Redenen voor de vorming van tijgerhuidtextuur van spuitgegoten onderdelen en de oplossingen

Op dit moment worden grote spuitgietonderdelen steeds meer gebruikt in auto's, en om kosten te besparen wordt het toepassingsgebied van spuitgietonderdelen zonder spuitgieten steeds breder, maar dit vereist ook een steeds hogere kwaliteit van spuitgieten vormdelen. Op grote onderdelen zoals autobumpers, instrumentenpanelen, deurpanelen en andere lange interieurafwerkingsdelen is er een uiterlijk defect, dat wordt gekenmerkt door lijnen loodrecht op de stroomrichting, die eruitziet als patronen op tijgerhuid, algemeen bekend als tijgerhuid of zebra, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

2, Analyse van de oorzaken van tijgerhuidrimpels
Wanneer de polymeersmelt wordt geëxtrudeerd uit een klein gaatje, capillair of spleet, zal de diameter of dikte van het extrudaat aanzienlijk groter zijn dan de grootte van de matrijs. Dit fenomeen wordt extrudate deining of matrijszwelling genoemd. In 1893 nam de Amerikaanse bioloog Barus dit fenomeen voor het eerst waar, daarom wordt het ook wel Barus-effect genoemd, ook wel bekend als modulusexpansie. Als polystyreen bijvoorbeeld wordt geëxtrudeerd met een hogere snelheid van 175-200 graden, kan de diameteruitbreiding 2,8 keer bedragen.

Zoals weergegeven in de volgende afbeelding, is het velformaat 400X50X2 mm, gebruikt het model 3D-mesh en is de lengte van de mesh-zijde 0,5 mm. Er is geen afwijking van de vultijdgrafiek.

De volgende afbeelding toont de temperatuur aan het aanvoerfront. Er kan worden vastgesteld dat de temperatuurcontour steeds dichter wordt naarmate de proceslengte toeneemt, wat aangeeft dat de temperatuurverandering steeds duidelijker wordt.

theoretische analyse
Tijdens het spuitgieten, wanneer de smelt stroomt, zijn de onderdelen dunner, is de holteopening kleiner, is de matrijstemperatuur te laag, is de stroomfluctuatie veroorzaakt door de structuur van het onderdeel of het stroomproces te lang, is de injectiesnelheid te snel , etc., zal de weerstand van het smeltfront doen toenemen, en de smeltstroom zal duidelijk vertragen of stoppen. Op dit moment ziet het gevulde gebied er slecht en smal uit en dit gebied verschijnt meestal op een bepaalde afstand van de poort. Met de toepassing van injectiedruk stroomt hotmelt continu uit de poort en begint de visco-elastische plastic smelt energie te absorberen en op te slaan. Wanneer de energie zich tot op zekere hoogte ophoopt, kan deze de weerstand van het smeltfront doorbreken en begint de smelt snel uit te zetten en naar voren te springen. Op dit moment ziet het nieuw gevulde gebied er helder en breed uit. Dit resulteert in verschillen in schijnbare glans, waardoor de textuur van de tijgerhuid wordt gevormd.
Wanneer de plastic smelt door een kleine poort gaat, zal deze worden onderworpen aan een grote stromingsweerstand bij de poort en een grote volumecompressie en elastische vervorming van de kunststof bij de runner en poort veroorzaken. Zodra de plastic smelt door de poort gaat en de open holte binnengaat, zal de plastic smelt een elastisch herstel en volume-expansie ondergaan als gevolg van de plotselinge afname van de stromingsweerstand, wat resulteert in een grote fluctuatie in de druk en stroomsnelheid aan de voorkant van de smeltstroom, dit zal leiden tot de uitzetting en sprong van het stroomfront en het tijgerhuidpatroon zal op het oppervlak worden gevormd.
Hoe sterker de visco-elasticiteit van de plastic smelt, hoe gemakkelijker dit fenomeen zal optreden. Tijgerhuidtextuur wordt zelden gezien in materialen met een zwakke visco-elasticiteit. Zo zijn er weinig tijgerhuiddefecten in het vormproces van glasvezelversterkte materialen, nylon, PBT en andere materialen, terwijl PP-materialen met EPDM, POE en andere rubbercomponenten zeer gevoelig zijn voor tijgerhuiddefecten. De reden is dat hoe meer de rubbersamenstelling is, hoe groter de visco-elastische vervorming van de smelt is, en hoe groter de kans dat het matrijsuitbreidingseffect optreedt, wat zal leiden tot tijgerhuidrimpels.
3.1. Spuitgietproces:
1) Verlaag de injectiesnelheid
2) Verhoog de smelttemperatuur van kunststof en de vormtemperatuur
Op dit moment kan de relatief geavanceerde technologie voor snelle koeling en hete vormtemperatuur alle soorten defecten op het oppervlak van spuitgietonderdelen volledig elimineren, maar weinig mensen passen deze technologie toe op onderdelen van pp-materiaal, de belangrijkste reden kan zijn dat er enige druk is op de vervaardigingskosten.
3.2 Vormstructuur en spuitgietmachine
1) Vergroot de dikte en breedte van de poortsectie en de diameter van de runner. De poortdikte moet 0.8~0.9 keer de wanddikte van het onderdeel bedragen en de poortbreedte moet meer dan 30 mm breed zijn;
2) Verhoog het aantal poorten en minimaliseer de stroomlengteverhouding;
3) Probeer een rechte poort, zijpoort of sectorpoort te gebruiken met geleidelijk grotere afmetingen en doorsnede, en vermijd het gebruik van latente poort en puntpoort met geleidelijk verkleinde doorsnede (zie figuur 5 hieronder, het is gebleken dat latente poort, puntpoort of zeer kleine zijpoorten zijn in de praktijk gemakkelijk om tijgerhuidtextuur te produceren);
4) De vormuitlaat moet zo goed mogelijk zijn om injectie met hoge snelheid te bereiken en uiterlijke kwaliteitsdefecten aan het stroomfront veroorzaakt door ingesloten gas te voorkomen;
5) De spuitgietmachine met nauwkeurige besturing wordt gebruikt om druk- en snelheidsschommelingen te voorkomen.
3.3. Plastic materialen
1) Verminder het gehalte aan rubberelastomeer in kunststoffen;
2) Het verkleinen van de deeltjesgrootte van de rubbercomponent die in het plastic is gedispergeerd, of het toevoegen van een verenigbaar makend middel tussen de rubbercomponent en de matrixhars, is bevorderlijk voor het elimineren van het defect aan de tijgerhuid.
3) Verbeter de vloeibaarheid van materialen;
Het tijgerhuidpatroon op het oppervlak van een bepaald instrumentenpaneel kan niet worden geëlimineerd na herhaalde machineaanpassingen. Het project heeft meer dan 3 maanden vertraging opgelopen zonder vooruitgang. Uiteindelijk werd het volledig geëlimineerd door het te vervangen door materialen met een betere vloeibaarheid.
4, Samenvatting
Volgens een groot aantal statistische resultaten, onder de factoren die van invloed zijn op de kwaliteit van kunststof onderdelen, is de rationaliteit van het ontwerp van matrijzen en het ontwerp van de productstructuur goed voor ongeveer 70 procent van de factoren, het spuitgietproces en de spuitgietmachine zijn goed voor 20 procent van de de factoren, en de materialen zijn goed voor 10 procent van de factoren. De vorming van tijgerhuidtextuur heeft een bepaalde relatie met schimmel, spuitgietproces en plastic materialen. In veel gevallen moet het op drie punten worden geoptimaliseerd en verbeterd om tot goede resultaten te komen. De optimalisatie en verbetering van de matrijs- en productstructuur kan echter met de helft van de inspanning twee keer zoveel resultaat opleveren, en het kan ook een goed effect hebben na het veranderen van materialen met een betere vloeibaarheid.