В процессе формования литьевых форм могут возникать различные дефекты из-за воздействия множества факторов, таких как структура формы, свойства материала и параметры процесса, которые напрямую ограничивают качество продукции и эффективность производства. В этой статье систематически анализируются причины типичных дефектов, таких как короткие прострелы, усадка и яркие пятна на поверхности, а также предлагаются целевые решения как по оптимизации пресс-форм, так и по управлению процессом, обеспечивая теоретическую поддержку контроля качества в производстве литья под давлением.
Недостаточный эффект проявляется в том, что расплав пластика не полностью заполняет полость, что приводит к структурным дефектам в мелких деталях (таких как углы, тонкостенные участки) изделия или в некоторых полостях в многополых формах. Типичными случаями являются нехватка материала по краям тонкостенных деталей и незаполненные участки вокруг сложных сердечников. Его микроскопическая особенность состоит в том, что между незаполненной и заполненной частями имеется четкая граница, на границе раздела часто сопровождаются следы холодного материала.
1. Ограничения конструкции формы : когда поперечное сечение желоба слишком мало (например, диаметр <3 мм), недостаточный размер литника (ширина <1/3 толщины стенки) или шероховатость поверхности Ra > 1,6 мкм, сопротивление потоку расплава резко возрастает, что приводит к недостаточному заполнению дистальной полости; плохая вентиляция формы (глубина вентиляционных канавок < 0,02 мм) приведет к возникновению сопротивления воздуху, препятствующему продвижению фронта расплава.
2. Несоответствие параметров процесса : недостаточный объем впрыска (менее 95% объема полости), давление выдержки ниже давления затвердевания расплава (обычно ≥ 80 МПа) или слишком низкая скорость впрыска (< 50 мм/с) приводят к охлаждению и затвердеванию расплава в процессе наполнения.
3. Дефекты материала и конструкции : При локальной толщине стенки детали < 0,5 мм вязкость расплава увеличивается из-за охлаждения до достижения этой области (превышая 1000Па·с); содержание примесей в материале > 5% усугубит гидравлическое сопротивление, а текучесть снижается более существенно, когда доля переработанных материалов составляет > 30%.
1. Оптимизация пресс-формы :
◦ Увеличить размеры бегунков и литников (диаметр бегунков увеличен до 4-6 мм, ширина литников составляет 1/2-2/3 толщины стенки), уменьшить шероховатость поверхности до Ra ≤ 0,8 мкм;
◦ Откройте вентиляционные канавки в конце полости и вокруг сердечника (глубина 0,02–0,04 мм, ширина 5–10 мм), чтобы скорость выпуска газа в ≥ 1,2 раза превышала скорость заполнения расплавом.
1. Управление процессом :
◦ Довести объем впрыска до 100%-105% объема полости, увеличить давление выдержки на 10%-20% (для тонкостенных изделий можно увеличить до 90-110МПа);
◦ Увеличьте скорость впрыска до 60-100 мм/с, чтобы сократить время пребывания расплава в линейке (< 5 с).
Усадка проявляется в виде впадин или следов усадки в толстостенных участках детали (например, задней части ребер, основания колонн BOSS) глубиной обычно 0,1-0,5 мм, причем шероховатость поверхности значительно выше, чем у окружающей области. В прозрачных деталях область усадки будет образовывать видимые тени из-за различий в преломлении света.
В процессе охлаждения и затвердевания расплава полимера толстостенная область (толщина стенки > 3 мм) подвергается длительной объемной усадке (степень усадки до 2–5%) из-за медленного отвода тепла, в то время как окружающая тонкостенная область затвердевает заранее и не может компенсировать усадку за счет добавки расплава, что приводит к появлению локальных впадин. Когда толщина ребра > 2/3 толщины основной стенки, эта разница в усадке более очевидна - высокая скорость усадки ребра (на 30–50 % выше, чем у исходного ребра) будет растягивать поверхность, образуя следы усадки.
1. Оптимизация пресс-формы :
◦ Утончить толстостенный участок (контролировать толщину ребер до 1/2-2/3 толщины основной стены) и сохранить прочность конструкции за счет добавления ребер жесткости (высота ≤ 5-кратной толщины стены);
◦ Увеличьте основную направляющую (диаметр ≥ 8 мм) и вспомогательную направляющую (диаметр ≥ 5 мм), увеличьте заслонку (длина < 1 мм), чтобы увеличить производительность подачи, и добавьте вентиляционные канавки в зоне концентрации усадки.
1. Управление процессом :
◦ Увеличьте температуру расплава (например, увеличьте температуру полипропиленового материала с 200°C до 220-230°C), чтобы уменьшить вязкость расплава и ускорить подачу;
◦ Увеличьте давление выдержки до 80-90% давления впрыска и увеличьте время выдержки до 60% времени охлаждения (например, когда время охлаждения составляет 20 с, время выдержки устанавливается на 12 с).
Яркие пятна на поверхности — это локальные блестящие пятна или следы давления на поверхности детали, которые обычно встречаются на внешней поверхности, соответствующей таким конструкциям, как колонны и ребра BOSS. Их глянцевость (измеренная под углом 60°) на 10–30 % выше, чем у окружающей поверхности, что особенно заметно на темных пластиковых деталях.
Когда стержень или выталкивающий штифт выше поверхности полости (отклонение > 0,01 мм) или основание колонны BOSS спроектировано с прямоугольным переходом, во время процесса заполнения расплавом здесь образуется локальная область высокого давления (на 20–50 % выше окружающего давления), что приводит к повышенной ориентации молекул и значительным различиям в кристалличности в этой области, что в конечном итоге приводит к образованию ярких пятен. Эта разница будет еще больше усиливаться, если качество поверхности мастер-формы будет слишком высоким (Ra < 0,02 мкм).
1. Оптимизация пресс-формы :
◦ Спроектировать основание колонны BOSS в виде кратерной структуры (глубина 0,5-1 мм, угол 120°), уменьшить высоту стержня/выталкивателя (контролировать отклонение от поверхности полости в пределах ±0,005 мм);
◦ Отпескоструйте внешнюю поверхность мастер-формы (отрегулируйте шероховатость Ra до 0,1-0,2 мкм), чтобы уменьшить разницу в блеске.
1. Управление процессом :
◦ Уменьшите скорость впрыска (с 80 мм/с до 50-60 мм/с), чтобы уменьшить локальное напряжение сдвига;
◦ Уменьшите давление впрыска на 10–15 %, чтобы избежать неравномерной ориентации молекул, вызванной высоким давлением.
Газовые метки представляют собой серебристо-белые полосы, идущие от ворот к дистальному концу, шириной 0,5-2 мм, которые особенно заметны на прозрачных или светлых пластиковых деталях. Следы течения расплава на полосах четкие, ориентация молекул значительно усиливается вдоль направления полосок.
При нерациональной конструкции литника (например, диаметр < 2 мм или расположение непосредственно напротив сердечника) расплав при входе в полость будет образовывать завихрения, увлекая за собой воздух или летучие компоненты (влажность, низкомолекулярные вещества); слишком низкая температура формы (на 5-10°C ниже температуры стеклования материала) приведет к быстрому охлаждению фронта расплава, и увлеченный газ не сможет диффундировать, что в конечном итоге приведет к образованию газовых следов на поверхности. Чрезмерно высокая скорость впрыска (> 100 мм/с) усугубит эффект турбулентности, делая следы газа более серьезными.
1. Оптимизация пресс-формы :
◦ Измените положение затвора (избегайте области, обращенной непосредственно к сердечнику), увеличьте диаметр затвора (до 3-5 мм) и отполируйте бегун до Ra ≤ 0,4 мкм;
◦ Добавьте лунку для холодной пули (объем в 1,5 раза больше объема литника) и добавьте текстуру (размер зерна #800-#1200) в областях, склонных к образованию газов.
1. Управление процессом :
◦ Увеличьте температуру формы (например, увеличьте температуру материала ABS с 50°C до 60-70°C) и уменьшите скорость впрыска (контроль 60-80 мм/с);
◦ Уменьшите давление впрыска (на 10–20 %), чтобы избежать чрезмерной турбулентности расплава.
Линии сварного шва представляют собой линейные дефекты, образующиеся при слиянии двух и более потоков расплава, с пределом прочности на 10-30% ниже, чем у окружающей области. На внешнем виде они выглядят как тусклые цвета (значение светлоты на 5-10 ниже) или микротрещины и могут стать источниками разрушения в нагруженных деталях.
При сближении двух потоков расплава температура фронта опускается ниже температуры плавления (разница температур > 10°С), а на границе раздела находится газ (не выделившийся вовремя) или холодный материал, что приводит к недостаточной молекулярной диффузии и снижению прочности связи. Линии сварных швов будут более заметны, если конструкция с несколькими задвижками нецелесообразна (расстояние < 50 мм) или если закупорка стержня приводит к слишком долгому отклонению расплава (> 100 мм).
1. Оптимизация пресс-формы :
◦ Отрегулируйте положение литника так, чтобы угол слияния расплава был > 135°, и сократите расстояние слияния (< 80 мм);
◦ Открыть вентиляционные канавки (глубиной 0,03-0,05 мм) в месте линии сварного шва и добавить холодные пробковые колодцы (диаметром 5-8 мм).
1. Управление процессом :
◦ Увеличьте температуру плавления (например, увеличьте температуру материала ПК с 300°C до 310-320°C) и температуру формы (с 80°C до 100-120°C), чтобы ускорить плавление границ раздела;
◦ Увеличьте давление выдержки (на 10 % выше обычного) и увеличьте время выдержки (≥ 50 % времени охлаждения).
Заусенец — это избыточный материал, образующийся в результате перетекания расплава с поверхности разъема формы и зазоров вставки, толщиной 0,01-0,1 мм и неровными зубчатыми краями, обычно встречающийся на стыке охватываемой и охватывающей форм, сопрягаемой поверхности ползуна и полости и т. д.
Когда точность зажима формы недостаточна (зазор поверхности разъема > 0,01 мм) или зазор фитинга вставки слишком велик (> 0,005 мм), когда давление впрыска превышает силу зажима (давление на единицу площади > усилие зажима / площадь проекции полости), расплав будет переливаться из зазора. Чрезмерно высокая температура материала (на 5-10°С выше температуры разложения материала) приводит к снижению вязкости расплава, что усугубляет это явление.
1. Оптимизация пресс-формы :
◦ Повысьте точность обработки поверхности разъема (плоскостность ≤ 0,005 мм/м) и контролируйте зазор при установке пластины (≤ 0,003 мм);
◦ Установите втулку (шириной 3–5 мм, высотой 0,1–0,2 мм) в местах, склонных к засветам, чтобы усилить эффект герметизации.
1. Управление процессом :
◦ Увеличьте силу зажима (рассчитывается по площади проекции полости, единичное давление ≥ 40 МПа) и уменьшите давление впрыска (на 5–10 % ниже исходного параметра);
◦ Уменьшите температуру расплава (например, уменьшите температуру материала PA66 с 260°C до 240-250°C), чтобы увеличить вязкость расплава.
Растрескивание – это микротрещины (глубиной < 0,2 мм) на поверхности или внутри детали, вызванные внутренними напряжениями, превышающими предел текучести материала.
• Причины : Необоснованное положение литника, приводящее к неравномерной ориентации молекул, чрезмерное напряжение сжатия, вызванное слишком длительным временем выдержки (> 70% времени охлаждения), или недостаточная ударная вязкость материала (ударная вязкость < 5 кДж/м²).
• Решения : Используйте веерообразные ворота (шириной 1/3 ширины детали), чтобы уменьшить ориентацию; сократить время выдержки (до 40%-50% времени охлаждения); выбирайте усиленные модифицированные материалы (например, сплав ПК/АБС с добавлением 10–20 % эластомера).
Линии тока представляют собой чередующиеся светлые и темные полосы вдоль направления течения расплава на поверхности детали, вызванные неравномерным расположением молекул из-за различий в скоростях охлаждения.
• Причины : Слишком низкая скорость впрыска (< 30 мм/с) вызывает неравномерное охлаждение фронта расплава, а резкие изменения толщины стенки (разница > 50%) приводят к колебаниям скорости потока.
• Решения : Увеличить скорость впрыска (до 60-80 мм/с); принять конструкцию с постепенной толщиной стенки (скорость изменения ≤ 30%/мм); расположите затвор при максимальной толщине стенки, чтобы уменьшить различия в путях потока.
Впадины представляют собой кольцевые углубления (глубиной 0,05-0,2 мм) вблизи литника, вызванные неравномерной охлаждающей усадкой расплава у литника.
• Причины : Слишком малый диаметр штифта (< 1 мм) приводит к недостаточному удерживанию и подаче, а также к слишком быстрому охлаждению формы (температура у литника на 10-15°С ниже точки затвердевания расплава).
• Решения : Увеличьте диаметр штифта (до 1,2-1,5 мм); уменьшить расход охлаждающей воды по каналу затвора (на 30%-50%); уменьшите количество разделительного средства (объем распыления на форму < 0,5 мл).
May 04, 2026
Письмо этому поставщику
May 04, 2026
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
Fill in more information so that we can get in touch with you faster
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
