Razões para a formação de textura de pele de tigre de peças moldadas por injeção e as soluções

Atualmente, grandes peças de moldagem por injeção são cada vez mais usadas em automóveis e, para reduzir custos, a gama de aplicações de peças de moldagem por injeção sem spray está se tornando cada vez mais ampla, mas isso também requer uma qualidade de aparência cada vez maior da injeção peças de moldagem. Em peças grandes, como pára-choques de carros, painéis de instrumentos, painéis de portas e outras peças de acabamento interno longas, há um defeito de aparência, caracterizado por linhas perpendiculares à direção do fluxo, que se parecem com padrões em pele de tigre, comumente conhecida como pele de tigre ou zebra, como mostrado na figura a seguir.

2, Análise das causas das rugas da pele do tigre
Quando o polímero fundido é extrudado de um pequeno orifício, capilar ou fenda, o diâmetro ou espessura do extrudado será significativamente maior que o tamanho da matriz. Este fenômeno é chamado extrudado swell ou die swell Em 1893, o biólogo americano Barus observou pela primeira vez esse fenômeno, por isso também é chamado de efeito Barus, também conhecido como expansão do módulo. Por exemplo, quando o poliestireno é extrudado em uma velocidade mais rápida em 175-200 graus, a expansão do diâmetro pode chegar a 2,8 vezes.

Conforme mostrado na figura a seguir, o tamanho da folha é 400X50X2mm, o modelo usa malha 3D e o comprimento lateral da malha é 0,5 mm. Não há anormalidade no gráfico de tempo de enchimento.

A figura a seguir mostra a temperatura na frente de fluxo. Pode-se constatar que o contorno de temperatura se torna cada vez mais denso à medida que o comprimento do processo aumenta, indicando que a mudança de temperatura é cada vez mais óbvia.

análise teórica
Durante a moldagem por injeção, quando o fundido está fluindo, as peças são mais finas, a lacuna da cavidade é menor, a temperatura do molde é muito baixa, a flutuação do fluxo causada pela estrutura da peça ou o processo de fluxo é muito longo, a taxa de injeção é muito rápida , etc., fará com que a resistência da frente de fusão aumente e o fluxo de fusão obviamente diminuirá ou parará. Neste momento, a aparência da área preenchida é ruim e estreita, e essa área geralmente aparece a uma certa distância do portão. Com a aplicação da pressão de injeção, o hot melt flui continuamente do portão, e o plástico viscoelástico começa a absorver e armazenar energia. Quando a energia se acumula até certo ponto, ela pode romper a resistência da frente de derretimento e o derretimento começa a se expandir rapidamente e a avançar. Neste momento, a área recém-preenchida tem uma aparência ampla e brilhante. Isso resulta em diferenças no brilho aparente, formando assim a textura da pele de tigre.
Quando o plástico fundido passa por um pequeno portão, ele será submetido a uma grande resistência ao fluxo no portão e causará uma grande compressão de volume e deformação elástica do plástico no canal e no portão. Uma vez que o plástico fundido passa pelo portão e entra na cavidade aberta, o plástico fundido sofrerá recuperação elástica e expansão de volume devido à diminuição repentina da resistência ao fluxo, resultando em uma grande flutuação na pressão e na taxa de fluxo na frente do fluxo de fusão, Isso levará à expansão e salto da frente de fluxo, e o padrão de pele de tigre será formado na superfície.
Quanto mais forte a viscoelasticidade do plástico fundido, mais facilmente esse fenômeno ocorrerá. A textura da pele de tigre raramente é vista em materiais com fraca viscoelasticidade. Por exemplo, existem poucos defeitos de pele de tigre no processo de moldagem de materiais reforçados com fibra de vidro, nylon, PBT e outros materiais, enquanto materiais PP com EPDM, POE e outros componentes de borracha são muito propensos a defeitos de pele de tigre. A razão é que quanto maior for a composição de borracha, maior será a deformação viscoelástica do fundido e maior será a probabilidade de aparecer o efeito de expansão da matriz, o que levará a rugas de pele de tigre.
3.1. Processo de moldagem por injeção:
1) Reduza a velocidade de injeção
2) Aumente a temperatura de fusão do plástico e a temperatura do molde
Atualmente, a tecnologia relativamente avançada de resfriamento rápido e temperatura do molde a quente pode eliminar completamente todos os tipos de defeitos na superfície das peças de moldagem por injeção, mas poucas pessoas aplicam essa tecnologia às peças de material pp, o principal motivo pode ser que haja alguma pressão sobre o custo de fabricação.
3.2 Estrutura do molde e máquina de moldagem por injeção
1) Aumente a espessura e a largura da seção do portão e o diâmetro do canal. A espessura do portão deve atingir 0.8~0.9 vezes a espessura da parede da peça, e a largura do portão deve ser superior a 30mm de largura;
2) Aumentar o número de portas e minimizar a relação de comprimento de fluxo;
3) Tente usar portão reto, portão lateral ou portão de setor com tamanho gradualmente ampliado e área seccional, e evite usar portão latente e portão pontual com área seccional gradualmente reduzida (consulte a Figura 5 abaixo, verifica-se que portão latente, portão pontual ou portão lateral muito pequeno são fáceis de produzir textura de pele de tigre na prática);
4) A exaustão do molde deve ser a melhor possível para atingir alta velocidade de injeção e evitar defeitos de qualidade de aparência na frente de fluxo causados ​​por gás aprisionado;
5) A máquina de moldagem por injeção com controle preciso é adotada para evitar flutuações de pressão e velocidade.
3.3. Materiais plásticos
1) Reduzir o teor de elastômero de borracha em plásticos;
2) Reduzir o tamanho de partícula do componente de borracha disperso no plástico, ou adicionar um compatibilizante entre o componente de borracha e a resina da matriz, é propício para eliminar o defeito da pele de tigre.
3) Melhorar a fluidez dos materiais;
O padrão de pele de tigre na superfície de um determinado painel de instrumentos não pode ser eliminado após o ajuste repetido da máquina. O projeto foi adiado por mais de 3 meses sem progresso. Por fim, foi totalmente eliminado, substituindo-o por materiais com melhor fluidez.
4, Resumo
De acordo com um grande número de resultados estatísticos, entre os fatores que afetam a qualidade das peças plásticas, a racionalidade do projeto do molde e o projeto da estrutura do produto representam cerca de 70% dos fatores, o processo de moldagem por injeção e a máquina de moldagem por injeção representam 20% dos os fatores, e os materiais respondem por 10 por cento dos fatores. A formação da textura da pele de tigre tem uma certa relação com o molde, o processo de moldagem por injeção e os materiais plásticos. Em muitos casos, ele precisa ser otimizado e aprimorado em três aspectos para obter bons resultados. No entanto, a otimização e melhoria da estrutura do molde e do produto pode atingir o dobro do resultado com metade do esforço e também pode ter um bom efeito após a troca de materiais com melhor fluidez.