Drei Schlüsselfaktoren, die die Qualität von Spritzgussteilen beeinflussen

Spritzguss ist die gängigste Verarbeitungsmethode für Kunststoffprodukte. Spritzguss ist synonym mit hoher Effizienz und Massenproduktion. Als Anwender von Spritzgussteilen, sind Sie schon einmal auf einen Produktfehler gestoßen? Wie kam ein solches minderwertiges Produkt zustande? Welche Probleme sollten im Spritzgussprozess beachtet werden, um die Entstehung fehlerhafter Produkte zu verhindern? Dieser Artikel listet detailliert die Faktoren auf, die zu fehlerhaften Produkten führen, und die Lösungen. Hoffentlich hilft es Ihnen, die Spritzgusstechnologie besser zu verstehen.

1. Schwindung beim Spritzguss

Die Schwindung, die beim Thermoplastverformen auftritt, beeinflusst direkt die Ausbeute des Fertigprodukts. Die Elemente, die die Thermoplastverformungsschwindung beeinflussen, sind wie folgt:

1.1 Kunststoffsorten

Während des Formprozesses von Thermoplasten führen Faktoren wie Volumenänderung durch Kristallisation, starke innere Spannungen, große im Kunststoffteil eingefrorene Restspannungen und starke molekulare Orientierung dazu, dass die Schwindrate höher ist als bei Duroplasten. Groß, breiter Schwindbereich, offensichtliche Richtungsabhängigkeit und nach dem Formen.

1.2 Eigenschaften der Kunststoffteile

Wenn das geschmolzene Material die Kavitätsoberfläche berührt, kühlt die Außenschicht sofort ab und bildet eine niedrigdichte feste Schale. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Kunststoff kühlt die innere Schicht des Kunststoffteils langsam ab und bildet eine hochdichte feste Schicht mit großer Schwindung. Daher werden Wanddicke, langsames Abkühlen und Dicke der hochdichten Schicht stark schwinden.

Zusätzlich können das Fehlen oder Vorhandensein von Einlegeteilen sowie deren Anordnung und Anzahl direkt die Dichteverteilung, Materialflussrichtung und Schwindungswiderstand beeinflussen. Daher beeinflussen die Eigenschaften der Kunststoffteile die Schwindungsgröße und Richtungsabhängigkeit stark.

1.3

Wenn das geschmolzene Material die Kavitätsoberfläche berührt, kühlt die Außenschicht sofort ab und bildet eine niedrigdichte feste Schale. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffs kühlt die innere Schicht des Kunststoffteils langsam ab und bildet eine hochdichte feste Schicht mit einer großen Schwindrate. Daher können Faktoren wie Wanddicke, langsames Abkühlen, Dicke der hochdichten Schicht etc. eine große Schwindung des Materials verursachen.

Zusätzlich werden die Anwesenheit von Einlegeteilen sowie deren Anordnung und Anzahl direkt die Fließrichtung, Dichteverteilung und Schwindungswiderstand der Schmelze beeinflussen, sodass die Eigenschaften des Kunststoffteils einen größeren Einfluss auf die Schwindungsgröße und Richtungsabhängigkeit haben.

1.4

Die Form, Größe, Verteilung und andere Faktoren des Angusses beeinflussen direkt die Materialflussrichtung, Dichteverteilung, Nachdruckzufuhr, Formzeit etc. Der direkte Anguss und der Anguss mit großem Querschnitt (insbesondere dickerer Querschnitt) haben geringe Schwindung, aber große Richtungsabhängigkeit, und der breite und kurze Anguss hat geringe Richtungsabhängigkeit. Nahe am Anguss oder parallel zur Materialflussrichtung ist die Schwindrate groß.

1.5

Formbedingungen: Die Formtemperatur ist hoch, das geschmolzene Material kühlt langsam ab, die Dichte ist hoch, und die Schwindrate ist groß, besonders bei kristallinen Materialien. Aufgrund der hohen Kristallinität ist die Volumenänderung groß, und die Schwindrate ist groß. Die Formtemperaturverteilung steht auch in Zusammenhang mit der Abkühl- und Dichtegleichmäßigkeit innen und außen am Kunststoffteil, was direkt die Schwindrate und Richtung jedes Teils beeinflusst.

Um das Problem übermäßiger Schwindung während des Spritzgussprozesses zu lösen, müssen wir die Schwindrate beim Formenentwurf berücksichtigen:

• Für den Außendurchmesser des Kunststoffteils eine niedrigere Schwindrate verwenden und für den Innendurchmesser eine größere Schwindrate und Raum für Korrektur nach Formtest lassen.
• Der Formtest kann die Form, Größe und Formbedingungen des Angusssystems bestimmen.
• Nach Nachbearbeitung der Kunststoffteile müssen die Maßänderungen der Formen erneut gemessen werden. Und es sollte 24 Stunden nach dem Entformen gemessen werden.
• Form gemäß tatsächlicher Schwindung modifizieren und verbessern.
• Form erneut verwenden, Prozessbedingungen verbessern und Schwindwert leicht modifizieren, um Anforderungen der Kunststoffteile zu erfüllen.

2. Fließfähigkeit von Spritzgussmaterialien

2.1

Die Fließfähigkeit von Thermoplasten kann allgemein aus einer Reihe von Indizes wie Molekulargewicht, Schmelzeindex, Archimedische Spiralfließlänge, scheinbare Viskosität und Fließverhältnis (Prozesslänge/Kunststoffwanddicke) analysiert werden.

Das Molekulargewicht des Materials ist klein, die Molekulargewichtsverteilung ist breit, und die Regelmäßigkeit der Molekularstruktur ist schlecht. Das Material mit hohem Schmelzeindex, langer Spiralfließlänge, niedriger scheinbarer Viskosität und hohem Fließverhältnis wird gute Fließfähigkeit haben.

Die Spezifikation muss für denselben Kunststofftyp überprüft werden, um zu bestimmen, ob seine Fließfähigkeit für Spritzguss geeignet ist. Gemäß den Formanforderungen des Designs kann die Fließfähigkeit gängiger Kunststoffe grundsätzlich in drei Kategorien unterteilt werden:

• a. Gute Fließfähigkeit Materialien sind: PA, PE, PS, PP, CA, Polymethylpenten;
• b. Materialien mit mittlerer Fließfähigkeit sind: Polystyrolserienharze (wie ABS, AS), PMMA, POM, Polyphenylether;
• c. Materialien mit schlechter Fließfähigkeit sind: PC, hartes PVC, Polyphenylether, Polysulfon, Polyarylsulfon und Fluorkunststoffe.

2.2 Gründe, die die Fließfähigkeit von Kunststoffen beeinflussen

① Je höher die Temperatur, desto höher die Fließfähigkeit des Materials, aber verschiedene Kunststoffe sind auch unterschiedlich. PS (besonders schlagzäh und hoher MFR-Wert), PP, PA, PMMA, modifiziertes Polystyrol (wie ABS, AS), PC, CA und andere Kunststoffe haben stark temperaturabhängige Fließfähigkeit. Bei PE, POM hat Temperaturerhöhung oder -senkung wenig Einfluss auf die Fließfähigkeit. Daher sollte erstere die Temperatur anpassen, um die Fließfähigkeit während des Formens zu kontrollieren.

② Wenn der Einspritzdruck erhöht wird, wird das geschmolzene Material stark geschert, und die Fließfähigkeit wird ebenfalls zunehmen, besonders PE und POM sind empfindlicher, daher sollte der Einspritzdruck angepasst werden, um die Fließfähigkeit während des Formens zu kontrollieren.

③ Die Form, Größe, Anordnung, Kühlsystemdesign, Fließwiderstand des geschmolzenen Materials (wie Oberflächenbeschaffenheit, Vorlaufquerschnittsdicke, Kavitätsform, Entlüftungssystem) und andere Faktoren beeinflussen direkt den Fluss des geschmolzenen Materials in der Kavität.

Wenn die Temperatur des geschmolzenen Materials sinkt und der Fließwiderstand steigt, wird die Fließfähigkeit reduziert. Beim Formenentwurf sollte eine vernünftige Struktur gemäß der Fließfähigkeit des verwendeten Kunststoffs gewählt werden. Formtemperatur, Materialtemperatur, Einspritzgeschwindigkeit, Einspritzdruck und andere Faktoren sollten während des Formens auch angemessen kontrolliert werden. Diese können die Füllsituation anpassen, um die Formanforderungen zu erfüllen.

3. Thermische Eigenschaften und Abkühlraten von Spritzgussmaterialien

3.1

Verschiedene Kunststoffe haben unterschiedliche thermische Eigenschaften wie spezifische Wärme, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeverformungstemperatur. Kunststoffe mit hoher spezifischer Wärme erfordern viel Wärme beim Plastifizieren, und eine Spritzgussmaschine mit großer Plastifizierkapazität sollte verwendet werden. Die Abkühlzeit von Kunststoffen mit hoher Wärmeverformungstemperatur kann kurz sein, und das Entformen ist früh, aber Abkühlverformung nach dem Entformen sollte verhindert werden.

Kunststoffe mit niedriger Wärmeleitfähigkeit haben eine langsame Abkühlrate (wie ionische Polymere etc.), daher müssen sie vollständig abgekühlt werden, um den Kühleffekt der Form zu verbessern. Heißkanalformen eignen sich für Kunststoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit und niedriger spezifischer Wärme. Kunststoffe mit großer spezifischer Wärme, niedriger Wärmeleitfähigkeit, niedriger Wärmeverformungstemperatur und langsamer Abkühlrate sind nicht förderlich für Hochgeschwindigkeitsformen. Daher müssen geeignete Spritzgussmaschinen ausgewählt und die Formkühlung verstärkt werden.

3.2

Verschiedene Kunststoffe müssen gemäß ihren Typen und Eigenschaften und der Form der Kunststoffteile eine angemessene Abkühlrate beibehalten. Daher muss die Form gemäß den Formanforderungen mit einem Heiz- und Kühlsystem ausgestattet sein, um eine bestimmte Formtemperatur aufrechtzuerhalten.

Wenn die Materialtemperatur steigt, sollte die Formtemperatur gekühlt werden, um Verformung der Kunststoffteile nach dem Entformen zu verhindern, den Formzyklus zu verkürzen und die Kristallinität zu reduzieren. Wenn die Abwärme des Kunststoffabfalls nicht ausreicht, um die Form auf einer bestimmten Temperatur zu halten, sollte die Form mit einem Heizsystem ausgestattet sein, um die Form die Abkühlrate auf einer bestimmten Temperatur zu kontrollieren, um Fließfähigkeit zu sichern, Füllbedingungen zu verbessern oder die langsame Abkühlung der Kunststoffteile zu kontrollieren. Ungleichmäßige Abkühlung innen und außen bei dickwandigen Kunststoffteilen verhindern und Kristallinität verbessern.

Für solche mit guter Fließfähigkeit, großer Formfläche und ungleichmäßiger Materialtemperatur ist es gemäß den Formbedingungen der Kunststoffteile manchmal notwendig, abwechselnd Heizung oder Kühlung zu verwenden oder lokale Heizung und Kühlung zusammen zu verwenden. Zu diesem Zweck sollte die Form mit einem entsprechenden Kühl- oder Heizsystem ausgestattet sein.

Wie wählt man Spritzgussprodukte als Lieferant aus?

Als Verbraucher oder Unternehmen wird die Produktion einer großen Anzahl fehlerhafter Teile die Produktionsgeschwindigkeit Ihrer eigenen Produkte verlangsamen. Nur durch Verständnis der Gründe für die Entstehung von Fehlern an Spritzgussprodukten können Teilelieferanten nicht mit Gründen wie "Verarbeitung und Produktion werden unweigerlich eine bestimmte Ausfallrate produzieren, das ist normal!" entkommen, wenn Spritzgussprodukte gekauft werden.

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