sales@odinmould.com +86-576-81122133
Penyebab tanda las pada bagian cetakan injeksi dan tindakan perbaikan

Penyebab tanda las pada bagian cetakan injeksi dan tindakan perbaikan

Aug 27, 2020

Garis las merupakan faktor penting yang mempengaruhi kualitas komponen plastik. Studi tersebut menemukan bahwa: di bawah kondisi proses yang sama, kekuatan area garis las hanya 10-92% dari bahan asli, yang sangat mempengaruhi penggunaan normal produk cetakan injeksi. Misalnya, dalam industri otomotif, komponen plastik yang tidak memenuhi syarat langsung menyebabkan penurunan kualitas mobil, bahkan membahayakan nyawa manusia. Oleh karena itu, memiliki arti penting praktis yang penting untuk mempelajari proses pembentukan tanda las, faktor yang mempengaruhi, dan menemukan cara untuk menghilangkan tanda las.

Garis las merupakan faktor penting yang mempengaruhi kualitas komponen plastik. Studi tersebut menemukan bahwa: di bawah kondisi proses yang sama, kekuatan area garis las hanya 10-92% dari bahan asli, yang sangat mempengaruhi penggunaan normal produk cetakan injeksi. Misalnya, dalam industri otomotif, komponen plastik yang tidak memenuhi syarat langsung menyebabkan penurunan kualitas mobil, bahkan membahayakan nyawa manusia. Oleh karena itu, sangat penting secara praktis untuk mempelajari proses pembentukan tanda las, faktor yang mempengaruhi dan menemukan cara untuk menghilangkan tanda las.

Mekanisme pembentukan garis las

GG quot; tanda las" Produk plastik mengacu pada area tiga dimensi di mana struktur morfologi dan sifat mekanik yang terbentuk ketika dua bahan cair bersentuhan sama sekali berbeda dari bagian lain. Ada dua tipe dasar dari tanda las yang paling umum di bagian cetakan injeksi: satu karena karakteristik struktural atau ukuran bagian plastik yang lebih besar, untuk mengurangi aliran leleh dan waktu pengisian, ketika dua atau lebih gerbang digunakan, Tanda las yang dibentuk oleh bagian depan yang meleleh dari berbagai gerbang yang memasuki rongga disebut tanda las dingin; yang lainnya adalah ketika rongga dilengkapi dengan inti dan sisipan, lelehan dibagi menjadi dua ketika melewati rintangan ini. Setelah melewati rintangan ini, tanda las yang dibentuk oleh dua untai sambungan lelehan disebut tanda las termal.

Selain itu, bila ketebalan dinding benda kerja terlalu besar maka hambatan fluida yang mengalir melalui rongga berbeda. Hambatan pada ketebalan dinding kecil dan kecepatan aliran cepat; sedangkan hambatan di dinding tipis besar dan kecepatan aliran lambat. Karena perbedaan kecepatan aliran ini, lelehan dari ketebalan dinding yang berbeda bergabung pada laju aliran yang berbeda, dan akhirnya garis las terbentuk di persimpangan.

/ueditor/jsp/upload/image/20200827/1598488020713005982.jpg

Faktor yang mempengaruhi tanda las dan tindakan untuk memperbaiki dan menghilangkannya

Karena tanda las memiliki pengaruh penting terhadap kualitas komponen plastik, orang telah melakukan banyak penelitian tentang mekanisme pembentukan dan evaluasi kinerjanya, serta mengedepankan berbagai solusi.

1. Pengaruh parameter proses injection moulding pada garis las

Sebuah. Pengaruh suhu

Peningkatan suhu dapat mempercepat proses relaksasi polimer dan mengurangi waktu belitan rantai molekul, yang lebih kondusif untuk fusi penuh, difusi, dan belitan molekul ujung depan material, sehingga meningkatkan kekuatan tanda las. daerah. Eksperimen menunjukkan bahwa peningkatan suhu leleh bermanfaat untuk mengurangi kedalaman bukaan berbentuk V pada permukaan bagian plastik. Ketika suhu leleh dinaikkan dari 220 ° C menjadi 250 ° C, kedalaman alur berbentuk V berkurang dari 7μm menjadi 3μm.

Pengaruh temperatur terhadap kuat tarik garis las produk cetakan injeksi PA66 dengan tulangan fiber glass 33%. Hasil penelitian menemukan bahwa kekuatan tarik sampel dengan atau tanpa garis las akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu leleh; Pengaruh kuat tarik tanda las tidak linier. Ketika suhu relatif rendah (seperti 70 ° C), kekuatan tarik tanda las berubah secara signifikan seiring dengan kenaikan suhu; tetapi ketika suhu naik ke tingkat tertentu, perubahan semacam ini relatif lembut.

Eksperimen dengan PA66 (diperkuat serat kaca 35%) dan ABS juga mendapatkan kesimpulan yang serupa. Dengan menggunakan simulasi, didapatkan bahwa temperatur cetakan dan temperatur leleh memiliki pengaruh yang berbeda terhadap kekuatan garis las yang dibentuk oleh material yang berbeda. Dengan menggunakan kombinasi eksperimen dan simulasi, ditemukan bahwa diantara parameter proses injection molding, temperatur leleh memiliki pengaruh terbesar terhadap kekuatan garis las bagian plastik ABS.

b. Pengaruh tekanan injeksi dan tekanan menahan

Tekanan injeksi merupakan faktor penting untuk pengisian dan pencetakan lelehan plastik. Fungsinya untuk mengatasi ketahanan lelehan plastik yang mengalir di laras, nosel, sistem penuangan dan rongga, dan untuk memberikan kecepatan pengisian lelehan plastik yang cukup agar lelehan tersebut dipadatkan untuk memastikan kualitas produk cetakan injeksi. Meningkatkan tekanan injeksi membantu mengatasi hambatan pelari dan mentransfer tekanan ke depan lelehan, sehingga lelehan menyatu pada tekanan tinggi pada garis las, yang meningkatkan kerapatan garis las dan meningkatkan kekuatan garis las. Meningkatkan tekanan penahan tidak hanya dapat memberikan lebih banyak energi kinetik untuk pergerakan rantai molekul leleh, tetapi juga meningkatkan kombinasi timbal balik dari dua lelehan, sehingga meningkatkan kepadatan area tanda las dan kekuatan tanda las.

c. Pengaruh kecepatan injeksi dan waktu injeksi

Meningkatkan kecepatan injeksi dan memperpendek waktu injeksi akan mengurangi waktu aliran sebelum bagian depan leleh bergabung, mengurangi kehilangan panas, dan memperkuat pembentukan panas geser, sehingga viskositas leleh akan berkurang dan fluiditas akan meningkat, sehingga meningkatkan kekuatan garis las . Kekuatan garis las sangat sensitif terhadap waktu injeksi dan akan meningkat seiring dengan semakin pendeknya waktu injeksi. Namun, jika kecepatan injeksi terlalu tinggi, akan mudah menghasilkan turbulensi (fraktur lelehan), yang sangat memengaruhi kinerja komponen plastik. Umumnya, cetakan injeksi harus mengadopsi injeksi tekanan rendah dan lambat terlebih dahulu, lalu menyesuaikan kecepatan injeksi sesuai dengan bentuk bagian plastik. Dalam produksi aktual, untuk mempersingkat siklus produksi dan menghindari turbulensi, digunakan kecepatan injeksi yang lebih tinggi.

Kecepatan injeksi mempengaruhi perilaku aliran lelehan di rongga, serta tekanan, suhu, dan sifat produk di rongga. Kecepatan injeksi besar, dan laju aliran lelehan melalui sistem penuangan cetakan dan rongga juga besar. Semakin kuat efek geser material, semakin besar pembangkitan panas gesekan, suhu naik, viskositas menurun, aliran material juga diperpanjang, dan tekanan rongga juga meningkat. Peningkatan, kekuatan jalur pengelasan produk juga ditingkatkan.

2. Pengaruh desain cetakan pada garis las

Setelah memilih bahan dan mengatur parameter proses, desain cetakan menjadi langkah paling kritis. Struktur cetakan yang wajar dapat mengurangi pembentukan tanda las, meningkatkan kekuatan area tanda las, atau mengurangi pengaruh tanda las pada keseluruhan kinerja bagian plastik.

Sebuah. Desain sistem gating

Menurut prinsip pembentukan tanda las, mengisi beberapa gerbang pasti akan membentuk banyak aliran cabang. Jika jumlah gerbang adalah N, jumlah tanda las setidaknya N-1. Dapat dilihat bahwa semakin besar jumlah gate maka semakin banyak hasil las yang dihasilkan. Jika lelehan depan aliran material dari setiap gerbang tidak dapat menyatu dengan baik, tanda las akan memburuk dan kualitas bagian plastik akan sangat terpengaruh.

b. Desain sistem pembuangan dan sumur cold slug

Gas sisa yang dihasilkan karena knalpot yang buruk dikompresi di rongga selama proses injeksi, yang tidak hanya akan membakar produk tetapi juga menyebabkan bekas las. Gas dengan mudah diperas keluar ke pertemuan lelehan ketika lelehan diisi, dan interlayer terbentuk di antara dua aliran, yang pada akhirnya menghalangi fusi aliran, yang tidak hanya mendorong pembentukan tanda las tetapi juga mengurangi kekuatan tanda las. Ketika bagian plastik PS sepenuhnya dilepaskan, kekuatan garis las adalah 36,5MPa, tetapi hanya 17,5MPa ketika tidak ada ventilasi. Pembuangan penuh dari cetakan atau penggunaan udara pembuangan vakum bermanfaat untuk mengurangi dan menghilangkan tanda las.

Selain itu, pembukaan cold slug hole di tempat munculnya garis las dapat membuat front lelehan bertemu di cold slug hole (biasa disebut tong sampah). Meningkatkan suhu saat lelehan bertemu di ujung bagian plastik tidak hanya dapat mengurangi pembentukan tanda las, tetapi juga meningkatkan kekuatan tanda las.

c. Desain sistem kendali suhu

Semakin rendah suhu cetakan, semakin tidak menguntungkan fusi penuh lelehan. Saat mendesain cetakan, jika saluran pendingin terlalu dekat dengan pertemuan lelehan, lelehan pada sambungan tidak akan menyatu karena penurunan suhu dan peningkatan viskositas, yang akan menyebabkan tanda las yang jelas. Desain sistem pendingin yang tidak tepat juga akan menghasilkan perbedaan besar dalam distribusi suhu cetakan. Saat lelehan plastik diisi, kecepatan pengisian berbagai bagian rongga berbeda karena perbedaan suhu, yang akan menyebabkan bekas las. Oleh karena itu, desain sistem kontrol suhu yang masuk akal akan membuat fluktuasi suhu cetakan terdistribusi secara merata dan mengurangi terjadinya tanda las.

Sekarang pendinginan cepat dan pemanasan cepat sistem kontrol dan penyesuaian suhu cetakan injeksi direalisasikan, sehingga suhu permukaan rongga cetakan dapat dengan cepat diubah sesuai dengan kebutuhan setiap tahap proses pencetakan injeksi. Keuntungan umum dari sistem penyesuaian suhu cetakan quenching dan quenching ini adalah bahwa permukaan cetakan dapat didinginkan dengan cepat dan seragam, dan dapat dengan cepat dipanaskan hingga mendekati atau sama dengan suhu leleh bahan baku, sehingga produk yang dicetak memiliki kualitas yang baik. dan tidak mudah untuk menghasilkan tanda las, cacat cetakan seperti tanda aliran.

Metode lain menggunakan efek magnetis dari cincin baterai untuk memanaskan permukaan cetakan dengan cepat, dan kemudian mendinginkan cetakan dengan air pendingin untuk mencapai kontrol suhu cetakan, yang dapat meningkatkan kualitas bagian plastik dan menghindari terjadinya tanda las.

d. Desain rongga dan kekasaran permukaan inti

Kekasaran permukaan rongga dan inti juga akan mempengaruhi laju aliran pengisian lelehan plastik. Jika nilai kekasaran permukaan terlalu besar, laju aliran leleh akan melambat, lapisan kondensat dinding cetakan akan menebal, penampang aliran akan berkurang, hambatan aliran akan meningkat, perbedaan suhu leleh akan meluas, dan kekuatan pengelasan aliran cabang akan berkurang. Saat memproses cetakan, jika kekasaran permukaan rongga tidak konsisten, itu juga akan menyebabkan terbentuknya tanda las karena kecepatan pengisian lelehan yang berbeda.

e. Perbaikan struktur cetakan pada aspek lainnya

Struktur cetakan yang dapat menghilangkan munculnya tanda las pada produk cetakan injeksi berlubang. Metode spesifiknya adalah dengan menggunakan inti sisipan untuk memotong bahan lunak yang meleleh di rongga untuk mendapatkan lubang produk saat produk baru saja disuntikkan dan diisi di rongga. Metode ini dapat digunakan untuk produk plastik dengan berbagai jenis lubang di permukaannya, dan dapat sepenuhnya menghilangkan tanda las pada lubang, sehingga meningkatkan kualitas produk.

Ada juga mekanisme cetakan injeksi khusus. Dalam produksi aktual, injeksi dilakukan ketika templat yang dapat dipindahkan dan tetap tidak terkunci (celah 2mm), dan penjepitan cetakan kedua dilakukan ketika volume injeksi 70% -80% dari volume injeksi yang diperlukan. Karena tidak ada efek shunting dari inti saat cetakan tidak tertutup seluruhnya, tidak ada tanda las yang akan terbentuk, sehingga pembentukan tanda las dapat dihilangkan sepenuhnya.

3. Pengaruh teknologi gerbang katup sekuensial pada garis las

Dalam proses produksi massal yang sangat otomatis, hampir semua bagian cetakan injeksi besar menggunakan sistem hot runner. Untuk jenis komponen plastik ini, injeksi multi-gerbang dapat memastikan pengisian rongga lengkap dan meningkatkan efisiensi pengisian, tetapi ini pasti akan menghasilkan aliran cabang, yang akan menyebabkan munculnya tanda las. Namun, metode membuka jarum katup gerbang secara berurutan dapat membuat aliran lelehan bergabung ke dua ujung rongga secara bergantian, sehingga memecahkan masalah tanda las.

Teknologi gerbang jarum katup sekuensial adalah teknologi pencetakan injeksi baru yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir. Model teoretisnya pertama kali diusulkan oleh perusahaan Moldflow Amerika, dan perusahaan GE Amerika pertama kali mengkomersialkannya dalam produksi suku cadang berdinding tipis. Teknologi penuangan pin katup sekuensial adalah menambahkan perangkat katup yang dapat mengontrol pembukaan dan penutupan pada gerbang pelari panas asli. Pembukaan dan penutupan gerbang injeksi menentukan mode kerjanya sesuai dengan persyaratan khusus. Setelah sistem penuangan cetakan injeksi mengadopsi kontrol penuangan pin katup, arah aliran dan laju aliran lelehan dapat dikontrol melalui gerbang untuk mencapai tujuan menghilangkan atau mengurangi tanda las.

Pembukaan atau penutupan gerbang digerakkan oleh silinder hidrolik atau silinder, dan hubungan antara gerbang dan pin ejektor di hot runner adalah bidal silinder. Saat menggunakan teknologi gerbang katup sekuensial untuk mencetak produk, umumnya dibagi menjadi empat langkah. Dalam keseluruhan proses, gerbang dapat dibuka dan ditutup hingga dua kali: (1) Pada awal pencetakan injeksi, buka gerbang tengah cetakan ke rongga Masukkan lelehan, lalu bagi aliran ke kedua sisi; (2) Ketika lelehan hanya mengalir melalui kedua sisi gerbang, tutup gerbang tengah dan buka gerbang di kedua sisi secara bersamaan; (3) Saat lelehan mengisi seluruh rongga, mulailah berbaikan. Saat menyusut dan menahan tekanan, buka semua gerbang; (4) Sebelum menahan tekanan, tutup semua gerbang, dinginkan produk, dan buka cetakan untuk mengambil bagian.

Teknologi gerbang sekuensial memiliki karakteristik sebagai berikut: Menghilangkan tanda pengelasan bagian plastik besar; mengurangi tekanan cetakan dan tegangan sisa terkait; memperpendek siklus pencetakan; efek tekanan injeksi dan tekanan penahan tidak bergantung satu sama lain, dan nosel dapat disesuaikan dengan menutup dan membuka tekanan rongga. Saat membentuk bagian plastik besar, injeksi multi-titik simultan tradisional dapat mengisi seluruh rongga dengan lelehan, tetapi karena adanya tanda las, sulit untuk mencapai kualitas produk yang diinginkan. Praktik produksi telah membuktikan bahwa teknologi gerbang katup sekuensial secara efektif memecahkan masalah tanda las pada cetakan injeksi.

4. Cara lain untuk meningkatkan kekuatan garis las

Untuk menghilangkan atau mengurangi pengaruh tanda las dan meningkatkan kekuatan tanda las, Anda juga dapat memulai dengan pemilihan resin matriks dan aditif. Karena sering ada konsentrasi tegangan pada garis las, perlakuan panas dapat digunakan untuk menghilangkan atau mengurangi tegangan internal yang terbentuk selama proses pencetakan untuk produk cetakan injeksi dan meningkatkan sifat mekanik produk. Untuk plastik amorf, metode perlakuannya adalah dengan menempatkannya dalam oven dengan cairan atau udara panas yang sesuai pada suhu 10-15 ℃ lebih tinggi dari suhu transisi gelas dan atmosfer inert untuk jangka waktu tertentu; untuk plastik semi kristal, suhunya harus lebih rendah dari titik leleh. Tempatkan di bawah kondisi serupa pada 50-80 ℃ untuk jangka waktu tertentu, biasanya 40-50 menit / mm, lalu dinginkan plastik hingga suhu kamar. Selain itu, peneliti juga mencoba metode double push die dan metode injection molding berbantuan getaran untuk mengurangi terjadinya tanda las.

Sebuah. Metode pengisian cetakan dorong ganda

Metode pengisian cetakan dorong ganda merupakan metode pencetakan yang diusulkan oleh peneliti saat mereka mempelajari teknologi penguatan diri material. Sistem ini terdiri dari sistem injeksi kiri, sistem injeksi kanan, dan cetakan dengan dua pintu gerbang. Pada awalnya kedua pintu gerbang tersebut diisi pada waktu yang bersamaan, dan pada saat rongga tersebut terisi akan terbentuk bidang garis las yang rata di tengahnya. Pada saat ini, sistem kontrol menggerakkan material yang tidak diawetkan untuk bergerak ke kiri dan kanan. Karena tegangan geser yang besar dan pemadatan awal di dekat dinding cetakan, material sulit untuk dipindahkan, sehingga garis las membentuk struktur berbentuk V.

Kemudian, material bergerak ke kiri dan kanan di bawah aksi dua sistem kendali di kiri dan kanan. Diulangi beberapa kali, permukaan tempat tanda las berada membentuk kondisi gigi-anjing, sehingga meningkatkan kekuatan ikatan kedua aliran dan meningkatkan sifat mekanis tanda las. Mirip dengan metode di atas adalah metode mendorong plunger ganda yang ditemukan oleh Bevis. Saat bekerja, gerakan bolak-balik piston menggerakkan gerakan bolak-balik dari lelehan yang diisi dalam rongga cetakan, mencapai efek yang diharapkan dari metode pengisian cetakan dorong ganda.

b. Cetakan injeksi berbantuan getaran

Cetakan injeksi berbantuan getaran adalah jenis metode pencetakan polimer baru yang menggunakan medan gaya eksternal (termasuk getaran mekanis, getaran akustik dan getaran ultrasonik, dll.) Untuk melunakkan dan memproses bahan mentah, sehingga sangat meningkatkan kinerja keseluruhan bagian plastik. Mekanisme kerjanya adalah dengan mendenyut polimer melalui getaran lokal. Metode ini terutama menggunakan getaran elektromagnetik untuk membuat material menjadi plastik di laras lebih lengkap, memiliki viskositas pengisian cetakan yang lebih rendah, dan mudah untuk menghilangkan gas, yang bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan garis las.

Adanya tanda las tidak hanya akan menimbulkan masalah kualitas pada permukaan bagian plastik, tetapi juga mempengaruhi kekuatan bagian plastik tersebut. Pengelasan tidak dapat dihindari untuk sebagian besar bagian plastik, tetapi dengan memperbaiki struktur bagian plastik dan struktur cetakan, dan menerapkan kontrol aktif, pengaruh tanda las dapat dihilangkan atau dikurangi secara drastis, sehingga tampilan dan sifat mekanik bagian plastik tersebut. memenuhi Persyaratan dan Persyaratan desain. Selain itu, kristalinitas dan waktu relaksasi bahan baku itu sendiri juga merupakan alasan penting untuk pengelasan. Pemilihan resin yang sesuai juga sangat penting untuk menghilangkan atau mengurangi tanda pengelasan.