ما هي ظاهرة الألياف العائمة في تحليل عيوب القولبة بالحقن؟

عندما تم اختبار القالب ، كانت الآليات المختلفة تعمل بشكل طبيعي بشكل أساسي ، ولكن المنتج كان يعاني من مشاكل خطيرة في جودة المظهر ، مع وجود علامات بيضاء نصف قطرية على السطح ، وأصبحت هذه العلامة البيضاء أكثر خطورة مع زيادة محتوى الألياف الزجاجية. تُعرف هذه الظاهرة عمومًا باسم "الألياف العائمة" وهي نوع من منتجات الألياف الزجاجية البلاستيكية المعرضة لعيوب السطح ، وهو أمر غير مقبول للأجزاء البلاستيكية للسيارات التي تتطلب مظهرًا عاليًا.

تحليل السبب:

ظاهرة "الألياف العائمة" ناتجة عن التعرض للألياف الزجاجية. تتعرض الألياف الزجاجية البيضاء على السطح أثناء عملية تعبئة وتدفق صهر البلاستيك. بعد التكثيف والقولبة ، ستشكل علامات بيضاء نصف قطرية على سطح الجزء البلاستيكي. عندما يكون الجزء البلاستيكي أسود عندما يزداد اختلاف اللون ، يصبح الأمر أكثر وضوحًا. الأسباب الرئيسية لتشكيلها هي كما يلي.

بادئ ذي بدء ، في عملية تدفق صهر البلاستيك ، نظرًا للاختلاف في سيولة الألياف الزجاجية والراتنج ، وكثافة الكتلة المختلفة ، يميل الاثنان إلى الانفصال. تطفو الألياف الزجاجية منخفضة الكثافة على السطح ، ويغرق الراتنج الأكثر كثافة. في الداخل ، الألياف الزجاجية مكشوفة ؛

ثانيًا ، نظرًا لأن صهر البلاستيك يتعرض لقوة الاحتكاك والقص للمسمار ، والفوهة ، والسابق والبوابة أثناء عملية التدفق ، فسوف يتسبب ذلك في اختلاف اللزوجة المحلية ، وفي نفس الوقت ، سوف يدمر طبقة الواجهة على سطح الألياف الزجاجية ، وستكون اللزوجة الذائبة أصغر. ، كلما زاد الضرر الذي يلحق بطبقة الواجهة ، قلت قوة الترابط بين الألياف الزجاجية والراتنج. عندما تكون قوة الترابط صغيرة إلى مستوى معين ، فإن الألياف الزجاجية سوف تتخلص من عبودية مصفوفة الراتنج وتتراكم تدريجياً على السطح وتكشف ؛

علاوة على ذلك ، عندما يتم حقن البلاستيك المصهور في التجويف ، فإنه سيشكل تأثير "نافورة" ، أي أن الألياف الزجاجية سوف تتدفق من الداخل إلى الخارج وتلامس سطح التجويف. نظرًا لأن درجة حرارة سطح القالب منخفضة ، فإن الألياف الزجاجية ذات الوزن الخفيف والتكثيف السريع سوف تتجمد على الفور ، وإذا تعذر إحاطتها بالكامل بالذوبان في الوقت المناسب ، فسوف تتعرض وتشكل "أليافًا عائمة".

لذلك ، فإن تكوين ظاهرة "الألياف العائمة" لا يتعلق فقط بتكوين وخصائص المواد البلاستيكية ، ولكنه يرتبط أيضًا بعملية التشكيل ، والتي تتسم بقدر أكبر من التعقيد وعدم اليقين.

في الإنتاج الفعلي ، هناك تدابير مختلفة لتحسين ظاهرة "الألياف العائمة". تتمثل الطريقة الأكثر تقليدية في إضافة أجهزة التوافقية والمشتتات ومواد التشحيم إلى مواد التشكيل ، بما في ذلك عوامل اقتران silane ، وموافقات الكسب غير المشروع المالئيك أنهيدريد ، ومسحوق السيليكون ، ومواد تشحيم الأحماض الدهنية وبعض المواد المحلية أو المستوردة استخدم هذه الإضافات لتحسين توافق الواجهة بين الألياف الزجاجية والراتنج ، يحسنان توحيد المرحلة المشتتة والمرحلة المستمرة ، ويزيدان من قوة ربط الواجهة ، ويقللان من فصل الألياف الزجاجية والراتنج. تحسين التعرض للألياف الزجاجية.

بعضها له تأثيرات جيدة ، لكن معظمها باهظ الثمن ، ويزيد من تكاليف الإنتاج ، ويؤثر أيضًا على الخصائص الميكانيكية للمواد. على سبيل المثال ، يصعب تفريق عوامل اقتران السيلان السائلة الأكثر شيوعًا بعد إضافتها ، كما أن البلاستيك سهل التشكيل. ستؤدي مشكلة تكوين الكتلة إلى تغذية غير متساوية للمعدات ، وتوزيع غير متساوٍ لمحتوى الألياف الزجاجية ، وخصائص ميكانيكية غير متساوية للمنتجات.

في السنوات الأخيرة ، تم أيضًا اعتماد طريقة إضافة ألياف قصيرة أو مجهرية زجاجية مجوفة. تتميز الألياف الصغيرة أو الكرات الزجاجية المجوفة الصغيرة الحجم بخصائص السيولة والتشتت الجيدين ، وسهولة تكوين واجهة مستقرة متوافقة مع الراتينج. لتحقيق الغرض من تحسين "الألياف العائمة" ، يمكن للخرز الزجاجي المجوف بشكل خاص أن يقلل أيضًا من معدل تشوه الانكماش ، وتجنب الالتواء اللاحق للمنتج ، وزيادة الصلابة ومعامل المرونة للمادة ، والسعر أقل ، ولكن العيب هو أن المادة مقاومة للصدمات ينخفض ​​الأداء.

المحلول:

أ. تعديل نظام صب القالب

يرتبط نظام صب القوالب ارتباطًا وثيقًا بتشكيل ظاهرة "الألياف العائمة". في ضوء السيولة الضعيفة للبلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية والسيولة غير المتسقة لمكونين من الألياف الزجاجية والراتنج ، يجب ألا تكون مسافة التدفق طويلة جدًا ، ويجب أن يملأ الصهر التجويف بسرعة لضمان تشتت منتظم للألياف الزجاجية بدون تكامل الحمأة. طبقة لتشكيل "الألياف العائمة".

لذلك ، فإن المبدأ الأساسي لتصميم نظام البوابة هو أن المقطع العرضي للعداء يجب أن يكون كبيرًا ، وأن يكون التدفق مستقيمًا وقصيرًا. يجب استخدام العدائين ، العدائين ، والبوابات السميكة. يمكن أن تكون البوابات رفيعة ، أو على شكل مروحة ، أو على شكل حلقة ، ويمكن أن تكون أيضًا متعددة البوابات لجعل تدفق المواد فوضوياً ، وانتشار الألياف الزجاجية ، وتقليل الاتجاه. يتطلب أيضًا وظيفة عادم جيدة ، والتي يمكنها على الفور استنفاد الغاز الناتج عن تطاير عامل معالجة سطح الألياف الزجاجية ، وذلك لتجنب العيوب مثل سوء اللحام ونقص المواد والحروق.

بالنسبة لنظام بوابة قالب غطاء المقبض ، تعد عملية قناة التدفق الأطول عاملاً يسبب ظاهرة "الألياف العائمة" الخطيرة ، ولكن هذه هي الحاجة إلى بنية القالب ولا يمكن تقصيرها ، لذلك فقط حجم المقطع العرضي لقناة التدفق ويتم تعديل شكل وحجم البوابة. يتم تغيير البوابة إلى بوابة مروحة ، ويزداد حجم البوابة والعداء تدريجياً أثناء عملية تجربة القالب.

بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن "الألياف العائمة" تميل إلى الظهور في الجزء ذي السماكة الكبيرة لجدار الجزء البلاستيكي. هذا لأن انحدار سرعة التدفق للذوبان كبير هناك ، والسرعة المركزية للذوبان تكون عالية عندما يتدفق الذوبان ، وهي قريبة من جدار التجويف. تؤدي السرعة المنخفضة في الموقع إلى تكثيف ميل الألياف الزجاجية للطفو ، وتكون السرعة النسبية أبطأ ، مما يؤدي إلى الركود والتراكم لتشكيل "ألياف عائمة". لذلك ، يجب أن تكون سماكة جدار الأجزاء البلاستيكية موحدة بقدر الإمكان ، ويجب تجنب الزوايا والفجوات الحادة لضمان التدفق السلس للذوبان.

ب. تحسين ظروف عملية القولبة بالحقن

تعد صياغة ظروف عملية التشكيل المناسبة أمرًا ضروريًا لتحسين ظاهرة "الألياف العائمة". العناصر المختلفة لعملية القولبة بالحقن لها تأثيرات مختلفة على المنتجات البلاستيكية المقواة بالألياف الزجاجية. فيما يلي بعض القواعد الأساسية التي يمكن اتباعها.

ج ، درجة الحرارة

الأول هو درجة حرارة البرميل. نظرًا لأن مؤشر انصهار البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية أقل بنسبة 30٪ إلى 70٪ من البلاستيك غير المقوى ، وسيولته ضعيفة ، يجب أن تكون درجة حرارة البرميل أعلى من المعتاد بنسبة 10 إلى 30 درجة مئوية. يمكن أن تؤدي زيادة درجة حرارة البرميل إلى تقليل لزوجة الذوبان ، وتحسين السيولة ، وتجنب سوء التعبئة واللحام ، والمساعدة في زيادة تشتت الألياف الزجاجية وتقليل الاتجاه ، مما يؤدي إلى انخفاض خشونة سطح المنتج.

لكن درجة حرارة البرميل ليست عالية قدر الإمكان. ستؤدي درجة الحرارة المرتفعة جدًا إلى زيادة ميل بوليمر النايلون للتأكسد والتحلل ، وسيتغير اللون عندما يكون طفيفًا ، وسيؤدي إلى فحم الكوك وسواد عندما يكون شديدًا. عند ضبط درجة حرارة البرميل ، يجب أن تكون درجة حرارة قسم التغذية أعلى قليلاً من المتطلبات التقليدية ، وأقل قليلاً من قسم الضغط ، وذلك لاستخدام تأثير التسخين المسبق لتقليل تأثير القص للمسمار على الألياف الزجاجية وتقليل اللزوجة المحلية. يضمن الاختلاف والتلف اللذان يلحقان بسطح الألياف الزجاجية قوة الترابط بين الألياف الزجاجية والراتنج. درجة حرارة انصهار PA66 33٪ GF هي 275 ~ 280 ، وأعلى درجة حرارة يجب ألا تتجاوز 300 ℃ ، ويمكن اختيار درجة حرارة البرميل ضمن هذا النطاق.

والثاني هو درجة حرارة القالب. يجب ألا يكون فرق درجة الحرارة بين القالب والمصهور كبيرًا جدًا لمنع الألياف الزجاجية من الانصهار على السطح عندما يكون الذوبان باردًا ، مما يؤدي إلى تكوين "ألياف عائمة". لذلك ، يلزم ارتفاع درجة حرارة القالب ، وهو أمر مفيد لتحسين أداء تعبئة الذوبان وزيادة. كما أنه مفيد لقوة خط اللحام ، وتحسين تشطيب سطح المنتج ، وتقليل التوجيه والتشوه.

ومع ذلك ، فكلما ارتفعت درجة حرارة القالب ، كلما طالت مدة التبريد ، وكلما طالت دورة الصب ، انخفضت الإنتاجية ، وزاد انكماش القوالب ، وبالتالي كلما كان ذلك أعلى ليس أفضل. عند ضبط درجة حرارة القالب ، يجب أيضًا مراعاة مجموعة الراتنج ، وهيكل القالب ، ومحتوى الألياف الزجاجية ، وما إلى ذلك. عندما يكون التجويف معقدًا ، يكون محتوى الألياف الزجاجية مرتفعًا ، ويكون ملء القالب صعبًا ، يجب زيادة درجة حرارة القالب بشكل مناسب. بالنسبة لغطاء مقبض السيارة المصنوع من PA66 33٪ GF ، فإن درجة حرارة القالب التي نختارها هي 110 درجة مئوية.

د ، الضغط

ضغط الحقن له تأثير كبير على تشكيل البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية. يؤدي ارتفاع ضغط الحقن إلى الملء وتحسين تشتت الألياف الزجاجية وتقليل انكماش المنتج ، ولكنه سيزيد من إجهاد القص وتوجيهه ، مما يؤدي بسهولة إلى حدوث تشوه وتشوه ، وصعوبات في إزالة القوالب ، مما يؤدي إلى حدوث مشاكل فيضان ، وذلك لتحسين "الألياف العائمة" الظاهرة ، من الضروري زيادة ضغط الحقن أعلى قليلاً من ضغط الحقن للبلاستيك غير المقوى وفقًا للحالة المحددة. لا يرتبط اختيار ضغط الحقن بسماكة جدار المنتج وحجم البوابة وعوامل أخرى فحسب ، بل يتعلق أيضًا بمحتوى وشكل الألياف الزجاجية. بشكل عام ، كلما زاد محتوى الألياف الزجاجية ، كلما زاد طول الألياف الزجاجية ، يجب أن يكون ضغط الحقن أكبر.

إن حجم الضغط الخلفي اللولبي له تأثير مهم على التشتت المنتظم للألياف الزجاجية في المصهور ، وسيولة المصهور ، وكثافة المصهور ، وجودة مظهر المنتج ، والخصائص الميكانيكية والفيزيائية. عادة ما يكون من المفيد استخدام ضغط خلفي أعلى ، مما يساعد على تحسين ظاهرة "الألياف العائمة". ومع ذلك ، فإن الضغط الخلفي المرتفع بشكل مفرط سيكون له تأثير قص أكبر على الألياف الطويلة ، مما يجعل الذوبان يتحلل بسهولة بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى تغير اللون وتدهور الخواص الميكانيكية. لذلك ، يمكن ضبط الضغط الخلفي أعلى قليلاً من ضغط البلاستيك غير المقوى.

سرعة الحقن

يمكن أن يؤدي استخدام سرعة حقن أسرع إلى تحسين ظاهرة "الألياف العائمة". زيادة سرعة الحقن ، بحيث يملأ البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية بسرعة تجويف القالب ، وتقوم الألياف الزجاجية بحركة محورية سريعة على طول اتجاه التدفق ، وهو أمر مفيد لزيادة تشتت الألياف الزجاجية ، وتقليل الاتجاه ، وتحسين القوة من خط اللحام ونظافة سطح المنتج ، ولكن يجب الانتباه لتجنب "الرش" عند الفوهة أو البوابة بسبب سرعة الحقن المفرطة السرعة ، مما يؤدي إلى تكوين عيوب سربنتين وتؤثر على مظهر الجزء البلاستيكي.

سرعة المسمار

عند تلدين البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية ، يجب ألا تكون سرعة اللولب عالية جدًا لتجنب الاحتكاك المفرط وقوة القص التي ستؤدي إلى إتلاف الألياف الزجاجية ، وتدمير حالة الواجهة لسطح الألياف الزجاجية ، وتقليل قوة الترابط بين الألياف الزجاجية والراتنج ، وتفاقم "الألياف العائمة". "الظواهر ، خاصة عندما تكون الألياف الزجاجية أطول ، سيكون هناك طول غير متساو بسبب جزء من كسر الألياف الزجاجية ، مما ينتج عنه قوة غير متساوية للأجزاء البلاستيكية وخصائص ميكانيكية غير مستقرة للمنتج.

من خلال التحليل أعلاه ، يمكن ملاحظة أن استخدام درجة حرارة عالية للمواد ، ودرجة حرارة عالية للقالب ، وضغط مرتفع ، وسرعة عالية ، وسرعة لولبية منخفضة الحقن مفيدة لتحسين ظاهرة "الألياف العائمة". آلة التشكيل بالحقن الأفقية