การบิดงอของผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป

1, การเปลี่ยนรูปของ Warpage
หมายถึงรูปร่างของผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูปเบี่ยงเบนไปจากรูปร่างของโพรงแม่พิมพ์ เป็นหนึ่งในข้อบกพร่องทั่วไปของผลิตภัณฑ์พลาสติก มีหลายสาเหตุสำหรับการเสียรูปบิดเบี้ยว และมักไม่เพียงพอที่จะแก้ไขโดยอาศัยพารามิเตอร์ของกระบวนการเพียงอย่างเดียว เมื่อรวมกับข้อมูลที่เกี่ยวข้องและประสบการณ์การทำงานจริง ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์โดยย่อของปัจจัยที่ส่งผลต่อการบิดงอของผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป
2, อิทธิพลของโครงสร้างแม่พิมพ์ต่อการบิดเบี้ยวของผลิตภัณฑ์แม่พิมพ์ฉีด
ในแง่ของแม่พิมพ์ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเสียรูปของพลาสติก ได้แก่ ระบบประตู ระบบระบายความร้อน และระบบดีดออก
1. ระบบเท
ตำแหน่ง รูปแบบ และปริมาณของประตูของแม่พิมพ์ฉีดจะส่งผลต่อสถานะการบรรจุของพลาสติกในช่องแม่พิมพ์ ส่งผลให้ชิ้นส่วนพลาสติกเสียรูป
ยิ่งระยะทางการไหลยาวเท่าใด ความเค้นภายในที่เกิดจากการไหลและการหดตัวระหว่างชั้นเยือกแข็งกับชั้นการไหลส่วนกลางก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ในทางตรงกันข้าม ยิ่งระยะการไหลสั้นลง เวลาไหลจากประตูไปยังจุดสิ้นสุดการไหลของชิ้นส่วนก็จะยิ่งสั้นลง ความหนาของชั้นเยือกแข็งบางลง ความเค้นภายในก็จะยิ่งลดลง และการเสียรูปบิดเบี้ยวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สำหรับชิ้นส่วนพลาสติกแผ่นเรียบบางชิ้น หากใช้เกทกลางเพียงอันเดียว อัตราการหดตัวในทิศทางเส้นผ่านศูนย์กลางจะมากกว่าในทิศทางเส้นรอบวง และชิ้นส่วนพลาสติกที่ขึ้นรูปจะบิดเบี้ยว หากใช้ประตูหลายจุดหรือประตูเมมเบรน จะสามารถป้องกันการบิดงอและการเสียรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เมื่อใช้พอยต์เกตสำหรับการขึ้นรูป ตำแหน่งและปริมาณของเกตยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเสียรูปของชิ้นส่วนพลาสติกเนื่องจากการหดตัวของพลาสติกแบบแอนไอโซโทรปี
นอกจากนี้ การใช้ประตูหลายบานยังทำให้อัตราการไหลของพลาสติกสั้นลง (L/t) ทำให้ความหนาแน่นของของเหลวในช่องแม่พิมพ์มีความสม่ำเสมอมากขึ้นและการหดตัวสม่ำเสมอมากขึ้น ในเวลาเดียวกัน สามารถเติมชิ้นส่วนพลาสติกทั้งหมดได้ด้วยแรงฉีดที่น้อยลง แรงดันฉีดที่น้อยลงสามารถลดแนวโน้มการวางตัวของโมเลกุลของพลาสติก ลดความเค้นภายใน และลดการเสียรูปของชิ้นส่วนพลาสติก
2. ระบบระบายความร้อน
ในระหว่างกระบวนการฉีด อัตราการเย็นตัวที่ไม่สม่ำเสมอของชิ้นส่วนพลาสติกจะทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกหดตัวไม่เท่ากัน ความแตกต่างของการหดตัวนี้จะนำไปสู่การสร้างโมเมนต์ดัดและทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกบิดงอ
หากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างโพรงแม่พิมพ์และแกนที่ใช้ในการฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนพลาสติกแบน (เช่น เปลือกแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ) มากเกินไป การหลอมใกล้กับพื้นผิวโพรงแม่พิมพ์เย็นจะเย็นลงอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ชั้นวัสดุปิด ไปยังพื้นผิวโพรงแม่พิมพ์ที่ร้อนจะยังคงหดตัว และการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกบิดงอ ดังนั้นการระบายความร้อนของแม่พิมพ์ฉีดควรให้ความสนใจกับความสมดุลของอุณหภูมิของโพรงและแกน และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทั้งสองไม่ควรมากเกินไป (ในขณะนี้ สามารถพิจารณาเครื่องอุณหภูมิแม่พิมพ์สองเครื่องได้)
นอกจากการพิจารณาว่าอุณหภูมิของพื้นผิวด้านในและด้านนอกของชิ้นส่วนพลาสติกมีแนวโน้มที่จะสมดุลแล้ว ควรคำนึงถึงอุณหภูมิของแต่ละด้านของชิ้นส่วนพลาสติกให้สอดคล้องกัน กล่าวคือ เมื่อแม่พิมพ์เย็นลง อุณหภูมิ ของโพรงและแกนควรรักษาให้สม่ำเสมอที่สุด เพื่อให้ความเร็วในการระบายความร้อนของแต่ละส่วนของชิ้นส่วนพลาสติกมีความสมดุล เพื่อให้การหดตัวของแต่ละส่วนมีความสม่ำเสมอมากขึ้น และป้องกันการเกิดการเสียรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นการจัดวางรูระบายความร้อนบนแม่พิมพ์จึงมีความสำคัญมาก หลังจากกำหนดระยะห่างระหว่างผนังท่อและพื้นผิวโพรงแล้ว ควรรักษาระยะห่างระหว่างรูน้ำหล่อเย็นให้เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อให้แน่ใจว่าผนังโพรงมีอุณหภูมิสม่ำเสมอ
ในขณะเดียวกัน เมื่ออุณหภูมิของตัวกลางทำความเย็นเพิ่มขึ้นตามความยาวของช่องน้ำหล่อเย็น ความแตกต่างของอุณหภูมิของโพรงแม่พิมพ์และแกนตามช่องน้ำจะเกิดขึ้น ดังนั้นความยาวของช่องน้ำแต่ละวงจรความเย็นจึงกำหนดให้น้อยกว่า 2 เมตร ควรตั้งวงจรทำความเย็นหลายวงจรในแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ และทางเข้าของวงจรหนึ่งอยู่ใกล้กับทางออกของอีกวงจรหนึ่ง สำหรับชิ้นส่วนพลาสติกที่มีความยาว ให้ใช้ช่องทางน้ำตรง (แม่พิมพ์ส่วนใหญ่ของเราใช้วงจรชนิด S ซึ่งไม่เอื้อต่อการไหลเวียน แต่ยังยืดอายุวงจรอีกด้วย)
3. ระบบดีดออก
การออกแบบระบบดีดออกยังส่งผลโดยตรงต่อการเสียรูปของชิ้นส่วนพลาสติกอีกด้วย หากเค้าโครงของระบบดีดออกไม่สมดุล แรงดีดจะไม่สมดุลและชิ้นส่วนพลาสติกจะเสียรูป ดังนั้นควรออกแบบระบบดีดออกให้สมดุลกับความต้านทานการลอก นอกจากนี้ พื้นที่หน้าตัดของแกนดีดไม่ควรเล็กเกินไปเพื่อป้องกันการเสียรูปของชิ้นส่วนพลาสติกเนื่องจากความเค้นมากเกินไปต่อหน่วยพื้นที่ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุณหภูมิในการลอกขึ้นรูปสูงเกินไป)
ต้องจัดเรียงแถบด้านบนให้ใกล้กับชิ้นส่วนที่มีความต้านทานการลอกมาก โดยไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของชิ้นส่วนพลาสติก (รวมถึงข้อกำหนดในการใช้งาน ความแม่นยำของมิติและรูปลักษณ์ ฯลฯ) จึงจำเป็นต้องติดตั้งแกนกระทุ้งให้มากที่สุดเพื่อลดการเสียรูปโดยรวมของชิ้นส่วนพลาสติก (นี่คือเหตุผล เปลี่ยนแท่งอีเจ็คเตอร์เป็นบล็อกอีเจ็คเตอร์)
เมื่อใช้พลาสติกอ่อน (เช่น TPU) เพื่อผลิตชิ้นส่วนพลาสติกที่มีโพรงลึกและผนังบาง เนื่องจากความต้านทานการลอกขึ้นรูปขนาดใหญ่และวัสดุที่ค่อนข้างอ่อน หากใช้วิธีการดีดออกทางกลเพียงครั้งเดียวอย่างสมบูรณ์ ชิ้นส่วนพลาสติกจะเสียรูป แม้จะเจาะหรือพับ ทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกหลุดร่อน ตัวอย่างเช่น การรวมกันของส่วนประกอบหลายชิ้นหรือการรวมกันของแรงดันลม (ไฮดรอลิก) และการดีดออกทางกลจะมีผลดีกว่า (ซึ่งจะใช้ในภายหลัง)
3, ผลกระทบของขั้นตอนการทำให้เป็นพลาสติกต่อการเสียรูปของผลิตภัณฑ์
ขั้นตอนการทำให้เป็นพลาสติกเป็นกระบวนการเปลี่ยนอนุภาคคล้ายแก้วให้เป็นของหลอมเหลวที่มีความหนืด (มีการพูดคุยถึงการเปลี่ยนแปลงสามสถานะของการทำให้เป็นพลาสติกของวัตถุดิบในระหว่างการฝึกอบรม) ในกระบวนการนี้ ความแตกต่างของอุณหภูมิของโพลิเมอร์ในแนวแกนและแนวรัศมี (เทียบกับสกรู) จะทำให้พลาสติกเกิดความเครียด นอกจากนี้ ความดันในการฉีด ความเร็ว และพารามิเตอร์อื่นๆ ของเครื่องฉีดจะส่งผลอย่างมากต่อระดับการวางตัวของโมเลกุลระหว่างการบรรจุ ซึ่งทำให้เกิดการบิดงอผิดรูป
4 ผลกระทบของขั้นตอนการบรรจุและการหล่อเย็นต่อการเสียรูปบิดเบี้ยวของผลิตภัณฑ์
ภายใต้การกระทำของแรงดันในการฉีด พลาสติกที่หลอมละลายจะถูกเติมเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ และทำให้เย็นลงและแข็งตัวในช่องแม่พิมพ์ กระบวนการนี้เป็นกุญแจสำคัญของการฉีดขึ้นรูป ในกระบวนการนี้ การทำงานร่วมกันของอุณหภูมิ ความดัน และความเร็วมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพและประสิทธิภาพการผลิตของชิ้นส่วนพลาสติก ความดันและอัตราการไหลที่สูงขึ้นจะทำให้อัตราการเฉือนสูง ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของการวางตัวของโมเลกุลขนานกับทิศทางการไหลและตั้งฉากกับทิศทางการไหล และทำให้เกิด "ผลเยือกแข็ง" ในเวลาเดียวกัน "เอฟเฟกต์การแช่แข็ง" จะทำให้เกิดความเครียดจากการเยือกแข็งและสร้างความเครียดภายในของชิ้นส่วนพลาสติก
อิทธิพลของอุณหภูมิต่อการบิดงอสะท้อนให้เห็นในด้านต่างๆ ต่อไปนี้:
(1) ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวด้านบนและด้านล่างของชิ้นส่วนพลาสติกจะทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนและการเสียรูป
(2) ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างบริเวณต่างๆ ของชิ้นส่วนพลาสติกจะทำให้เกิดการหดตัวไม่เท่ากันระหว่างบริเวณต่างๆ
(3) อุณหภูมิที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อการหดตัวของชิ้นส่วนพลาสติก
5, ผลกระทบของขั้นตอนการถอดแม่พิมพ์ต่อการเสียรูปบิดเบี้ยวของผลิตภัณฑ์
ชิ้นส่วนพลาสติกส่วนใหญ่เป็นโพลิเมอร์คล้ายแก้วในระหว่างกระบวนการแยกตัวออกจากโพรงแม่พิมพ์และทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้อง แรงถอดแม่พิมพ์ที่ไม่สมดุล กลไกการดีดออกที่ไม่เสถียร หรือพื้นที่ดีดที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้ผลิตภัณฑ์เสียรูปได้ง่าย (ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้) ในขณะเดียวกัน ความเค้น "แช่แข็ง" ในชิ้นส่วนพลาสติกระหว่างขั้นตอนการบรรจุและการหล่อเย็นจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของ "การเสียรูป" เนื่องจากการสูญเสียข้อจำกัดภายนอก ส่งผลให้เกิดการบิดงอผิดรูป
6 อิทธิพลของการหดตัวของผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูปต่อการบิดเบี้ยว
สาเหตุโดยตรงของการบิดงอของผลิตภัณฑ์แม่พิมพ์ฉีดขึ้นรูปคือการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอของชิ้นส่วนพลาสติก หากไม่คำนึงถึงอิทธิพลของการหดตัวระหว่างกระบวนการบรรจุในขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์ รูปทรงเรขาคณิตของผลิตภัณฑ์จะแตกต่างอย่างมากจากข้อกำหนดการออกแบบ และการเสียรูปอย่างรุนแรงจะทำให้ผลิตภัณฑ์ถูกทิ้ง (เช่น ปัญหาการหดตัว)
นอกจากการเสียรูปที่เกิดจากขั้นตอนการเติมแล้ว ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวผนังด้านบนและด้านล่างของแม่พิมพ์ยังทำให้เกิดความแตกต่างของการหดตัวระหว่างพื้นผิวด้านบนและด้านล่างของชิ้นส่วนพลาสติก ซึ่งทำให้เกิดการบิดงอผิดรูป สำหรับการวิเคราะห์การบิดเบี้ยว การหดตัวนั้นไม่สำคัญ แต่ความแตกต่างในการหดตัวนั้นสำคัญ
ในกระบวนการฉีดขึ้นรูป การหดตัวของพลาสติกในทิศทางการไหลจะมากกว่าในทิศทางแนวตั้ง เนื่องจากการจัดเรียงตัวของโมเลกุลโพลิเมอร์ตามทิศทางการไหลระหว่างขั้นตอนการเติมการฉีดของพลาสติกหลอมเหลว ซึ่งทำให้เกิดการเสียรูปบิดเบี้ยว (เช่น แอนไอโซโทรปี ) ของชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูป
โดยทั่วไป การหดตัวสม่ำเสมอจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรของชิ้นส่วนพลาสติก และการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอเท่านั้นที่จะทำให้เกิดการบิดงอผิดรูป ความแตกต่างระหว่างอัตราการหดตัวของพลาสติกชนิดผลึกในทิศทางการไหลและทิศทางแนวตั้งนั้นมีค่ามากกว่าของพลาสติกที่ไม่มีผลึก และอัตราการหดตัวก็มากกว่าของพลาสติกที่ไม่มีผลึกด้วย การหดตัวขนาดใหญ่ของพลาสติกที่เป็นผลึกและแอนไอโซโทรปีของการหดตัวของพลาสติกนั้นซ้อนทับกัน ส่งผลให้มีแนวโน้มที่จะส่งผลต่อการบิดงอของชิ้นส่วนพลาสติกที่เป็นผลึกมากกว่าการบิดงอของพลาสติกที่ไม่มีผลึก
7, ผลกระทบของความเค้นจากความร้อนที่ตกค้างต่อการเสียรูปบิดเบี้ยวของผลิตภัณฑ์
ในกระบวนการฉีดขึ้นรูป ความเค้นจากความร้อนที่ตกค้างเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการเสียรูปบิดเบี้ยว และมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป เนื่องจากผลกระทบของความเค้นจากความร้อนที่ตกค้างต่อการบิดงอของผลิตภัณฑ์นั้นซับซ้อนมาก จึงจะไม่เกิดขึ้นซ้ำที่นี่
8, ผลกระทบของเม็ดมีดโลหะต่อการเสียรูปบิดเบี้ยวของผลิตภัณฑ์
สำหรับผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูปที่มีเม็ดมีด อัตราการหดตัวของพลาสติกจะสูงกว่าของโลหะมาก ดังนั้นจึงทำให้เกิดการบิดเบี้ยวได้ง่าย (บางชิ้นถึงขั้นแตก) เพื่อลดสถานการณ์นี้ สามารถอุ่นชิ้นส่วนโลหะ (โดยทั่วไปไม่ต่ำกว่า 100 องศา ) ก่อนนำไปผลิต
9 บทสรุป
มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการบิดเบี้ยวของผลิตภัณฑ์แม่พิมพ์ฉีด โครงสร้างของแม่พิมพ์ คุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุพลาสติก เงื่อนไขและพารามิเตอร์ของกระบวนการขึ้นรูปมีผลต่างกันต่อการบิดงอของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น ปัจจัยข้างต้นจะต้องได้รับการพิจารณาอย่างครอบคลุมในการรักษาการบิดงอของผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป