Усадки — это своего рода углубления на поверхности пластиковой детали из-за усадки материала под ней. Усадки чаще всего возникают на поверхности, на которой с обратной стороны формовки находятся ребра, выступы и другие объемные элементы. Все пластики сжимаются при замерзании, некоторые больше, чем другие. Одним из действий, которые вы можете предпринять на этапе проектирования, является определение мест, где будут возникать эти усадки при литье под давлением, и выбор материала, который не так сильно сжимается. Или вы можете даже добавить что-то в пластиковый материал, например, стекловолокно, или добавить тальк, и это значительно уменьшит усадку.
Как предотвратить появление усадок в литье под давлением?
Усадки — это распространенные дефекты литья под давлением, которые возникают в более толстых участках формованных деталей. Поскольку более толстые участки содержат больше пластика, они естественным образом будут дольше остывать. Внешняя часть детали, которая контактирует с формовочной сталью, остывает намного быстрее, чем внутренняя часть. По мере того как молекулы в более толстых участках начинают сжиматься, они втягиваются внутрь, оставляя дефект, известный как усадка. Хотя в некоторых случаях их может быть невозможно избежать, мы считаем, что можем предложить полезные рекомендации на основе нашего опыта в производстве форм.
Обеспечьте правильное проектирование детали и формы
Геометрия детали и проектирование формы подобны чертежу для вашего проекта литья под давлением. Подобно тому, как архитекторы должны учитывать назначение и функцию здания при составлении планов, производители литья под давлением также должны учитывать конечное назначение и функциональность пластиковых деталей. Но вот в чем загвоздка — неправильное проектирование детали и формы может привести прямо к катастрофе с усадками. Например, включение более толстых секций стенок без соответствующих мер по охлаждению может привести к локальной усадке. В результате это может привести к усадкам в детали, изготовленной методом литья под давлением. Сложные геометрии деталей также могут усугубить потенциал для усадки и образования усадок. Это как попытка создать многоуровневое архитектурное чудо без учета распределения веса — может привести к структурной нестабильности.
Усадки также могут возникать из-за конструкции детали и формы. Поскольку усадки часто возникают в более толстых участках детали, лучший подход в проектировании детали — создать номинальную толщину стенки, но это не всегда возможно. Если деталь находится на стадии проектирования, толщину можно уменьшить, вырезав эти участки или создав несколько более тонких участков.
Углы также могут быть проблемными зонами, так как соединение двух стен может привести к увеличению толщины. Округление внешних и внутренних углов может помочь поддерживать постоянную толщину стенки и устранить усадку.
Одним из критических аспектов проектирования формы в отношении усадок является размещение водяных линий. Более толстые участки обычно получают адекватное охлаждение на поверхности детали, однако внутренние части толстого участка часто остаются без внимания. Доставка воды во внутренние части толстого участка может быть сложной задачей, но может улучшить усадки, качество деталей и, возможно, время цикла.
Существует 6 методов предотвращения усадок в вашей детали, изготовленной методом литья под давлением. Помните, что цель состоит в том, чтобы обеспечить равномерное охлаждение области детали, где происходит усадка.
1. Проверьте температуру расплава
Температура расплава может влиять на вязкость пластика и молекулярный вес конечного продукта, и если температура расплава непостоянна или неравномерна во время литья, это может привести к дефектам деталей. В процессе обработки одним из первых шагов, которые мы хотим проверить для исправления усадок, является температура расплава. Температура расплава должна находиться в рекомендованном диапазоне производителя смолы и может быть отрегулирована для изменения свойств детали. Например, если она слишком высокая, это займет больше времени для охлаждения деталей, что приведет к усадкам. Если вы немного снизите температуру расплава некоторых смол, таких как полипропилен, готовый продукт будет иметь более высокую ударопрочность, более короткое время цикла формы, и процесс литья будет потреблять меньше энергии.
Для производителей пластиковых изделий методом литья под давлением расчет идеальных температур расплава и формы имеет решающее значение для достижения оптимальной производительности детали. Для большинства смол температура расплава ниже температуры формы, что вместе способствует оптимизации времени цикла, снижению затрат и созданию прочного и надежного продукта. Неопытные формовщики могут рассматривать более высокие температуры расплава как средство снижения вязкости смолы и увеличения производства. Если эти два элемента не работают в сочетании друг с другом, это может привести к деградации смолы, увеличению энергопотребления и увеличению времени охлаждения.
2. Избегайте чрезмерной температуры формы
Температура формы — это еще один фактор, который может повлиять на образование усадок. Чрезмерная температура может привести к тому, что пластиковый материал будет охлаждаться и затвердевать медленно, что приведет к дифференциальной усадке и усадкам. Это как пытаться охладить горячий пирог в теплой комнате; это просто займет больше времени.
С другой стороны, низкая температура вставки может привести к быстрому охлаждению, что может не дать расплавленному пластику достаточно времени для заполнения более толстых участков формы, что приведет к образованию следов усадки. Цель состоит в том, чтобы поддерживать оптимальную температуру формы, которая позволяет пластику охлаждаться с такой скоростью, чтобы минимизировать риск появления следов усадки.
3. Дефекты формы
Если следы усадки появляются далеко от литника, это, как правило, связано с плохим потоком расплава в определенной части структуры формы, что препятствует передаче давления. В этом отношении следует соответствующим образом расширить структурный размер системы литниковой формы, особенно для "узкого места", которое препятствует потоку расплава, необходимо увеличить сечение литника, и лучше всего продлить литник до углубленной части.
Для толстостенных пластиковых деталей следует предпочесть крыловидный литник. Таким образом, для случаев, когда пластиковые детали не подходят для установки литника на пластиковую деталь и пластиковые детали, которые склонны к остаточной деформации в области литника после формования, это метод, который прикрепляет крыловидный литник к пластиковой детали и устанавливает литник на крыло. Тем самым перемещая вогнутые дефекты пластиковых деталей на крыло, которое будет отрезано после формирования пластиковых деталей.
4. Использование неподходящего сырья
Если пластиковое сырье не соответствует требованиям литья, скорость усадки формовочного материала слишком велика или характеристики потока слишком плохи, а смазка в сырье недостаточна или сырье влажное, поверхность пластиковой детали, изготовленной методом литья под давлением, будет иметь вмятины и следы усадки. Поэтому для пластиковых деталей с высокими требованиями к поверхности следует по возможности выбирать смолы с низкой степенью усадки.
5. Ребра и боссы
Области конструкции детали, которые находятся близко к ребрам и боссам, являются наиболее распространенными местами, где возникают следы усадки. Боссы, конечно, важные элементы, поскольку они используются в качестве опорных структур для вставок или самонарезающих винтов, которые удерживают сборки вместе. Используйте эти советы по проектированию, чтобы оптимизировать использование боссов.
6. Регулировка времени упаковки и удержания
В мире литья под давлением время и давление упаковки и удержания подобны секретным ингредиентам в рецепте. Они играют критическую роль в процессе и могут значительно повлиять на образование следов усадки. Время упаковки и удержания — это период, в течение которого расплавленный пластик упаковывается в полость формы под давлением, чтобы компенсировать усадку материала при охлаждении. Это как время, которое вы оставляете свой торт в форме после того, как он вышел из духовки, чтобы дать ему застыть. Если время удержания слишком короткое, расплавленный пластик может не успеть заполнить более толстые участки формы, что приведет к образованию следов усадки. С другой стороны, если время удержания слишком долгое, это может привести к чрезмерной упаковке и избыточным внутренним напряжениям, что также может привести к образованию следов усадки. Теперь поговорим о давлении удержания. Это как давление, которое вы прикладываете, когда украшаете торт. Слишком мало давления, и вы можете не покрыть весь торт. Слишком много давления, и вы можете получить беспорядок. В литье под давлением недостаточное давление удержания может не компенсировать усадку материала, что приведет к пустотам и следам усадки. Напротив, чрезмерное давление удержания может вызвать чрезмерную упаковку, что приведет к деформации и, снова, следам усадки.
Итак, все дело в нахождении правильного баланса. Ключ в том, чтобы применить правильное давление упаковки и поддерживать оптимальное время удержания, чтобы обеспечить полное и равномерное заполнение полости формы, тем самым минимизируя риск появления следов усадки.
Заключение
Давайте подведем итоги. Следы усадки в литье под давлением пластмасс могут быть проблематичными, но, как мы узнали, они не неизбежны. Немного внимания к материалам, условиям процесса и, что самое важное, конструкции деталей и формы, может предотвратить появление этих маленьких неприятностей на ваших пластиковых деталях.
Независимо от того, обеспечиваете ли вы плавное течение расплавленного пластика в полость формы или регулируете толщину ребер и стенок, эти факторы могут значительно повлиять на результат. Применяя лучшие практики, такие как включение постепенного наклона у основания ребер, оптимизация конструкции боссов и применение принципов проектирования для производственности (DFM), вы можете избежать следов усадки.
Усилия по предотвращению следов усадки важны не только по косметическим причинам; они важны для сохранения структурной целостности деталей, снижения производственных затрат и защиты репутации вашего бренда. Вооруженные обсужденными нами знаниями, вы сможете достичь высококачественных деталей, изготовленных методом литья под давлением, свободных от следов усадки.
