Czym są linie spawu w formowaniu wtryskowym? Kompletny przewodnik

Linie spawu, znane również jako linie dzianiny, są powszechną wadą formowania wtryskowego, która może wpływać na wygląd i wydajność formowanych części z tworzyw sztucznych. W tym kompletnym przewodniku, jako Producent form wtryskowych z tworzyw sztucznychOmówimy wszystko, co musisz wiedzieć o liniach spawu, w tym co je powoduje, jak im zapobiegać i jak zminimalizować ich wpływ.

Czym są linie spawu?

Linie spawania w formowaniu wtryskowym występują, gdy dwa fronty przepływu stopionego tworzywa sztucznego zbiegają się, ale nie w pełni łączą się ze sobą w gnieździe formy. Pozostawia to widoczną linię, przebarwienie lub wgłębienie na powierzchni, gdzie spotykają się dwa fronty.

Technicznym terminem określającym to zjawisko jest "zimny spaw", ponieważ tworzywo sztuczne zaczyna stygnąć i krzepnąć, zanim dwa fronty w pełni się stopią. Rezultatem jest niedoskonałe połączenie, które tworzy słaby punkt w części.

Linie zgrzewu często tworzą się wokół otworów, narożników, wkładek, zmian grubości ścianek i innych przeszkód w formie. Gdy tworzywo sztuczne przepływa wokół tych obiektów, rozdziela się na oddzielne strumienie, a następnie łączy się ponownie po drugiej stronie.

Co powoduje powstawanie linii spawu?

Istnieje kilka potencjalnych przyczyn wad linii spawu:

Niewystarczające ciśnienie - Jeśli ciśnienie wtrysku jest zbyt niskie, dwa plastikowe fronty przepływu nie będą miały wystarczającej siły, aby w pełni połączyć się ze sobą.

Przedwczesne chłodzenie - Zbyt zimne stopione tworzywo sztuczne nie połączy się prawidłowo po ponownym połączeniu przepływów. Może się tak zdarzyć, jeśli prędkość wtrysku jest zbyt niska lub jeśli nastąpi nieoczekiwany spadek temperatury.

Nierównomierne chłodzenie - Jeśli jedna strona przeszkody schładza się szybciej niż druga, powstają dwa fronty o różnych temperaturach, które nie łączą się prawidłowo.

Uwięziony gaz - Powietrze i gazy emitowane przez tworzywo sztuczne podczas wtrysku mogą zostać uwięzione w punkcie linii zgrzewu, uniemożliwiając stopienie się materiału.

Zanieczyszczenia - Zanieczyszczenia w plastikowej żywicy mogą prowadzić do nieregularności przepływu, które hamują prawidłowe połączenie frontów.

Słaba wentylacja - Nieodpowiednie odpowietrzenie powoduje uwięzienie gazów wzdłuż linii spawania.

Niezrównoważone wypełnienie - Nierówne prędkości przepływu między sekcjami formy mogą prowadzić do przedwczesnego chłodzenia po jednej stronie spoiny.

Jak linie spawu wpływają na części?

W większości przypadków linie spawów są kwestią czysto kosmetyczną, która nie wpływa na wydajność. Jednak w niektórych przypadkach mogą one powodować słabe punkty:

• Zmniejszenie wytrzymałości, trwałości i odporności na uderzenia
• Tworzenie ścieżek wycieku
• Wprowadzenie punktów koncentracji naprężeń

Nasilenie zależy od szerokości i głębokości linii spoiny, od tego, jak dobrze łańcuchy polimerowe przenikają się przez granicę i czy znajduje się ona w miejscu o wysokim naprężeniu.

Głębokie linie spawania z niewielkim lub żadnym wiązaniem molekularnym najprawdopodobniej wpłyną na działanie. Jednak nawet płytkie linie mogą potencjalnie powodować pęknięcia w określonych warunkach.

Jak zredukować linię spoiny w formowaniu wtryskowym?

Podczas gdy całkowite zapobieganie powstawaniu linii spawu może nie być możliwe w przypadku niektórych form, oto rozwiązania, które pomogą zminimalizować wady:

Optymalizacja projektu części

• W miarę możliwości należy stosować jednolite grubości ścianek, aby zapewnić równomierny przepływ.
• Umieść wszelkie niezbędne wkładki w sposób sprzyjający wzorcowi przepływu.
• Rozważ dodanie zaokrąglenia lub dużego promienia na połączeniach ścian.

Ulepszony projekt formy

• Sprawdzić wystarczającą wentylację w problematycznych obszarach. W razie potrzeby powiększ otwory wentylacyjne.
• Zlokalizuj bramki tak, aby przepływ był kontynuowany po zbiegnięciu.
• Ograniczenie przeszkód na ścieżce przepływu, takich jak żebra lub otwory.

Dostosowanie ustawień procesu

• Zwiększyć prędkość i ciśnienie wtrysku.
• Nieznacznie podnieść temperaturę beczki i formy.
• Wydłużenie czasu pakowania w celu zwiększenia ciśnienia w przewodzie dzianiny.
• Zminimalizowanie użycia środków antyadhezyjnych z silikonami.

Zwracając uwagę na te obszary, wtryskarki mogą ograniczyć występowanie linii spawu i produkować mocniejsze, lepiej wyglądające części z tworzyw sztucznych. Prawidłowe odpowietrzanie, wlew, jednolite ścianki i optymalne warunki napełniania mają duże znaczenie. Aby znaleźć najlepszą równowagę dla danej formy, konieczne może być przeprowadzenie kilku prób.

Jak zapobiegać powstawaniu linii spawu

Całkowite wyeliminowanie linii spoin jest zwykle niemożliwe bez usunięcia niezbędnych elementów formy. Można jednak podjąć kroki w celu zminimalizowania ich występowania i nasilenia:

Optymalizacja położenia bramki - Umieść zasuwy w taki sposób, aby tworzywo sztuczne wpływało równolegle do przeszkód z wystarczającą ilością miejsca na połączenie przepływów w dół rzeki.

Układy Balance Runner - Zrównoważyć długości i średnice przepływu tak, aby tworzywo sztuczne docierało jednocześnie po obu stronach linii zgrzewania.

Zwiększona grubość ścianki - Dodatkowy materiał spowalnia chłodzenie, dając więcej czasu na wymieszanie się frontów przepływu.

Dodaj otwory wentylacyjne i zakładki przelewowe - Ulepszona wentylacja pozwala gazom wydostać się na zewnątrz, zamiast zostać uwięzionym pomiędzy przepływami.

Polskie wkładki do form - Gładsze powierzchnie wkładek zmniejszają tarcie i nagrzewanie ścinające, które mogą przyczyniać się do nierównomiernego chłodzenia między frontami przepływu.

Używanie gorących biegaczy - Gorące kanały utrzymują tworzywo sztuczne w stanie stopionym, co zapewnia szybsze napełnianie, mniejsze wahania chłodzenia i lepsze łączenie frontów przepływu.

Optymalizacja ustawień przetwarzania - Wybór optymalnych ustawień temperatury, ciśnienia, prędkości i czasu pomaga zrównoważyć przepływ i ograniczyć przedwczesne chłodzenie.

Jak naprawić istniejące problemy z przewodami spawalniczymi?

W przypadku części, które już wykazują wady linii spawu, można wypróbować kilka ulepszeń obróbki:

Zwiększenie prędkości wtrysku - Szybsze napełnianie skraca czas chłodzenia i ułatwia prawidłowe przenikanie łańcuchów polimerowych przez granice przepływu. Nie należy jednak zwiększać prędkości tak bardzo, aby spowodować inne problemy z przepływem fontanny, strumieniem lub spalaniem.

Podniesienie temperatury stopu i formy - Gorętsze tworzywo sztuczne szybciej wypełnia wnękę, pozostając dłużej stopione, dzięki czemu łańcuchy mogą się wzajemnie rozpraszać na linii spoiny, zapewniając lepszą wytrzymałość. Należy tylko przestrzegać zaleceń producenta żywicy.

Dodaj przeciwciśnienie śruby - Wyższe ciśnienie wsteczne wytwarza bardziej jednorodne stopione tworzywo sztuczne, zapewniając płynniejszy i bardziej spójny przepływ.

Niższa siła zacisku - Mniejsza siła zacisku pozwala na niewielkie ilości "zapłonu", który umożliwia swobodne odprowadzanie gazów z miejsc spawania.

Optymalizacja funkcji Pack & Hold - Staranne dostosowanie ciśnienia, czasu i profilowania pakietu może poprawić stapianie w miejscach spawania.

Minimalizowanie wyglądu linii spoin

Chociaż często jest to nieuniknione, istnieją metody zmniejszania widoczności linii spawów:

Rozmieszczenie bramek - Umiejscowienie bramek z dala od powierzchni wrażliwych kosmetycznie sprawia, że linie spawów są mniej widoczne.

Wybór materiału - Przezroczyste materiały, takie jak kryształ polistyren naturalnie ukrywają linie spoin lepiej niż materiały błyszczące. Można też użyć specjalnych gatunków o zwiększonym przepływie.

Kolorystyka - Ciemniejsze kolory żywicy lepiej ukrywają linie spawów niż jasne kolory.

Dekoracja - Malowanie, drukowanie, teksturowanie lub dodawanie etykiet/logotypów może skutecznie kamuflować linie spoin powierzchniowych.

Operacje po formowaniu - Obróbka wtórna, szlifowanie, polerowanie, polerowanie lub obróbka strumieniowo-ścierna może wyeliminować powierzchowne linie spoin.

Podsumowując, linie zgrzewu są bardzo powszechną wadą formowania wtryskowego, która występuje, gdy fronty przepływu tworzywa sztucznego zbiegają się nieprawidłowo. Kluczem do sukcesu jest najpierw zrozumienie, co je powoduje, a następnie zbadanie różnych sposobów zapobiegania, minimalizowania lub ukrywania ich skutków w oparciu o to, co jest najbardziej krytyczne dla danego zastosowania.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące linii spawalniczych do formowania wtryskowego

Poniżej znajdują się odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania dotyczące linii spawu:

Czy można całkowicie wyeliminować linie spawów?

W większości przypadków nie. Pewien poziom linii zgrzewu jest generalnie nieunikniony w konwencjonalnym formowaniu wtryskowym, gdy przepływ tworzywa sztucznego musi się rozdzielić i ponownie połączyć wokół przeszkód. Często można jednak zminimalizować ich występowanie poprzez optymalizację.

Kiedy linie spawu faktycznie osłabiają plastikowe części?

Większość z nich ma charakter czysto kosmetyczny. Jeśli jednak splątanie łańcucha polimerowego jest bardzo słabe na granicy przecięcia, miejsce to będzie miało gorsze właściwości mechaniczne. Rzeczywiste testy to jedyny sposób, aby dowiedzieć się, czy nastąpiła znacząca utrata wytrzymałości na rozciąganie lub uderzenia.

Skąd wiadomo, czy linia spawu będzie stanowić problem?

Czynniki, które sprawiają, że stają się one bardziej problematyczne, to szersze, głębsze linie; miejsca narażone na duże obciążenia; żywice krystaliczne; materiały wypełnione szkłem; oraz nieodpowiednia interdyfuzja molekularna. Krótkie, płytkie linie dzianiny w obszarach niekrytycznych są najmniej narażone na pogorszenie wydajności.

Czy zmiana położenia bramki może wyeliminować linie spawu?

Czasami. Najlepszym rozwiązaniem jest umieszczenie bramek w taki sposób, aby tworzywo sztuczne wchodziło w sposób, który pozwala na ponowne połączenie rozdzielonych strumieni z zachowaniem wystarczającej odległości do dokładnego wymieszania. Zmiana położenia bramek grozi jednak powstaniem nowych linii zgrzewu lub innych defektów.

Dlaczego niektóre żywice ukrywają linie spoin lepiej niż inne?

Polimery amorficzne, takie jak ABS, PC i PMMA, naturalnie lepiej dyfundują z powrotem do siebie przez fronty przepływu. Żywice półkrystaliczne, takie jak nylon, PET i PP, trudniej się przenikają i maskują granice spoin.

Jak wzmocnić słabą linię spawu?

Jeśli zmiana geometrii części, oprzyrządowania i przetwarzania nadal nie zapewnia odpowiedniego stopienia granicy, może być konieczne określenie materiału bardziej przyjaznego dla przepływu, dodanie żeber wzmacniających lub klinów wokół regionu, zmiana na wkładki metalowe/kompozytowe lub unikanie dużych naprężeń w pobliżu lokalizacji.

Podsumowanie

Podsumowując, zrozumienie tego, co, dlaczego i w jaki sposób linie spawalnicze umożliwiają szybsze formowanie funkcjonalnych, trwałych części poprzez proaktywną optymalizację, a nie reaktywne rozwiązywanie problemów. Prosimy o kontakt w przypadku jakichkolwiek innych pytań dotyczących linii spawania!