قالب گیری تزریقی

 

پدید آمدن حباب در قطعات پلاستیکی

پدید آمدن حباب روی سطح قطعات قالب گیری شده از مشکلات  عمده قالب گیری تزریقی به شمار می آید که علاوه بر ظاهر نامطلوب، خواص مکانیکی قطعه را هم زیر سوال می برند.

راهکارها

  • مواد خام پیش از ورود به اکسترودر، داخل آون حرارتی قرار داده شوند.
  • خشک کن های اسکترودر را رطوبت زدایی کنید.
  • بخارات گیر افتاده در اکسترودر را تخلیه نمایید.
  • سرعت اکسترودر را کاهش دهید.
  • از کمک فرآیند های پلیمری استفاده کنید.
  • دمای اکسترودر را توسط حس‌گرهای حرارتی دقیق کنترل کنید و از دمای تخریب پلیمر فاصله بگیرید.

دلایل

  • جذب رطوبت
  • به دام افتادن هوا
  • تخریب پلیمر

وجود خط دای روی فیلم محصول

پدید آمدن خطوطی روی محصول نهایی به خط دای نسبت داده می‌شود. وجود این خطوط روی محصول علاوه بر ظاهر نامناسب، موجب بروز نقص و نقاط ضعف در قطعه نهایی می‌شود

راهکارها

  • اکسترودر و دای را قبل از شروع فرآیند کاملا تمیز نمایید. استفاده از تمیزکننده ها می تواند باعث جلوگیری از پدید آمدن خطوط شود.
  • با استفاده از کمک فرآیندها، دما و ویسکوزیته مذاب را کنترل کرده و از سوختن پلیمر مذاب جلوگیری کنید.
  • اصلاح زوایای تند در ورودی دای می تواند به رفع مشکل خطوط کمک کند.
  • از تراز بودن لبه های دای اطمینان حاصل کنید.
  • از رزین های با شاخص مذاب مشابه استفاده کنید.
  • از سازگارکننده های پلیمری استفاده نمایید.

دلایل

  • کربن باقی مانده در اکسترودر و تخریب پلیمر
  • هندسه دای و تنظیم دای
  • وجود نقاط و زوایای تیز
  • اختلاط پلیمرها با شاخص مذاب متفاوت

film casting

 

ژل

ژل ها مشکل متداول در فیلم های شفاف و لوله با ضخامت کمتر از 005/0 اینچ هستند. این ژل ها در فیلم های کدر و یا محصولات با ضخامت بالای 02/0 اینچ قابل مشاهده نیستند. ژل بدلایل متفاوتی اتفاق می افتد مانند: دنباله مواد با وزن مولکولی بالا، مواد شبکه ای شده در اثر حرارت بالا، افزودنی های با استحکام حرارتی پایین، باقی مانده مواد آسیاب شده، باقی مانده کاتالیست مانند سیلیکا و سایر ناخالصی های آلی و معدنی

در اثر میدان برشی در اسکترودر، ژل پدیدآمده در اثر ناخالصی کشیده شده و پدیده “چشم ماهی” رخ میدهد و باعث بروز نقص و نقاط ضعف و یا سوراخ در فیلم می شود. این پدیده درمورد ژل پدید آمده دراثر مواد با وزن مولکولی بالا صدق نمیکند.

راهکارها

 

  • برطرف کردن P-Gelها : درمرحله اول در خرید ماده اولیه دقت داشته باشید و کیفیت آن را با تهیه فیلم های نازک از ماده اولیه بررسی کنید. اگر درجه ژل شدن پایین باشد می توان برای آن چاره ای اندیشید!افزودن عوامل پخش می تواند باعث کاهش ژل شود اما آن را کاملا ناپدید نمی کند.استفداده از کمک فرایند می تواند باعث کاهش شکست مذاب و ژل شود.

 

  • برطرف کردن E-Gelها: از صحیح کار کردن ترموکوپل اسکترودر و همچنین سالم بودن و نداشتن حفره و خراش و محل تجمع مذاب اطمینان حاصل کنید. اکسترودر و دای و محل ورود خوراک را به دقت تمیز کنید. راهکار دیگر شروع فرایند اسکترود کردن با مذاب کاملا پایدار است تا لایه ای مذاب مقاوم به تخریب، دیواره را بپوشاند.کاهش دمای مذاب و کاهش نرخ برش می تواند به کاهش پدیده ژل کمک کند. افزودن کمک فرایند می تواند از پدیده ژل حین اسکتروژن جلوگیری کند.

انواع ژل ها

  • P-Gel: منشا این نوع ژل در ماده خام اولیه و پلیمریزاسیون آن هست.
  • E-Gel: منشا این نوع ژل فرآیند اسکتروژن است که در دمای بالا و زمان اقامت طولانی رخ میدهد.

پخش نامناسب پیگمنت

پخش نامناسب پیگمنت موجب ناهمگونی سطح قطعه و ظاهر نامناسب و خواص ناهمگن قطعه می شود. در صورت کلوخه شدن پیگمنت، میتواند بصورت نقص باعث تضعیف خواص مکانیکی شود. این امر می تواند بدلیل اختلاط ضعیف و یا ذوب ناهمگن باشد.

 

راهکار ها

  • فشار پشتی (back pressure) را افزایش دهید.
  • مواد سازگار با هم را استفاده کنید.
  • از عوامل سازگارکننده کمک بگیرید.
  • می توانید پیچ به سامانه اضافه کنید و یا پیچ را تغییر دهید.
  • دما را اندکی کاهش دهید
  • از میکسر استاتیک استفاده کنید

اکستروژن

اکستروژن فرآیندی است که درون یک جعبه سیاه انجام می‌گیرد. ما قادر به مشاهدات پدیده‌های داخل اکسترودر نیستیم بنابراین استفاده از ابزارآلات قوی برای کنترل خط اکسترودر ضروری به نظر می‌رسد. بنابراین پیش از اندیشیدن به راه‌حل‌های پیشنهادی، از عملکرد صحیح نشان دهنده ها حس‌گرهای اکسترودر خود اطمینان حاصل کنید:

  • فشار مذاب
  • دمای مذاب درون هر قسمت (خوراک – نواحی اختلاط – دای خروجی از قالب)
  • توان حرارت دهی
  • توان سرد کردن و نرخ سرد کردن
  • سرعت پیچ‌ها
  • سرعت خط تولید
  • ابعاد محصول نهایی

پوست کوسه ای

تبدیل سطح صاف به سطح زبر و غیربراق با دندانه های ریز  و تیز به پدیده پوست کوسه ای معروف است که موجب ناپایداری مذاب می شود.

این پدیده می تواند به دلایل متفاوتی رخ دهد مانند : دمای پایین مذاب، دهانه کوچک دای، وسکوزیته بالا، سرعت زیاد، لبه های تیز در دای

راهکارها

  • دمای مذاب را افزایش دهید.
  • اعمال حرارت به دهانه دای
  • دهانه دای را بزرگ کنید.
  • در صورت امکان از گرید های با ویسکوزیته کمتر استفاده کنید
  • سرعت تولید را کاهش دهید
  • از کمک فرآیند های پلیمری استفاده کنید.
  • در طراحی دای دقت کنید.

تورم دای

پروفایل ماده اکسترود شده از قالب، تمایل دارد تا به اندازه قبلی خود قبل از ورود به دای بازگردد. درواقع پلیمر اکسترود شده شکل قبلی خود را هنگامی‌که از یک سطح مقطع بزرگ‌تر  وارد یک سطح مقطع کوچک‌تر می‌شود، به حافظه می‌سپارد و تمایل به بازگشت به سایز قبلی را دارد.

چگونه می‌توان از تورم دای جلوگیری کرد؟

  • کاهش نرخ اکسترود شدن ( کاهش سرعت)
  • افزایش طول دای
  • افزایش دقت طراحی دای
  • استفاده از کمک فرایندهای پلیمری در صورتی که کاهش سرعت تولید صرفه اقتصادی ندارد.

شکست مذاب

گرانروی مواد شبه‌پلاستیک با افزایش نرخ برشی کاهش می یابد. مذاب های ترموپلاستیک عموما رفتار شبه‌پلاستیک از خود نشان می‌دهند. در سرعت های برشی بالاتر از حدبحرانی، مذاب های ترموپلاست دچار اغتشاش شده و گرانروی آن‌ها افزایش می یابد و پدیده شکست مذاب رخ می‌دهد. شکست مذاب باعث ایجاد ناصافی در محصول نهایی می‌شود.

راه‌حل

  1. افزایش دمای مذاب، سرعت برش بحرانی را افزایش می‌دهد و شکست مذاب را به تعویق می اندازد. توجه شود که افزایش دما در مواردی منجر به تخریب پلیمر می‌شود.
  2. کاهش وزن مولکولی پلیمر، سرعت برش بحرانی را افزایش میدهد اما در بسیاری موارد امکان تعویض ماده اولیه وجود ندارد.
  3. کاهش نرخ برش و کاهش سرعت اکستروژن(در برخی موارد اقتصادی نیست)
  4. استفاده از تکنولوژی اولتراسونیک در دیواره های دای به منظور کاهش گرانروی
  5. کاهش گرانروی مذاب با استفاده از کمک فرآیند های پلیمری

افزایش دقت سایز گرانول های پلیمری

گرانول های پلیمری بعنوان خوراک برای انواع فرایندهای تزریق و شکل دهی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکنواختی شکل و لبه آن ها اهمیت دارد. به منظور تهیه گرانول و دانه های پلیمری، خروجی اکسترودر که بصورت رشته است، وارد یک حمام خنک کننده می‌شود. و سپس توسط ابزارآلات مخصوص، به شکل دانه های یکنواخت بریده می‌شود.

راهکارها

  • از سالم بودن لبه های تیغ و تیز بودن آن ها اطمنیان حاصل کنید.
  • محل قرار گرفتن تیغ را به دقت تنظیم نمایید.
  • دمای خنک کاری را کنترل نمایید.
  • زمان خنک کاری را افزایش دهید.
  • شدت جریان خنک کننده را افزایش دهید.
  • راهکارهای جلوگیری از ترم دای را مطالعه نمایید.

دلایل

  • ناکارآمد بودن تجهیزات برش و پدید آمدن دم در دانه های پلیمری
  • عدم کنترل دما حین سرمایش و پدید آمدن حفره
  • زمان خنک کاری ناکافی
  • منجمد نشدن دانه ها چسبیدن آن ها به یکدیگر
  • تورم دای و ادغام رشته های پلیمری خروجی

ترمو فرمینگ

 

عدم انتقال جزییات قالب

 ترموفرمینگ فرآیندی است که طی آن ورق مذاب پلیمری شکل قالب را به خود میگیرد. ممکن است جزییات قالب در محصول قالبگیری شده به دقت رعایت نشده باشد. این امر می تواند بدلایل مختلفی رخ دهد

راهکارها

  • برای جلوگیری می بایست در ابتدا دمای آون را چک کنید و از سالم بودن حسگرها اطمینان حاصل کنید. همچنین زمان حرارت دهی و پمپ چرخشی را بررسی کنید.
  • مهر و موم را به دقت چک کنید. از عملکرد پمپ خلا اطمینان حاصل کنید.
  • امکان نشتی از شلنگ و یا مهر و موم را چک کنید.
  • زمان حرارت دهی را توسط حسگرهای مطمئن چک کنید.

عوامل

  • سرد بودن بیش از اندازه مواد
  • فشار کم قالب
  • مهر و موم و گیره ناکاف
  • حرارت به مدت طولانی

نقاط سفید در قطعه

پدید آمدن نواحی سفید روی قطعه می تواند به دلیل کشیدگی در اثر تنش باشد که به سفیدی متمایل می شود. همچنین وجود ناخالصی  و یا خراش روی رول می تواند باعث بروز این نقص شود

راهکارها

  • افزایش دمای ورقه ها به منظور جلوگیری از کشیدگی در اثر تنش
  • عملیات خلا را زودتر آغاز کنید
  • دمای قالب را افزایش دهید.
  • از خش دار نبودن و سفید نبودن ورق اولیه اطمینان حاصل کنید.

قالب گیری تزریقی

 

قطعه ناکامل و کوچکتر از ابعاد واقعی

هنگامیکه مذاب پلیمری، حفره قالب را بخوبی پر نکند، این پدیده که به SHORT SHOT معروف است، رخ میدهد. این امر می تواند به دلایل زیر باشد:

  • انتخاب نامناسب ماده پلیمری
  • طراحی نامناسب
  • پارامترهای نامناسب RUNNER
  • دستگاه فشار تزریق نامناسب
  • دمای قالب ناکافی
  • کم بودن میزان خوراک
  • زمان ناکافی

راهکارها

  • گرید های مشابه با شاخص مذاب بالاتر را امتحان کنید و یا از کمک فرایند ها و افزودنی ها برای کاهش ویسکوزیته استفاده کنید.
  • طراحی قالب را بازبینی نمایید.
  • فشار تزریق را 5% افزایش دهید. اگر قطعه بهبود یافت، به همین ترتیب 5% اضافه کنید تا قطعه کاملا پر شود.
  • سرعت تزریق را %5 افزایش دهید. اگر قطعه بهبود یافت، به همین ترتیب 5% اضافه کنید تا قطعه کاملا پر شود.
  • فشار نگهداری را افزایش دهید.
  • دمای مذاب، دمای BARREL و دمای قالب را تا حدی که خواص پلیمر اجازه می دهد افزایش دهید.
  • فشار پشتی (BACK PRESSURE) را افزایش دهید.
  • زمان فشار اول و فشار دوم را افزایش دهید.
  • حجم تزریق را افزایش دهید.

فرورفتگی قطعه (SINK)

شیار های فروفته در قطعات قالب گیری شده که معمولا در نواحی ضخیم مثل برجستگی ها و روی اضلاع  به علت جمع شدگی (shrinkage) حین خنک شدن رخ می دهد، sink  نام دارد. همچنین فشار ناکافی تزریق، زمان نگهداری کوتاه، دمای خیلی بالای قالب و مذاب و طراحی نامناسب می تواند باعث بروز فرورفتگی در قطعه شود.

راهکارها

  • در طراحی قطعه، تفاوت ضخامت را به حداقل برسانید.
  • اندازه رانر، گیت و اسپرو را افزایش دهید.
  • دریچه های تهویه را بزرگتر کرده و یا تعداد آن ها را افزایش دهید.
  • گیت را جابجا کنید.
  • فشار تزریق را افزایش دهید.
  • زمان نگهداری و خنک کردن را افزایش دهید.
  • دمای قالب و دمای مذاب را کاهش دهید
  • زمان تزریق را کاهش دهید.
  • از نشتی نداشتن شیر یک طرفه اطمینان حاصل کنید.

طراحی سایت توسط فراکارانت