Коробление при литье под давлением - распространенная проблема, с которой сталкиваются производители. Это деформация отлитой пластиковой детали, часто возникающая в процессе ее охлаждения в цикле литья под давлением. Она может проявляться как вытягивание, сгибание, скручивание или перекос детали, что потенциально ведет к осложнениям при сборке конечного изделия.
Чтобы определить причину коробления при литье под давлением, необходимо ответить на следующие вопросы:
- Насколько сильно деформируются детали
- В каком направлении преимущественно происходит деформация
- Как это сказывается на требованиях к сопряжению деталей
Коробление при литье пластмасс под давлением: 3 основные причины
Существует множество факторов, которые могут вызвать деформации пластмасс при литье под давлением, среди которых можно выделить основные три: скорость охлаждения, давление в полости пресс-формы и скорость заполнения.
Далее в статье мы обсудим распространенные причины коробления отливок и способы их устранения.
Недостаточное давление впрыска и время выдержки под давлением
При недостаточном давлении впрыска пластик остывает и затвердевает до того, как форма должным образом заполнена.
При недостаточном времени выдержки под давлением сокращается время упаковки молекул.
При недостаточном давлении впрыска или времени выдержки молекулы остаются свободными, что позволяет им бесконтрольно перемещаться в процессе охлаждения. Это приводит к охлаждению разных частей детали с разной скоростью, результатом чего становится коробление отливки.
Решение: Увеличить давление впрыска и время выдержки.
Недостаточное время нагрева
При недостаточном времени нагревания полимера в материальном цилиндре молекулы неравномерно поглощают тепло. В результате недостаточно нагретый материал остывает и затвердевает до того, как форма должным образом заполнена. Это приводит к тому, что молекулы сжимаются с разной скоростью в процессе охлаждения, что приводит к короблению.
Решение: увеличить время нагрева полимера в материальном цилиндре.
Слишком низкая температура в материальном цилиндре
Если температура в цилиндре слишком низкая, смола не сможет нагреться до нужной температуры текучести, и при впрыске в форму она затвердевает до того, как форма должным образом заполнена. Это приводит к тому, что молекулы сжимаются с разной скоростью, что приводит к короблению.
Решение: Увеличить температуру материального цилиндра. Убедиться, что температура материала одинакова для всего объема впрыска.
Слишком низкая температура пресс-формы
При недостаточной температуре пресс-формы материал будет затвердевать раньше, чем заполнится пресс-форма, и неравномерно, вызывая коробление.
Решение: Увеличить температуру пресс-формы в соответствии с рекомендациями поставщика смолы. Чтобы обеспечить повторную стабилизацию процесса, операторы должны провести 10 циклов при изменении на каждые 10 градусов.
Неравномерная температура пресс-формы
Неравномерная температура пресс-формы приводит к тому, что молекулы охлаждаются и сжимаются с разностью скоростью, что приводит к деформации отливки.
Решение: Проверить поверхности пресс-формы, которые контактируют с расплавом. Определить, есть ли разница температур более чем на 10 градусов по Фаренгейту, с помощью пирометра. Если разница температур между любыми двумя точками превышает 10 градусов, в том числе между двумя полуформами, это может стать причиной разной скорости усадки и коробления.
Слишком низкая температура сопла
Поскольку через сопло материал подается от цилиндра к пресс-форме, его характеристики имеют существенное значение. Если сопло слишком холодное, время прохождения расплава может замедлиться, что препятствует правильной упаковке молекул. Если молекулы упаковываются неравномерно, они будут сжиматься с разной скоростью, что приводит к деформации.
Решение: В первую очередь оператор должен убедиться, что конструкция сопла не влияет на скорость потока, поскольку некоторые сопла могут быть не предназначены для используемой смолы. Если для подачи расплава используется подходящее сопло, оператору следует отрегулировать температуру сопла, изменяя ее на 10 градусов по Фаренгейту до тех пор, пока не прекратится коробление отливки.
Недостаточная текучесть материала
Производители смол предоставляют данные по скорости растекания для конкретных составов. Используя эти стандартные значения в качестве ориентира, оператор должен выбрать легкотекучий материал для изделий с тонкими стенками и более жесткий материал для изделий с толстыми стенками. Рекомендуется использовать материалы максимально возможной жесткости для тонкостенных и толстостенных изделий для улучшения их физических характеристик. Однако, чем жестче материал, тем труднее осуществляется его впрыск, что может привести к затвердеванию материала до того, как будет произведено полное заполнение. Это приводит к различной скорости усадки и, как следствие, короблению отливки.
Решение: Операторам следует проконсультироваться с поставщиком смолы, чтобы определить, какой материал будет иметь наибольшую текучесть, не вызывая деформации.
Нестабильный технологический цикл
Случается, что оператор открывает ограждение слишком рано и продукт сталкивается до того, как материал успеет должным образом остыть. Таким образом сокращается технологический цикл, что может привести к неконтролируемой скорости усадки и к последующей деформации отливки.
Решение: Операторы должны использовать автоматический технологический цикл и вмешиваться только в случае возникновения аварийной ситуации. Крайне важно проинструктировать всех сотрудников о необходимости поддержания последовательных технологических циклов.
Недостаточный размер литниковой втулки
Недостаточный размер литниковой втулки ограничивает скорость прохождения через нее расплавленной смолы. Если размер слишком мал, это вызывает значительное замедление скорости заполнения пластиком, что приводит к большой потере давления от точки выхода литниковой втулки до последней точки заполнения, вызывая тем самым физическое напряжение, которое снимается после выталкивания, что приводит к деформации.
Решение: Размер и форма литниковой втулки пресс-формы должны быть оптимизированы на основе данных поставщика смолы. Обычно лучшим решением для предотвращения коробления отливки является максимально возможное увеличение размера литниковой втулки.
Расположение литниковой втулки
Помимо размера литниковой втулки ее неправильное расположение также может быть причиной коробления отливки. Если она расположена в тонкой области геометрии детали, а последняя точка заполнения - гораздо более толстая область, это может привести к изменению скорости заполнения по мере перетекания от тонких стенок к более толстым и значительному перепаду давления. Таким образом могут возникнуть проблемы с полным заполнением.
Решение: Возможно, потребуется модифицировать конструкцию пресс-формы и переместить расположение литниковой втулки, чтобы получить отливку с механическими свойствами, отвечающими требованиям готового изделия.
Иногда необходимо добавлять дополнительные каналы, чтобы уменьшить потерю давления и напряжение при формовании.
Неравномерное усилие выталкивания
Необходимо периодически проверять и регулировать системы выталкивания и пресс. В противном случае они могут работать неправильно и производить неравномерное усилие выталкивания и нарушать перпендикулярность детали. Эти неисправности могут вызвать напряжение в пресс-форме, которое влечет за собой коробление отливки после ее выталкивания и охлаждения.
Решение: Операторы должны обеспечивать регулярный осмотр и регулировку системы выталкивания и пресса. Все регулировочные устройства должны быть заблокированы в целях обеспечения надлежащей смазки компонентов и исключения проскальзывания.
Конфигурация изделия
Сама геометрия изделия также может быть причиной, вызывающей коробление. Если деталь имеет сложную конфигурацию с множеством сочетаний тонких и толстых стенок, это может привести к неравномерной усадке пластика по всей полости, что влечет за собой коробление, особенно при высоком уровне потери давления.
Решение: Необходима консультация изготовителя пресс-форм для литья под давлением, который специализируется на технических смолах, чтобы подобрать оптимальный вариант.
