Ինչպե՞ս կանխել կծկումը ներարկման ձուլման մեջ. Հիմնական ռազմավարություններ

Կծկումը ներարկման ձուլման ամենատարածված խնդիրներից մեկն է, և այն անմիջականորեն ազդում է ներարկման ձուլված մասերի ճշգրտության և որակի վրա: Կծկումը կանխելու ամենաարդյունավետ միջոցը նյութի ընտրության, կաղապարի դիզայնի, մշակման կարգավորումների և սառեցման պայմանների վերահսկումն է։

Նրանք, ովքեր լավ են կառավարում այս գործոնները, ոչ միայն հասնում են ավելի լավ չափողական ճշգրտության, այլև կրճատում են թափոններն ու արտադրական ծախսերը: Այսօր Moldie.com կայքում դուք կուսումնասիրեք ներարկման ձուլման մեջ կծկումը կանխելու ռազմավարությունները:

Ներարկման ձուլման մեջ կծկման հասկացումը

Կծկում ներարկման համաձուլվածք տեղի է ունենում, երբ հալված պլաստիկը սառչում և կծկվում է՝ նվազեցնելով ձուլված մասի վերջնական չափը: Այս փոփոխությունը ազդում է չափսերի կայունության, մակերեսի մշակման և արտադրանքի ընդհանուր կատարողականի վրա: Կծկումը կառավարելը պահանջում է հասկանալ, թե ինչու է այն տեղի ունենում, ինչպես է այն ազդում որակի վրա և ինչ տեսակի թերություններ է առաջացնում:

Ի՞նչ է կծկումը և ինչու է այն առաջանում

Ներարկման ձուլման ժամանակ կծկումը ծավալի նվազումն է, որը տեղի է ունենում, երբ հալված պոլիմերը սառչում և պնդանում է ձուլվածքում: Բոլոր պլաստմասսաները որոշակի չափով կծկվում են, բայց քանակը կախված է պոլիմերի տեսակից, ձուլվածքի նախագծումից և մշակման պայմաններից:

Բարձր բյուրեղայինություն ունեցող ջերմապլաստիկները, ինչպիսիք են նեյլոնը կամ պոլիպրոպիլենը, սովորաբար ավելի մեծ կծկում են ցուցաբերում, քան ամորֆ նյութերը, ինչպիսին է ABS-ը: Բյուրեղային կառուցվածքները սառչելիս ավելի խիտ են փաթեթավորվում, ինչը հանգեցնում է կծկման ավելի բարձր տեմպերի:

Անհավասար կամ արագ սառեցումը նույնպես կարող է առաջացնել տեղայնացված կծկում, որը ազդում է չափային կայունության վրա: Պահման ճնշումը և փաթեթավորման ժամանակը նույնպես ազդում են կծկման վրա, քանի որ դրանք վերահսկում են, թե որքան նյութ է լցնում կաղապարը պնդացումից առաջ:

Նյութի հատկությունները, կաղապարի ջերմաստիճանը և պատի հաստությունը փոխազդում են բարդ ձևերով: Օրինակ՝ ավելի հաստ պատերը ավելի դանդաղ են սառչում, ինչը հաճախ հանգեցնում է ավելի մեծ կծկման՝ համեմատած ավելի բարակ հատվածների հետ:

Կծկման ազդեցությունը ապրանքի որակի վրա

Կծկումը անմիջականորեն ազդում է ձուլված մասերի ճշգրտության և աշխատանքի վրա: Երբ կծկումը միատարր չէ, մասերը կարող են չհամապատասխանել սպեցիֆիկացիաներին, ինչը կարող է հանգեցնել հավաքման խնդիրների կամ վատ համապատասխանության:

Անհամապատասխան կծկումը կարող է նաև մակերեսային թերություններ առաջացնել: Մասը կարող է ծռված կամ անհարթ թվալ, ինչը նվազեցնում է դրա տեսողական գրավչությունը և դժվարացնում դրա օգտագործումը ճշգրիտ կիրառություններում:

Չափսերի կայունությունը հատկապես կարևոր է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են ավտոմոբիլային և բժշկական սարքավորումները, որտեղ նույնիսկ փոքր շեղումները կարող են ֆունկցիոնալ խնդիրներ առաջացնել: Չվերահսկվող կծկումը կարող է նաև նվազեցնել մեխանիկական ամրությունը, քանի որ ներքին լարվածությունները կարող են թուլացնել նյութը:

Արտադրողները հաճախ կարգավորում են ձուլման պարամետրերը, ինչպիսիք են փաթեթավորման ճնշումը, սառեցման ժամանակը և ձուլման ջերմաստիճանը՝ հետևողականությունը բարելավելու համար: Նյութի ճիշտ ընտրությունը նույնպես կարևոր դեր է խաղում փոփոխականության նվազեցման և արտադրանքի որակի պահպանման գործում:

Նյութի ընտրությունը և դրա դերը կծկման մեջ

Խեժի ընտրությունը, դրա մոլեկուլային կառուցվածքը և հավելանյութերի օգտագործումը՝ այս ամենը ազդում է ձուլված մասի սառչելու ընթացքում կծկվելու աստիճանի վրա: Նյութերի պատշաճ չորացումը և մշակումը նույնպես անմիջական դեր են խաղում ճշգրտությունը պահպանելու և թերությունները նվազեցնելու գործում:

Նյութերի կծկման տեմպերը

Յուրաքանչյուր պլաստմասսա ունի որոշակի կծկման արագություն, որը սովորաբար նշվում է նյութերի մատակարարների կողմից: Այս արագությունը ցույց է տալիս, թե որքանով է մասը կծկվելու ձուլումից հետո:

Կիսաբյուրեղային պլաստմասսաներ, ինչպիսիք են պոլիպրոպիլեն (ՊՊ) և պոլիամիդ (PA/նեյլոն) սովորաբար ավելի շատ են կծկվում, քան ամորֆ պլաստմասսաները, ինչպիսիք են պոլիկարբոնատ (PC) կամ ABSՕրինակ, PP-ն կարող է փոքրանալ մինչև 2%, մինչդեռ PC-ն հաճախ մնում է 0.7%-ից ցածր։

Ավելի ցածր կծկման մակարդակ ունեցող նյութերի ընտրությունը նպաստում է ավելի խիստ հանդուրժողականությունների պահպանմանը և նվազեցնում է կաղապարի և մասերի նախագծման ճշգրտումների անհրաժեշտությունը։

Մոլեկուլային կառուցվածքի ազդեցությունը

Պոլիմերի ներքին կառուցվածքը ուժեղ ազդեցություն ունի կծկման վրա։ Կիսաբյուրեղային պլաստմասսաներ սառչելիս ձևավորում են կարգավորված շրջաններ, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր կծկման։ Ամորֆ պլաստմասսաներ չունեն այս կարգավորված կառուցվածքը, ուստի դրանք ավելի քիչ և ավելի հավասարաչափ են կծկվում։

Օրինակ՝ նեյլոնը (PA) ունի կիսաբյուրեղային կառուցվածք, ինչը նրան ավելի է կծկում, քան ABS-ը։ Այս տարբերությունն է պատճառը, որ ABS-ը հաճախ ընտրվում է չափային կայունություն պահանջող մասերի համար։

Մոլեկուլային քաշը նույնպես կարևոր է: Ավելի բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող պոլիմերները կարող են դիմադրել հոսքին՝ ստեղծելով անհավասար փաթեթավորում կաղապարում, ինչը կարող է մեծացնել կծկումը ավելի հաստ հատվածներում: Այս կառուցվածքային տարբերությունների ըմբռնումը օգնում է ինժեներներին համապատասխանեցնել նյութերը մասի երկրաչափությանը և հանդուրժողականության կարիքներին:

Հավելանյութերի ազդեցությունը

Հավելանյութերը և լցոնիչները կարող են զգալիորեն նվազեցնել կծկումը։ Ապակե մանրաթելեր, տալկ, կամ կալցիումի կարբոնատ սահմանափակել պոլիմերային մատրիցի կծկման աստիճանը սառեցման ընթացքում։

• Ապակե լցված նեյլոն ավելի քիչ է կծկվում, քան չլցված նեյլոնը և ապահովում է ավելի լավ չափային կայունություն։
• Տալկով լցված պոլիպրոպիլեն նվազեցնում է կծկումը և ավելացնում կարծրություն, ինչը օգտակար է ավտոմոբիլային վահանակներում։

Լցանյութի տոկոսը նույնպես ազդում է արդյունքների վրա: Լցանյութի ավելի բարձր պարունակությունը սովորաբար նշանակում է ավելի ցածր կծկում, բայց կարող է նյութն ավելի փխրուն դարձնել: Լցոնված տեսակներ ընտրելիս ինժեներները պետք է հավասարակշռեն կծկման վերահսկումը մեխանիկական կատարողականության հետ:

Չորացման և մշակման կարևորությունը

Նյութերում խոնավության պարունակությունը, մասնավորապես՝ նեյլոնի (PA) նման հիգրոսկոպիկ խեժերի մեջ, անմիջականորեն ազդում է կծկման վրա: Եթե պատշաճ կերպով չչորացվի, կլանված ջուրը կարող է հիդրոլիզ առաջացնել ձուլման ընթացքում, ինչը կհանգեցնի անկայուն կծկման և ավելի թույլ մասերի:

Հերմետիկ պահպանումը փակ տարաներում և չորացնող սարքերի օգտագործումը նպաստում են նյութի կայուն հատկությունների պահպանմանը: PC-ի և ABS-ի դեպքում նույնիսկ փոքր քանակությամբ խոնավությունը կարող է առաջացնել փուչիկներ կամ մակերեսային թերություններ, որոնք ազդում են ճշգրտության վրա:

Մշակումը նույնպես կարևոր է: Աղտոտված կամ քայքայված գնդիկները կարող են փոխել հոսքի վարքագիծը, ինչը կհանգեցնի անհավասար փաթեթավորման և կծկման: Հետևողական չորացման և մաքուր մշակման պրակտիկան ապահովում է, որ նյութը կատարի սպասվող աշխատանքը ձուլման ընթացքում:

Կաղապարի դիզայնի օպտիմալացում՝ կծկումը նվազեցնելու համար

Ներարկման ձուլման ժամանակ կծկումը հաճախ պայմանավորված է կաղապարի նախագծմամբ և դրա ներսում պլաստիկի սառեցման եղանակով։ Կաղապարի չափերի, պատի հաստության և սառեցման համակարգերի ուշադիր պլանավորումը օգնում է վերահսկել նյութի հոսքը և պնդացումը, ինչը նվազեցնում է անհավասար կծկումը և բարելավում ճշգրտությունը։

Կաղապարի չափսերում կծկման հաշվառում

Յուրաքանչյուր պլաստիկ նյութ ունի հայտնի կծկման արագություն, որը պետք է հաշվի առնվի կաղապարի նախագծման մեջ: Եթե անտեսվի, վերջնական մասը չի համապատասխանի նախատեսված չափսերին: Դիզայներները օգտագործում են նյութերի մատակարարներից ստացված կծկման տվյալները՝ կաղապարի խոռոչները մասշտաբավորելու համար, որպեսզի սառեցված մասը համապատասխանի պահանջվող չափսին:

Այս գործընթացը հաճախ ներառում է կարգավորում խոռոչի չափերը փոքր տոկոսով: Օրինակ՝ 1.5% կծկման արագություն ունեցող նյութը պահանջում է, որ կաղապարը մի փոքր ավելի մեծ լինի, քան թիրախային մասը:

Ճշգրիտ կիրառություններում ինժեներները հաշվի են առնում նաև ուղղորդված կծկումը: Որոշ պլաստմասսաներ ավելի շատ կծկվում են հոսքի ուղղությամբ, քան դրա երկայնքով: Այս անիզոտրոպիայի հաշվառումը ապահովում է մասերի ճիշտ տեղավորումը հավաքվածքներում:

Հիմնական գործելակերպերը ներառում են՝

• Մատակարարների կրճատման տվյալների օգտագործումը
• Խոռոչի չափերի համապատասխան չափում
• Հաշվի առնելով ուղղորդված կծկման էֆեկտները

Միատարր պատի հաստության ապահովում

Անհավասար պատի հաստությունը կծկման տատանումների ամենատարածված պատճառներից մեկն է: Հաստ հատվածները սառչում են ավելի դանդաղ, քան բարակները, ինչը հանգեցնում է սխալների, ինչպիսին է ծռումը:

Դիզայներները նպատակ ունեն միատարր պատի հաստություն ամբողջ մասի վրա՝ հավասարաչափ սառեցման և կայուն կծկման խթանման համար: Երբ հաստության փոփոխությունները անխուսափելի են, հարթ անցումները, ինչպիսիք են ֆիլեները կամ կոնաձևերը, օգնում են նվազեցնել լարվածությունը և աղավաղումը:

Պարզ ուղեցույց է հաստությունը պահել նեղ միջակայքում, օրինակ՝ շատ ջերմապլաստիկների դեպքում՝ 2-4 մմ: Եթե ամրության համար անհրաժեշտ են կողիկներ կամ ելուստներ, դրանք չպետք է գերազանցեն հարակից պատի հաստության 50-70%-ը՝ ավելորդ կծկումից խուսափելու համար:

Պատի հաստության լավագույն մեթոդները.

• Պահպանեք հաստատուն հաստությունը
• Օգտագործեք աստիճանական անցումներ բաժինների միջև
• Սահմանափակեք կողերի և գլխիկների չափերը պատերի նկատմամբ

Արդյունավետ սառեցման ալիքների նախագծում

Ձուլվածքի սառեցման համակարգը անմիջականորեն ազդում է կծկման վրա: Անհավասար սառեցումը ստեղծում է ջերմաստիճանային տարբերություններ, որոնք առաջացնում են անհավասար կծկում: Ճիշտ տեղադրված հովացման ալիքներ թույլ են տալիս ջերմությունը հավասարաչափ հեռացնել, նվազեցնելով աղավաղումը և բարելավելով ցիկլի ժամանակը։

Ջրանցքները պետք է տեղադրվեն կաղապարի մակերեսներին մոտ՝ առանց թուլացնելու կաղապարի կառուցվածքը: Դրանց հեռավորությունը և տրամագիծը պետք է օպտիմալացված լինեն՝ արդյունավետությունը և կաղապարի ամրությունը հավասարակշռելու համար:

Առաջադեմ նախագծերում կարող է օգտագործվել կոնֆորմալ սառեցում, որտեղ ալիքները հետևում են խոռոչի ձևին: Այս մեթոդը բարելավում է ջերմաստիճանի կառավարումը բարդ մասերում և նվազեցնում տեղայնացված կծկումը:

Դիզայնի նկատառումներ՝

• Հավասարաչափ տեղադրեք ալիքները կարևոր տարածքների շուրջ
• Պահպանեք ալիքի կայուն խորությունը և հեռավորությունը
• Օգտագործեք կոնֆորմալ սառեցում, երբ մասի երկրաչափությունը բարդ է

Մշակման պարամետրերի վերահսկում

Մշակման պարամետրերի ճշգրիտ կառավարումը նվազեցնում է չափսերի սխալները և օգնում է պահպանել դետալի կայուն որակը: Հիմնական գործոններն են ճնշումը, արագությունը, ջերմաստիճանը և ժամանակի կարգավորումները, որոնցից յուրաքանչյուրը անմիջականորեն ազդում է ձուլված դետալների կծկման վարքագծի վրա:

Ներարկման ճնշում և պահպանման ճնշում

Ներարկման ճնշումը որոշում է, թե որքան լավ է հալված պլաստիկը լցնում կաղապարի խոռոչը: Եթե ճնշումը չափազանց ցածր է, նյութը կարող է լիովին չփաթաթվել, ինչը կհանգեցնի խոռոչների և ավելի բարձր կծկման: Սակայն չափազանց ճնշումը կարող է լարվածություն և ծռում առաջացնել:

Ճնշումը պահպանելը նույնպես կարևոր է: Ձևաթղթի լցվելուց հետո կայուն ճնշման կիրառումը պահպանում է նյութի խտությունը սառչելու ընթացքում: Սա նվազեցնում է ծավալային կծկումը՝ փոխհատուցելով նյութի կծկումը:

Ճնշման կարգավորման հիմնական նկատառումները՝

• Պահպանեք բավարար ներարկման ճնշում՝ կաղապարն ամբողջությամբ լցնելու համար։
• Օգտագործեք պահող ճնշում՝ կծկումը կանխելու համար։
• Խուսափեք չափազանց մեծ ճնշումից, որը կարող է լարվածություն ստեղծել մասի վրա։

Ներարկման և պահպանման ճնշման հավասարակշռումը ապահովում է մասի պահպանումը նախատեսված չափսեր առանց չափից շատ փաթեթավորման։

Ներարկման արագության օպտիմալացում

Ներարկման արագությունը ազդում է այն բանի վրա, թե ինչպես է հալված պոլիմերը հոսում կաղապարի մեջ: Շատ արագ լցումը կարող է առաջացնել անհավասար հոսք, խցանված օդ կամ եռակցման գծեր: Շատ դանդաղ լցումը կարող է հանգեցնել վաղաժամ սառեցման, կծկման աճի և արատների:

Միջին և հաստատուն ներարկման արագությունը սովորաբար ապահովում է ավելի լավ չափային կայունություն: Կարգավորումները պետք է հիմնված լինեն մասի երկրաչափության և նյութի տեսակի վրա: Օրինակ, բարակ պատերով մասերը հաճախ ավելի բարձր արագությունների կարիք ունեն՝ թերի լցոնումից խուսափելու համար:

Արագության վերահսկման լավագույն մեթոդները.

• Ներքին լարվածությունը կանխելու համար հաստ մասերի համար օգտագործեք ավելի դանդաղ արագություններ:
• Կարճ կադրերից խուսափելու համար բարակ հատվածների համար կիրառեք ավելի մեծ արագություն:
• Հետևեք հոսքի հավասարակշռությանը բազմաթիվ խոռոչներում։

Տակառի և կաղապարի ջերմաստիճանը

տակառ ջերմաստիճան վերահսկում է պոլիմերի հալման որակը։ Եթե հալման ջերմաստիճանը չափազանց ցածր է, այն կարող է պատշաճ կերպով չփաթաթվել, ինչը կհանգեցնի կծկման։ Եթե այն չափազանց տաք է, պոլիմերը կարող է ավելի քայքայվել կամ կծկվել ջերմաստիճանի անկմանը զուգընթաց։

Կաղապարի ջերմաստիճանը նույնպես կարևոր դեր է խաղում: Ավելի սառը կաղապարը սովորաբար կրճատում է ցիկլի տևողությունը, բայց կարող է մեծացնել կծկումը՝ արագ կծկման պատճառով: Ավելի տաք կաղապարը թույլ է տալիս ավելի միատարր սառեցում, ինչը կարող է բարելավել չափերի ճշգրտությունը:

Ջերմաստիճանի կարգավորման գործոնները.

• Սահմանեք տակառի գոտիները՝ հալույթի կայուն մածուցիկությունը պահպանելու համար։
• Պահպանեք ջերմաստիճանը յուրաքանչյուր պոլիմերի համար առաջարկվող սահմաններում։
• Օգտագործեք ջերմաստիճանի կառավարման սարքեր՝ տաք կամ սառը կետերից խուսափելու համար։

Պահման և սառեցման ժամանակը

Պահման ժամանակը թույլ է տալիս պահպանել ճնշումը նյութի վրա, մինչ այն պնդանում է: Չափազանց կարճ պահման ժամանակը կարող է թողնել դատարկություններ կամ խորտակման հետքեր: Չափազանց երկարը կարող է մեծացնել ցիկլի տևողությունը՝ առանց էական բարելավման:

Սառեցման ժամանակը նույնքան կարևոր է: Անհավասար կամ անբավարար սառեցումը հանգեցնում է ներքին լարվածության և անհամապատասխան կծկման: Ամբողջ ձուլման գործընթացը վերահսկվող պայմաններում իրականացնելը կարող է երաշխավորել, որ դետալը հավասարաչափ կպնդանա իր հաստության մեջ:

Ժամանակի կառավարման ուղեցույցներ.

• Համապատասխանեցրեք ամրացման ժամանակը մասի պատի հաստությանը։
• Երկարացրեք սառեցման ժամանակը ավելի հաստ մասերի համար՝ ծռվելը կանխելու համար։
• Օգտագործեք հավասարակշռված սառեցման ալիքներ՝ ջերմաստիճանի հավասարաչափ բաշխումը պահպանելու համար։

Պահման և սառեցման ժամանակների օպտիմալացումը նվազեցնում է կծկումը՝ միաժամանակ պահպանելով ցիկլի ժամանակի արդյունավետությունը: Ճիշտ ժամանակի մշակումը ապահովում է, որ մասերը լինեն չափսերի առումով կայուն և զերծ լինեն ձուլման տարածված թերություններից: