявлені у відлитих виробах через проблеми із самим інструментом для відливання форми. Певні дефекти можуть виникнути, коли прес-форма погано зроблена. Особливо в останньому випадку ці дефекти можуть бути важкими або дорогими для усунення в майбутніх виробничих процесах, коли необхідно повністю капітально відремонтувати форму.

10. Короткий вприск або недолив

Короткий вприск або недолив виникає, коли потік розплавленого матеріалу не повністю заповнює порожнини у прес-формі. В результаті виходить, що відлитий компонент є неповним після охолодження. Недолив може виглядати як відсутній зубець на пластиковій вилці. Цей дефект, як правило, класифікуються як значний, який може впливати на функціонування або зовнішній вигляд відлитої деталі.

Причини та методи запобігання короткого вприску/недоливу у відлитих виробах

Найчастішою причиною недоливу є обмеження потоку внаслідок вузьких або заблокованих виходів. Іноді матеріал занадто в’язкий або прес-форма занадто холодна, щоб дозволити розплавленому матеріалу повністю заповнити форму перед охолодженням. З іншої сторони захоплені повітряні кишені можуть перешкоджати правильному потоку або тиск уприскування може бути недостатнім. Розгляньте наступні дії для запобігання недоливу:

  • переробіть прес-форму з більш широкими каналами або входами для кращого потоку
  • збільште швидкість або тиск для впорскування або виберіть тонший основний матеріал для поліпшення потоку
  • підвищуйте температуру прес-форми, щоб запобігти занадто швидкому охолодженню матеріалу
  • додайте додаткові отвори охолодження або збільште наявні отвори у формі, щоб уникнути захоплення повітря

11. Облой

Облой, який також називають «задиркою» - це надлишок формуючого матеріалу, який виглядає у вигляді тонкої губи або виступу на краю компонента. Облой з’являється через те, що матеріал витік за межі передбачених каналів потоку і в простір між формуючими плитами або біля виштовхувача. Облой зазвичай тонкий, але його можна вважати значним дефектом, якщо він особливо помітний на виробі. Процес переробки відлитого виробу часто включає обрізку зайвого матеріалу.

Загальні причини облою та запобігання його появи у відлитих виробах

Неправильно сконструйована або зношена прес-форма є найпоширенішим фактором облою. Надмірно висока температура форми або тиск уприскування також можуть спричинити його появу. Матеріал, що протікає через порожнини форми, може просовуватися між плитами, коли сила затиску плити недостатня. До поширених методів запобігання облою у відлитих виробах належать:

  • переробка форми, якщо плити не змикаються належним чином або дозволяють матеріалу витікати за межі каналу
  • збільшення сили зажиму плити, щоб забезпечити потік матеріалу до каналу
  • регулювання температури форми, тиску та охолодження, щоб поліпшити потік матеріалу.

Висновок
Виробництво із застосуванням лиття під тиском зазвичай вимагає значних передових інвестицій в оснастку. Ось чому особливо важливо спроектувати прес-форму правильно перший раз, а не переробляти після виявлення серйозних дефектів. Дефекти, пов’язані з процесом лиття або матеріалом, ліквідовуються легше і дешевше. Але незалежно від причини, дефекти у відлитих виробах можуть сильно нашкодити вашій репутації.

Тепер, коли ви знайомі із поширеними дефектами лиття під тиском, можете вжити заходів, щоб уникнути їх у майбутньому та бути впевненими, що ваші продукти відповідають стандартам якості і 100% задовільнять ваших клієнтів.

Джерело: Oliver Knack 11 Injection Molding Defects and How to Prevent Them, Manufacturing and QC blog, 11 December 2015

×
Дізнатися ціну
Ваше ім'я:*
Телефон:
E-mail: *
×
Логін
×
×
Повідомити, коли з'явиться
Ваше ім'я: *
E-mail: *
×
Замовити дзвінок
Ваше ім'я:*
Ваш номер телефону:*
Відправляючи заявку, я погоджуюся з політикою конфіденційності і даю згоду на обробку персональних даних.

Запит відправлено. Ми обов'язково Вам зателефонуємо.

×
×

We have noticed that the priority of English is set for your browser, you can switch the site display language to English
Залишити українську мову, і не відображати більше це повідомлення