پدیده های شناور فیبر در تجزیه و تحلیل نقص قالب تزریق چیست؟

هنگامی که قالب مورد آزمایش قرار گرفت ، مکانیسم های مختلف اساساً به طور عادی کار می کردند ، اما محصول دارای مشکلات جدی در کیفیت ظاهری بود ، با علائم سفید شعاعی در سطح ، و این علامت سفید با افزایش میزان فیبر شیشه جدی تر شد. این پدیده معمولاً با عنوان "فیبر شناور" شناخته می شود نوعی از محصولات پلاستیکی الیاف شیشه ای است که مستعد نقص سطحی هستند ، که برای قطعات پلاستیکی خودرو با نیازهای ظاهری بالا غیرقابل قبول است.

تحلیلی بر علل:

پدیده "الیاف شناور" در اثر قرار گرفتن در معرض الیاف شیشه ایجاد می شود. الیاف شیشه سفید در طی فرآیند پر شدن و جریان پلاستیک مذاب روی سطح قرار می گیرد. پس از تراکم و قالب گیری ، روی سطح قسمت پلاستیکی علائم سفید شعاعی ایجاد می کند. وقتی قسمت پلاستیکی سیاه است وقتی تفاوت رنگ افزایش می یابد ، واضح تر می شود. دلایل اصلی شکل گیری آن به شرح زیر است.

اول از همه ، در فرآیند ذوب پلاستیک ، به دلیل تفاوت سیالیت فیبر شیشه و رزین و چگالی جرم متفاوت ، این دو تمایل به جداسازی دارند. فیبر شیشه ای با چگالی پایین به سطح شناور می شود و رزین متراکم تر فرو می رود. در داخل ، فیبر شیشه ای نمایان شده است.

ثانیاً ، چون ذوب پلاستیک در طول جریان جریان تحت اصطکاک و نیروی برشی پیچ ، نازل ، دونده و دروازه قرار می گیرد ، باعث تفاوت ویسکوزیته موضعی می شود و در عین حال ، لایه رابط روی سطح الیاف شیشه ، و ویسکوزیته مذاب کوچکتر خواهد بود. ، هرچه صدمه به لایه رابط شدیدتر باشد ، نیروی اتصال بین الیاف شیشه و رزین کوچکتر است. هنگامی که نیروی چسبندگی در سطح معینی کوچک است ، الیاف شیشه از بند بستگی رزین خلاص شده و به تدریج در سطح جمع شده و در معرض قرار می گیرد.

علاوه بر این ، هنگامی که مذاب پلاستیک به داخل حفره تزریق می شود ، یک اثر "چشمه" ایجاد می کند ، یعنی فیبر شیشه از داخل به خارج جریان می یابد و با سطح حفره تماس می گیرد. از آنجا که دمای سطح قالب پایین است ، الیاف شیشه با وزن سبک و چگالش سریع فوراً یخ می زند ، و اگر به موقع نتواند به طور کامل توسط مذاب احاطه شود ، در معرض دید قرار می گیرد و "الیاف شناور" را تشکیل می دهد.

بنابراین ، شکل گیری پدیده "الیاف شناور" نه تنها به ترکیب و ویژگی های مواد پلاستیکی مربوط می شود ، بلکه به روند قالب گیری نیز مربوط می شود که دارای پیچیدگی و عدم قطعیت بیشتری است.

در تولید واقعی ، اقدامات مختلفی برای بهبود پدیده "الیاف شناور" وجود دارد. روش سنتی تر این است که مواد سازنده ، پراکنده کننده و روان کننده را به مواد قالب اضافه کنید ، از جمله عوامل اتصال سیلان ، سازگار کننده های پیوند پیوندی مالئیک ، پودر سیلیکون ، روان کننده های اسیدهای چرب و برخی داخلی یا وارداتی از این افزودنی ها برای بهبود سازگاری سطح فیبر شیشه استفاده کنید. و رزین ، یکنواختی فاز پراکنده و فاز پیوسته را بهبود می بخشد ، استحکام پیوند رابط را افزایش می دهد و جداسازی الیاف شیشه و رزین را کاهش می دهد. بهبود قرار گرفتن در معرض الیاف شیشه.

برخی از آنها اثرات خوبی دارند ، اما بیشتر آنها گران هستند ، هزینه های تولید را افزایش می دهند و همچنین بر خواص مکانیکی مواد نیز تأثیر می گذارند. به عنوان مثال ، عوامل جفت کننده سیلان مایع که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند ، پس از افزودن به سختی پراکنده می شوند و پلاستیک ها به راحتی شکل می گیرند. مشکل تشکیل توده باعث تغذیه ناهموار تجهیزات ، توزیع ناهموار محتوای فیبر شیشه و خواص مکانیکی ناهموار محصولات می شود.

در سالهای اخیر ، روش افزودن الیاف کوتاه یا ریزکره های شیشه ای توخالی نیز اتخاذ شده است. الیاف کوتاه کوچک یا میکرو کره های شیشه ای توخالی دارای ویژگی های سیالیت و پراکندگی خوب هستند و سازگاری سطحی پایدار با رزین آسان است. برای دستیابی به هدف بهبود "الیاف شناور" ، به ویژه دانه های شیشه ای توخالی همچنین می توانند میزان تغییر شکل انقباض را کاهش داده ، از پیچ خوردن محصول جلوگیری کرده ، سختی و ضریب الاستیک مواد را افزایش داده و قیمت آن کمتر باشد ، اما معایب آن این است که مواد مقاوم در برابر ضربه افت عملکرد.

راه حل:

A. تنظیم سیستم ریخته گری قالب

سیستم ریخته گری قالب با شکل گیری پدیده "الیاف شناور" ارتباط تنگاتنگی دارد. با توجه به سیالیت ضعیف پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه و سیالیت ناسازگار دو جزء الیاف شیشه و رزین ، فاصله جریان نباید زیاد باشد و مذاب باید حفره را به سرعت پر کند تا از پراکندگی یکنواخت الیاف شیشه اطمینان حاصل شود. بدون ادغام لجن لایه ای برای تشکیل "فیبر شناور".

بنابراین ، اصل اساسی طراحی سیستم گیتینگ این است که سطح مقطع دونده باید بزرگ باشد و جریان باید مستقیم و کوتاه باشد. دونده های اصلی ، دونده ها و دروازه های ضخیم باید استفاده شوند. دروازه ها می توانند نازک ، فن دار یا حلقه ای باشند و همچنین می توانند چند دروازه باشند تا جریان مواد در هرج و مرج ایجاد شود ، الیاف شیشه پراکنده شده و جهت گیری کاهش یابد. همچنین نیاز به عملکرد خوب اگزوز دارد ، که می تواند گاز تولید شده توسط فرار شدن عامل تصفیه سطح الیاف شیشه را به سرعت تخلیه کند تا از نقص هایی مانند جوشکاری ضعیف ، کمبود مواد و سوختگی جلوگیری شود.

برای سیستم گیتینگ قالب پوشش دسته ، فرآیند کانال جریان طولانی تر عاملی است که باعث پدیده جدی "الیاف شناور" می شود ، اما این نیاز به ساختار قالب است و نمی توان آن را کوتاه کرد ، بنابراین فقط اندازه سطح مقطع کانال جریان و شکل و اندازه دروازه تنظیم می شود. دروازه به یک گیت فن تغییر می کند و اندازه گیت و دونده به تدریج در حین آزمایش قالب افزایش می یابد.

علاوه بر این ، باید توجه داشت که "الیاف شناور" تمایل دارد در قسمتی با ضخامت زیاد دیواره قسمت پلاستیکی ظاهر شود. این به این دلیل است که شیب سرعت جریان مذاب در آنجا زیاد است و سرعت مرکزی مذاب هنگام جریان مذاب زیاد است و نزدیک به دیواره حفره است. سرعت کم در محل تمایل فیبر شیشه به شناور شدن را تشدید می کند و سرعت نسبی آن کندتر است و در نتیجه رکود و تجمع ایجاد می شود و "الیاف شناور" را تشکیل می دهد. بنابراین ، ضخامت دیواره قطعات پلاستیکی باید تا حد ممکن یکنواخت باشد و از گوشه ها و شکاف های تیز برای اطمینان از جریان روان مذاب اجتناب شود.

ب- بهینه سازی شرایط فرآیند قالب گیری تزریقی

تدوین شرایط مناسب فرآیند قالب گیری برای بهبود پدیده "الیاف شناور" ضروری است. عناصر مختلف فرآیند قالب گیری تزریقی تأثیرات متفاوتی بر محصولات پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشه دارند. در اینجا چند قانون اساسی وجود دارد که می توان از آنها پیروی کرد.

C ، دما

اولین مورد دمای بشکه است. از آنجایی که شاخص ذوب پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه 30 تا 70 درصد کمتر از پلاستیک غیر مسلح است و سیالیت آن ضعیف است ، دمای بشکه باید 10 تا 30 درجه سانتی گراد بیشتر از حالت عادی باشد. افزایش دمای بشکه می تواند ویسکوزیته مذاب را کاهش داده ، سیالیت را بهبود بخشد ، از پر شدن و جوشکاری ضعیف جلوگیری کرده و پراکندگی الیاف شیشه را افزایش داده و جهت گیری را کاهش داده و در نتیجه زبری سطح محصول کمتر شود.

اما دمای بشکه تا آنجا که ممکن است بالا نیست. دمای بیش از حد بالا ، تمایل پلیمرهای نایلونی به اکسیداسیون و تجزیه را افزایش می دهد ، و رنگ آن در صورت خفیف بودن تغییر می کند و در مواقع شدید باعث کک و سیاه شدن می شود. هنگام تنظیم دمای بشکه ، دمای قسمت تغذیه باید کمی بیشتر از نیاز معمولی و کمی پایین تر از قسمت فشرده سازی باشد تا از اثر پیش گرمایش آن برای کاهش اثر برشی پیچ روی الیاف شیشه و کاهش ویسکوزیته محلی تفاوت و آسیب به سطح الیاف شیشه ، استحکام اتصال بین الیاف شیشه و رزین را تضمین می کند. دمای ذوب PA66 33٪ GF 275 ~ 280 is است ، بیشترین دما نباید از 300 ℃ تجاوز کند ، و دمای بشکه را می توان در این محدوده انتخاب کرد.

دوم دمای قالب است. اختلاف درجه حرارت بین قالب و مذاب نباید زیاد باشد تا مانع رسوب الیاف شیشه در سطح آن هنگام سرد شدن مذاب و تشکیل "الیاف شناور" شود. بنابراین ، دمای قالب بالاتری مورد نیاز است ، که برای بهبود عملکرد پرکن مذاب و افزایش مفید است همچنین برای جوش دادن مقاومت خط ، بهبود سطح محصول و کاهش جهت گیری و تغییر شکل مفید است.

با این حال ، هرچه دمای قالب بیشتر باشد ، زمان سرد شدن بیشتر ، چرخه قالب گیری طولانی تر ، بهره وری کمتر و انقباض قالب بیشتر است ، بنابراین بیشتر بهتر نیست. هنگام تنظیم دمای قالب ، نوع رزین ، ساختار قالب ، محتوای فیبر شیشه و غیره نیز باید در نظر گرفته شود. هنگامی که حفره پیچیده است ، محتوای فیبر شیشه زیاد است و پر کردن قالب دشوار است ، دمای قالب باید به طور مناسب افزایش یابد. برای روکش دسته خودرو از PA66 33٪ GF ، دمای قالب مورد نظر ما 110 درجه سانتی گراد است.

D ، فشار

فشار تزریق تأثیر زیادی بر روی قالب گیری پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه دارد. فشار بیشتر تزریق برای پرکردن ، بهبود پراکندگی الیاف شیشه و کاهش انقباض محصول م ،ثر است ، اما باعث افزایش تنش برشی و جهت گیری می شود و به راحتی باعث ایجاد پیچ ​​خوردگی و تغییر شکل و از بین بردن مشکلات ، حتی منجر به مشکلات سرریز می شود ، بنابراین برای بهبود "فیبر شناور" با توجه به شرایط خاص ، لازم است فشار تزریق را کمی بیشتر از فشار تزریق پلاستیک های غیر تقویت شده افزایش دهیم. انتخاب فشار تزریق نه تنها به ضخامت دیواره محصول ، اندازه دروازه و سایر عوامل مربوط می شود ، بلکه به میزان و شکل الیاف شیشه نیز مربوط می شود. به طور کلی ، هرچه میزان فیبر شیشه بیشتر باشد ، طول فیبر شیشه بیشتر است ، فشار تزریق باید بیشتر باشد.

اندازه فشار برگشتی پیچ تأثیر مهمی بر پراکندگی یکنواخت الیاف شیشه در مذاب ، سیالیت مذاب ، چگالی مذاب ، کیفیت ظاهری محصول و خواص مکانیکی و فیزیکی دارد. معمولاً استفاده از فشار برگشتی بالاتر ، کمک به بهبود پدیده "فیبر شناور" است. با این حال ، فشار بیش از حد زیاد تأثیر برشی بیشتری بر روی الیاف بلند دارد و باعث می شود که مذاب به راحتی در اثر گرم شدن بیش از حد تخریب شود و در نتیجه تغییر رنگ و خرابی خواص مکانیکی ایجاد شود. بنابراین ، فشار عقب را می توان کمی بیشتر از پلاستیک غیر مسلح تنظیم کرد.

E. سرعت تزریق

استفاده از سرعت تزریق سریعتر می تواند پدیده "فیبر شناور" را بهبود بخشد. سرعت تزریق را افزایش دهید ، به طوری که پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه به سرعت حفره قالب را پر می کند ، و الیاف شیشه حرکت سریع محوری را در امتداد جهت جریان ایجاد می کند ، که برای افزایش پراکندگی الیاف شیشه ، کاهش جهت گیری ، بهبود استحکام مفید است. خط جوش و تمیز بودن سطح محصول ، اما باید توجه داشت که از "پاشش" در نازل یا دروازه به دلیل سرعت تزریق بیش از حد سریع ، ایجاد نقایص سرپانتین و تأثیر بر ظاهر قسمت پلاستیکی جلوگیری شود.

F. سرعت پیچ

هنگام پلاستیکی شدن پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه ، سرعت پیچ نباید خیلی زیاد باشد تا از اصطکاک زیاد و نیروی برشی که به الیاف شیشه آسیب می رساند ، حالت رابط سطح الیاف شیشه را از بین ببرد ، مقاومت اتصال بین الیاف شیشه و رزین کاهش یابد. ، و "فیبر شناور" را تشدید کند. "پدیده ها ، به ویژه هنگامی که الیاف شیشه طولانی تر است ، به دلیل بخشی از شکست الیاف شیشه ، طول ناهموار وجود خواهد داشت ، که منجر به مقاومت نابرابر قطعات پلاستیکی و خواص مکانیکی ناپایدار محصول می شود.

از طریق تجزیه و تحلیل فوق ، مشاهده می شود که استفاده از دمای بالای مواد ، دمای قالب بالا ، فشار بالا ، سرعت بالا و سرعت پیچ کم برای بهبود پدیده "الیاف شناور" مفید است. دستگاه قالب گیری تزریقی افقی