Одним из методов массового производства пластмассовых деталей является литье под давлением. Этот метод получил широкое распространение, но ввиду его деликатности в процессе производства может возникнуть ряд ошибок, приводящих к браку продукции. В следующей статье мы рассмотрим дефекты литья под давлением и расскажем о том, как их избежать.
Утяжины при литье под давлением
Утяжина – это углубление на поверхности детали, возникающее в результате усадки материала. Этот дефект определяется при визуальном осмотре или на ощупь, когда на ровной и однородной поверхности отлитой детали заметны небольшие локальные впадины.
Утяжины, как правило, появляются в местах локальных утолщений литьевых изделий, так как при заполнении пресс формы там требуется больше пластика и, естественно, он будет остывать дольше. При этом периферийные слои изделия, примыкающие к металлу литьевой формы, охлаждаются значительно быстрее, в отличие от глубинных зон. При остывании внутренних областей молекулы в них сжимаются, вызывая усадку, что приводит к появлению такого дефекта.
В чем же причина появления утяжин на отливках?
Хотя утяжины не влияют на физическую прочность, долговечность и функциональность отлитых деталей, они все же рассматриваются как недостатки качества производства, которых производители стремятся по возможности избежать.
Понимание того, как и почему на отливках образуются углубления, является первым шагом в предотвращении их появления в любом производственном процессе литья под давлением. В следующих разделах мы рассмотрим 4 основные причины, которые приводят к появлению дефектов в виде утяжин.
Неподходящие условия процесса литья
Во-первых, это неправильная температура нагрева. Как уже было сказано выше, толстостенные пластмассовые детали могут охлаждаться менее эффективно, поскольку процесс охлаждения внутреннего и внешнего слоев различается. Наружная часть, которая непосредственно контактирует с металлом пресс-формы, будет охлаждается быстрее, чем внутренняя.
Поэтому неправильные условия процесса литья, когда устанавливается одинаковая температура охлаждения толстого и тонкого слоев материала, легко приведут к появлению данного вида дефекта.
С другой стороны, низкая температура вставки также может быть причиной локальной усадки окружающего расплава, в результате чего образуется утяжина. Чтобы избежать этого, необходимо повысить температуру вставки.
Одной из распространенных причин усадки является также неправильная настройка температуры охлаждения. Поскольку не все пластиковые материалы и не все точки пресс-формы охлаждаются одинаково, необходимо обеспечить адекватное охлаждение для разных условий. Некоторые участки или детали необходимо охлаждать медленнее, используя более высокую температуру охлаждающей воды.
Другой немаловажный фактор в процессе литья пластмасс – это давление. Потеря давления впрыска в отдельных точках также может привести к появлению углублений и следов усадки. Это связано с тем, что низкое давление не может создать достаточного усилия против усадки материала, особенно если отверстие сопла термопластавтомата слишком мало или в случае его локального засорения.
Дефекты пресс-формы
Плохое течение расплава внутри литьевой системы может быть причиной появления утяжин вдали от литника. Это происходит, когда конструкция пресс-формы препятствует передаче давления и в потоке расплава создаются узкие места. Такие дефекты пресс-формы усугубляют причины образования утяжин.
Сырьевые материалы, не отвечающие требованиям литья
На поверхности отлитой из пластмассы детали могут появиться утяжины в следующих случаях:
- слишком высокая скорость усадки материала;
- слишком плохая текучесть материала;
- недостаточное количество смазки в исходном материале;
- сырой материал.
Для достижения совершенного результата при изготовлении деталей из пластмасс с высокими требованиями к качеству поверхности следует выбирать смолу с низкой степенью усадки.
Непродуманное конструктивное исполнение детали
Толстостенные детали, особенно если толщина их стенок сильно различается, подвержены образованию утяжин из-за недостаточного давления, прикладываемого при литье. Поэтому при разработке пресс-формы и конструкции деталей необходимо предусматривать по возможности равномерную толщину стенок.
Меры по устранению причин образования утяжин
Утяжины - это, прежде всего, результат неравномерной усадки материалов в толстых слоях: основной материал начинает остывать после того, как остыл и затвердел внешний слой, в то время как все должно происходить наоборот. Поэтому для смягчения последствий и предотвращения образования следов усадки необходимо принимать следующие меры:
1. Снижение температуры пресс-формы
Одним из основных факторов, который необходимо учитывать в процессе обработки, является температура расплава. Температура расплава должна находиться в пределах рекомендуемого диапазона, указанного производителем смолы. Если температура расплава слишком высока, то в результате длительного охлаждения деталей образуются утяжины.
Этот дефект может возникнуть и в результате чрезмерного повышения температуры пресс-формы. При слишком высоком значении этого параметра может увеличиться время, необходимое для герметизации литника. Температура пресс-формы должна соответствовать инструкциям, предоставленным производителем смолы.
Чтобы обеспечить контроль температуры в пресс-форме в необходимом диапазоне, производители могут использовать промышленные водные/воздушные охладители. Они позволяют контролировать и точно регулировать температуру в соответствии с требованиями.
2. Увеличение давления и времени выдержки
Если в процессе диагностики выясняется, что температура материала не является причиной утяжин, следующее, на что надо обратить внимание, - давление выдержки. Для предотвращения усадки внутри формы можно изменить давление выдержки, чтобы компенсировать его потерю.
К образованию утяжин по мере остывания молекул может привести недостаточное количество пластика в толстых участках. Повышение давления впрыска и давления выдержки помогает увеличить количество пластика в зоне появления утяжин.
При достаточном давлении и достаточном количестве пластика молекулы не будут втягиваться. Таким образом, можно предотвратить появление утяжин.
Увеличение времени выдержки также поможет, если утяжины находятся вблизи литника. Если же пластмассовая деталь имеет утяжину по толщине стенки, необходимо увеличить время охлаждения пластмассовой детали в пресс-форме
3. Уменьшение толщины стенки
Еще одним решением проблемы утяжин является уменьшение толщины стенок. Причиной появления этого дефекта является неэффективный процесс охлаждения. Уменьшив толщину стенки, сделав ее более равномерной, производители могут обеспечить более равномерное охлаждение.
