ข้อบกพร่องในการขึ้นรูปพลาสติก: สาเหตุของรอยเชื่อม และวิธีการหลีกเลี่ยง

ในกระบวนการออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติก โดยทั่วไปผู้ใช้จะไม่ยอมรับข้อบกพร่องหรืออุปสรรคในการทำงานที่ชัดเจน ปัญหาดังกล่าวประการหนึ่งคือการก่อตัวของรอยเชื่อม ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อรูปลักษณ์และอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ และยังนำไปสู่การปฏิเสธผลิตภัณฑ์อีกด้วย

เพื่อช่วยหลีกเลี่ยงสถานการณ์นี้ บทความนี้จะเจาะลึกถึงสาเหตุของการเกิดรอยเชื่อม และเสนอชุดมาตรการป้องกันแบบกำหนดเป้าหมาย เรามุ่งมั่นที่จะให้คำแนะนำที่มีประสิทธิภาพสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์พลาสติกของคุณ

Weld Line หมายถึงอะไร?

เส้นเชื่อมหรือที่เรียกว่าเส้นถักเป็นรอยเส้นตรงที่เกิดจากพลาสติกหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการเติมเนื่องจากสาเหตุหลายประการ เหตุผลเหล่านี้ได้แก่ การฉีดขึ้นรูปหลายประตู ความหนาของผนังไม่เท่ากัน ช่องว่าง ความเร็วการไหลไม่สอดคล้องกัน และอื่นๆ

ข้อบกพร่องของรอยเชื่อมเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เส้นเชื่อมมักจะเกิดขึ้นที่จุดบรรจบกันของการไหลของวัสดุทั้งสอง หรือในกรณีที่การไหลของวัสดุหลีกเลี่ยงลักษณะทางเรขาคณิตบางอย่าง (เช่น รู) บนชิ้นส่วนแล้วจึงมาบรรจบกันใหม่ การเกิดรอยเชื่อมสัมพันธ์กับการไหลของพลาสติกหลอมเหลว

พลาสติกที่หลอมละลายจะไหลมากกว่าสองทิศทางภายในแม่พิมพ์ เมื่อมีการไหลของวัสดุตั้งแต่สองรายการขึ้นไปมาบรรจบกันในช่อง ด้านหน้าของการไหลจะสัมผัสกันและผสานกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขึ้นอยู่กับมุมของจุดตัด พวกเขาสามารถจำแนกได้เป็นแนวเชื่อมและแนวเชื่อม

ความแตกต่างระหว่างแนวเชื่อมและแนวเชื่อมขึ้นอยู่กับมุมที่ส่วนหน้าของการไหลมาบรรจบกัน ในแผนภาพ หากมุมลู่เข้ามากกว่า 135° จะเรียกว่าเส้นเชื่อม ในขณะที่ถ้ามุมลู่เข้าน้อยกว่า 135° จะเรียกว่าเส้นเชื่อม

เนื่องจากการไหล ชั้นแกนกลางที่หลอมละลายของการไหลของวัสดุจึงยื่นออกมาจากชั้นที่แข็งตัวแล้วทั้งสองด้านของด้านหน้าการไหล ดังนั้น เมื่อการไหลของวัสดุทั้งสองมาสัมผัสกัน ตรงกลางของหน้าตัดจะสัมผัสกันก่อน จากนั้นจึงกระจายออกไปทั้งสองด้าน ในที่สุดก็จะเกิดร่องรูปตัว V ที่ตำแหน่งการเติม ดังแสดงในรูปที่ 1

หากอากาศในร่องระบายออกได้ยาก หรือหากอุณหภูมิต่ำเกินไปเมื่อวัสดุทั้งสองไหลมาบรรจบกัน ส่งผลให้หน้าไหลเหล่านี้ไม่ผสานกันอย่างแนบเนียนหรือ “เชื่อม” เข้าด้วยกัน จะเกิดรอยเชื่อมที่เด่นชัดมากขึ้น ดังแสดงในรูปที่ 2 .

ตามวิธีการผลิตที่แตกต่างกัน เส้นเชื่อมในชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปสามารถแบ่งออกเป็นเส้นเชื่อมร้อนและเส้นเชื่อมเย็น:

• แนวเชื่อมเย็นเกิดขึ้นเมื่อการหลอมละลายไม่ไหลอีกต่อไปหลังจากที่กระแสหลอมเหลวทั้งสองมาบรรจบกันแบบเผชิญหน้ากัน
• แนวเชื่อมร้อนเกิดขึ้นเมื่อโลหะหลอมพบกับสิ่งกีดขวาง (เช่น ส่วนแทรก) แบ่งออกเป็นกระแสหลอมเหลวสองสายขึ้นไป หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง กลับมาบรรจบกันอีกครั้ง และยังคงไหลต่อไป

อันตรายจากรอยเชื่อม

เส้นเชื่อมก่อให้เกิดอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับผลิตภัณฑ์พลาสติก โดยหลักๆ ในด้านต่อไปนี้:

ปัญหาโครงสร้าง

เส้นเชื่อมคือบริเวณที่พลาสติกหลอมเหลวมาบรรจบกันและฟิวส์ภายในแม่พิมพ์ หากการหลอมละลายไม่สมบูรณ์หรือมีคุณภาพต่ำ ความแรงในบริเวณนี้อาจค่อนข้างอ่อน ด้วยเหตุนี้ โอกาสที่ชิ้นส่วนจะแตกหรือการเสียรูปบริเวณแนวเชื่อมจึงเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะในบริเวณที่มีความเครียด ซึ่งจะทำให้จุดอ่อนนี้รุนแรงขึ้น

สิ่งนี้อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความแข็งแรงเชิงกลของผลิตภัณฑ์ ซึ่งอาจลดลงเหลือ 20% ถึง 100% ของความแข็งแรงที่ระบุ นอกจากนี้ ความแข็งแรงที่ตำแหน่งของแนวเชื่อมโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 40% ถึง 95% ของความแข็งแรงของพลาสติกโดยรอบ ขึ้นอยู่กับประเภทของพลาสติกและสภาวะในการแปรรูป

ปัญหารูปลักษณ์

เส้นเชื่อมอาจส่งผลให้เกิดเส้น ร่อง หรือสีเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวของชิ้นส่วน ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ หากรอยเชื่อมอยู่บนพื้นผิวที่ไม่สำคัญของชิ้นส่วน (เช่น ด้านล่าง) อาจไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตามหากอยู่ในพื้นที่ที่โดดเด่นหรือมีความสำคัญอาจส่งผลต่อความสวยงามและการยอมรับของผลิตภัณฑ์ได้

สาเหตุของรอยเชื่อมของการฉีดขึ้นรูป

สาเหตุของการเกิดแนวเชื่อมส่วนใหญ่มาจากปัจจัยต่อไปนี้:

อุณหภูมิต่ำ

การบรรจบกันของการไหลที่ไม่ดีของวัสดุหลอมที่อุณหภูมิต่ำทำให้เกิดแนวเชื่อมได้ง่าย หากรอยเชื่อมปรากฏที่ตำแหน่งเดียวกันทั้งบนพื้นผิวด้านในและด้านนอกของชิ้นส่วนพลาสติก มักเกิดจากการเชื่อมที่ไม่ดีเนื่องจากอุณหภูมิวัสดุต่ำ

การออกแบบแม่พิมพ์

ประตูที่มากเกินไปในช่องเดียวกัน การระบายอากาศที่ไม่ดีที่ตะเข็บเชื่อม รางขนาดใหญ่เกินไป ขนาดของระบบประตูที่ไม่เหมาะสม ความหนาของผนังที่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ หรือผนังที่บางเกินไป ล้วนส่งผลให้เกิดรอยเชื่อมได้

เรซินที่ไม่บริสุทธิ์

การไหลที่ไม่ดี ความไวต่อความร้อนสูง และปริมาณสิ่งเจือปนสูงในเรซินสามารถขัดขวางการไหลที่ราบรื่นของพลาสติกหลอมเหลวผ่านแม่พิมพ์ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเส้นเชื่อม

แรงกดดันไม่เพียงพอ

แรงดันการฉีดต่ำ ความเร็วสูงเกินไป หรือแรงดันไม่สม่ำเสมออาจส่งผลต่อการไหลและการหลอมละลายของโลหะหลอม ส่งผลให้การเชื่อมไม่ดีและลักษณะของรอยเชื่อม

วิธีหลีกเลี่ยงการเชื่อม/ถัก เส้นในการฉีดขึ้นรูป?

เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้รอยเชื่อมปรากฏขึ้นโดยสิ้นเชิง คุณสามารถพิจารณาเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการฉีดขึ้นรูป การออกแบบชิ้นส่วน การออกแบบแม่พิมพ์ และการเลือกใช้วัสดุพลาสติกเพื่อลดการเกิดรอยเชื่อมให้เหลือน้อยที่สุด

การออกแบบแม่พิมพ์

คุณสามารถเริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนแปลงการออกแบบแม่พิมพ์จากนักวิ่งเย็น นักวิ่งร้อน ไปจนถึงการออกแบบเกตเพื่อหลีกเลี่ยงรอยเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

1.นักวิ่งเย็น

ควรเลือกนักวิ่งแบบวงกลมหรือสี่เหลี่ยมคางหมู เพิ่มจำนวนหลุมทากเย็นและตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความยาวเพียงพอ เพื่อให้มั่นใจว่าการเปลี่ยนผ่านภายในแม่พิมพ์เป็นไปอย่างราบรื่น เพิ่มพื้นที่หน้าตัดของนักวิ่งให้สูงสุดโดยยังคงรักษาโปรไฟล์การไหลที่เหมาะสม ลดความเร็วการไหลของของเหลวและการสูญเสียแรงดัน

2.นักวิ่งสุดฮอต

บรรลุการฉีดสารหลอมเหลวตามลำดับโดยการควบคุมลำดับการเปิดประตูต่างๆ เพื่อปกปิดรอยเชื่อมอย่างมีประสิทธิภาพ ในกรณีที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงรอยเชื่อมได้ วาล์วแบบต่อเนื่องอาจเปลี่ยนเส้นทางรอยเชื่อมไปยังพื้นผิวที่มองไม่เห็นได้สำเร็จ

3.การออกแบบประตู

หลีกเลี่ยงการใช้ประตูจุดเข็มที่มีการสูญเสียแรงดันสูง และจัดลำดับความสำคัญของประเภทประตูที่มีการสูญเสียแรงดันต่ำกว่า เช่น ประตูด้านข้างและประตูพัดลม

สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ หากหลีกเลี่ยงรอยเชื่อมไม่ได้ การลดความยาวการไหลโดยการเพิ่มจำนวนเกตสามารถยกระดับอุณหภูมิของส่วนหน้าหลอมเหลวได้ สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก ให้ลดจำนวนประตูเพื่อลดจำนวนหน้าการไหล

4.ระบายอากาศ

ติดตั้งช่องระบายอากาศที่ส่วนท้ายของไส้เพื่อเพิ่มการระบายอากาศและลดการเกิดรอยเชื่อม หากการปรับปรุงจากช่องระบายอากาศไม่เพียงพอ ให้พิจารณาเพิ่มบ่อน้ำล้นลงในแม่พิมพ์

5. แม่พิมพ์ระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว / ความร้อนอย่างรวดเร็ว

สำหรับชิ้นส่วนที่มีข้อกำหนดเฉพาะ ให้พิจารณาใช้การออกแบบแม่พิมพ์ทำความเย็น/ทำความร้อนอย่างรวดเร็ว ก่อนการฉีดขึ้นรูป ให้เพิ่มอุณหภูมิแม่พิมพ์ให้สูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) ของวัสดุโดยใช้ไอน้ำอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ในระหว่างการทำความเย็นและการแข็งตัว ให้ใช้น้ำเย็นอย่างรวดเร็ว การออกแบบนี้ช่วยลดรอยเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ต้องการความต้องการสูงสำหรับแม่พิมพ์และอุปกรณ์ทำความเย็น

การออกแบบโครงสร้างชิ้นส่วน

ในการออกแบบชิ้นส่วน ควรลดคุณสมบัติของรูที่ไม่จำเป็นให้เหลือน้อยที่สุด

ความหนาของชิ้นส่วนควรหนาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดความต้านทานการเติมและลดการออกแบบความหนาที่ไม่สม่ำเสมอ

ด้วยการออกแบบอย่างระมัดระวังที่มีความหนาไม่เท่ากัน ผลกระทบของรอยเชื่อมสามารถบรรเทาลงได้ในระดับหนึ่ง แต่ต้องมีการประเมินตามโครงสร้างผลิตภัณฑ์เฉพาะและเงื่อนไขของกระบวนการ

หลีกเลี่ยงซี่โครงขนานกับทิศทางการไหล หากเงื่อนไขเอื้ออำนวย ให้ใช้เทคโนโลยี sequential valve gating เพื่อเปลี่ยนตำแหน่งเกต ดังนั้นทิศทางการไหลจะเป็นมุมกับทิศทางซี่โครง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงปรากฏการณ์แนวเชื่อม ดังแสดงในรูปด้านล่าง

เมื่อชิ้นส่วนต้องมีสีเงินหรือสีเมทัลลิกอื่นๆ บอย โดยทั่วไปจะแนะนำให้ทาสีชิ้นส่วนแทนที่จะเติมสีลงในพลาสติก เนื่องจากสะเก็ดในสีเมทัลลิกมักจะทำให้รอยเชื่อมโดดเด่นยิ่งขึ้น

การเลือกพลาสติก

ในสถานการณ์ที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างแม่พิมพ์และผลิตภัณฑ์ได้ การปรับคุณสมบัติของวัสดุให้เหมาะสมเพื่อปรับปรุงรอยเชื่อมถือเป็นกลยุทธ์ที่ใช้ได้จริง

เลือกวัสดุที่มีคุณสมบัติการไหลที่ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น สามารถใช้วัสดุที่มีความหนืดหลอมละลายต่ำได้ หรือสามารถเพิ่มสารเพิ่มประสิทธิภาพการไหลเพื่อปรับปรุงการไหลของวัสดุได้

การลดสัดส่วนของสารตัวเติมหรือสารเติมแต่งในวัสดุจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติการไหลและลดการก่อตัวของรอยเชื่อมได้

สำหรับชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติเป็นรูพรุน ไม่ควรใช้วัสดุที่ไม่ต้องทาสี เลือกใช้วัสดุสเปรย์มาตรฐานและลงสีในกระบวนการต่อๆ ไปเพื่อให้ได้รูปลักษณ์ที่ต้องการ

สำหรับวัสดุที่มีความต้านทานความร้อนต่ำ การเติมสารทนความร้อนลงในสูตรจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางความร้อน ทำให้สามารถฉีดขึ้นรูปที่อุณหภูมิวัสดุสูงขึ้นได้ อุณหภูมิของวัสดุที่สูงขึ้นจะช่วยลดความหนืดและเพิ่มการไหล ซึ่งช่วยลดการเกิดรอยเชื่อม

การปั้นที่เกี่ยวข้อง

ด้วยการปรับสูตรของวัสดุและพารามิเตอร์กระบวนการฉีดขึ้นรูป เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความเร็ว ฯลฯ ช่วยให้พลาสติกหลอมละลายภายในแม่พิมพ์หลอมรวมได้ทั่วถึง ซึ่งช่วยลดการเกิดรอยเชื่อม

กระบวนการฉีดขึ้นรูป	วัตถุประสงค์
เพิ่มแรงดันและความเร็วของการฉีด	เพื่อเพิ่มอัตราการไหลของวัสดุภายในคาวิตี้ ส่งผลให้อุณหภูมิหลอมเหลวที่จุดบรรจบกันเพิ่มขึ้น
เพิ่มแรงกดค้างไว้	เสริมความแข็งแรงของจุดบรรจบและลดรอยเชื่อม
เพิ่มอุณหภูมิแม่พิมพ์	ยกระดับอุณหภูมิหลอมเหลวที่จุดบรรจบกัน
แก้ไขปัญหาความสามารถในการละลาย	การเพิ่มอุณหภูมิหลอมเหลวที่จุดบรรจบสามารถปรับปรุงการไหลของวัสดุได้ เพิ่มอุณหภูมิหลอมเหลวที่จุดบรรจบกัน
เพิ่มอุณหภูมิของนักวิ่งร้อน	ยกระดับอุณหภูมิหลอมเหลวที่จุดบรรจบกัน
ให้แน่ใจว่าแห้งสนิท ลดสารปล่อยเชื้อรา	ลดปริมาณโมเลกุลขนาดเล็กและความชื้นในร่อง V ที่จุดบรรจบกัน
เพิ่มความเร็วในการหมุนของสกรูและแรงกดต้าน	ลดความหนืดของพลาสติก ช่วยให้ไหลภายในคาวิตี้ได้เร็วขึ้น และทำให้อุณหภูมิหลอมเหลวที่จุดบรรจบกันเพิ่มขึ้น
เปลี่ยนไปใช้เครื่องฉีดขึ้นรูปที่มีน้ำหนักสูงขึ้น	หากเครื่องฉีดขึ้นรูปมีกำลังการผลิตน้อย อาจทำให้อุณหภูมิหลอมละลายไม่สม่ำเสมอและแรงดันในการฉีดไม่เพียงพอ ส่งผลต่อการหลอมรวมของวัสดุ เพื่อปรับปรุงรอยเชื่อม อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องฉีดขึ้นรูปที่มีความสามารถในการขึ้นรูปพลาสติกมากขึ้นเมื่อจำเป็น

สรุป

รอยเชื่อมมักถูกมองว่าเป็นปัญหาสำคัญที่ควรหลีกเลี่ยงในการผลิตชิ้นส่วนพลาสติก เนื่องจากไม่เพียงแต่ส่งผลต่อรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังนำไปสู่ความบกพร่องในการทำงาน เช่น ความเปราะบางที่เพิ่มขึ้น

ดังนั้นการเลือกให้เหมาะสม ผู้ผลิตแม่พิมพ์ และการฉีดขึ้นรูปก็มีความสำคัญ เมื่อคุณเลือกบอยยี่ บริการฉีดขึ้นรูปแล้วคุณจะพบว่าเราเปลี่ยนความท้าทายนี้ให้เป็นโอกาสสู่ความเป็นเลิศได้อย่างไร

ทีมผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคของเรามีประสบการณ์และความเชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมที่กว้างขวาง พร้อมที่จะร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับคุณตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิต โดยให้คำแนะนำและการสนับสนุนในทุกขั้นตอน เป้าหมายของเราคือเพื่อให้แน่ใจว่าทุกรายละเอียดได้รับการควบคุมอย่างพิถีพิถันและลดขนาดให้เหลือน้อยที่สุด ข้อบกพร่องในการฉีดขึ้นรูป เช่นรอยเชื่อมเพื่อส่งมอบชิ้นส่วนคุณภาพสูงและเชื่อถือได้

ติดต่อเรา วันนี้เพื่อนำชิ้นส่วนพลาสติกของคุณเข้าสู่การผลิต ส่งไฟล์การออกแบบของคุณผ่านแบบฟอร์ม และคุณจะได้รับใบเสนอราคาภายใน 2 ชั่วโมงหลังจากที่คุณร้องขอ

คำถามที่พบบ่อย

---

Tagged: คู่มือการฉีดขึ้นรูป