一, Klasifikace a mechanismus tvorby bublin
Průhledné plastové vstřikovací bubliny se dělí hlavně na dva typy: zachycené bubliny a vakuové bubliny a jejich mechanismus tvorby úzce souvisí s materiálovými vlastnostmi, parametry procesu a konstrukcí formy.
1. Zachycené plynové bubliny: Fyzické pasti pro zadržování plynu
Když tavenina plastu naplní dutinu formy, pokud je konstrukce výfukového systému formy nedostatečná nebo rychlost vstřikování je příliš vysoká, vzduch uvnitř dutiny formy a plyn generovaný rozkladem plastu nemohou být včas vypuštěny a budou obaleny taveninou, aby se vytvořily bubliny. Například PC materiál je náchylný k rozkladu a produkci CO ₂ při vysokých teplotách. Pokud není dělicí plocha formy opatřena výfukovou drážkou, plyn zůstane uvnitř výrobku a vytvoří kruhové bubliny o průměru 0,1-2 mm.
2. Vacuum Bubble: The Mechanical Game of Shrinkage Stress
Během procesu ochlazování tlustostěnných průhledných součástí (jako jsou čočky a světlovodné desky) vnější povrch rychle tuhne v důsledku nízké teploty formy, zatímco vnitřní tavenina vytváří podtlak v důsledku smršťování. Pokud je přídržný tlak nedostatečný nebo je doba přidržení příliš krátká na kompenzaci smrštění, vytvoří se „vakuová bublina“. Tento typ bubliny se většinou nachází ve středu produktu o průměru větším než 5 mm a může se časem roztáhnout.
2, Předúprava materiálu: odstranění skrytých nebezpečí ze zdroje
Vlhkost a těkavé látky v materiálu jsou primárními příčinami tvorby bublin. Vezmeme-li jako příklad PC, jeho míra absorpce vody dosahuje 0,3 % -0,4 %. Pokud není úplně vysušená a zahřátá nad 230 stupňů, voda se vypaří a vytvoří páry. Průmyslová praxe ukázala, že:
Proces sušení: PC je třeba sušit při 120-130 stupních po dobu delší než 6 hodin, s tloušťkou vrstvy menší nebo rovnou 30 mm a obsahem vlhkosti menším nebo rovnou 0,02 %; PMMA vyžaduje sušení při 70-80 stupních po dobu 4 hodin, s tloušťkou vrstvy 30-40 mm.
Sušicí zařízení: Přijetí horkovzdušné cirkulační sušičky a vybavené odvlhčovacím systémem, aby se zabránilo sekundárnímu znečištění surovin vlhkostí ve vzduchu. Jistý výrobce elektroniky modernizoval své sušící zařízení a snížil míru bublin ze 3 % na 0,5 %.
Čistota surovin: Vybírejte-čisté suroviny a nepoužívejte směsi s vysokým podílem recyklovaných materiálů. Nečistoty mohou snížit tekutost taveniny a zhoršit jev zachyceného plynu.
3, Provedení formy: budování únikových kanálů plynu
Design forem je klíčovým článkem v prevenci a kontrole bublin, který je třeba optimalizovat ze tří aspektů: systém průtokového kanálu, struktura výfuku a chladicí systém:
1. Kanálový systém: Vyvážený přenos tlaku
Poloha vtoku: Vrata by měla být nastavena v nejtlustší části produktu, aby se zkrátila dráha plnění taveniny. Například forma na čočky mobilního telefonu posunula bránu z okraje do středu, čímž se snížila míra bublin o 40 %.
Velikost kanálu: Průměr kanálu by měl být o 20% -30% větší než tloušťka stěny produktu, aby byl zajištěn dostatečný přenos tlaku. U silnostěnných součástí, jako jsou světlovodné desky, lze použít systém horkých vtoků, aby se snížilo neúplné plnění způsobené předním chlazením taveniny.
Studna pro studený materiál: Na konec hlavního kanálu nainstalujte studnu pro studený materiál, abyste zachytili předčasně vychladlou taveninu a zabránili jejímu vniknutí do dutiny formy a vzniku defektů.
2. Výfukový systém: Uvolněte zachycený plyn
Výfuková drážka: Výfuková drážka o hloubce 0,02-0,05 mm a šířce 3-5 mm by měla být otevřena v oblasti spárování mezi dělicí plochou, jádrem a dutinou. Pro přesné elektronické součástky lze použít vakuový výfukový systém ke snížení tlaku uvnitř dutiny formy pod -90 kPa.
Prodyšná ocel: Vložení prodyšné oceli do silnostěnných oblastí a využití její mikroporézní struktury k vypuzení plynů. Po použití prodyšné oceli pro určitou formu palubní desky automobilu se míra bublin snížila z 8 % na 1 %.
3. Chladicí systém: Kontrolujte rychlost kontrakce
Kontrola teploty formy: Silnostěnné díly potřebují zvýšit teplotu formy (PC doporučuje 100-130 stupňů), aby se oddálilo tuhnutí povrchu a poskytla se dodatečná doba smrštění pro vnitřní smrštění taveniny. Skořepinová forma lékařského zařízení byla zahřátá z 80 stupňů na 120 stupňů pomocí zařízení pro teplotu formy, což vedlo k 70% snížení vakuových bublin.
Okruh chladicí vody: Přijetí konformního okruhu chladicí vody pro zajištění rovnoměrného chlazení produktu. U nepravidelných dílů lze 3D tiskové formy použít k vložení vyhovujících chladicích kanálů, čímž se zkrátí doba chlazení o 20 % -30 %.
4, Parametry procesu: Umění dynamické rovnováhy
Parametry procesu vstřikování je třeba dynamicky upravovat podle materiálových charakteristik a struktury produktu, přičemž jádrem je řízení rychlosti plnění taveniny, tlaku a teploty:
1. Rychlost vstřikování: více-úrovňové ovládání
Přijetí „pomalého rychlého pomalého“ vícestupňového vstřikování-:
První fází je pomalá rychlost: naplňte vtokový kanálek maximální rychlostí 5 % -10 %, aby se zabránilo přehřátí a rozkladu taveniny;
Druhá sekce vysoké{0}}rychlosti: Naplňte dutinu formy maximální rychlostí 80 % -90 %, aby se snížilo ochlazování čela taveniny;
Třetí fází je pomalá rychlost: zhutněte produkt při maximální rychlosti 20% -30%, aby se kompenzovalo smrštění.
Míra bublinek u určité formy skořepiny notebooku byla snížena z 5 % na 0,8 % díky vícestupňovému vstřikování-.
2. Vstřikovací tlak a udržovací tlak: řízení tlakového gradientu
Vstřikovací tlak: Je nutné překonat viskozitu taveniny, ale nadměrný tlak může způsobit vnitřní pnutí. Vstřikovací tlak pro PC produkty je obvykle 80-120MPa, zatímco pro PMMA je to 60-100MPa.
Zádržný tlak a doba: Zádržný tlak by měl být 70 % -80 % vstřikovacího tlaku a doba zdržení by měla pokrývat více než 95 % doby chlazení produktu. U silnostěnných součástí lze použít strategii „krátké zadržování při vysokém tlaku“, jako je udržování při 150 MPa po dobu 2 sekund, aby se zabránilo koncentraci napětí způsobené nadměrným zhutněním.
3. Teplota sudu: segmentové řízení
Teplotu sudu s materiálem je třeba nastavit po úsecích a postupně se zvyšovat od podávací části k trysce:
Sekce podávání: Teplota je pod bodem tání materiálu, aby se zabránilo předčasnému roztavení a zablokování šneku;
Kompresní sekce: Teplota stoupne o 10-20 stupňů nad bod tání materiálu, aby se zajistila rovnoměrná plastifikace taveniny;
Měřicí sekce a tryska: Teplota je o 5-10 stupňů vyšší než teplota kompresní sekce, což snižuje viskozitu taveniny a zlepšuje tekutost.
Určitá forma optické čočky snížila rychlost bublin z 2 % na 0,3 % optimalizací teplotní křivky tubusu.
5, Inteligentní detekce a řízení procesů
Špičkové-průmyslové postupy ukázaly, že zavedení inteligentních systémů detekce a monitorování dat může výrazně zlepšit účinnost prevence a kontroly bublin
Online detekce: Monitorování procesu plnění taveniny v reálném čase pomocí-rychlostních kamer a algoritmů AI, identifikace polohy a velikosti bublin a poskytování zpětné vazby pro úpravu parametrů procesu.
Sledovatelnost dat: Vytvořte úplnou databázi procesů od šarží surovin až po testování hotových výrobků, předvídejte riziko bublin pomocí modelů strojového učení a dosáhněte preventivní údržby.
Řízení s uzavřenou smyčkou: Integrace snímačů teploty formy, tlakových snímačů a řídicích systémů vstřikovacího stroje pro dosažení automatického nastavení parametrů. Jistý výrobce elektroniky snížil míru defektů bublin z 1,5 % na 0,1 % prostřednictvím uzavřeného-systému kontroly.
6, Případová studie: Bublinkové řešení pro objektivy fotoaparátu-vyspělých mobilních telefonů
Objektiv fotoaparátu určité značky mobilních telefonů je vyroben z PC materiálu o tloušťce 2,5 mm a průměru 12 mm. Původní proces má míru bublin 3 %. Zavedením následujících optimalizačních opatření byla míra bublin snížena na 0,2 %:
Předúprava materiálu: Zvyšte teplotu sušení ze 110 stupňů na 130 stupňů, prodlužte dobu sušení na 8 hodin a snižte obsah vlhkosti na 0,015 %;
Konstrukce formy: Průměr brány byl rozšířen z 1,2 mm na 1,8 mm, dělicí plocha byla zvýšena o 0,03 mm s výfukovou drážkou a teplota formy byla zvýšena z 90 stupňů na 120 stupňů;
Parametry procesu: Přijetí "pomalého rychlého pomalého" vstřikování (rychlost 10%/85%/25%), udržovací tlak 100MPa, doba výdrže 4 sekundy;
Inteligentní ovládání: Představení online detekčního systému pro úpravu rychlosti vstřikování a přídržného tlaku v reálném čase.
