Løsninger for overdreven veggtykkelse i sprøytestøping

For stor veggtykkelse er et vanlig problem ved design eller produksjon av sprøytestøpte deler. Det forringer ikke bare produktkvaliteten, men øker også produksjonskostnadene og reduserer produksjonseffektiviteten. De spesifikke farene gjenspeiles hovedsakelig i følgende aspekter:

1. Hyppige støpefeil: For stor veggtykkelse fører til ujevn avkjøling av smelten, noe som gjør det vanskelig for den indre varmen å forsvinne. Dette forårsaker lett defekter som synkemerker, fordypninger, bobler og vridning. For eksempel, når det tykkveggede området krymper under avkjøling, kan ikke overflatematerialet etterfylles i tide, noe som resulterer i tydelige synkemerker; den ufullstendig avkjølte smelten inni fortsetter å krympe, noe som kan generere indre bobler og påvirke produktets strukturelle integritet.

2. Lav produksjonseffektivitet: Økt veggtykkelse forlenger smeltefyllingstiden og kjølesyklusen, noe som reduserer effektiviteten til sprøytestøping betydelig. Under de samme produksjonsforholdene kan kjøletiden for tykkveggede deler være 2–3 ganger høyere enn for deler med rimelig veggtykkelse, noe som fører til et betydelig fall i produksjonen per tidsenhet og økt energiforbruk i produksjonen.

3. Materialsvinn og økende kostnader: For stor veggtykkelse betyr økt råvareforbruk, noe som direkte øker materialkostnadene. Samtidig fører den forlengede kjøletiden til høyere energiforbruk og akselerert formslitasje, noe som ytterligere øker de totale produksjonskostnadene.

4. Dårlige mekaniske egenskaper: For stor veggtykkelse kan forårsake ujevn krystallisering inne i plasten og forekomst av spenningskonsentrasjon, noe som reduserer produktets mekaniske egenskaper som slagfasthet og seighet, og påvirker produktets levetid og sikkerhet.

For å håndtere problemet med overdreven veggtykkelse kreves det en omfattende tilnærming fra flere aspekter, som optimalisering av designkilder, prosessjustering og materialtilpasning, med sikte på å oppnå målet om å "redusere tykkelse uten å gå på kompromiss med kvaliteten".

(I) Optimaliser produktstrukturdesign: Kontroller veggtykkelsen ved kilden

Produktdesign er den grunnleggende lenken for å løse problemet med overdreven veggtykkelse. For å oppfylle brukskravene bør unødvendig veggtykkelse reduseres gjennom vitenskapelig design, samtidig som strukturell styrke sikres.

1. Bruk ensartet veggtykkelse: Den ideelle veggtykkelsen for sprøytestøpte deler bør være konsistent, og unngå lokale tykkveggede områder. Under design bør et rimelig veggtykkelsesområde bestemmes basert på produktets bruksområde og belastningsforhold (vanligvis er den rimelige veggtykkelsen for termoplast 1–4 mm, som må justeres i henhold til spesifikke materialegenskaper). For deler av produktet som utsettes for høy belastning, kan metoder som å legge til forsterkningsribber og filetoverganger brukes i stedet for å øke veggtykkelsen, noe som ikke bare sikrer styrke, men også unngår lokalisert overdreven tykkelse.

2. Innlemme hule strukturer og lyshull: For sprøytestøpte deler i stort volum uten interne funksjonskrav, kan hule design eller lyshull brukes for å redusere veggtykkelsen i kjerneområdet. For eksempel, for produkter som husholdningsapparathus og bildeler, kan gitterlignende hule strukturer arrangeres i ikke-belastede områder, noe som ikke bare reduserer materialforbruket, men også letter smelteflyt og kjøling.

3. Optimaliser overgangssonedesign: Overgangen mellom områder med ulik veggtykkelse i produktet bør være jevn, og unngå brå endringer i rette vinkler eller spisse vinkler. Dette forhindrer stagnasjon og opphopning av smelte under strømning, samtidig som det reduserer defekter forårsaket av ujevn avkjøling. Det anbefales å kontrollere hellingsvinkelen til overgangssonen mellom 30°–60° for å sikre jevn smeltestrømning.

(II) Juster parametrene for sprøytestøpingsprosessen: Tilpass deg støpekravene etter tykkelsesreduksjon

Etter optimalisering av produktstrukturen er det nødvendig å justere parametrene for sprøytestøpingsprosessen for å sikre jevn støping av de sprøytestøpte delene med redusert tykkelse og unngå problemer som utilstrekkelig fylling og flash.

1. Forbedre smeltefluiditeten: Øk tønnetemperaturen og formtemperaturen på passende måte for å redusere smelteviskositeten og forbedre flytkapasiteten, slik at smelten raskt kan fylle hulrommet med redusert tykkelse. Tønnetemperaturen bør justeres i henhold til plastmaterialet (f.eks. er temperaturen for PP-materiale vanligvis 180–220 ℃, og for ABS-materiale 200–250 ℃), og formtemperaturen kontrolleres vanligvis til 40–80 ℃. Dette unngår materialdegradering forårsaket av for høye temperaturer eller dårlig fluiditet på grunn av for lave temperaturer.

2. Optimaliser injeksjonstrykk og -hastighet: Øk injeksjonstrykket og injeksjonshastigheten for å forkorte smeltefyllingstiden og forhindre utilstrekkelig fylling forårsaket av redusert veggtykkelse i hulrommet. Det anbefales å øke injeksjonstrykket med 10–20 % sammenlignet med de opprinnelige parametrene (justeringer bør gjøres i kombinasjon med formens bæreevne). Injeksjonshastigheten kan bruke segmentert kontroll: rask fylling i tidlig fase og langsom trykkholding i senere fase, for å redusere smeltepåvirkning og flashgenerering.

3. Juster trykkholdings- og kjøleparametre: Kjølehastigheten til sprøytestøpte deler med redusert tykkelse akselererer, så trykkholdingstiden og kjøletiden må justeres deretter. Trykkholdingstiden kan forkortes med 10–15 % for å unngå produktdeformasjon forårsaket av for høy trykkholding. Kjøletiden bør optimaliseres i henhold til den faktiske støpesituasjonen for å sikre at produkttemperaturen er lavere enn varmeforvrengningstemperaturen når den tas ut av støpeformen, og dermed redusere vridning.

(III) Velg passende materialer og forbedre formene

1. Velg høyflytende materialer: For sprøytestøpte deler med tynnere vegger anbefales det å velge plast med god flyteevne, som PP, PE og ABS, eller modifisert plast (f.eks. modifisert PVC med tilsatt mykner) for å redusere støpevansker. Unngå å bruke materialer med dårlig flyteevne (som PC og POM) for tynnveggede produkter med mindre støpekravene kan oppfylles gjennom prosessoptimalisering eller formforbedring.

2.Optimaliser formstrukturen: Forbedre formens portsystem ved å øke portstørrelsen og forkorte løpeløpets lengde for å redusere smeltestrømningsmotstanden. For eksempel, bruk punktformede porter eller vifteporter for å forbedre smeltefyllingseffektiviteten; installer kalde slugs i løpeløpet for å forhindre at kaldt materiale kommer inn i hulrommet og påvirker støpekvaliteten. Samtidig bør formhulrommets overflate poleres for å redusere smeltestrømningsfriksjon og forbedre fyllingseffektiviteten.

3.Legg til ventilasjonssystemer: Etter reduksjon av veggtykkelsen er det vanskeligere å slippe ut gass inne i formhulrommet, noe som lett kan forårsake defekter som bobler og brennmerker på produktet. Ventilasjonsspor bør plasseres på enden av formhulrommet, døde hjørner av smeltestrømmen og andre posisjoner. Den anbefalte bredden på ventilasjonssporet er 0,01–0,03 mm, og dybden er 0,5–1 mm, for å sikre rettidig gassutslipp under støpeprosessen.

(IV)Styrke kvalitetsinspeksjon og iterativ optimalisering

1. Etabler standarder for inspeksjon av veggtykkelse: Inspiser regelmessig veggtykkelsen på sprøytestøpte deler under produksjon ved hjelp av verktøy som skyvelære og ultralydtykkelsesmålere for å sikre at den faktiske veggtykkelsen oppfyller designkravene og unngå lokalisert overdreven tykkelse forårsaket av produksjonsavvik.

2. Utfør formtesting og prosessiterasjon: Etter justering av produktstrukturen og prosessparametrene, utfør formtesting for å bekrefte produktets fyllingstilstand, overflatekvalitet og mekaniske egenskaper. Hvis det oppstår problemer som utilstrekkelig fylling eller synkemerker, optimaliser strukturdesignet eller prosessparametrene ytterligere inntil den kvalifiserte standarden er oppnådd.

3. Langsiktig overvåking og tilbakemelding: Kontinuerlig overvåking av produktkvaliteten under masseproduksjon, innsamling av data om støpefeil og regelmessig analyse av årsakene for å optimalisere ordningen. Hvis for eksempel lokale synkemerker oppstår vedvarende, kan det fortsatt være rom for å optimalisere veggtykkelsen i det området, noe som krever justering av den strukturelle utformingen.

I I I. Forholdsregler og sammendrag

For å løse problemet med overdreven veggtykkelse i sprøytestøpte deler, må prinsippet om «designprioritet, prosesstilpasning og materialtilpasning» følges. Kjernen er å minimere unødvendig veggtykkelse i størst mulig grad, forutsatt at produktets funksjoner og mekaniske egenskaper oppfylles. Samtidig bør følgende punkter bemerkes:

1. Når du optimaliserer strukturen, må du ikke redusere veggtykkelsen for mye. Det er nødvendig å bekrefte om produktet oppfyller brukskravene gjennom styrketester for å unngå kvalitetsproblemer som produktbrudd og deformasjon forårsaket av for tynne vegger;

2. Justering av prosessparametrene bør utføres trinn for trinn. Unngå drastiske modifikasjoner på én gang for å forhindre nye støpefeil som flash og formfastklistring;

3. Muggforbedring bør kombineres med produktstruktur og materialegenskaper. Unngå blindt å legge til porter eller ventilasjonsspor, da dette kan påvirke formens levetid og produktets utseende.

Avslutningsvis er det et systematisk prosjekt å løse problemet med overdreven veggtykkelse i sprøytestøpte deler. Det krever samarbeidende optimalisering fra flere aspekter, inkludert design, prosess, materialer og former. Dette adresserer ikke bare eksisterende defekter, men balanserer også produksjonseffektivitet og kostnadskontroll, noe som til slutt oppnår en vinn-vinn-situasjon for produktkvalitet og økonomiske fordeler.