De viktigaste formsprutningsparametrarna av plast – Optimering för maximal effektivitet

Formsprutningsprocessen av plast är en kärna i modern tillverkningsteknik och möjliggör ett enormt utbud av högkvalitativa komponenter för en mängd olika branscher. Men vägen från granulat till den färdiga komponenten innebär många utmaningar. Vilka kritiska komponenter och parametrar spelar en roll? Vilka är de vanligaste problemen som kan uppstå och hur kan de åtgärdas effektivt? Hitta svar på dessa frågor i denna blogg.

Formsprutningsprocessen av plast

Formsprutning av plast är en allmänt använd bearbetningsmetod för plast som används för att producera komplexa precisionskomponenter. Denna process smälter och injicerar plastgranulat i en form under högt tryck. Metoderna möjliggör massproduktion av delar med hög noggrannhet och repeterbarhet.

Det finns olika typer av formsprutningsmetoder av plast som används beroende på produktens specifika krav och de material som används. Vid gjutning med termoset, till exempel, härdar materialen oåterkalleligt under processen och kan inte smältas om, vilket gör dem särskilt resistenta. Däremot förblir materialet smältbart under termoplastisk formsprutning, vilket gör att materialet kan bearbetas och återvinnas flera gånger. Olika parametrar spelar dock också en viktig roll utöver material och metoder. Några av de viktigaste parametrarna inom formsprutning av plast presenteras nedan för en bättre förståelse av principerna för formsprutning av plast.

De viktigaste parametrarna för formsprutning av plast

Exakta maskinparameterinställningar krävs för formsprutning av plast för att säkerställa kvalitet och effektivitet i tillverkningsprocessen. Dessa parametrar bestämmer inte bara materialbearbetningen utan även slutproduktens egenskaper. Från smälttemperaturen till injektionstrycket till kylningstiden: var och en av dessa parametrar påverkar hur väl materialet fyller formen, hur snabbt processen går och de mekaniska egenskaperna hos den färdiga formsprutade delen.

• Smälttemperatur: Bestämmer hur mycket plastgranulatet värms upp innan det injiceras i formen.
• Injektionstryck: Trycket vid vilket det smälta materialet injiceras i formen.
• Injektionshastighet: Den hastighet med vilken materialet injiceras i formen.
• Verktygets temperatur: Formens temperatur påverkar kylningsbeteendet och ytkvaliteten på den formsprutade delen.
• Hålltid och hålltryck: Efter injektionssteget bibehålls trycket för att komprimera materialet i formen och för att förhindra krympning.
• Utformningskraft: Den kraft som krävs för att frigöra delen från formen efter stelning.

Frekventa problem i formsprutningsprocessen

Formsprutningsprocessen av plast är en av de mest effektiva och exakta metoderna för massproduktion av komplexa komponenter. Men trots framsteg inom teknik och automatisering är plastformsprutning fortfarande mottaglig för fel och problem som avsevärt kan försämra kvaliteten på de tillverkade delarna. Dessa problem kan orsakas av materialegenskaper, maskinkomponenter, verktyg och bearbetningsparametrar. Fortsätt läsa för att lära dig hur produkter från MISUMI kan hjälpa till att förebygga eller korrigera ofta förekommande källor till fel.

Sänkmärken

Sänkmärken är fördjupningar eller bucklor på ytan av en formsprutad del. Dessa orsakas ofta av materialkrympning under kylningsfasen. De förekommer främst i områden med tjockare väggtjocklekar, eftersom materialet kyler långsammare i dessa områden och krymper. För att åtgärda detta problem krävs bland annat justeringar av parametrar och verktygskomponenter.

• Genom att öka hålltrycket eller förlänga hålltryckstiden pressas materialet in bättre i kaviteten och krympning kompenseras.
• Förlängning av kyltiden kan säkerställa att materialet är tillräckligt kylt innan formen öppnas.
• En större storlek på gjutbussningen kan förbättra materialflödet och säkerställa att hålltrycket överförs bättre för att fylla kaviteten helt och jämnt. Om grinden är för liten kan materialflödet vara ojämnt, vilket ökar sannolikheten för diskhomärken.
• Optimerad temperaturreglering av formen, som säkerställer jämn kylning i alla delar av komponenten, förhindrar att tjockare områden kyls långsammare och därmed krymper. Användning av exakt placerade kylkanaler eller koncentrisk kylning kan bidra till att sprida värmen jämnt.

Ofullständig fyllning av formen

Ofullständig fyllning sker när det tillgängliga materialet är otillräckligt för att fylla hela formen eller vissa delar av formen (vanligtvis tunnare sektioner). Detta händer eftersom polymeren smälter för tidigt och stelnar innan formhålan är helt fylld.

• Ofullständig fyllning uppstår ofta eftersom materialet inte kommer in i formen tillräckligt snabbt, vilket gör att det svalnar i tunnare områden och förhindrar att det flyter vidare. Genom att öka injektionstrycket och injektionshastigheten pressas polymersmältningen in i formen snabbare och kan helt fylla kaviteten innan materialet svalnar för mycket.
• Om smälttemperaturen är för låg kanske materialet inte är tillräckligt fritt för att helt fylla formen. En ökning av smälttemperaturen gör materialet mer flytande och ökar sannolikheten för att tunna områden av formen också nås.
• Otillräcklig eller ojämn kylning av formen kan leda till att materialet kyls för snabbt i tunnare områden i kaviteten. Formens temperatur kan regleras jämnare med hjälp av optimerade kylrör eller kylsystem nära konturen. Som ett resultat förblir materialet fritt flödande längre i tunnare regioner.
• Injektionspunkten spelar en viktig roll för materialflödet. Om grinden är för liten under formsprutning kan materialet inte flöda tillräckligt snabbt in i formen, vilket också leder till ofullständig fyllning. Ökad grindstorlek kan förbättra materialflödet och säkerställa att håligheten fylls jämnt och helt.

Hålrum (luftfickor)

Ångor är håligheter eller luftfickor inuti en formsprutad del som orsakas av krympning av materialet under kylning. Otillräckligt hålltryck eller felaktig kylning kan leda till att materialet inte fylls på helt i kaviteten, vilket gör att håligheter bildas.

• Krympning uppstår ofta eftersom materialet inte fylls på helt under krympning. Genom att öka hålltrycket och förlänga hålltryckstiden pressas materialet fastare in i kaviteten, vilket förhindrar hålrum och säkerställer att materialet komprimeras.
• Jämn och kontrollerad kylning minskar sannolikheten för krympning och luftfickor. Materialet kan härda jämnare genom att justera kylningstiden eller genom att mer effektivt kyla verktyget.
• Dålig formventilation är en vanlig orsak till luftfickor. Den exakta placeringen av ventilationsinsatser gör att instängd luft kan komma ut ur formen under injektionsprocessen.
• Ejektorstift, som normalt används för att deoldera komponenten, kan också fungera som ytterligare ventilationspunkter. Dessa kan utformas för att hjälpa till med effektivare luftventilation från formen.

Vikten av rätt parametrar och komponenter

En mängd olika defekter uppstår under formsprutning, vilket kan påverka slutproduktens kvalitet och funktionalitet. Förutom de problem som redan förklarats i detalj, såsom tomrum, sänkmärken och ofullständig fyllning, finns det också många andra felkällor som måste beaktas för att säkerställa produktionseffektivitet och komponentkvalitet, såsom sprickor, sömmar, matta fläckar, vakuoler, borrbildning eller skevhet. För att eliminera dessa problem är det viktigt att optimera formsprutningsverktygen och komponenterna i plast utöver metoderna och parametrarna.

Kärnstift, till exempel, hjälper till att exakt forma komponenter med håligheter och säkerställa jämn kylning och formstabilitet. De bidrar till att minimera skevhet och förbättra formfyllning, särskilt för komplexa geometrier. Centreringsbussningar säkerställer att formhalvorna är perfekt inriktade. Felaktig inriktning kan leda till att grader bildas eftersom materialet flödar ojämnt. De hjälper också till att minimera skevhet genom att rikta in formen mer exakt.

Underskärningar kan ofta inte undvikas, särskilt på komplicerade geometrier. Rörliga komponenter som sneda ejektorer, blockkärnstift eller forminsatser är viktiga i dessa fall. Dessa tillåter formning av komplexa komponenter utan att orsaka problem med demolding eller fyllning och säkerställer exakt formning och enhetlig materialfördelning. Optimerad övervakning av formöppning säkerställer att komponenten endast avlägsnas från formen efter tillräcklig kylning och härdning. För tidig demolding kan orsaka skevhet och ytdefekter. Övervakning hjälper också till att förhindra att kanter bildas genom att stänga och hålla formen korrekt.

Kvaliteten och effektiviteten i formsprutningsprocessen av plast beror till stor del på rätt parametrar och verktyg. I en produktionsmiljö som kräver exakta och repeterbara resultat kan även en liten avvikelse i parametrarna ha betydande effekter på slutprodukten. Rätt MISUMI-utrustning kan hjälpa till att effektivt undvika frekventa felkällor under formsprutning och att hållbart öka produktionskvaliteten.