Analyse van laslijnen en oplossingen | Defecten bij het spuitgieten

Laslijnen zijn een veelvoorkomend defect in gegoten kunststof onderdelen die niet alleen de esthetische kwaliteit van het product aantasten, maar ook de mechanische eigenschappen aanzienlijk beïnvloeden, vooral bij materialen zoals vezelversterkte en meerfasige mengpolymeren.

Dit artikel biedt uitgebreide kennis over laslijnen. Als je geïnteresseerd bent in andere spuitgietfoutenKlik op de onderstaande link voor meer informatie.

Wat zijn laslijnen voor spuitgieten?

In het initiële ontwerp van kunststof producten komen onvermijdelijke kenmerken voor zoals gaten, inserts, boss posts en veranderingen in dikte. Bovendien kunnen er in latere matrijsontwerpen meerdere poorten worden gebruikt, waardoor de plastic smelt in de matrijs uit meer dan twee richtingen stroomt. Wanneer twee smeltstromen elkaar ontmoeten, vormen ze een laslijn, die verschijnt als een lineaire markering op het oppervlak van het spuitgietproduct.

Laslijnen zijn er meestal in twee soorten: meldlijnen en breilijnen.

Vormingsmechanisme van laslijnen in kunststof onderdelen

Stromingspatronen van plastic smelt in de holte

Voordat we de laslijnen bespreken, analyseren we eerst kort het stromingspatroon van de fontein: de kunststofmelt volgt het fonteinstromingsprincipe in de holte, met de snelste stroming in het midden en langzamer aan de zijkanten, wat lijkt op een fontein. Door het effect van de fonteinstroming stolt de kunststofmelt die het eerst de holte binnenkomt in de buurt van de poort, waarbij de gesmolten kernlaag van de smelt uitsteekt uit de gestolde lagen aan beide zijden.

De vorming van fonteinvloeistof: Als de smelt de holte binnenkomt, koelt het af en stolt het bij contact met de koudere matrijswanden, waarbij een dunne oppervlaktelaag wordt gevormd. De kernlaag, geïsoleerd door de oppervlaktelaag, blijft op een hogere temperatuur en blijft stroomafwaarts van het onderdeel stromen.

Het genereren van laslijndefecten

Het mechanisme van de vorming van laslijnen is gerelateerd aan de fonteinstroom van plastic smelt. Wanneer twee smeltstromen elkaar ontmoeten, maken ze eerst contact in het midden van de doorsnede. Dan verspreiden ze zich naar de zijkanten en vullen uiteindelijk de positie om een V-vormige groef te vormen. Als de lucht in de V-groef moeilijk te ontluchten is of als de temperatuur van de twee samensmeltende smeltstromen te laag is, zal zich een zichtbare laslijn vormen op de plaats van de V-groef.

Oplossingen voor laslijnen

1. Van spuitgietprocessen:

2. Van matrijsontwerp

Poortsysteem: Optimaliseer laslijnen effectief door koude lopers of warme lopers, en poortoptimalisatie:

1). Koude lopers:

Gebruik ronde of trapeziumvormige runners om drukverlies te minimaliseren.

Zorg ervoor dat de koude slakkenputten lang genoeg zijn en dat de overgangen goed aansluiten.

Maximaliseer de dwarsdoorsnede terwijl de lengte minimaal blijft.

2). Hete lopers:

Gebruik hot runner sequentiekleppen voor sequentiële gating, die effectief laslijnen kunnen verbergen. Zoals bijvoorbeeld in de onderstaande afbeelding te zien is, opent penklep 2 als hoofdpoort eerst. Nadat het smeltfront 1 en 3 is gepasseerd, gaan de penkleppen 1 en 3 open, waardoor de vorming van laslijnen tussen de poorten wordt voorkomen. Bij onvermijdelijke laslijnen kunnen opeenvolgende kleppen de laslijn soms met succes verplaatsen naar een niet-zichtbaar oppervlak. Deze techniek wordt veel gebruikt in de huishoudelijke apparaten- en auto-industrie, waar voor de achterkant van een onderdeel twee hotrunner sequentiekleppen worden gebruikt die gelijktijdig worden geopend, waardoor er een laslijn ontstaat tussen twee poorten.

3). Poorten:

Vermijd het gebruik van pinpoint gates, sub-gates en horn gates, die hoge drukverliezen hebben, in niet-essentiële situaties. Gebruik poorten met lage drukverliezen, zoals side gates en fan gates, en ontwerp de breedte en dikte van de poort zo groot mogelijk onder redelijke ontwerpomstandigheden.

4). Regel het aantal poorten goed:

Voor grote onderdelen met meerdere poorten, als laslijnen onvermijdelijk zijn, het aantal poorten verhogen om de stroomlengte van de smelt te verminderen en zo de temperatuur van het smeltfront te verhogen; voor kleine onderdelen het aantal poorten verlagen om het aantal smeltstromen te minimaliseren.

5). Grensprocessen:

Voor onvermijdelijke laslijnen die niet aan de uiterlijke vereisten voldoen, kunt u proberen de uitlaatsleuven aan het vuluiteinde te openen of, zonder vlamvorming te veroorzaken, de uitlaatsleuven te verdiepen en te verbreden.

Als het vergroten van de uitlaatsleuven de situatie niet volledig verbetert, overweeg dan om het ijzer in de mal te verminderen om overloopputten te openen.

6). Plaats de koelkanalen op de juiste manier:

De redelijke afstand tussen koelkanalen en laslijnen is over het algemeen ongeveer 1,5 keer de diameter van het koelkanaal. Als grootte en vervorming van belang zijn, kunnen inlegstukken met aparte hogetemperatuurwaterkanalen worden geplaatst op de locaties van de laslijnen, terwijl andere gebieden worden aangesloten op water van normale temperatuur, waardoor de laslijnen effectief worden verbeterd. Afzonderlijke waterkanalen zijn onder andere: het openen van insteekkanalen als de ruimte het toelaat, of het openen van waterputten of watertorens als er onvoldoende ruimte is.

7). Snel opwarmen en afkoelen van mallen:

Sluit twee sets waterkanalen aan op de matrijskern, één voor hogedrukstoom op hoge temperatuur. Gebruik voor het injecteren kort hogedrukstoom op hoge temperatuur om de kerntemperatuur van de mal boven de Tg van het gebruikte materiaal te brengen. Sluit voor het afkoelen en instellen een andere set waterkanalen aan op koud water om de mal in korte tijd af te koelen en in te stellen. Dit type matrijs kan effectief laslijnen elimineren, maar vereist hoge standaarden voor matrijzen en koelapparatuur. Het werkingsprincipe wordt getoond in figuur 9.

3. Van productstructuur

1. Minimaliseer gaten.
2. Maximaliseer de wanddikte om de vulweerstand en ongelijkmatige wanddikte te verminderen.
3. Als de laslijnen op de posities van de nokstiften barsten, overweeg dan om de nokstiften dikker te maken.
4. Voeg verstevigingsribben toe op de plaatsen waar de lasnaden zich bevinden, zodat latere smeltstromen de lasnaden in de ribben drukken.
5. Houd rekening met de sterkte van laslijnen in het productontwerp om laslijnen te vermijden op plaatsen waar sterkte vereist is.
6. Pas de posities van de inzetstukken aan om de locaties van de laslijnen te veranderen.
7. Soms kan een ongelijke wanddikte de laslijnen echter slim verzwakken, zoals te zien is in de figuur hieronder.
8. Wanneer de stroming van het gesmolten materiaal in matrijsholten ribben tegenkomt die evenwijdig lopen aan de stromingsrichting, worden er vaak laslijnen getrokken, die door klanten vaak vloeimerken worden genoemd. Het voorbeeld in de afbeelding hieronder bewijst dit.

4. Van materiaal

Bij het omschakelen van projecten of wanneer matrijs- en productstructuren niet kunnen worden gewijzigd, vragen klanten leveranciers vaak om de materiaaleigenschappen te optimaliseren om de laslijnen te verbeteren.

1. De vloeibaarheid verhogen is de eerste keuze.
2. Verminder het aandeel poeder of additieven in het materiaal.
3. Vermijd het gebruik van verfvrije materialen voor onderdelen met gaten.
4. Voeg voor materialen met een slechte hittebestendigheid meer hittestabilisatoren toe aan de formule om spuitgieten bij hoge temperaturen mogelijk te maken.

Praktijkstudie laslijnresolutie

Bij het gieten van de bovenkap van een elektrisch apparaat werden de laslijnen zwart. Het gebruikte materiaal was PC en ABS met een pin-point poort met drie platen. Door het gebruik van parelmoereffectmaterialen beïnvloedde de parelmoerkleur het uiterlijk, dus zelfs met de maximale convergentiehoek was de verbetering beperkt en was er weinig ruimte voor verbetering in het gietproces.

Probleemanalyse:

In de toestand van het korte schot verschenen zelfs bij een grote convergentiehoek (sommige zelfs dicht bij 180°) nog steeds duidelijke laslijnen en werden de laslijnen zwart, wat in tegenspraak is met de eerder genoemde convergentiehoektheorie. De reden hiervoor is dat het gebruikte materiaal parelmoerpigmenten bevatte, die zich oriënteerden en neersloegen op het convergentiepunt, wat een donkermakend effect veroorzaakte. Zelfs met een grotere convergentiehoek konden we de neerslagtoestand van parelmoerpoeder op de laslijn niet verbeteren.

Oplossing:

In dit geval werd de laslijn verplaatst naar een niet-zichtbaar oppervlak door de positie van de poort te verplaatsen en stromingskanalen aan de achterkant te openen.

Houd bij het gebruik van materialen met pareleffect rekening met het volgende om laslijnen en breilijnen te verminderen:

1. Ontwerp de vorm zo vloeiend mogelijk, vermijd scherpe delen en abrupte overgangen.
2. Gebruik ventilatorluiken en pinafsluiters om overmatige laslijnen effectief te vermijden.
3. Zorg ervoor dat de koude slakkenputten groot genoeg zijn, minimaliseer het aantal poorten en verkort het proces.
4. Gebruik hogere matrijs- en materiaaltemperaturen tijdens het spuitgieten.
5. Zorg er bij het injecteren in secties voor dat de smeltsnelheid uniform is in de verschillende delen.
6. In het structurele ontwerp van producten zijn de gaten cirkelvormig en langs de stromingsrichting aangebracht.
7. Ontwerp kunstsleuven rond gaten en probeer er tijdens het ontwerp voor te zorgen dat er laslijnen verschijnen op niet-zichtbare oppervlakken.

Conclusie

Laslijnen zijn inherent aan kunststof spuitgieten. Vanwege de productvereisten is het vaak moeilijk om ze te elimineren. Maar met de gezamenlijke inspanningen van productontwerpers, matrijstechnici en spuitgietoperators is succes zeker mogelijk.