TOP 10 težav pri brizganju plastike

1: VLAGA V POLIMERNIH ZRNCIH

Veliko plastičnih smol ima nagnjenost k absorpciji vlage iz okolnega zraka, pri čemer se obseg vpijanja razlikuje glede na vrsto polimera. Tudi majhna površinska kondenzacija na zrncah lahko povzroči resne težave pri brizganju inženirskih plastik. Te težave, povezane z vlago, se lahko pojavijo kot težave pri obdelavi, površinske nepravilnosti ali zmanjšane mehanske lastnosti končnih komponent. Ker vizualni pregled običajno ni zadosten za ugotavljanje vsebnosti vlage, ta vodič ponuja praktične nasvete za brizgalce, ki delajo z vlago občutljivimi plastikami.

Zahteve po sušenju plastike

Inženirski termoplasti običajno zahtevajo nizko vsebnost vlage pred obdelavo. Potreba in obseg sušenja sta odvisna predvsem od občutljivosti smole na vlago. Med dodatne vplivne dejavnike sodijo začetna vsebnost vlage ob dobavi, vrsta embalaže in trajanje skladiščenja.

Na primer, poliamidi se pogosto dobavljajo v embalaži, odporni proti vlagi, z aluminijasto oblogo, kar omogoča takojšnjo uporabo. Kljub temu se mnogi predelovalci odločijo za sušenje poliamidnih smol, še posebej, če jih ne uporabijo takoj. Nasprotno pa sta PET in PBT precej bolj občutljiva na vlago in ju je vedno treba temeljito posušiti. Nezadostno sušenje lahko negativno vpliva na odpornost proti udarcem brizganih delov.

Poleg tega PET in PBT hitro ponovno absorbirata atmosfersko vlago po sušenju. Predelovalci morajo odprte posode ravnati previdno, zlasti med prenosom in skladiščenjem v lijakih ali transportnih sistemih. V vlažnih pogojih lahko PET preseže dovoljeno mejo 0,02 % vlage že v desetih minutah. Pri sušenju popolnoma nasičenih zrn ali recikliranega materiala – na primer materiala, ki je bil izpostavljen v odprtih posodah – so potrebni daljši časi sušenja. Na primer, nasičen poliamid lahko zahteva več kot 12 ur za popolno sušenje, pri čemer je verjetna rahla porumenelost. Za zmanjšanje tveganja, povezanega z vlago:

Shranjujte odlitke in recikliran material v zaprtih posodah.
Ponovno zaprite delno uporabljene vreče ali posode.
Lijake vedno imejte pokrite.

Pravilne tehnike sušenja

Doseganje visokokakovostnih brizganih delov je močno odvisno od ustreznih postopkov sušenja. Osnovni sušilniki s toplim zrakom niso primerni za občutljive polimere, kot so poliestri. Namesto tega so potrebni sušilniki z adsorbentom ali sistemi, ki uporabljajo odvlažen zrak, saj zagotavljajo stabilno učinkovitost sušenja ne glede na pogoje okolja. Poleg vzdrževanja ustrezne temperature sušenja je ključno, da je rosišče sušilnega zraka enako ali nižje od –20 °C. Pri sistemih z več posodami zagotovite zadosten pretok zraka skozi vsako posodo, pri čemer upoštevajte razlike v višini polnjenja in gostoti materiala.

Merenje vsebnosti vlage

Natančno merjenje vsebnosti vlage v zrncah je ključno in ga je mogoče izvesti z uporabo komercialnih naprav, kot so manometrične ali Karl Fischerjeve titracijske metode. Za zmanjšanje napak je treba vzorce vzeti globoko v lijaku in jih takoj zapreti v posode, odporne proti vlagi. Primerni so tako PE/aluminijasti vrečki, primerni za toplotno zatesnitev, kot tudi laboratorijske zrakotesne steklene posode.

2: DEFORMACIJA DELA

Deformacije so pogoste pri polkristalnih materialih zaradi njihovega vedenja pri krčenju in, pri ojačanih vrstah, zaradi usmerjenosti vlaken.

Nasveti za preprečevanje

Zagotovite enakomerno debelino sten.
Izogibajte se nabiranju taline.
Uporabljajte uravnotežen vtok in ogrevanje kalupa.
Analizirajte tok taline, da napoveste usmerjenost vlaken.
Spremembe zasnove kalupa uporabite šele kot skrajno rešitev.

3: NEPRAVILNA TEMPERATURA TALINE

Natančnost temperature taline je ključna pri brizganju polkristalnih polimerov. Napake v obe smeri – preveč visoka ali prenizka temperatura – povzročijo strukturne težave, površinske napake in mehanske okvare.

Znaki in posledice

Pregrevanje povzroča razgradnjo, mehurčke, vonj, razbarvanje in razpad dodatkov.
Prenizka temperatura povzroča slabo homogenost in zmanjšano žilavost.

Nadzor temperature taline

Zanašajte se na dejanske meritve temperature taline, ne le na nastavitve grelcev. Uporabljajte predhodno segrete sonde s tankim premerom v izoliranih posodah. Nastavite temperaturne profile valja glede na talno temperaturo in jih prilagodite glede na izmerjene vrednosti.

4: NEZADOSTEN ČAS VZDRŽEVANJA

Predelovalci pogosto podcenjujejo čas vzdrževanja tlaka, potrebnega za polkristalne smole, in uporabljajo postopke, primerne za amorfne polimere. To lahko močno vpliva na kakovost.

Kaj se dogaja med časom vzdrževanja?

Ko se votlina zapolni, polimeri začnejo kristalizirati od zunaj proti notranjosti, kar povzroča krčenje volumna. To je treba uravnotežiti z nadaljnjim brizganjem taline. Prekratek čas vzdrževanja povzroči votline, ugreznine, deformacije in zmanjšano trdnost.

Prepoznavanje in odpravljanje

Kratek čas vzdrževanja se kaže kot vidno krčenje, dimenzijska neenakomernost ali votline v debelih delih. Tehtanje zaporednih brizganih delov pomaga določiti idealen čas vzdrževanja. Pri ojačanih materialih pregled zlomov ali poliranih prerezu pod mikroskopom razkrije notranje napake.

Tlak vzdrževanja naj bo med 60 in 100 MPa. Čas hlajenja naj bo čim krajši – tik nad časom plastifikacije.

5: USEDLINE NA POVRŠINI KALUPA

Dodatki, kot so zaviralci gorenja ali modifikatorji udarca, lahko povzročijo usedline. Pogosti vzroki so toplotna razgradnja, prekomerni strižni stres in slabo prezračevanje.

Vrste in rešitve

Lokalizirane usedline so pogosto posledica težav z šobo ali dovodnim kanalom.
Široke, enakomerne usedline nakazujejo razgradnjo materiala.
Zgodnje čiščenje je ključno – dnevno vzdrževanje preprečuje nabiranje usedlin.

Preventivni ukrepi

Optimirajte prezračevanje.
Uporabljajte prevleke ali nadzor temperature za zmanjšanje nabiranja.
Preizkusite topila za čiščenje glede na sestavo usedlin.

Redni pregledi in premišljeno odpravljanje težav ohranjajo brizgalne procese učinkovite in dosledne.

6: NEPRAVILNA TEMPERATURA ORODJA

Temperatura površine orodja močno vpliva na krčenje, površinsko obdelavo in dimenzijsko stabilnost pri polkristalnih polimerih. Nizke ali neenakomerne temperature lahko povzročijo prekomerno krčenje ali deformacije po brizganju.

Najboljše prakse

Orodja zasnujte za enakomerno porazdelitev toplote.
Uporabljajte sisteme s tlakovano vodo in zanesljivo opremo za nadzor temperature.
Vključite ločene tokokroge za polovici orodja in stranske elemente.
Tokokroge povežite v serijo, da preprečite neuravnotežen pretok.
Temperaturo merite neposredno na površini orodja z uporabo termoparov ali hitro odzivnih pirometrov.

7: NEPRAVILNA POLOŽAJ VTOKA

Položaj vtoka pomembno vpliva na vedenje toka, tlak vzdrževanja in končno trdnost dela. Oblikovalci in izdelovalci kalupov morajo brizgalce vključiti že zgodaj, da zagotovijo, da položaj vtoka podpira kakovostno proizvodnjo.

Posledice nepravilnega položaja vtoka

Nepravilen položaj vtoka lahko povzroči zvarne linije, ujete zračne mehurčke, ugreznine, votline, deformacije in neenakomerno krčenje. Če je vtokov malo ali so slabo postavljeni, lahko pride do prekomernih dolžin toka in visokega injekcijskega tlaka, kar omejuje prilagodljivost procesa.

Priporočila za postavitev

Vrata v najdebelejši del.
Izogibaj se vratom v območjih z velikimi napetostmi.
Vrata namesti vzdolžno za dolge dele.
Uporabi simetrične razporeditve za večkavitetna orodja.
Simetrične dele opremi z vrati na sredini.
Poskrbi, da so varilne linije odmaknjene od tečajev.
Za dele v obliki skodelice postavi vrata blizu dna, da se izogneš ujetju zraka.
Omogoči enakomeren tok taline v cevastih ali vloženo-brizganih delih.

8: SLABA KAKOVOST POVRŠINE

Estetske napake lahko izvirajo iz oblikovanja, obdelave ali materiala. Začni z ugotavljanjem lokacije napake, njene pogostosti in povezave s posameznimi votlinami ali serijami.

Pogosti vzroki

Kontaminacija materiala ali slabo sušenje.
Nepravilna hitrost ali temperatura brizganja.
Nepravilna zasnova vročega kanala ali prezračevanja.
Razgradnja dodatkov.

Preprečevanje

Izogibaj se sistemom z vročim kanalom, če je kakovost površine ključna. Uporabi lovilce hladnih zagozd in zagotovi ustrezno prezračevanje. Ključnega pomena sta redno vzdrževanje in pravočasno odkrivanje napak.

9: PODDIMENZIONIRAN SISTEM HRANJENJA

Tudi z uporabo sodobnih orodij, kot so CAD in simulacije toka v kalupih, so sistemi hranjenja lahko neustrezno dimenzionirani, zlasti za polkristalne polimere. Pravilna zasnova sistema hranjenja mora biti združena s pravilno postavitvijo vrat in ustreznim časom zadrževanja, kar bo obravnavano v naslednjih poglavjih.

Obnašanje polkristalnih polimerov

Te smole se pri ohlajanju iz taline v kristalno stanje krčijo, pogosto do 14 %. To krčenje zahteva neprekinjeno dovajanje taline med fazo zadrževanja — kar je mogoče le, če prečni prerez vrat omogoča vzdrževanje pritiska.

Prepoznavanje problema

Premajhen sistem hranjenja povzroči neučinkovit pritisk zadrževanja, kar vodi do praznin, pikic in vdolbin. Pod mikroskopom so te napake enostavno opazne. Ojačani materiali so še posebej občutljivi, saj ozka vrata poškodujejo integriteto vlaken in zmanjšajo trdnost. Dodatni znaki vključujejo visok tlak brizganja, dolge čase polnjenja, curkanje, zatemnjene površine, marmornat videz in nabiranje materiala ob vratih.

Smernice za oblikovanje

Ključni vidiki:

Premeri kanalov naj vedno presegajo debelino stene.
Hladne zagozde je treba prestreči z dodatki pri vratih.
Debelina vrat naj bo vsaj 50 % debeline stene za neojačane in do 75 % za ojačane polimere.
Dolžina vrat ne sme presegati 1 mm, da se prepreči prezgodnja strjevanje.

10: TEŽAVE Z VROČIM KANALOM

Sistemi z vročim kanalom za polkristalne polimere zahtevajo natančen nadzor temperature. Nepravilne nastavitve lahko poškodujejo materiale in povzročijo izgubo tlaka.

Zahteve sistema

Uporabi zunanje ogrevane šobe s celotnim prečnim prerezom.
Izogibaj se ozkim kanalom in obročastim oblikam.
Namesti PID regulatorje za natančno uravnavanje temperature.
Uporabi zamenljive konice za abrazivne materiale.