Сначала выясните, являются ли пузыри газовыми раковинами или вакуумными пустотами. А затем следуйте инструкции для их устранения.
Один из самых распространенных косметических дефектов отливок – это пузыри. Это доставляющий неудобства дефект влияет не только на внешний вид изделия, но и на физические характеристики. Пузыри – это обычное явление, от которого порой сложно избавиться.
Производители часто неправильно определяют природу происхождения пузырей, а затем приступают к немедленному исправлению настроек литья с целью убрать дефект. Я советую вам удержаться от искушения сразу подстроить параметры оборудования для литья пластмасс, сначала определите, что из себя представляют пузыри.
Существует лишь 2 типа:
- Захваченный газ, включая воздух, пар, летучие газы из резины или газы, образующиеся при распаде полимеров и добавок.
- Вакуумные пустоты.
Очень важно определить тип пузыря и установить источник проблемы, чтобы выработать последовательность действий по устранению дефекта. Как же понять, газ это или вакуумная пустота. Многие (как и я когда-то) утверждают, что можно определить по форме, расположению или другим характеристикам пузыря. Но вероятность ошибки при таком подходе велика. Вместо этого, вы можете воспользоваться простым тестом, занимающим менее 15 минут, однако требующим немного терпения.
Аккуратно нагревайте ту часть изделия, которая содержит пузыри, до тех пор, пока она не станет мягкой. Обратите внимание на слово «аккуратно», потому что некоторые операторы берут первую попавшуюся под руку горелку и направляют на отливку. Пластик медленно пропускает тепло через номинальную стенку, поэтому человек с горелкой, вероятнее всего, просто сожжет изделие.
Вместо горелки используйте тепловую пушку или что-то подобное. Тогда, по мере того, как вы нагреваете место с пузырем, пузырь будет менять форму. Если он содержит газ, то газ нагреется и расширится, приподнимая поверхность, а зачастую даже разрывая ее, после того как она стала мягкой. Если в пузыре не воздух, а вакуум, то пузырь сомнется из-за атмосферного давления, давящего на поверхность отливки. Таким образом, вы получите больше информации о проблеме.
Однако существует несколько условий для выполнения данного теста. В идеале пузырь должен иметь диаметр более 3 мм, а отливка отлита не позднее 4 часов назад. Есть вероятность, что изначально пузырь был пустотой, но со временем воздух перемещается через пластик и пустота становится газовым пузырем. В это, возможно, трудно поверить, но я сам лично наблюдал это явление во время своего последнего публичного семинара.
Рис. 1. Изделие с пузырьком перед нагревом. После короткого осмотра вы, вероятнее всего, заключите, что пузырь наполнен газом.
Рис. 2. Только отлитая часть после нагрева. При осмотре спустя несколько минут после изготовления дефект выглядит как усадочная раковина.
Рис. 3. Спустя 16 часов пузырь увеличился. Оказалось, что внутри не газ и не воздух, а вакуумная пустота.
Посмотрите на Рис. 1, 2 и 3. На Рис. 1 изображено изделие перед нагревом. На Рис. 2 мы видим деталь, отлитую несколько минут назад. На Рис. 3 деталь отлита 16 часов назад. На Рис. 1 вы видите пузырь. Похоже, что внутри газ, не так ли? Большинство сделают именно такой вывод. На Рис. 2 отливка после тестирования, видна вмятина или раковина. На Рис. 3 отливка спустя 16 часов, пузырь надулся. Изначально это был не газовый пузырь, а вакуумная пустота, потому что на свежеотлитом изделии появилась впадина при нагреве.
ЗАХВАЧЕННЫЙ ГАЗ
Давайте начнем нашу инструкцию по устранению проблемы с предположения, что тест показал, что это действительно пузырь с газом, т.е. пузырь увеличился и даже лопнул с хлопком.
Газовые пузыри могут появляться по причинам, связанным с направлением движения потоков расплава, таким как слияние потоков, впрыскивание струей, или из-за проблем с пресс-формой/термопластавтоматом, таким как невентилируемые оформляющие шпильки, плохое удаление газов (попробуйте вакуумный отсос), слишком сильная декомпрессия или распад пластика из-за перегрева или долгой выдержки. Газ также может появиться из водяного пара, летучих веществ из пластика или распада побочных продуктов. Воздух, захваченный на ребрах или на невентилируемых проекциях вне номинальных стенок, будет продвигаться по мере заполнения изделия, оставляя след из пузырьков. В большинстве случаев определение откуда идет газ имеет большее значение, чем знание состава газа. И есть один простой метод узнать это.
Первым этапом процедуры является отключение удержания или второй фазы с помощью настройки давления удержания до минимальных значений. Посмотрите, остались ли пузыри. Если да, то, по крайней мере, вам не надо беспокоиться о настройках второй фазы. Следующий этап – понять направление заполнения, чтобы определить, захватывается ли газ во время проливания.
Когда вторая фаза закончена и изделие пролито на 99%, осуществите неполный впрыск, т.е. снизьте массу впрыска с 99% до 5% с 10%-ным приростом. Не начинайте быстро и не увеличивайте массу впрыска, потому что в этом случае направление заполнения может измениться. Кроме того, данный тест требует контроля скорости на первой фазе впрыска. Если будет задан предел для давления на первой фазе, вы не получите стабильность, которая необходима для получения точных результатов.
Где и когда появляются пузыри? Проверьте схему заполнения каждой отливки, чтобы понять, поворачивается ли поток сам или есть задержка перед заполнением узких мест. Пузыри появляются в одних и тех же местах? Если да, то происхождение пузырей каждый раз одинаковое. Отметьте, присутствует ли эффект закольцевания или впрыск струей, которые могут быть причиной захвата воздуха.
Проверьте ребра и все ответвления от номинальной стенки. Если они короткие, это значит, что в этой области захватывается воздух, а затем при заполнении ребер выталкивается, образуя пузыри. Иногда вы даже можете увидеть след от движения пузырей на этих ответвлениях. Появляются ли пузыри только тогда, когда изделие отлито на 85%? Если да, то проблема может быть связана с плохим воздухоотводом. Проверьте вентиляционные отверстия.
Один из источников образования пузырей довольно странный – это эффект Вентури (эффект инжекции потока). Есть разные пути засасывания воздуха в расплав при эффекте Вентури: ребра, толкатели, неплотное прилегание кончика сопла к литниковой втулке, неотрегулированное сопло, разделенные плиты в горячем канале. Эти проблемы обнаружить гораздо сложнее, но если остальные варианты вы исключили, то их следует проверить. Нанесите синьку в районе горячеканального литника и на поверхности, прилегающие к плите. Если синька показалась при запуске, вы нашли источник проблемы. Слишком сильная декомпрессия, особенно это касается горячеканальных пресс-форм.
Другой вероятной причиной может быть шнек, особенно задняя зона и зона загрузки. Например, шнеки общего назначения с соотношением длины к диаметру равным 18:1 или ниже. Попробуйте задать более низкую температуру задней зоны шнека и/или более высокое противодавление. Другим решением может стать создание вакуума в пресс-форме прямо перед впрыском.
ПУСТОТЫ
Пустота образуется во время охлаждения, пока изделие находится внутри или вне пресс-формы, обычно в местах утолщений. В утолщениях центр остывает медленно и усадка выражена сильнее, в ходе усадки образуется пузырь. Если вы увеличите температуру в пресс-форме, пузырь исчезнет, но вы получите последствия в виде утяжин. Это доказательство того, что пузырь был пустотой. Пустоты и утяжины – это показатели внутреннего стресса, они предупреждают, что изделие будет вести себя не так, как планировалось.
Недостаточное количество пластика – это основная причина появления пустот и утяжин, поэтому рекомендуется заполнение гнезда большим количеством расплава. Убедитесь, что используете достаточную подушку и не отводите слишком сильно шнек, тогда изделие будет отлито нужным образом. Более высокое давление удержания или более долгое время удержания могут помочь, однако материал, остающийся в литнике, успеет не раз затвердеть прежде чем центр номинальной стенки прольется.
Попробуйте медленное заполнение, газовое опорное давление или увеличение противодавления для решения проблемы появления пустот или утяжин. Убедитесь, что материал в литниковом канале или втулке на застывает раньше времени и что более длительное время удержания способствует большему заполнению во второй фазе. Если литниковая втулка застывает быстро, то решением может быть простое приоткрытие втулки, поскольку небольшое изменение диаметра приводит к значительному увеличению времени закрытия втулки. Кроме того, можно попробовать снизить температуру плавления, если это возможно.
Еще одним методом устранения пустот и утяжин является уменьшение толщины номинальной стенки. В пластиковых изделиях толще не всегда значит прочнее. Толстые номинальные стенки необходимо заменить на тонкие с ребрами прочности. Это позволит сэкономить материал и время цикла.
Сделайте выемки в толстых частях по возможности. Если расположить литники таким образом, чтобы сначала заполнялись более толстые места, то благодаря этому больше расплава успеет попасть в изделие, прежде чем литник застынет. Вы также можете попробовать увеличить температуру пресс-формы и/или выталкивать изделие раньше, что может помочь избавить от образования пустот, позволяя внешним стенкам оседать во время охлаждения, однако это может привести к появлению утяжин.
