Как избежать распространенных дефектов литьья под давлением: 7 проверенных стратегий для качественных деталей

Опубликовано 18 января 2024 года

Литье под давлением — это эффективный производственный метод, когда требуются большие объемы идентичных деталей. Однако он также требует высокой степени технической экспертизы для мастерства. Поскольку в процессе задействовано множество переменных, даже небольшие, казалось бы, незначительные ошибки на ранних стадиях разработки продукта могут привести к серьезным проблемам — и даже потере целостности изделия — в будущем.

Дефекты могут снизить скорость и стоимость всего процесса разработки продукта и потенциально сократить срок службы изделий, если их не устранить. Проблемы и дефекты литья под давлением могут возникать по множеству причин: плохой дизайн, ошибки производственного процесса, сбои контроля качества и другие. Поэтому важно принимать проактивный подход к снижению рисков на протяжении всего процесса разработки продукта, чтобы уменьшить вероятность потенциальных дефектов литья под давлением.

Ниже приведены наиболее распространенные дефекты, которые могут возникнуть при пластиковом литье под давлением, и способы их предотвращения.

1. Линии течения (Flow Lines)

Линии течения — это де색цированные линии, полосы и другие узоры, появляющиеся на поверхности детали. Они возникают из-за того, что расплавленный пластик движется с разной скоростью по всему формообразующему инструменту, что приводит к разной скорости затвердевания смолы. Часто это признак того, что скорость и/или давность впрыска слишком низкие.

Линии течения также могут появляться, когда термопластичная смола проходит через участки формы с разной толщиной стенок — поэтому поддержание постоянной толщины стенок или обеспечение соответствующей длины фасок и скруглений критически важно. Размещение впуска в тонкостенном участке полости инструмента также помогает уменьшить линии течения.

2. Впадины (Sink Marks)

Впадины выглядят как углубления, вмятины или кратеры в толстых участках детали. Более толстые секции дольше остывают, что может иметь неожиданный побочный эффект: внутренние части детали усаживаются и сжимаются со скоростью, значительно отличающейся от внешних слоев.

Чаще всего это указывает на то, что пластику нужно больше времени внутри формы для правильного охлаждения и отверждения. Впадины иногда можно устранить, уменьшив толщину самых толстых стенок, что обеспечивает более равномерное и полное охлаждение. Недостаточное давление в полости формы или более высокие, чем желательно, температуры у впуска также могут способствовать появлению дефектов.

С точки зрения проектирования, риск впадин можно минимизировать, обеспечивая правильную толщину ребер и стенок при литье под давлением. Эти меры также помогают повысить общую прочность детали.

3. Слойчатое отслоение поверхности (Surface Delamination)

Что такое деламинация? Деламинация — это состояние, при котором поверхность детали разделяется на тонкие слои. Эти слои, напоминающие покрытия, которые можно снимать, возникают из-за наличия загрязнений в материале, которые не связываются с пластиком, создавая локальные дефекты. Чрезмерное использование разделительных веществ для формы также может вызывать деламинацию.

Для поощрения ремонта и предотвращения деламинации команды должны повышать температуру формы и адаптировать механизм извлечения формы так, чтобы он меньше зависел от разделительных веществ, так как они увеличивают риск деламинации. Правильная предварительная сушка пластика перед литьем также помогает.

4. Линии сварки (Weld Lines)

Также называемые линиями сращения (knit lines), эти дефекты отмечают места, где два потока расплавленной смолы сошлись при движении через геометрию формы. Это происходит вокруг любых отверстий в геометрии детали. Поскольку пластик течет и обтекает каждую сторону отверстия, два потока пластика встречаются. Если температура потока не идеальна, два потока не срастаются должным образом и вместо этого образуют видимую линию сварки. Это снижает общую прочность и долговечность компонента.

Повышение температуры расплавленной смолы помогает предотвратить преждевременное затвердевание, так же как увеличение скорости и давления впрыска. Смолы с более низкой вязкостью и точкой плавления менее склонны к развитию линий сварки, которые также можно устранить, убрав перегородки из конструкции формы.

5. Недоливы (Short Shots)

«Недоливы» относятся к случаям, когда смола не заполняет полностью полость формы, что приводит к неполным и непригодным деталям.

Что вызывает недоливы при литье под давлением? Обычно они являются результатом ограниченного течения внутри формы, которое может быть вызвано слишком узкими или забитыми впусками, запертыми воздушными карманами или недостаточным давлением впрыска. Вязкость материала и температура формы также вносят вклад. Повышение температуры формы и включение дополнительной вентиляции в конструкцию формы для выхода воздуха могут помочь предотвратить недоливы.

6. Искривление (Warping)

Искривление при литье под давлением относится к непреднамеренным скручиваниям или изгибам, вызванным неравномерным внутренним усадкой в процессе охлаждения. Дефекты искривления обычно являются результатом неравномерного или нестабильного охлаждения формы, что создает внутренние напряжения в материале.

Предотвращение дефектов искривления — это обеспечение достаточного времени для охлаждения деталей — и при достаточно постепенной скорости — чтобы предотвратить образование внутренних напряжений, повреждающих деталь. Равномерная толщина стенок в конструкции формы критически важна по многим причинам, среди которых ключевая — она помогает гарантировать, что пластик течет через полость формы в одном направлении.

Стоит отметить, что материалы с полукристаллической структурой более склонны к развитию искривления.

7. Струйные следы (Jetting)

Дефекты струйного характера при литье под давлением — еще один потенциальный результат неравномерного процесса затвердевания. Струйные следы возникают, когда начальная струя смолы входит в форму и имеет достаточно времени, чтобы начать затвердевать до заполнения полости. Это создает видимые волнистые узоры течения на поверхности детали и снижает прочность изделия.

Снижение давления впрыска часто является лучшим способом обеспечить более постепенное заполнение, но повышение температуры формы и смолы также может помочь предотвратить преждевременное затвердевание струй. Размещение впуска впрыска так, чтобы поток материала проходил через самую короткую ось формы, — еще один эффективный способ минимизации струйных следов.

Предотвращение дефектов литья под давлением и их причин

Литье под давлением может быть высокоэффективным производственным методом для производства высокоповторяющихся пластиковых деталей, но, как и во многих процессах, производство качественных готовых деталей требует высокого уровня внимания к деталям и проактивного подхода к управлению рисками. Все участники процесса разработки продукта — от начального проектирования и стадии доказательства концепции до исполнения — должны проявлять должную осмотрительность, чтобы обеспечить соответствие продуктов самым высоким стандартам качества и избежать этих распространенных проблем пластикового литья под давлением.

Выбор производственного партнера, такого как SyBridge, который хорошо знаком с распространенными дефектами литья под давлением и их устранением, может стать решающим фактором между высококачественными деталями — произведенными вовремя и в рамках бюджета — и деталями с линиями сварки, струйными следами, заусенцами, впадинами и другими дефектами. Помимо опыта как онлайн-производственного цеха, мы также предоставляем услуги консультирования и оптимизации дизайна, которые гарантируют, что мы сможем помочь каждой команде создавать функциональные, элегантные, высокопроизводительные детали максимально эффективно. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше об наших услугах литья под давлением.

Поддерживающие структуры в аддитивном производстве: почему они важны и как их проектировать — основное руков… Повышение безопасности и эффективности пробоотбора жидкостей (Grab Sampling)