Typowe problemy, przyczyny i rozwiązania w procesie formowania wtryskowego POM

POM-powszechnie znany jako „Saigang” lub „Teling”-charakteryzuje się dużą sztywnością, doskonałą odpornością na zużycie i właściwościami-samosmarującymi. Wykazuje jednak wyjątkowo wysoką krystaliczność i wyjątkowo duży skurcz; ponadto bardzo łatwo rozkłada się, tworząc gaz, jest silnie żrący i łatwopalny. Jego przetwarzanie surowo zabrania wysokich temperatur i wymaga całkowitego unikania kwaśnych gazów. W związku z tym zalicza się go do najniebezpieczniejszych materiałów wśród wszystkich-tworzyw konstrukcyjnych ogólnego przeznaczenia, co wiąże się z najbardziej rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi przetwarzania.

I. Rozkład: żółknięcie, dymienie, ostry zapach i przypalenie (problem nr 1 w przypadku POM)
Zjawiska
Żółknięcie, brązowienie lub przypalenia produktu; dym wydobywający się z lufy; ostry zapach formaldehydu; pienienie spowodowane rozkładem.
Powoduje

• Zbyt wysoka temperatura topnienia: POM jest bardzo podatny na rozkład termiczny, w wyniku którego uwalnia się gazowy formaldehyd.
• Zbyt długi czas przebywania materiału w lufie.
• Nadmierne naprężenie ścinające: Wysokie prędkości obrotowe ślimaka generują znaczne ciepło ścinające.
• Akumulacja materiału w „martwych strefach” (obszarach zastoju) w obrębie lufy, prowadząca do długotrwałego narażenia na wysokie temperatury i późniejszej karbonizacji.
• Zanieczyszczenie kwasowymi zanieczyszczeniami (takimi jak PCW lub PC), które katalizują i powodują rozkład.

Rozwiązania

• Ścisła kontrola temperatury: Utrzymuj temperaturę beczki w zakresie od 170 stopni do 190 stopni; Surowo zabraniaj przekraczania 200 stopni.
• Zmniejsz prędkość obrotową śruby, aby zminimalizować naprężenia ścinające.
• Skróć cykl formowania; należy bezwzględnie unikać długotrwałych przestojów maszyny, gdy materiał pozostaje w zbiorniku.
• Przed wyłączeniem maszyny lufę należy dokładnie oczyścić materiałem PE lub PP; należy ściśle upewnić się, że nie pozostały żadne pozostałości POM.
• Surowo zabraniaj mieszania POM z PVC lub używania beczki używanej wcześniej do PVC bez odpowiedniego czyszczenia; całkowicie wyeliminować obecność kwaśnych zanieczyszczeń.

II. Srebrne smugi, ślady spływania, ślady wody i chropowatość powierzchni
Zjawisko
Srebrne-białe smugi, zamglone wzory, linie przepływu i wżery na powierzchni.
Powoduje

• Niewielki rozkład materiału POM skutkujący emisją gazowego formaldehydu.
• Zanieczyszczenie surowca wilgocią.
• Zapowietrzenie spowodowane zbyt dużą prędkością wtrysku.
• Słaba wentylacja wewnątrz formy.
• Niewystarczające przeciwciśnienie prowadzące do nierównomiernej plastyfikacji.

Rozwiązania

• Suszyć surowiec w temperaturze 70–80 stopni przez 2–3 godziny.
• Odpowiednio obniżyć temperaturę materiału, aby zapobiec rozkładowi i wytwarzaniu gazu.
• W początkowej fazie należy zmniejszyć prędkość wtrysku.
• Pogłębić kanały wentylacyjne formy, aby szybko usunąć gazy rozkładu.
• Odpowiednio zwiększyć przeciwciśnienie w celu ustabilizowania plastyfikacji.

III. Zmniejszenie skurczu (jeden z najważniejszych problemów związanych ze skurczem pierwotnego materiału POM)
Zjawisko
Na odcinkach żeber, zwornikach i tylnej stronie obszarów o grubych-ścianach pojawiają się poważne zagłębienia i wyraźne ślady zapadnięć.
Powoduje

• POM charakteryzuje się wyjątkowo wysoką krystalicznością, co powoduje bardzo znaczny skurcz objętościowy.
• Niewystarczający nacisk docisku lub zbyt krótki czas docisku.
• Brama jest zbyt mała i przedwcześnie zamarza, uniemożliwiając skuteczną kompensację skurczu.
• Temperatury materiału i formy są zbyt wysokie, co prowadzi do intensywniejszej krystalizacji.
• Niejednolita-grubość ścianki w projekcie produktu.

Rozwiązania

• Znacząco zwiększ siłę docisku i wydłuż czas trzymania.
• Zwiększ wymiary bram i prowadnic.
• Odpowiednio niższe temperatury materiału i formy w celu zmniejszenia skurczu krystalizacyjnego.
• Optymalizuj strukturę produktu, aby w miarę możliwości zapewnić jednolitą grubość ścianki.
• Wdrożyć dodatkowy, wieloetapowy-proces utrzymywania ciśnienia.

IV. Wypaczenia i niestabilność wymiarowa
Zjawisko
Zginanie, skręcanie produktu, znaczne odchylenia wymiarowe i odkształcenie w wyniku powrotu sprężystości po wyjęciu z formy.
Powoduje

• Nadmierny skurcz krystalizacyjny; nierównomierne chłodzenie pomiędzy warstwą wewnętrzną i zewnętrzną.
• Temperatura formy jest zbyt wysoka, co powoduje pełniejszą krystalizację i w konsekwencji większy skurcz.
• Znaczące różnice w grubości ścianek, prowadzące do nierównomiernego skurczu w różnych przekrojach.
• Wysoka prędkość wtrysku, powodująca duże naprężenia orientacji molekularnej.
• Niewystarczający czas chłodzenia.

Rozwiązania

• Obniż temperaturę formy i wydłuż czas chłodzenia.
• Zmniejszyć prędkość wtrysku, aby zminimalizować naprężenia orientacyjne.
• Zrównoważ kanały chłodzące formy, aby zapewnić stałą różnicę temperatur pomiędzy przednią i tylną połówką formy.
• Zaprojektuj strukturę produktu tak, aby była jak najbardziej symetryczna i miała jednakową grubość ścianki.
• W przypadku POM-wzmocnionego-włóknem szklanym temperaturę formy można odpowiednio zwiększyć, aby zmniejszyć odkształcenie.

V. Krótkie strzały, niepełne wypełnienie i niedopełnienie
Zjawiska
Narożniki i sekcje o cienkich-ścianach nie są całkowicie wypełnione; niedobór materiału na froncie przepływu.
Powoduje

• Temperatura materiału jest zbyt niska, co powoduje słabą płynność.
• Niewystarczające ciśnienie wtrysku i prędkość wtrysku.
• Wymiary bramy i prowadnicy są za małe.
• Słaba wentylacja prowadzi do uwięzienia powietrza i zablokowania przepływu.

Rozwiązania

• Nieznacznie zwiększ temperaturę materiału (nie przekraczając górnej granicy 190 stopni).
• Zwiększ ciśnienie wtrysku i prędkość wtrysku.
• Powiększ wymiary bramy i prowadnicy.
• Popraw wentylację formy.

VI. Wyraźne linie spawów i słaba wytrzymałość
Zjawisko
Linie spawów są głębokie i wykazują przebarwienia (wybielenie); części są podatne na pękanie pod wpływem naprężeń.
Powoduje

• Temperatura materiału i temperatura formy są zbyt niskie.
• Prędkość wtrysku jest zbyt mała, co powoduje szybkie ochłodzenie czoła przepływu.
• Powietrze jest uwięzione w punkcie zbieżności przepływu z powodu braku odpowietrzenia.
• Niewłaściwe umiejscowienie zasuwy powoduje zbyt długą ścieżkę przepływu.

Rozwiązania

• Odpowiednio zwiększ temperaturę materiału i temperaturę formy.
• Zwiększ prędkość wtrysku.
• Dodaj rowki wentylacyjne w miejscach, w których występują linie spawów.
• Zoptymalizuj rozmieszczenie zasuw, aby skrócić ścieżkę przepływu materiału.

VII. Pęcherzyki i puste przestrzenie wewnętrzne
Zjawiska
Otworki powierzchniowe; wewnętrzne pęcherzyki/pustki powietrza.
Powoduje

• Zawartość wilgoci w surowcu.
• Wytwarzanie gazu w wyniku rozkładu-w wysokiej temperaturze.
• Uwięzienie powietrza spowodowane nadmierną prędkością wtrysku.
• Tworzenie się pustek próżniowych na skutek niewystarczającego ciśnienia docisku i skurczu w-grubszych profilach.

Rozwiązania

• Dokładnie osusz surowiec.
• Ściśle kontroluj temperaturę materiału, aby zapobiec rozkładowi.
• W początkowej fazie należy stosować niską prędkość wtrysku, aby zminimalizować ryzyko uwięzienia powietrza.
• Zastosuj wysoki nacisk docisku przez dłuższy czas, aby zagęścić formowaną część.

VIII. Pękanie, kruche pękanie i pękanie naprężeniowe
Zjawiska
Pękanie podczas rozformowywania, odpryski podczas montażu, pękanie występów śrubowych
Powoduje

• Wysokie napięcie wewnętrzne; zbyt niska temperatura formy, co prowadzi do zbyt szybkiego chłodzenia
• Niezrównoważony wyrzut; skupione naprężenie na sworzniach wypychaczy
• Rozerwanie powierzchni na skutek niewystarczającego kąta pochylenia
• Zbyt niska temperatura materiału, co powoduje słabą plastyfikację

Rozwiązania

• Odpowiednio zwiększ temperaturę formy, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne
• Zwiększ średnicę kołków wypychaczy i/lub zwiększ liczbę kołków, aby zapewnić zrównoważony wyrzut
• Zwiększ kąt pochylenia
• Należy zapewnić odpowiednią temperaturę materiału, aby uzyskać pełną plastyfikację

IX. Błysk i zadziory
Zjawisko
Przepełnienie materiału na linii podziału, wkładkach lub w miejscach sworznia wypychacza.
Powoduje

• Temperatura materiału jest zbyt wysoka, co powoduje zwiększoną płynność.
• Ciśnienie wtrysku i prędkość wtrysku są nadmierne.
• Siła mocowania jest niewystarczająca.
• Nadmierny luz w zespole formy.

Rozwiązania

• Obniż temperaturę materiału.
• Zmniejsz ciśnienie wtrysku i prędkość wtrysku.
• Zwiększ siłę mocowania.
• Zmodyfikuj formę, aby zmniejszyć luz.

X. Problemy z połyskiem powierzchni: szorstkość i zamglenie
Zjawisko
Matowe wykończenie, zmętnienie, brak połysku, szorstkość
Powoduje

• Temperatura formy jest zbyt niska
• Temperatura materiału jest niewystarczająca
• Powierzchnia wnęki formy jest szorstka
• Słaba wentylacja

Rozwiązania

• Odpowiednio zwiększyć temperaturę formy
• Podnieść temperaturę materiału, aby zapewnić odpowiednią plastyfikację
• Wypoleruj wnękę formy
• Popraw wentylację formy

XI. Wybielanie, uszkodzenie i wysunięcie wypychacza
Zjawiska
Wybielenia, występy lub ślady przeciągania w miejscach sworznia wypychacza.
Powoduje

• Formowana część ma dużą sztywność i jest nieco krucha; temperatura formy jest zbyt niska.
• Niewystarczające chłodzenie, co powoduje przedwczesne wyrzucenie.
• Powierzchnia styku wyrzutu jest zbyt mała, co prowadzi do skupionych naprężeń.
• Kąt pochylenia jest niewystarczający.

Rozwiązania

• Odpowiednio zwiększyć temperaturę formy.
• Wydłużyć czas chłodzenia.
• Zwiększ rozmiar sworzni wypychaczy i/lub szerzej rozłóż siłę wyrzutu.
• Zwiększ kąt pochylenia.

1. Rozkład POM w wysokiej-temperaturze uwalnia toksyczny gazowy formaldehyd; upewnij się, że warsztat jest przez cały czas-dobrze wentylowany.
2. W żadnym wypadku nie należy przetwarzać POM w tej samej maszynie ani mieszać z PVC; kontakt kwasów z POM spowoduje gwałtowny rozkład.
3. Nie pozostawiaj materiału bezczynnie w beczce przez dłuższy czas; beczkę należy dokładnie oczyścić po każdym wyłączeniu maszyny.
4. POM wykazuje wyjątkowo wysoki skurcz; dlatego niezbędny jest wystarczający nacisk trzymający. Ze względu na silną krystaliczność, wypaczanie jest częstym problemem, który jest bardzo trudny do całkowitego wyeliminowania.