一, Klassifisering og dannelsesmekanisme for bobler
Gjennomsiktige plastsprøytestøpingsbobler er hovedsakelig delt inn i to typer: fangede bobler og vakuumbobler, og deres dannelsesmekanisme er nært knyttet til materialegenskaper, prosessparametere og formdesign.
1. Fangede gassbobler: Fysiske feller for oppbevaring av gass
Når plastsmelten fyller formhulen, hvis eksossystemets utforming av formen er utilstrekkelig eller injeksjonshastigheten er for høy, kan ikke luften inne i formhulen og gassen som genereres av nedbrytningen av plasten slippes ut i tide, og vil bli pakket inn av smelten for å danne bobler. For eksempel er PC-materiale utsatt for å brytes ned og produsere CO ₂ ved høye temperaturer. Hvis formskilleoverflaten ikke er utstyrt med et eksosspor, vil gassen forbli inne i produktet og danne sirkulære bobler med en diameter på 0,1-2 mm.
2. Vacuum Bubble: The Mechanical Game of Shrinkage Stress
Under kjøleprosessen av tykkveggede gjennomsiktige komponenter (som linser og lyslederplater), stivner den ytre overflaten raskt på grunn av den lave formtemperaturen, mens den indre smelten genererer negativt trykk på grunn av krymping. Hvis holdetrykket er utilstrekkelig eller holdetiden er for kort til å kompensere for svinnet, vil det dannes en "vakuumboble". Denne typen bobler er for det meste plassert i midten av produktet, med en diameter på over 5 mm, og kan utvide seg over tid.
2, Materialforbehandling: eliminerer skjulte farer fra kilden
Fuktigheten og de flyktige stoffene i materialet er de primære årsakene til bobledannelse. Med PC som et eksempel, når vannabsorpsjonshastigheten 0,3 % -0,4 %. Hvis det ikke er helt tørket og oppvarmet over 230 grader, vil vannet fordampe og danne dampbobler. Bransjepraksis har vist at:
Tørkeprosess: PC må tørkes ved 120-130 grader i mer enn 6 timer, med en lagtykkelse på mindre enn eller lik 30 mm og et fuktighetsinnhold på mindre enn eller lik 0,02%; PMMA krever tørking ved 70-80 grader i 4 timer, med en lagtykkelse på 30-40 mm.
Tørkeutstyr: Vedta en varmluftsirkulasjonstørker og utstyrt med et avfuktingssystem for å unngå sekundær forurensning av råvarer med fuktighet i luften. En viss elektronikkprodusent oppgraderte tørkeutstyret sitt og reduserte boblehastigheten fra 3 % til 0,5 %.
Råvarerenhet: Velg høy-råvarer og unngå å bruke blandinger med høy andel resirkulerte materialer. Urenheter kan redusere fluiditeten til smelten og forverre fenomenet innestengt gass.
3, Mold design: bygge gass rømningskanaler
Formdesign er et nøkkelledd i bobleforebygging og kontroll, som må optimaliseres fra tre aspekter: strømningskanalsystem, eksosstruktur og kjølesystem:
1. Kanalsystem: Balansert trykkoverføring
Portposisjon: Porten bør settes på den tykkeste delen av produktet for å forkorte smeltefyllingsveien. For eksempel flyttet en linseform for mobiltelefoner porten fra kanten til midten, noe som reduserte boblehastigheten med 40 %.
Kanalstørrelse: Kanaldiameteren bør være 20 % -30 % større enn produktets veggtykkelse for å sikre tilstrekkelig trykkoverføring. For tykkveggede komponenter som lyslederplater, kan et varmeløpssystem brukes for å redusere ufullstendig fylling forårsaket av smeltefrontkjøling.
Kaldt materialebrønn: Installer en kaldt materialebrønn ved enden av hovedkanalen for å fange opp den tidlig avkjølte smelten og forhindre at den kommer inn i formhulen og danner defekter.
2. Eksosanlegg: Slipp innestengt gass
Eksosspor: Et eksosspor med en dybde på 0,02-0,05 mm og en bredde på 3-5 mm bør åpnes ved sammenkoblingsområdet mellom skilleflaten, kjernen og hulrommet. For elektroniske presisjonskomponenter kan et vakuumeksossystem brukes for å redusere trykket inne i formhulen til under -90kPa.
Pustende stål: Innebygger pustende stål i områder med tykke vegger og utnytter dens mikroporøse struktur for å drive ut gasser. Etter å ha brukt pustende stål for en bestemt bildashbordform, sank boblehastigheten fra 8 % til 1 %.
3. Kjølesystem: Kontroller sammentrekningshastigheten
Formtemperaturkontroll: Tykkveggede deler må øke formtemperaturen (PC anbefaler 100-130 grader) for å forsinke overflatestivning og gi ekstra krympingstid for intern smeltekrymping. Skallformen til en medisinsk enhet ble varmet opp fra 80 grader til 120 grader ved hjelp av en formtemperaturmaskin, noe som resulterte i en 70 % reduksjon i vakuumbobler.
Kjølevannskrets: Vedta en konform kjølevannskrets for å sikre jevn kjøling av produktet. For uregelmessige deler kan 3D-utskriftsformer brukes til å bygge inn samsvarende kjølekanaler, noe som reduserer kjøletiden med 20 % -30 %.
4, Prosessparametere: Kunsten med dynamisk balanse
Parametrene for sprøytestøpingsprosessen må justeres dynamisk i henhold til materialkarakteristikkene og produktstrukturen, med kjernen som kontroll av smeltefyllingshastighet, trykk og temperatur:
1. Injeksjonshastighet: kontroll på flere-nivåer
Ved å ta i bruk "sakte rask sakte" flertrinns-injeksjon:
Det første trinnet er lav hastighet: fyll innløpet med en maksimal hastighet på 5% -10% for å unngå overoppheting og dekomponering av smelteskjær;
Andre seksjon med høy-hastighet: Fyll formhulen med en maksimal hastighet på 80 % -90 % for å redusere avkjølingen av smeltefronten;
Det tredje trinnet er lav hastighet: komprimer produktet med en maksimal hastighet på 20 % -30 % for å kompensere for krymping.
Boblehastigheten til en viss laptop-skallform ble redusert fra 5 % til 0,8 % gjennom fler-injeksjon.
2. Injeksjonstrykk og holdetrykk: trykkgradientstyring
Injeksjonstrykk: Det er nødvendig å overvinne viskositeten til smelten, men for høyt trykk kan forårsake indre stress. Injeksjonstrykket for PC-produkter er vanligvis 80-120MPa, mens det for PMMA er 60-100MPa.
Holdetrykk og tid: Holdetrykket skal være 70 % -80 % av injeksjonstrykket, og holdetiden bør dekke mer enn 95 % av kjøletiden til produktet. For komponenter med tykke vegger kan en "høytrykks kort hold"-strategi brukes, for eksempel å holde ved 150 MPa i 2 sekunder, for å unngå stresskonsentrasjon forårsaket av overdreven komprimering.
3. Fattemperatur: segmentert kontroll
Temperaturen på materialtønnen må stilles inn i seksjoner, gradvis økende fra matedelen til dysen:
Mateseksjon: Temperaturen er under materialets smeltepunkt for å forhindre for tidlig smelting og blokkering av skruen;
Kompresjonsseksjon: Temperaturen stiger til 10-20 grader over materialets smeltepunkt for å sikre jevn plastisering av smelten;
Måleseksjon og dyse: Temperaturen er 5-10 grader høyere enn for kompresjonsseksjonen, noe som reduserer viskositeten til smelten og forbedrer fluiditeten.
En viss optisk linseform reduserte boblehastigheten fra 2 % til 0,3 % ved å optimalisere temperaturkurven til tønnen.
5, Intelligent deteksjon og prosesskontroll
Bransjens banebrytende-praksis har vist at innføring av intelligente deteksjons- og dataovervåkingssystemer kan forbedre effektiviteten av bobleforebygging og kontroll betydelig
Online deteksjon: Sanntidsovervåking av smeltefyllingsprosessen ved hjelp av-høyhastighetskameraer og AI-algoritmer, identifiserer posisjonen og størrelsen på bobler, og gir tilbakemelding for å justere prosessparametere.
Datasporbarhet: Etabler en fullstendig prosessdatabase fra råvarebatcher til ferdig produkttesting, forutsi boblerisiko gjennom maskinlæringsmodeller og oppnå forebyggende vedlikehold.
Kontroll med lukket sløyfe: Integrering av støpetemperatursensorer, trykksensorer og styringssystemer for sprøytestøpemaskiner for å oppnå automatisk parameterjustering. En viss elektronisk produsent har redusert bobledefektraten fra 1,5 % til 0,1 % gjennom et lukket-kontrollsystem.
6, Kasusstudie: Bobleløsning for et avansert-mobilkameraobjektiv
Linsen til et bestemt merke av mobiltelefonkamera er laget av PC-materiale, med en tykkelse på 2,5 mm og en diameter på 12 mm. Den opprinnelige prosessen har en boblerate på 3 %. Ved å implementere følgende optimaliseringstiltak har boblehastigheten blitt redusert til 0,2 %:
Materialforbehandling: Øk tørketemperaturen fra 110 grader til 130 grader, forleng tørketiden til 8 timer og reduser fuktighetsinnholdet til 0,015%;
Formdesign: Portdiameteren er utvidet fra 1,2 mm til 1,8 mm, skilleflaten er økt med 0,03 mm med et eksosspor, og formtemperaturen er hevet fra 90 grader til 120 grader;
Prosessparametere: Vedta "sakte rask sakte" injeksjon (hastighet på henholdsvis 10%/85%/25%), holdetrykk på 100MPa, holdetid på 4 sekunder;
Intelligent kontroll: Introduserer et online deteksjonssystem for å justere injeksjonshastigheten og holde trykket i sanntid.
