In der Spritzgussindustrie gibt es häufig neue Marktteilnehmer, die sich beraten lassen: Warum erhöht die Temperatur der Spritzgussform den Glanz der hergestellten Kunststoffteile? Jetzt verwenden wir eine einfache Sprache, um dieses Phänomen zu erklären und um zu erklären, wie die Formtemperatur angemessen gewählt werden kann. Der Schreibstil ist begrenzt, bitte teilen Sie uns mit, wenn er falsch ist! (In diesem Kapitel werden nur die Formtemperatur, der Formdruck und andere behandelt, die nicht diskutiert werden können.)
1. Der Einfluss der Formtemperatur auf das Aussehen:
Wenn die Formtemperatur zu niedrig ist, verringert dies zunächst die Schmelzfluidität und es kann zu einem Unterschwingen kommen. Die Formtemperatur beeinflusst die Kristallinität des Kunststoffs. Wenn bei ABS die Formtemperatur zu niedrig ist, ist die Produktoberfläche niedrig. Im Vergleich zu Füllstoffen lassen sich Kunststoffe bei hohen Temperaturen leichter an die Oberfläche wandern. Wenn daher die Temperatur der Spritzgussform hoch ist, ist die Kunststoffkomponente näher an der Oberfläche der Spritzgussform, die Füllung ist besser und die Helligkeit und der Glanz sind höher. Die Temperatur der Spritzgussform sollte jedoch nicht zu hoch sein. Wenn es zu hoch ist, kann es leicht an der Form haften, und an einigen Stellen des Kunststoffteils treten offensichtliche helle Flecken auf. Wenn die Temperatur der Spritzgussform zu niedrig ist, hält das Kunststoffteil die Form zu fest und es ist leicht, das Kunststoffteil beim Entformen zu belasten, insbesondere das Muster auf der Oberfläche des Kunststoffteils.
Mehrstufiges Spritzgießen kann das Positionsproblem lösen. Wenn das Produkt beispielsweise beim Einspritzen Gasleitungen hat, kann es in Segmente unterteilt werden. In der Spritzgussindustrie ist bei glänzenden Produkten der Glanz der Produktoberfläche umso höher, je höher die Temperatur der Form ist. Im Gegenteil, je niedriger die Temperatur, desto geringer der Glanz der Oberfläche. Bei Produkten aus sonnenbedruckten PP-Materialien gilt jedoch: Je höher die Temperatur, desto geringer der Glanz der Produktoberfläche, desto geringer der Glanz, desto höher der Farbunterschied, und der Glanz und der Farbunterschied sind umgekehrt proportional.
Daher ist das häufigste Problem, das durch die Formtemperatur verursacht wird, die raue Oberflächenbeschaffenheit von Formteilen, die normalerweise durch eine zu niedrige Formoberflächentemperatur verursacht wird.
Das Schrumpfen des Formteils und das Schrumpfen nach dem Formen von teilkristallinen Polymeren hängen hauptsächlich von der Temperatur der Form und der Wandstärke des Teils ab. Eine ungleichmäßige Temperaturverteilung in der Form führt zu einem unterschiedlichen Schrumpfen, wodurch nicht garantiert werden kann, dass die Teile die angegebenen Toleranzen einhalten. Im schlimmsten Fall, ob das verarbeitete Harz unverstärktes oder verstärktes Harz ist, überschreitet die Schrumpfung den korrigierbaren Wert.
2. Auswirkungen auf die Produktgröße:
Wenn die Formtemperatur zu hoch ist, wird die Schmelze thermisch zersetzt. Nachdem das Produkt herausgekommen ist, nimmt die Schrumpfungsrate in der Luft zu und die Produktgröße wird kleiner. Wenn die Form unter Niedertemperaturbedingungen verwendet wird und die Größe des Teils größer wird, liegt dies im Allgemeinen an der Oberfläche der Form. Die Temperatur ist zu niedrig. Dies liegt daran, dass die Formoberflächentemperatur zu niedrig ist und das Produkt in der Luft weniger schrumpft, sodass die Größe größer ist! Der Grund ist, dass die niedrige Formtemperatur die molekulare "gefrorene Orientierung" beschleunigt, was die Dicke der gefrorenen Schicht der Schmelze im Formhohlraum erhöht. Gleichzeitig behindert die niedrige Formtemperatur das Wachstum von Kristallen, wodurch die Formschrumpfung des Produkts verringert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Formtemperatur hoch ist, kühlt die Schmelze langsam ab, die Relaxationszeit ist lang, das Orientierungsniveau ist niedrig und es ist vorteilhaft für die Kristallisation und das tatsächliche Schrumpfen des Produkts ist größer.
Wenn der Startvorgang zu lang ist, bevor die Größe stabil ist, zeigt dies an, dass die Formtemperatur nicht gut kontrolliert wird, da die Form lange braucht, um ein thermisches Gleichgewicht zu erreichen.
Eine ungleichmäßige Wärmeableitung in bestimmten Teilen der Form verlängert den Produktionszyklus erheblich und erhöht dadurch die Formkosten! Eine konstante Formtemperatur kann die Schwankung der Formschrumpfung verringern und die Dimensionsstabilität verbessern. Kristalliner Kunststoff, hohe Formtemperatur fördert den Kristallisationsprozess, vollständig kristallisierte Kunststoffteile verändern ihre Größe während der Lagerung oder Verwendung nicht; aber hohe Kristallinität und große Schrumpfung. Für weichere Kunststoffe sollte beim Formen eine niedrige Formtemperatur verwendet werden, was der Dimensionsstabilität förderlich ist. Für jedes Material ist die Formtemperatur konstant und die Schrumpfung ist konstant, was zur Verbesserung der Maßgenauigkeit von Vorteil ist!
3. Der Einfluss der Werkzeugtemperatur auf die Verformung:
Wenn das Formkühlsystem nicht richtig ausgelegt ist oder die Formtemperatur nicht richtig geregelt wird, führt eine unzureichende Kühlung der Kunststoffteile dazu, dass sich die Kunststoffteile verziehen und verformen. Zur Steuerung der Formtemperatur sollte der Temperaturunterschied zwischen der vorderen Form und der hinteren Form, dem Formkern und der Formwand sowie der Formwand und dem Einsatz gemäß den strukturellen Eigenschaften des Produkts bestimmt werden, um Kontrollieren Sie den Unterschied in der Abkühl- und Schrumpfgeschwindigkeit jedes Teils der Form. Nach dem Entformen neigt es dazu, sich auf der Seite mit der höheren Temperatur in Traktionsrichtung zu biegen, um den Unterschied in der Orientierungsschrumpfung auszugleichen und ein Verziehen und Verformen des Kunststoffteils gemäß dem Orientierungsgesetz zu vermeiden.
Bei Kunststoffteilen mit vollständig symmetrischer Struktur sollte die Formtemperatur entsprechend konstant gehalten werden, damit die Kühlung jedes Teils des Kunststoffteils ausgeglichen ist. Die Formtemperatur ist stabil und die Kühlung ist ausgeglichen, was die Verformung des Kunststoffteils verringern kann. Ein übermäßiger Formtemperaturunterschied führt zu einer ungleichmäßigen Abkühlung der Kunststoffteile und einem inkonsistenten Schrumpfen, was zu Spannungen und Verformungen und Verformungen der Kunststoffteile führt, insbesondere von Kunststoffteilen mit ungleichmäßiger Wandstärke und komplexen Formen. Die Seite mit der hohen Formtemperatur muss nach dem Abkühlen des Produkts in Richtung der Seite mit der hohen Formtemperatur verformt werden! Es wird empfohlen, die Temperatur der vorderen und hinteren Formen entsprechend den Anforderungen angemessen zu wählen. Die Formtemperatur ist in der Tabelle der physikalischen Eigenschaften verschiedener Materialien angegeben!
4. Der Einfluss der Werkzeugtemperatur auf die mechanischen Eigenschaften (innere Spannung):
Die Formtemperatur ist niedrig und die Schweißmarke des Kunststoffteils ist offensichtlich, was die Festigkeit des Produkts verringert. Je höher die Kristallinität des kristallinen Kunststoffs ist, desto größer ist die Tendenz des Kunststoffteils, Spannungsrisse zu erzeugen. Um die Beanspruchung zu verringern, sollte die Werkzeugtemperatur nicht zu hoch sein (PP, PE). Bei PC und anderen hochviskosen amorphen Kunststoffen hängt die Spannungsrissbildung mit der inneren Spannung des Kunststoffteils zusammen. Das Erhöhen der Werkzeugtemperatur trägt dazu bei, die innere Spannung zu verringern und die Tendenz zu Spannungsrissen zu verringern.
Der Ausdruck von innerem Stress ist ein offensichtlicher Stressfleck! Der Grund ist: Die Bildung von inneren Spannungen beim Formen wird im Wesentlichen durch unterschiedliche Wärmeschrumpfraten während des Abkühlens verursacht. Nachdem das Produkt geformt wurde, erstreckt sich seine Abkühlung allmählich von der Oberfläche nach innen. Die Oberfläche schrumpft und härtet zuerst aus und geht dann allmählich nach innen. Die innere Spannung wird aufgrund der unterschiedlichen Kontraktionsgeschwindigkeit erzeugt. Wenn die innere Restspannung im Kunststoffteil höher als die Elastizitätsgrenze des Harzes ist oder wenn eine bestimmte chemische Umgebung erodiert, treten Risse auf der Oberfläche des Kunststoffteils auf. Untersuchungen an transparenten PC- und PMMA-Harzen zeigen, dass die innere Restspannung auf der Oberflächenschicht in komprimierter Form und in der inneren Schicht in gestreckter Form vorliegt.
Die Oberflächendruckspannung hängt vom Kühlzustand der Oberfläche ab. Die kalte Form kühlt das geschmolzene Harz schnell ab, wodurch das geformte Produkt eine höhere innere Restspannung erzeugt. Die Formtemperatur ist die grundlegendste Bedingung für die Kontrolle der inneren Spannung. Eine geringfügige Änderung der Werkzeugtemperatur ändert die innere Restspannung erheblich. Im Allgemeinen hat die akzeptable innere Spannung jedes Produkts und Harzes ihre minimale Formtemperaturgrenze. Beim Formen dünner Wände oder längerer Fließstrecken sollte die Formtemperatur höher sein als das Minimum für das allgemeine Formen.
5. Beeinflussen Sie die thermische Verformungstemperatur des Produkts:
Insbesondere bei kristallinen Kunststoffen werden die molekulare Orientierung und die Kristalle sofort eingefroren, wenn das Produkt bei einer niedrigeren Formtemperatur geformt wird. Bei einer Umgebung mit höherer Temperatur oder sekundären Verarbeitungsbedingungen wird die Molekülkette teilweise neu angeordnet, und durch den Kristallisationsprozess verformt sich das Produkt sogar weit unter der Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) des Materials.
Der richtige Weg besteht darin, die empfohlene Formtemperatur nahe ihrer Kristallisationstemperatur zu verwenden, um das Produkt in der Spritzgussphase vollständig kristallisieren zu lassen, wobei diese Art der Nachkristallisation und Nachschrumpfung in einer Hochtemperaturumgebung vermieden wird. Kurz gesagt, die Formtemperatur ist einer der grundlegendsten Steuerparameter im Spritzgussprozess und auch die Hauptüberlegung bei der Formgestaltung.
Empfehlungen zur Bestimmung der richtigen Formtemperatur:
Heutzutage sind Formen immer komplexer geworden, und daher ist es zunehmend schwieriger geworden, geeignete Bedingungen zu schaffen, um die Formtemperatur effektiv zu steuern. Neben einfachen Teilen ist das Formtemperatur-Regelungssystem in der Regel ein Kompromiss. Daher sind die folgenden Empfehlungen nur eine grobe Richtlinie.
In der Formentwurfsphase muss die Temperaturregelung der Form des bearbeiteten Teils berücksichtigt werden.
Bei der Konstruktion einer Form mit geringem Einspritzvolumen und großer Formgröße ist es wichtig, eine gute Wärmeübertragung zu berücksichtigen.
Berücksichtigen Sie bei der Gestaltung der Querschnittsabmessungen des durch die Form und das Zuführrohr fließenden Fluids. Verwenden Sie keine Gelenke, da dies den Flüssigkeitsfluss ernsthaft behindern kann, der durch die Formtemperatur gesteuert wird.
Verwenden Sie nach Möglichkeit Druckwasser als Temperaturkontrollmedium. Bitte verwenden Sie Kanäle und Verteiler, die gegen hohen Druck und hohe Temperaturen beständig sind.
Geben Sie eine detaillierte Beschreibung der Leistung von Temperaturregelgeräten, die zur Form passen. Das vom Formenhersteller angegebene Datenblatt sollte einige notwendige Angaben zur Durchflussmenge enthalten.
Bitte verwenden Sie Isolierplatten an der Überlappung zwischen der Form und der Maschinenschablone.
Verwenden Sie unterschiedliche Temperaturregelungssysteme für dynamische und feste Formen
Verwenden Sie auf jeder Seite und in jeder Mitte ein isoliertes Temperaturregelsystem, damit während des Formprozesses unterschiedliche Starttemperaturen auftreten.
Verschiedene Schaltkreise des Temperaturregelungssystems sollten in Reihe und nicht parallel geschaltet werden. Wenn die Stromkreise parallel geschaltet sind, führt der Widerstandsunterschied dazu, dass der Volumenstrom des Temperaturregelmediums unterschiedlich ist, was zu einer größeren Temperaturänderung führt als im Fall des in Reihe geschalteten Stromkreises. (Nur wenn die Reihenschaltung an die Temperatureinlass- und -auslasstemperaturdifferenz von weniger als 5 ° C angeschlossen ist, ist ihr Betrieb gut.)
Es ist von Vorteil, die Vorlauf- und Rücklauftemperatur auf der Formtemperaturregelung anzuzeigen.
Der Zweck der Prozesssteuerung besteht darin, der Form einen Temperatursensor hinzuzufügen, damit Temperaturänderungen in der tatsächlichen Produktion erfasst werden können.
Während des gesamten Produktionszyklus wird durch mehrere Injektionen der Wärmehaushalt in der Form hergestellt. Im Allgemeinen sollten mindestens 10 Injektionen erfolgen. Die tatsächliche Temperatur beim Erreichen des thermischen Gleichgewichts wird von vielen Faktoren beeinflusst. Die tatsächliche Temperatur der Formoberfläche in Kontakt mit dem Kunststoff kann mit einem Thermoelement in der Form gemessen werden (Ablesung 2 mm von der Oberfläche entfernt). Die üblichere Methode besteht darin, ein Pyrometer zum Messen zu halten, und die Sonde des Pyrometers sollte schnell reagieren. Um die Formtemperatur zu bestimmen, sollten viele Punkte gemessen werden, nicht die Temperatur eines einzelnen Punktes oder einer Seite. Dann kann es gemäß dem eingestellten Temperaturregelungsstandard korrigiert werden. Stellen Sie die Formtemperatur auf einen geeigneten Wert ein. Die empfohlene Formtemperatur ist in der Liste der verschiedenen Materialien angegeben. Diese Vorschläge werden normalerweise unter Berücksichtigung der besten Konfiguration unter Faktoren wie hoher Oberflächengüte, mechanischen Eigenschaften, Schrumpfung und Verarbeitungszyklen gegeben.
Für Formen, die Präzisionskomponenten verarbeiten müssen, und Formen, die strenge Anforderungen an die Erscheinungsbedingungen oder bestimmte Sicherheitsstandardteile erfüllen müssen, werden normalerweise höhere Formtemperaturen verwendet (der Schrumpf nach dem Formen ist geringer, die Oberfläche ist heller und die Leistung ist gleichmäßiger ). Für Teile mit geringen technischen Anforderungen und möglichst geringen Produktionskosten können beim Formen niedrigere Verarbeitungstemperaturen verwendet werden. Der Hersteller sollte jedoch die Mängel dieser Wahl verstehen und die Teile sorgfältig prüfen, um sicherzustellen, dass die hergestellten Teile weiterhin den Kundenanforderungen entsprechen.
