מדוע מופיעים שקעים וסימני התכווצות בחלקים יצוקים בהזרקה?

הסיבות העיקריות לשקעים וסימני התכווצות בחלקים יצוקים בהזרקה הן כדלקמן:

I. גורמים חומריים

1. שיעור התכווצות חומר גבוה

לחומרים פלסטיים שונים יש שיעורי התכווצות שונים. אם נבחר חומר בעל קצב התכווצות גבוה, הוא נוטה להתכווצות נפח משמעותית במהלך הקירור לאחר הזרקה, מה שמוביל לשקעים וסימני התכווצות.

לדוגמה, לחלק מפלסטיקים גבישיים כגון פוליאתילן (PE) ופוליפרופילן (PP) יש שיעורי התכווצות גבוהים יחסית, בעוד שלפלסטיקים לא גבישיים כגון פוליסטירן (PS) ופוליקרבונט (PC) יש שיעורי התכווצות נמוכים יותר. בעת בחירת חומרים, יש לבחור חומרים בעלי שיעורי התכווצות נמוכים יותר בהתבסס על הדרישות הספציפיות של המוצר וסביבת השימוש כדי להפחית את התרחשותם של שקעים וסימני התכווצות.

2. יכולת זרימה לקויה

יכולת זרימה לקויה של חומרים פלסטיים עלולה להוביל למילוי לא מספיק של חלל העובש במהלך הזרקה, במיוחד באזורים עם קירות עבים או מבנים מורכבים, מה שגורם בקלות למחסור בחומרים. במהלך הקירור, אזורים אלה, חסרי מילוי חומר מספיק, יווצרו שקעים וסימני התכווצות.

ניתן לשפר את יכולת הזרימה של החומר על ידי התאמת נוסח החומר, הוספת חומרי סיכה או הגדלת טמפרטורת העיבוד. לדוגמה, הוספת כמות מתאימה של עזר זרימה לחומר יכולה להפחית את צמיגותו, לשפר את נזילותו ולהקל על מילוי חלל העובש.

II. גורמי עובש

1. גודל שער לא מתאים

שער קטן מדי יגביל את קצב הזרימה והנפח של הפלסטיק המותך, מה שיוביל למילוי חללים לא שלם, במיוחד באזורים המרוחקים מהשער, מה שעלול לגרום בקלות לשקעים ולסימני התכווצות.

שער גדול מדי יגרום לפלסטיק המותך לייצר חום יתר בשער, מה שיגרום לחומר להתקרר ולהתמצק בטרם עת, להשפיע על תהליכי המילוי והחזקת הלחץ הבאים, וגם לגרום בקלות לשקעים וסימני התכווצות.

יש לתכנן את הגודל והמיקום של השער באופן סביר בהתאם לגודל, צורה ועובי הדופן של החלק המוזרק. באופן כללי, גודל השער צריך להיות מתון, להבטיח זרימה חלקה של הפלסטיק המותך תוך הימנעות מופרז של חום ואובדן לחץ.

2. טמפרטורת עובש לא אחידה

טמפרטורת עובש לא אחידה תגרום להתכווצות לא אחידה של החלק המוזרק במהלך הקירור, וכתוצאה מכך שקעים וסימני התכווצות. למשל, טמפרטורות מקומיות גבוהות מדי בתבנית יגרמו לפלסטיק המותך באותו אזור להתקרר לאט ולהתכווץ באופן משמעותי; לעומת זאת, טמפרטורות מקומיות נמוכות מדי יגרמו לפלסטיק המותך באותו אזור להתקרר מהר מדי ולהתכווץ פחות.

ניתן לשפר את אחידות טמפרטורת התבנית על ידי אופטימיזציה של מערכת הקירור של התבנית. לדוגמה, תכנון תעלות קירור מתאימות בתוך התבנית מבטיח קצב ומהירות זרימת מי קירור אחידה, שמירה על טמפרטורה עקבית בכל התבנית. בנוסף, ניתן להשתמש בגופי חימום או בקרי טמפרטורת שמן כדי לחמם את התבנית, ולשפר עוד יותר את אחידות הטמפרטורה.

3. עיצוב חלל לא הולם

עובי דופן חלל לא אחיד מוביל להתכווצות לא אחידה של החלק היצוק בהזרקה במהלך הקירור, וכתוצאה מכך שקעים וסימני התכווצות. לדוגמה, אזורים עבים יותר מתכווצים יותר, בעוד אזורים דקים מתכווצים פחות, וגורמים בקלות לשקעים וסימני התכווצות בשינויי עובי אלו.

בעת תכנון החלל, יש לשאוף לעובי דופן אחיד ולהימנע משינויי עובי מוגזמים. במקביל, שפר את גימור פני השטח של החלל והפחת את חספוס פני השטח כדי להפחית את החיכוך ולשפר את יכולת הזרימה והמילוי של החומר.

III. גורמי תהליך

1. לחץ הזרקה לא מספיק

לחץ הזרקה לא מספיק מוביל למילוי לא שלם של חלל העובש על ידי הפלסטיק המותך, במיוחד באזורים עם קירות עבים או מבנים מורכבים, מה שגורם בקלות לסימני כיורים ושקעים.

הגדלת לחץ ההזרקה מגדילה את קצב הזרימה ואת יכולת המילוי של הפלסטיק המותך, ומבטיחה מילוי חלל מספק. עם זאת, לחץ הזרקה מוגזם עלול לגרום גם לבעיות אחרות, כגון הבזק וקושי בהוצאת התבנית. לכן, לחץ ההזרקה צריך להיות מותאם באופן סביר בהתאם למצב הספציפי.

2. זמן קירור לא מספיק

זמן קירור לא מספיק גורם לחלק היצוק להיות חם מדי בזמן פירוק התבנית, לפני שהוא מתמצק במלואו. זה גורם להתכווצות מתמשכת במהלך תהליך הקירור, מה שיוצר סימני כיור ושקעים.

הארכה מתאימה של זמן הקירור מבטיחה שהחלק היצוק יתמצק במלואו לפני הסרת התבנית, מה שמפחית את ההתכווצות. עם זאת, זמן קירור מופרז יפחית גם את יעילות הייצור. לכן יש לקצר ככל האפשר את זמן הקירור תוך הקפדה על איכות המוצר.

לסיכום, סימני כיור ושקעים בחלקים יצוקים בהזרקה הם תוצאה של השפעות משולבות של מספר גורמים, כולל חומרים, תבניות ותהליכים. בייצור בפועל, יש לנתח גורמים אלו באופן מקיף בהתאם לנסיבות הספציפיות, ולנקוט באמצעים מתאימים להפחתת התרחשותם של שקעים וסימני התכווצות ולשפר את איכות החלקים המוזרקים.