Дефекты литья под давлением: причины, решения, различия в материалах

Литье под давлением является краеугольным камнем производства пластмасс, но такие дефекты, как усадка, следы выталкивателя и коробление, часто ухудшают качество продукции. Для дизайнеров понимание этих проблем, а также особенностей поведения материалов и возникающих тенденций является ключом к оптимизации производства.

Усадка, отмеченная вмятинами на поверхности, происходит из-за неравномерной толщины стенок: более толстые секции остывают медленнее, вызывая внутреннее сжатие, которое втягивает внешние слои внутрь. Исправления начинаются с дизайна: нужно уменьшить количество материала при переходах между толщиной и толщиной, чтобы сбалансировать охлаждение. Помимо конструкции, усадку могут ухудшить неправильные размеры литников (слишком маленькие для заполнения, слишком большие для охлаждения), неравномерная температура формы из-за плохих контуров охлаждения или недостаточное удерживающее давление — отрегулируйте эти параметры, чтобы компенсировать это.

Следы выталкивателя (белые пятна) образуются, когда детали прилипают во время извлечения из формы, часто из-за недостаточных углов уклона, маленьких штифтов выталкивателей или шероховатых поверхностей формы. Чтобы решить эту проблему, увеличьте уклон до 1–3°, увеличьте поперечное сечение выталкивающего штифта, чтобы уменьшить давление, отполируйте поверхности формы и увеличьте время охлаждения, чтобы повысить прочность детали. В сложных случаях добавьте устройства для продувки воздухом, чтобы предотвратить прилипание, вызванное вакуумом.

Следы растяжения (белые полосы) обычно появляются в тонкостенных углах или основаниях ребер из-за высокой скорости/давления впрыска, чрезмерного времени выдержки или слабой прочности углов. Уменьшите давление и скорость, увеличьте время охлаждения и добавьте скругления к углам для повышения прочности, одновременно увеличивая углы уклона для более плавного извлечения из формы.

Короткие удары (неполное заполнение) случаются, когда расплав не может достичь всех участков полости, часто из-за узких желобов/литников, плохой вентиляции или низкой текучести расплава. Увеличьте каналы потока, добавьте холодные пробковые колодцы для улавливания застоявшегося материала, улучшите вентиляцию для выпуска захваченного воздуха и, если необходимо, переключитесь на более текучие пластмассы - также помогает повышение температуры ствола или давления впрыска.

Заусенцы (заусенцы) образуются на швах формы из-за высоких параметров впрыска, низкой силы смыкания или зазоров формы. Уменьшите скорость, давление и температуру плавления, увеличьте силу зажима и повторно загерметизируйте компоненты формы, чтобы устранить зазоры.

Пятна (пятна) на светлых деталях возникают из-за загрязненных материалов, карбонизации, вызванной перегревом, или ржавых сколов пресс-формы. Контролируйте температуру обработки, обеспечивайте чистоту сырья (от хранения до загрузки) и регулярно очищайте винты и детали пресс-форм от мусора.

Следы газа (мутные области возле ворот) возникают в результате высокой скорости впрыска, низких температур или маленьких ворот. Медленно впрыскивайте, повышайте температуру цилиндра и формы, увеличивайте литники, полируйте направляющие и добавляйте холодные пробковые колодцы для улавливания воздуха.

Следы ожогов (затемненные области в углах полости) возникают в результате попадания воздуха или разрушения материалов из-за перегрева. Добавьте вентиляционные отверстия в местах, подверженных попаданию воздуха, увеличьте каналы потока, снизьте давление/скорость/температуру и проверьте точность нагревателей.

Коробление (деформация) возникает из-за неравномерной усадки (поток в зависимости от вертикального направления) или остаточного напряжения. Создавайте равномерную толщину стенок, оптимизируйте системы охлаждения для обеспечения равномерных температур, добавляйте скругления на переходах и сбалансируйте системы выброса для снижения напряжения.

Различия в материалах имеют значение: ПП (полипропилен) склонен к усадке из-за высокой кристалличности, поэтому используйте более низкое давление выдержки и более медленное охлаждение. ABS, обладающий более высокой жесткостью, с большей вероятностью деформируется — отдавайте предпочтение равномерной толщине и более длительному охлаждению. В обоих случаях отрегулируйте параметры так, чтобы они соответствовали скорости течения расплава: ПП (ТРП 10–20 г/10 мин) требует более низкого давления, чем АБС (ТРП 1–5 г/10 мин).

В 2025 году тенденции литья под давлением позволят сократить количество дефектов: оптимизация параметров на основе искусственного интеллекта будет автоматически регулировать скорость/давление в реальном времени, а технология цифровых двойников имитирует охлаждение и поток, чтобы предотвратить возникновение проблем. Экологичные материалы (полипропилен на биологической основе) потребуют модифицированного охлаждения, а гибридные формы (комбинации металла и пластика) потребуют точной вентиляции — все это способствует более надежному и эффективному производству.

Заблаговременно устраняя дефекты, сопоставляя конструкции с поведением материалов и используя новые технологии, дизайнеры могут повысить производительность и создать высокопроизводительные изделия из пластика.