| Деформация при литье под давлением — это дефект поверхности, проявляющийся в виде серебристых или белых полос вдоль направления потока расплава детали. Она вызвана выходом газа — от испарения влаги до пара, деградации полимера, теплового воздействия сдвига или загрязнения — через расплав во время заполнения полости. Три основные причины, в порядке убывания частоты, — это влага, тепло и сдвиг. |
Разводнение — один из наиболее распространенных косметических дефектов при литье пластмасс под давлением, и один из самых сложных в диагностике, поскольку он выглядит одинаково независимо от причины: избыток материала, перегрев цилиндра, недостаточный размер литникового канала или просачивание смазки в полость в течение трех смен. Решение для каждой из этих проблем совершенно различно.
В этом руководстве объясняются четыре категории первопричин — влажность, тепло, сдвиг и загрязнение — с указанием конкретных диагностических закономерностей, которые их разделяют, изменений параметров, которые устраняют каждую из них, и проектных решений, которые предотвращают образование фальцев.
Что такое литье под давлением?
Дефект поверхности (также называемый серебристыми полосами, серебристыми пятнами или брызгами) — это косметический дефект, проявляющийся на поверхности деталей, изготовленных методом литья под давлением, в виде тонких, блестящих, серебристых или белых полос, идущих в направлении потока расплава. Эти полосы обычно влияют на качество поверхности детали и следуют направлению потока смолы.
В глоссарии по литью под давлением компании Beaumont Technologies разбрызгивание определяется как: «обычно вызванное газом, как правило, водой (паром), но может быть вызвано нерасплавленным материалом, грязью, стружкой или хлопьями от трехплитных форм, холодными заготовками, избытком летучих добавок, воздухом и/или разгерметизацией». [1].
Механизм во всех случаях одинаков: газ образуется в расплаве или проникает в него, задерживается, мигрирует к поверхности детали во время заполнения полости и вмерзает в поверхность в виде полосы при затвердении поверхностного слоя. Источник газа различен.
Хотя деформация в основном носит косметический характер, она также может указывать на технологическое состояние полимера — перегрев, избыток влаги, повреждение полимера при сдвиге — которое ослабляет его механические свойства, даже если видимой полосы нет.
Расхождение и сходные дефекты — не допускайте неправильной диагностики.
Сплэй часто путают с несколькими похожими заболеваниями. Важно правильно поставить диагноз до внесения изменений в процесс:
- Линии потока: Волнистые или рябчатые поверхностные следы, следующие за фронтом потока. Вызваны холодным материалом или непостоянной скоростью впрыска, а не газом. Линии потока лежат на поверхности; разброс имеет слегка приподнятую, отражающую поверхность.
- Расслоение: Отслаивание или шелушение поверхностных слоев. Выглядит как деформация, но вызвана несовместимостью материалов (например, загрязнением другим полимером) или избытком разделительного агента. Расслоенные слои можно отслоить физически; деформацию — нет.
- Холодные слизни: Твердый кусок охлажденного материала, впрыскиваемый в полость, обычно рядом с литниковым каналом. Выглядит как отдельное пятно или полоса рядом с литниковым каналом, не распределенная по всей детали.
- Следы ожогов: Темные или обугленные следы в местах окончания заправки, вызванные воспламенением сжатого газа. Это другой механизм, отличный от разбрызгивания, хотя оба явления могут сосуществовать при недостаточной вентиляции.
Причина 1 — Влага: наиболее распространенная причина провисания
Влага является наиболее частой причиной разбрызгивания. Когда гигроскопичные смолы — нейлон, поликарбонат, ПЭТ, ПБТ, АБС — поглощают атмосферную влажность и обрабатываются без надлежащей сушки, влага испаряется, превращаясь в пар внутри цилиндра. Этот пар образует пузырьки в расплаве, которые мигрируют на поверхность во время наполнения и замерзают в виде серебристых полос.
Характерным признаком распространения влаги является её хаотичное распределение по поверхности детали. Полосы, вызванные влагой, не появляются постоянно в одном и том же месте от одной заливки к другой — они распределяются там, где пузырьки достигают поверхности в данном конкретном случае заливки. Если вы видите полосы, которые перемещаются по детали без фиксированного местоположения, первое, что следует проверить, — это наличие влаги.
Сколько влаги — это уже слишком много?
Разные смолы имеют разную устойчивость к влаге до появления расслоения. В таблице ниже приведены типичные требования к сушке. Использование анализатора влажности — а не просто прикосновение к материалу для проверки его температуры — является единственным надежным способом убедиться в том, что материал достаточно высох. [2].
| Смола | Температура сушки. | Минимальное время сушки | Макс. влажность | Заметки |
| ABS | 80-90 ° C | 2–4 часа | ≤ 0.10% | точка росы ≤ -29°C |
| ПА 6 (Нейлон 6) | 80 ° C | 4–6 часа | ≤ 0.20% | Требуется осушитель воздуха |
| ПА 66 (Нейлон 66) | 80-85 ° C | 4–6 часа | ≤ 0.20% | Требуется осушитель воздуха |
| ПК (поликарбонат) | 120 ° C | 3–4 часа | ≤ 0.02% | Точка росы ≤ -29°C; критическое значение — пороговое значение для образования лопастей очень низкое. |
| ПЭТ (PET) | 120-140 ° C | 4–6 часа | ≤ 0.02% | Рекомендуемая точка росы ≤ -40°C |
| PBT | 120 ° C | 3–4 часа | ≤ 0.04% | Осушитель; контроль производительности бункера. |
| ПОМ (ацеталь) | 80-90 ° C | 2–4 часа | ≤ 0.20% | Риск перегрева — сушилка для белья при температуре 38°C, если пресс находится в режиме ожидания более 4 часов. |
| ПП / ПЭ | 60-80 ° C | 1–2 часа (при наличии осадков) | Обычно негигроскопичные | Проверьте, не хранится ли в условиях повышенной влажности; сушка не обязательна. |
Примечание о пересушивании: Материал, находящийся неподвижно в бункере в течение длительного времени, может пересохнуть, что приведет к деградации полимерных добавок и образованию расслоений. Если пресс будет простаивать более четырех часов, наклоните сушилку примерно на определенное расстояние. 38 ° C (100 ° F) — достаточно теплый, чтобы сохранять сухость, не повреждая материал. [3].
Источники влаги со стороны пресс-формы
Влага не всегда образуется из-за материала. Утечки охлаждающей воды внутри формы — менее очевидный, но реальный источник влаги. Проверьте все водопроводные фитинги, особенно те, которые установлены сверху формы, где может скапливаться конденсат.
Слайды, съемные пластины и другие подвижные компоненты с водяным охлаждением следует осматривать в рабочем состоянии, а не только в состоянии покоя. Если используются температуры чиллера ниже 10°C (50°F) и в цехе высокая влажность, на пресс-форме может образовываться конденсат — конденсация на поверхности пресс-формы вносит влагу непосредственно перед следующим впрыском.
Причина 2 — Нагрев: чрезмерная обработка и время выдержки.
Растрескивание, вызванное нагревом, происходит, когда полимер подвергается воздействию температур выше рекомендованного производителем материала технологического диапазона в течение достаточно длительного времени, что приводит к началу термической деградации. Полимерные цепи разрушаются — образуются более короткие фрагменты цепей и газообразные летучие соединения, — и эти летучие вещества образуют полосы на поверхности детали.
Диагностический признак теплового расслоения: материал показывает сухость при проверке влагомером, но расслоение сохраняется. Обратите внимание на липкость или запах гари на готовой детали — оба признака указывают на переобработку. При наличии любого из этих признаков первым делом следует проверить температуру цилиндра.
Обратное давление: наиболее часто упускаемая из виду причина перегрева
Избыточное противодавление — один из наиболее распространенных и наименее изученных факторов, способствующих распространению тепла. Высокое противодавление многократно проталкивает расплав через зону сжатия шнека, генерируя тепло сдвига, которое накапливается по всему цилиндру.
Критическое правило процесса: любое изменение противодавления требует как минимум 20 минут Чтобы ствол достиг нового теплового равновесия, прежде чем оценивать его влияние на разброс пуль, необходимо внести изменения в противодавление и немедленно оценить результат следующего выстрела.
В материале, подвергнутом чрезмерной обработке с использованием противодавления, полимерные цепи укорачиваются, что может привести как к расщеплению, так и к снижению механической прочности деталей, которые визуально выглядят приемлемо.
Время пребывания в стволе и калибровка ствола
Разбрызгивание из-за времени пребывания дроби в стволе происходит, когда размер дроби слишком мал по отношению к объему ствола. Материал слишком долго находится в стволе, перегреваясь нагревательными лентами, особенно тот, который оседает на дне ствола.
Решение заключается в том, чтобы подобрать размер дроби в соответствии с требуемым размером: размер дроби должен составлять от 20 до 80% от объема ствола. Если дробь слишком велика для данной задачи, то разброс дроби из-за времени пребывания в стволе уже заложен в конструкцию процесса.
Когда это невозможно исправить с помощью машинного отбора, задержка вращения винта может помочь: установить вращение винта таким образом, чтобы оно начиналось с опозданием, а завершение восстановления происходило приблизительно. 1.5–2 секунды до открытия формыЭто сводит к минимуму время простоя заряженного ствола перед впрыском, уменьшая тепловое воздействие на последний дозированный материал, связанное с его хранением.
Причина 3 — Сдвиг: Полосы, заблокированные по местоположению
Разрыв расплава происходит, когда расплав полимера подвергается чрезмерному сдвигу — в литниковом канале, в литниковом канале, в поврежденном элементе формы или из-за слишком высокой скорости вращения шнека, — что приводит к механическому разрушению полимера и образованию газа.
Ключевое диагностическое отличие от воздействия влаги и тепла заключается в том, что Разброс осколков появляется неизменно в одном и том же месте на каждом снимке.Если полосы всегда располагаются в одном и том же месте, то почти наверняка причиной является сдвиг.
Диагностическая система положения наполнения
Наиболее эффективным инструментом для выявления сдвигового разброса является определение места его появления в последовательности насыпи:
- Начало заливки: Обратное всасывание воздуха при снижении давления приводит к затягиванию воздуха в сопло; чрезмерное падение температуры между соплом и формой; слишком маленький размер литникового канала для скорости заполнения. Уменьшите положение и скорость снижения давления (целевое значение: обратное всасывание 0.1–0.4 дюйма, минимальная скорость). Убедитесь, что температура сопла соответствует температуре литника формы с точностью до ±10°C.
- Середина заполнения: Особенности пресс-формы или поврежденные поверхности полостей, создающие локальный сдвиг. Разделите скорость впрыска на шесть равных сегментов; уменьшайте скорость для затронутого сегмента до нуля, по одному впрыску за раз, чтобы точно определить место заполнения, где начинается разбрызгивание. Осмотрите соответствующую область пресс-формы на наличие заусенцев или трещин.
- Конец заполнения: Перегрев затвора в конце заполнения или образование воскового налета на материале. Замедлите впрыск на заключительном этапе заполнения; проверьте температуру затвора; также рассмотрите возможность ускорения начала заполнения, чтобы материал прошел зону затвора до перегрева.
Размеры затвора и наконечник сопла
Недостаточный диаметр затвора является одним из наиболее устранимых источников сдвигового разброса. Решение состоит в расширении затвора, добавлении дополнительных затворов для снижения скорости заполнения через каждый затвор или переходе на веерный затвор для распределения сдвига по большему поперечному сечению. Снижение скорости впрыска в сегменте заполнения, охватывающем перемещение затвора, является немедленным корректирующим действием, которое может подтвердить, является ли сдвиг затвора причиной.
Размер отверстия сопла также имеет значение: отверстие сопла должно быть примерно на 1/16 дюйма меньше, чем отверстие втулки литника. Если сопло слишком маленькое, оно будет действовать как точка среза при каждом впрыскивании. В проверенном процессе, где недавно появилось искривление, проверьте, не было ли сопло заменено на сопло неправильного размера.
Скорость вращения шнека
Высокая частота вращения шнека во время восстановления генерирует тепло сдвига в зоне сжатия. Постепенное снижение скорости вращения шнека — с интервалом в 20 минут между регулировками для прогрева ствола в новых условиях — позволит выявить, способствует ли сдвиговое напряжение шнека. Для распространения эффекта изменения скорости вращения шнека по стволу требуется время; немедленная оценка дает шум, а не сигнал.
Причина 4 — Загрязнение: четвертая причина, которую легко упустить из виду.
Загрязнение является четвертой первопричиной и устраняется в последнюю очередь в последовательности диагностики — после исключения влаги, тепла и сдвиговых воздействий. Разбрызгивание, связанное с загрязнением, возникает из-за посторонних примесей в расплавленном потоке: избытка смазки для пресс-форм, деградировавшего переработанного материала, остатков материала от предыдущего цикла или частиц изношенного оборудования.
Характеристика: разбрызгивание, появляющееся сразу после возвращения пресс-формы из инструментального цеха, является признаком загрязнения смазочным материалом, пока не будет доказано обратное. Масло с выталкивающих штифтов, толкателей или направляющих при избыточном нанесении просачивается на поверхность полости и образует полосы уже после первых нескольких литьевых циклов.
Решение состоит в том, чтобы протереть полость, продуть 2-3 порции, чтобы очистить сопло и канал, и использовать минимальное количество смазки — или перейти на сухую пленочную смазку, которая не оставляет следов.
Загрязнение при смене материала: при смене смолы полностью продуйте цилиндр. Перед началом нового цикла слейте 20–25 фунтов материала из загрузочного горловины — материал, находящийся в загрузочном горловине между сушилкой и машиной, контактировал с остатками предыдущего материала и может вызвать полосы в первых порциях нового материала.
Диагностическая таблица Splay: Шаблон → Первопричина → Первое решение
Используйте эту таблицу в качестве первого шага в любой последовательности устранения неполадок, связанных с разбросом данных. Выявите закономерность, подтвердите категорию, затем примените целевое решение, прежде чем вносить более масштабные изменения в процесс.
| Наблюдается характер разброса | Наиболее вероятная первопричина | Первые корректирующие действия | Категория |
| Разбросаны случайным образом по всей детали — никогда не в одном и том же месте. | Влага в смоле | Высушите материал в соответствии со спецификацией; проверьте форму на наличие протечек воды. | Влага — наиболее распространенная причина |
| Место съемки остается неизменным на каждом кадре. | Срез в месте соединения с литником или элементом формы. | Медленное впрыскивание на этом участке заполнения; осмотрите затвор на наличие заусенцев. | Стрижка — с привязкой к местоположению |
| Расплавление после длительной работы на холостом ходу или при переключении передач. | Отопление / избыточное жилое пространство | Снизьте температуру в зоне подачи; добавьте задержку вращения шнека. | Время пребывания тепла |
| Появляется после неисправности или скачка напряжения нагревателя зоны обжига. | Нагрев — перегрев бочки | Проверьте фактические значения по сравнению с заданными; проверьте правильность установки термопары. | Перегрев — неисправность оборудования |
| Разбрызгивание начинается только с начала заполнения. | Сдвиг — декомпрессия / холодный сгусток | Уменьшите положение/скорость декомпрессии (на 0.1–0.4 дюйма); проверьте температуру сопла. | Срез — начало засыпки |
| Разлив в середине насыпи | Срез — элемент формы / заусенец | Скорость впрыска профиля; осмотр полости пресс-формы на наличие повреждений. | Срез — промежуточная засыпка |
| Растекание в конце заполнения | Сдвиг — перегрев затвора на конце | Замедление заключительного этапа заполнения; проверка температуры затвора. | Срез — конец насыпи |
| Расплыв после возвращения плесени из инструментального цеха. | Загрязнение — избыток смазки | Протрите полость гильзы; продуйте 2–3 патрона; проверьте выталкивающие штифты на наличие следов смазки. | Загрязнение — плесень |
| Разбрызгивание после смены материала | Загрязнение — остаточный материал | Полностью продуйте ствол; слейте 20–25 фунтов жидкости из подающего патрубка. | Загрязнение — бочка |
| Неправильной формы, в виде чешуек, а не полос. | Расслоение (НЕ расхождение) | Исследовать совместимость материалов; проверить наличие загрязнения переработанным сырьем. | Не раздвоение — другой дефект |
Предотвращение расщепления: лучшие практики проектирования и технологических процессов.
Устранение дефектов литья под давлением, связанных с искривлением, имеет решающее значение для обеспечения контроля качества и достижения экономической эффективности. Каждая сломанная деталь влечет за собой дополнительные бракованные изделия или доработки. И то, и другое увеличивает производственные затраты и приводит к растрате ценных ресурсов. Для предотвращения искривления необходима упреждающая стратегия.
Обращение с материалами и хранение
- Гигроскопичные смолы следует хранить в герметичных контейнерах с осушителем. После вскрытия упаковки использовать в течение рекомендованного производителем срока.
- Для поликарбоната, нейлона, ПЭТ и ПБТ используйте сушилку с осушителем (молекулярным ситом), а не обычную сушилку горячим воздухом. Сушилки горячим воздухом не могут обеспечить необходимую точку росы для этих материалов.
- Перед запуском производства проверьте содержание влаги с помощью влагомера. Теплый мешок с материалом — это не сухой мешок с материалом.
- При запуске слейте 20–25 фунтов жидкости из загрузочного горла, чтобы удалить материал, впитавший влагу во время простоя.
Управление параметрами процесса
- Установите температуру цилиндра на нижнем пределе диапазона температур обработки материала и повышайте ее только при необходимости — проще добавить тепла, чем устранить повреждения, вызванные избыточным нагревом.
- После любого изменения противодавления подождите 20 минут, прежде чем оценивать эффект. Стволу необходим полный цикл нагрева для достижения равновесия в новых условиях.
- Размер ствола машины должен соответствовать размеру дроби: дробь должна занимать 20–80% объема ствола. Машины слишком больших размеров с мелкими дробинками по своей конструкции создают разброс времени пребывания дроби в стволе.
- Установите декомпрессию (обратный всасывание) на минимально необходимое значение — целевое значение 0.1–0.4 дюйма при минимальной скорости. Чрезмерная декомпрессия затягивает воздух в наконечник сопла, вызывая разбрызгивание в начале заполнения при каждом выстреле.
- Установите задержку вращения шнека так, чтобы восстановление завершалось за 1.5–2 секунды до открытия формы. Это минимизирует время простоя цилиндра и уменьшает накопление тепла в материале, поступающем последним.
Конструкция пресс-формы для предотвращения деформаций
- Размеры литниковых каналов должны соответствовать скорости заполнения — слишком маленькие каналы являются основной причиной разбрызгивания при сдвиге, которую можно исправить с помощью инструмента.
- В конце основного канала следует предусмотреть колодец для сбора охлажденного материала форсунки до того, как он попадет в полость.
- Проверяйте и поддерживайте вентиляцию пресс-формы: засоренные вентиляционные отверстия в линии разъема задерживают газ и вызывают разбрызгивание в местах завершения заполнения. Очищайте вентиляционные отверстия каждые 4 часа при работе с чувствительными материалами.
- Убедитесь, что каналы охлаждения герметичны. Утечка воды внутри формы приводит к попаданию влаги в каждый цикл формования, пока он продолжается.
- Размер отверстия на конце сопла должен быть на 1/16 дюйма меньше, чем размер отверстия втулки литника, чтобы предотвратить локальное срезание в месте соединения сопла и литника.
Часто задаваемые вопросы
Как определить, вызвано ли расщепление влагой, теплом или сдвигом?
Характер распространения влаги является основным диагностическим признаком: распространение влаги происходит случайным образом по всей детали без постоянного места от отслоения к отслоению; распространение тепла сохраняется даже при проверке материала на сухость, часто сопровождаясь запахом гари или липкой поверхностью; распространение влаги в результате сдвига появляется постоянно в одном и том же месте при каждом отслоении.
Что вызывает деформацию, которая появляется сразу после возвращения пресс-формы из инструментального цеха?
Загрязнение происходит из-за избытка смазки, нанесенной во время технического обслуживания. Масло с выталкивающих штифтов, толкателей или направляющих просачивается на поверхность полости и вызывает разбрызгивание при первых нескольких выстрелах. Протрите полость, продуйте ее 2–3 раза и уменьшите объем смазки. Если проблема повторяется, перейдите на сухую пленочную смазку, не оставляющую следов.
Каково минимальное содержание влаги, вызывающее деформацию?
Это зависит от смолы. Поликарбонат начинает расслаиваться при содержании влаги выше 0.02% — одном из самых низких пороговых значений для любой конструкционной смолы, поэтому для поликарбоната требуется специальный осушитель при температуре 120°C.
Нейлон (PA6/PA66) выдерживает влажность до 0.20%. Для ABS обычно указывается допустимая влажность ≤0.10%. Использование гравиметрического анализатора влажности — единственный надежный метод; проверки на ощупь и по температуре недостаточно для чувствительных материалов.
Можно ли устранить искривление без изменения оснастки?
В большинстве случаев — да, влага, тепло и многие факторы, вызывающие сдвиговые напряжения, можно устранить в процессе производства без вмешательства в форму. Исключения составляют сдвиговые напряжения, вызванные размером литникового канала (требуется модификация литникового канала), и засорение вентиляционного отверстия (требуется очистка вентиляционного отверстия).
Заключение
Проблема расхождения производственных параметров решаема. Причина, по которой она сохраняется на многих производственных площадках, заключается в том, что команды вносят изменения в технологический процесс — температуру, скорость, давление — основываясь на предположениях о первопричине, а не на систематическом анализе характера дефектов.
Диагностическая модель положения заполнения (случайное или фиксированное местоположение, начало, середина или конец заполнения) и структура с четырьмя причинами (влажность, тепло, сдвиг, загрязнение) позволяют выявить первопричину до внесения каких-либо изменений в процесс.
Компания Fecision оказывает услуги по литью под давлением, поддерживая клиентов на этапах проектирования с учетом технологичности производства (DFM), разработки оснастки и технологических процессов. Для консультаций по повторяющимся дефектам, связанным с разбрызгиванием, или анализа конструкции литниковых каналов, обращайтесь к нам. узнать больше и свяжитесь с нашей инженерной командой.
Ссылки и цитаты
Все источники общедоступны. Отсутствуют обратные ссылки конкурентов. Дата обращения: апрель 2026 г.
[1] Beaumont Technologies, Inc. «Splay — Глоссарий литья под давлением». Beaumont Technologies. https://www.beaumontinc.com/injection-molding-glossary/splay/
[2] PlasticsToday / Гаррет Маккензи. «Устранение неполадок: роль влаги в дефектах литья под давлением». https://www.plasticstoday.com/injection-molding/the-troubleshooter-the-role-of-moisture-in-injection-molding-splay-defects
[3] Plastic411 / Маккензи. «Дефекты расщепления при литье пластмасс под давлением — анализ влажности, тепла и сдвига». Plastic411.com. https://plastic411.com/splay-defects-in-plastic-injection/
[4] Chem-Pak. «Дефекты литьевых форм и способы их предотвращения: загрязнение, растекание и расслоение». Chem-Pak.com. https://chem-pak.com/preventing-contamination-splay-delamination/
