В процессе проектирования и производства пластиковых изделий пользователи обычно не допускают очевидных дефектов или функциональных препятствий. Одной из таких проблем является образование линий сварки, которые могут отрицательно повлиять на внешний вид и срок службы продукта и даже привести к его бракованию.
Чтобы избежать этой ситуации, в этой статье будут рассмотрены причины образования линий сварного шва и предложен ряд целенаправленных профилактических мер. Мы стремимся предоставить эффективные советы по разработке ваших пластиковых изделий.
Что подразумевается под линией сварки?
Линии сварного шва, также известные как линии сшивки, представляют собой линейные следы, образующиеся расплавленным пластиком в процессе заливки по разным причинам. Эти причины включают литье под давлением с несколькими литниками, неравномерную толщину стенок, пустоты, непостоянную скорость потока и так далее.
Как образуются дефекты линии сварного шва?
Линии сварки часто возникают в месте слияния двух потоков материала или там, где поток материала обходит определенные геометрические элементы (например, отверстия) на детали, а затем снова сходится. Образование линий сварного шва связано с течением расплавленного пластика.
Расплав пластика течет внутри формы более чем в двух направлениях. При сходе в каверне двух и более потоков материала фронты потоков соприкасаются и сливаются. В частности, в зависимости от угла пересечения их можно разделить на линии сварки и линии сварки.
Разница между линиями сварного шва и линиями сварки зависит от угла, под которым встречаются фронты потока. На диаграммах, если угол схождения больше 135°, это называется линией сварки, тогда как если угол схождения меньше 135°, это называется линией сварки.
За счет течения расплавленный слой ядра потока материала выступает из затвердевших слоев по обе стороны фронта потока. Поэтому при соприкосновении двух материальных потоков сначала соприкасается середина поперечного сечения, а затем распространяется в обе стороны. В конечном итоге в месте заполнения образуется V-образная канавка, как показано на рисунке 1.
Если воздух из канавки трудно удалить или если при сближении двух потоков материала температура слишком низкая, в результате чего эти фронты потока не сливаются плавно или не «свариваются» вместе, образуются более выраженные линии сварного шва, как показано на рисунке 2. .
В зависимости от различных методов производства линии сварки деталей, полученных литьем под давлением, можно разделить на линии горячей сварки и линии холодной сварки:
- Линии холодного сварного шва образуются, когда расплав больше не течет после того, как два расплавленных потока встречаются лицом к лицу.
- Линии горячего сварного шва образуются, когда расплав сталкивается с препятствиями (например, вставками), разделяется на два или более расплавленных потока, обходит препятствия, вновь сходится и продолжает течь.
Опасности сварочных линий
Линии сварных швов представляют потенциальную опасность для пластиковых изделий, прежде всего, в следующих аспектах:
Структурные вопросы
Линия сварного шва — это область, где расплавленный пластик сходится и плавится внутри формы. Если сплавление неполное или низкого качества, прочность в этой области может быть относительно слабой. Следовательно, вероятность разрыва или деформации детали по линии сварного шва увеличивается, особенно в зонах, подвергающихся нагрузкам, что усугубляет эту слабость.
Это может существенно повлиять на механическую прочность изделия, возможно, снизив ее до 20–100 % номинальной прочности. Кроме того, прочность в месте линии сварного шва обычно составляет от 40% до 95% прочности окружающей пластмассы, в зависимости от типа пластика и условий обработки.
Проблемы с внешним видом
Линии сварных швов могут привести к появлению линий, канавок или изменению цвета на поверхности детали, что влияет на внешний вид изделия. Если линия сварного шва находится на некритических поверхностях детали (например, на нижней части), это не может существенно повлиять на общие характеристики изделия. Однако, если он находится в заметных или критических местах, это может повлиять на эстетику и восприятие продукта.
Причины появления линий сварки при литье под давлением
Причины образования линий сварного шва в основном можно объяснить следующими факторами:
Низкая температура
Плохая сходимость потоков низкотемпературного расплава материала легко приводит к образованию линий сварного шва. Если линии сварки появляются в одном и том же месте как на внутренней, так и на внешней поверхности пластиковой детали, это часто связано с плохой сваркой, вызванной низкой температурой материала.
Дизайн пресс-форм
Слишком большое количество створок в одной и той же полости, плохая вентиляция в сварных швах, слишком большие направляющие, неподходящие размеры литниковой системы, значительные различия в толщине стенок или слишком тонкие стенки — все это может привести к образованию линий сварного шва.
Нечистая смола
Плохая текучесть, высокая термочувствительность и высокое содержание примесей в смоле могут препятствовать плавному течению расплавленного пластика через форму, что приводит к образованию линий сварного шва.
Недостаточное давление
Низкое давление впрыска, чрезмерно высокая скорость или неравномерное давление могут повлиять на течение и плавление расплава, что приведет к ухудшению качества сварки и появлению линий сварного шва.
Как избежать сварки/Вязать Линии в литье под давлением?
Чтобы полностью избежать появления линий сварки, вы можете рассмотреть возможность оптимизации процесса литья под давлением, конструкции детали, конструкции пресс-формы и выбора пластиковых материалов, чтобы свести к минимуму образование линий сварки.
Дизайн пресс-форм
Вы можете начать с изменения конструкции пресс-формы с холодных и горячеканальных каналов на конструкцию литников, чтобы эффективно избежать линий сварки.
1. Холодные каналы
Предпочтительно выбирать круглые или трапециевидные направляющие. Увеличьте количество лунок для холодных пробок и убедитесь, что их длина достаточна, чтобы обеспечить плавные переходы внутри формы. Максимизируйте площадь поперечного сечения направляющих, сохраняя при этом разумные профили потока. Уменьшите скорость течения расплава и потери давления.
2.Горячие бегуны
Обеспечьте последовательный ввод расплава, контролируя последовательность открытия различных литников, чтобы эффективно скрыть линии сварки. В тех случаях, когда нельзя избежать линий сварки, последовательные клапаны могут успешно отвести линии сварки на невидимые поверхности.
3.Дизайн ворот
Избегайте использования игольчатых затворов с высокими потерями давления и вместо этого отдавайте предпочтение типам ворот с меньшими потерями давления, например, боковым и веерным затворам.
Для крупных деталей, если избежать линий сварки невозможно, уменьшение длины потока за счет увеличения количества литников может повысить температуру фронта расплава; для мелких деталей минимизируйте количество литников, чтобы уменьшить количество фронтов потока.
4.Вентиляция
Установите вентиляционные прорези в конце заливок, чтобы улучшить вентиляцию расплава и уменьшить появление линий сварки. Если улучшение вентиляционных щелей недостаточно, рассмотрите возможность добавления в форму переливных колодцев.
5. Формы для быстрого охлаждения/быстрого нагрева.
Для деталей с особыми требованиями рассмотрите возможность использования форм для быстрого охлаждения/нагрева. Перед литьем под давлением поднимите температуру формы выше температуры стеклования (Tg) материала с помощью пара высокой температуры и высокого давления; при охлаждении и затвердевании применяют быстрое охлаждение холодной водой. Эта конструкция эффективно исключает линии сварки, но требует высоких требований к формам и охлаждающему оборудованию.
Проектирование структуры детали
При проектировании детали следует свести к минимуму ненужные отверстия.
Толщина детали должна быть как можно большей, чтобы уменьшить сопротивление заполнению и свести к минимуму неравномерность толщины конструкции.
Тщательно проектируя неравномерную толщину, можно в некоторой степени смягчить влияние линий сварного шва, но это требует оценки, основанной на конкретной структуре продукта и условиях процесса.
Избегайте ребер, параллельных направлению потока. Если позволяют условия, используйте технологию последовательного шиберного клапана, чтобы изменить положение шиберного клапана так, чтобы направление потока было под углом к направлению ребра, что улучшит явление линии сварного шва. Как показано на рисунке ниже.
Если деталь должна иметь серебристый или другой металлический цвет, БоЙи обычно рекомендует красить деталь, а не добавлять красители в пластик. Это связано с тем, что хлопья металлических красителей часто делают линии сварки более заметными.
Выбор пластика
В ситуациях, когда невозможно изменить структуру формы и изделия, оптимизация свойств материала для улучшения линий сварных швов действительно является жизнеспособной стратегией.
Выбирайте материалы с лучшими характеристиками текучести. Например, можно использовать материалы с более низкой вязкостью расплава или добавлять усилители текучести для улучшения текучести материала.
Уменьшение доли наполнителей или добавок в материале может улучшить текучесть и уменьшить образование линий сварного шва.
Для деталей с пористыми элементами предпочтительно не использовать материалы, не требующие покраски. Выбирайте стандартные распыляемые материалы и применяйте покраску в последующих процессах для достижения желаемого внешнего вида.
Для материалов с плохой термостойкостью добавление в рецептуру термостойких добавок может улучшить их термические свойства, что позволяет проводить литье под давлением при более высоких температурах материала. Более высокие температуры материала помогают снизить вязкость и улучшить текучесть, тем самым уменьшая появление линий сварки.
Связанные с литьем
Регулируя состав материалов и параметры процесса литья под давлением, такие как температура, давление, скорость и т. д., обеспечьте тщательное плавление расплавленного пластика внутри формы, тем самым уменьшая появление линий сварки.
| Процесс литья под давлением | Цель |
|---|---|
| Увеличьте давление и скорость впрыска. | Увеличить скорость потока материала внутри полости, тем самым повысив температуру плавления в точках схождения. |
| Увеличьте давление удержания | Увеличьте прочность сходящихся точек и уменьшите линии сварных швов. |
| Увеличьте температуру формы | Поднимите температуру плавления в точках схождения. |
| Решение проблем с растворимостью | Увеличение температуры плавления в точках схождения может улучшить сыпучесть материала. Поднимите температуру плавления в точках схождения. |
| Увеличьте температуру горячеканального канала. | Поднимите температуру плавления в точках схождения. |
| Обеспечьте тщательную сушку, уменьшите количество антиадгезива для пресс-формы. | Уменьшите содержание малых молекул и влаги в V-образной канавке в местах схождения. |
| Увеличьте скорость вращения шнека и противодавление. | Уменьшите вязкость пластика, обеспечивая более быстрое течение внутри полости и тем самым увеличивая температуру плавления в точках схождения. |
| Переход на термопластавтомат большей грузоподъемности. | Если машина для литья под давлением имеет небольшую производительность, это может привести к неравномерной температуре расплава и недостаточному давлению впрыска, что повлияет на плавление материала. Чтобы улучшить линии сварки, при необходимости может потребоваться замена термопластавтомата на машину большей пластификации. |
Заключение
Линии сварных швов часто рассматриваются как серьезная проблема, которую следует избегать при производстве пластиковых деталей, поскольку они не только влияют на внешний вид продукта, но также могут привести к функциональным нарушениям, таким как повышенная хрупкость.
Поэтому, выбирая правильный производитель пресс-форм и литьевая машина имеет решающее значение. Когда вы выбираете BoYi услуги литья под давлением, вы узнаете, как мы превращаем эту задачу в возможность добиться совершенства.
Наша команда технических экспертов обладает обширным отраслевым опытом и знаниями и готова тесно сотрудничать с вами от проектирования до производства, предоставляя рекомендации и поддержку на каждом этапе пути. Наша цель — обеспечить тщательный контроль каждой детали, сводя к минимуму дефекты литья под давлением например, линии сварки, для изготовления высококачественных и надежных деталей.
Связаться с нами сегодня, чтобы запустить производство ваших пластиковых деталей. Отправьте файлы дизайна через форму, и вы получите ценовое предложение в течение 2 часов после вашего запроса.
Настройте свои детали
Все загрузки безопасны и конфиденциальны.
FAQ
Линия сварного шва и линия плавления образуются, когда фронты потока встречаются во время обработки пластмассы. Разница заключается в угле, под которым они сходятся: линии сварки образуются под углами менее 135°, а линии сварки — под углами более 135°.
Чтобы избежать появления линий сварки при литье под давлением, отрегулируйте условия литья, такие как температура, скорость впрыска и давление. Увеличение этих параметров, когда они низкие, может помочь минимизировать или устранить линии сварки.
Основной причиной появления линий сварного шва является неравномерность потока расплавленного пластика внутри полости. Это может произойти при наличии вставок, отверстий или изменений скорости потока, вызывающих прерывания или слияние нескольких расплавов. Другой распространенной причиной является неполное смешивание материалов во время литьевого заполнения.
Метки: Руководство по литью под давлением
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
