مشکلات تزریق پلاستیک میتوانند هم جذابیت ظاهری و هم یکپارچگی ساختاری قطعات تولید شده را تحت تأثیر قرار دهند. دلایل بروز عیوب تزریق پلاستیک از مشکلات مربوط به ابزارآلات یا مواد اولیه گرفته تا مسائل مربوط به فرآیند تولید یا طراحی قطعه متغیر هستند.
در این مقاله به بررسی ۸ مورد از مهمترین مشکلات تزریق پلاستیک پرداخته و اطلاعاتی در خصوص دلایل بروز این مشکلات و عیب یابی قطعات تولید شده در فرایندتزریق پلاستیک به شما ارائه میدهیم. مهمترین و متداولترین عیوب قطعات تزریق پلاستیک عبارت است از:
- خطوط جریان
- فرورفتگیها
- لایهلایه شدن سطح
- خطوط جوش
- تزریق ناقص (شورتشات)
- تاببرداشتن
- پدیده جتینگ
- حفرهها و حبابها
- تغییر رنگ
- ایجاد پلیسه
- انقباض
رایجترین مشکلات تزریق پلاستیک چیست؟
فرآیند تزریق پلاستیک، بدون چالش نیست؛ به ویژه زمانی که مشکلا تزریق پلاستیک ظاهر میشوند. این مشکلات میتوانند کیفیت محصولات را به خطر بیاندازند. شناسایی و رفع عیوب تزریق پلاستیک برای تولیدکنندگان ضروری است تا کیفیت محصول را تضمین کرده، ضایعات را کاهش دهند و بهرهوری تولید را بهینه نمایند.
دلایل بروز عیوب تزریق پلاستیک و راه حل رفع هرکدام از عیوب، متفاوت است. اما به طور کلی انجام سرویسهای دورهای و نگهداریهای پیشگیرانه، از بروز مشکلات تزریق پلاستیک تا حد خوبی جلوگیری میکند. به همین دلیل باید دستگاه تزریق پلاستیک را از شرکتها و نمایندگیهای معتبر در ایران خریداری کنید تا خدمات پس از فروش خوبی بتوانند به شما ارائه دهند. فاران ماشین، نماینده رسمی دستگاههای تزریق پلاستیک ایرفا و لیژو در ایران است. تمامی دستگاههای ارائه شده توسط فاران ماشین دارای گارانتی و ۱۰ سال خدمات پس از فروش هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با دستگاه تزریق پلاستیک، روی لینک کلیک کنید.
1. خطوط جریان (Flow marks)
خطوط جریان از جمله رایجترین مشکلات تزریق پلاستیک هستند که به صورت رگهها یا خطوطی بر سطح قطعه نمایان میشوند. این خطوط اغلب دارای رنگ یا سایهای متفاوت نسبت به سایر بخشهای قطعه هستند که نشاندهنده مناطقی است که پلاستیک مذاب با نرخهای خنکسازی متفاوت جریان یافته است.
دلایل رایج ایجاد خطوط جریان:
طراحی نامناسب قالب، فشار یا سرعت تزریق ناکافی، یا دمای پایین قالب میتواند باعث ایجاد این نقص شود.
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | فشار تزریق ناکافی زمان ماند ناکافیدمای پایین سیلندر یا نازلزمان سیکل نامنظم |
قالب | ندارد |
مواد اولیه | ندارد |
طراحی | ندارد |
استراتژیهای پیشگیری و رفع خطوط جریان:
تنظیم سرعت و فشار تزریق میتواند بهطور قابلتوجهی از بروز خطوط جریان جلوگیری کند. افزایش دمای پلاستیک مذاب و قالب نیز با تضمین جریان یکنواخت و فرآیند خنکسازی همسان، مؤثر است.
طراحی بهینه مسیرهای ورود ماده (گیتها) و اصلاح طراحی قالب برای تسهیل جریان نرمتر پلاستیک، از دیگر راهکارهای مؤثر در جلوگیری از ایجاد خطوط جریان هستند.
2. فرورفتگیها (Sink Marks)
فرورفتگیها به صورت گودشدگیهایی بر سطح قطعات قالبگیری شده ظاهر میشوند و معمولاً در بخشهای ضخیمتر قطعه که پوسته بیرونی پیش از مواد داخلی خنک و سخت میشود، دیده میشوند.
دلایل رایج ایجاد فرورفتگی
فرورفتگیها در اصل به دلیل کمبود فشار کافی درون حفره قالب طی مراحل خنکسازی و انجماد ایجاد میشوند. این نقص در طراحیهایی با ضخامتهای دیواری متفاوت بیشتر مشاهده میشود.
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | دمای بیش از حد سیلندرفشار یا زمان تزریق ناکافیزمان خنککاری ناکافیکوسن و زمان نگهداری کوتاهخرابی شیر یکطرفه |
قالب | دمای بالای قالب در مقابل محلهای تقویت شده (ریبها) و تقاطعهاکوچک بودن گیت یا رانرمحل نامناسب گیتطول زیاد لند گیتمحبوس شدن هوا یا گازهاالگوی جریان نامتعادل |
مواد اولیه | نرخ جریان نامناسباستفاده بیش از حد از مواد بازیافتیبازیافت دانهدرشت |
طراحی | نرخ جریان نامناسباستفاده بیش از حد از مواد بازیافتیبازیافت دانهدرشت |
استراتژیهای پیشگیری و رفع فرورفتگی:
برای پیشگیری از فرورفتگی، باید در طراحی قطعه تا حد امکان ضخامت دیوارهها یکنواخت باشد. تنظیم فشار و زمان نگهداری پس از تزریق نیز مؤثر است؛ چرا که جبران انقباض مواد در نواحی ضخیمتر را ممکن میکند. بهینهسازی سیستم خنککننده قالب بهمنظور ایجاد خنکسازی یکنواخت نیز به شکل قابل توجهی از بروز فرورفتگیها جلوگیری میکند.
به طور کلی، اطمینان از بسته شدن صحیح قالب، اعمال فشار گیرهی کافی، و تنظیم دقیق فشار تزریق و حجم مواد ورودی الزامی است.
همچنین برای اینکه مواد بازیافتی دانه درشت نباشند، میتوانید از آسیاب پلاستیک استفاده نمایید. آسیاب پلاستیک، ضایعات را برای استفاده مجدد در چرخه تولید، آماده میکند و میتواند کیفیت مواد بازیافتی را ارتقا دهد.
3. خطوط جوش (Weld Line یا Knit Lines)
خطوط جوش یا خطوط اتصال زمانی ایجاد میشوند که دو جبهه از پلاستیک مذاب به هم رسیده و بدون پیوند کامل با یکدیگر منجمد میشوند. این خطوط به صورت نشانههایی قابل مشاهده بر سطح قطعه ظاهر شده و میتوانند بر ظاهر و یکپارچگی ساختاری آن تأثیر منفی بگذارند.
دلایل رایج ایجاد خطوط جوش
خطوط جوش میتوانند به دلایل مختلفی مانند طراحی قطعه، نوع ماده مصرفی، یا شرایط فرآیندی به وجود آیند.
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | دمای پایین سیلندر فشار برگشتی ناکافیفشار یا سرعت تزریق پایین |
قالب | دمای پایین قالبکوچک بودن اندازه راهگاه یا کانالهامحل نامناسب درگاهطول بیش از حد درگاه |
مواد اولیه | نرخ جریان نادرست |
طراحی | وجود سوراخها یا برشهایی که مسیر جریان پلاستیک را سد میکنند. |
استراتژیهای پیشگیری و رفع خطوط جوش:
بهبود طراحی قالب برای هدایت یکنواختتر جریان پلاستیک میتواند تا حد زیادی از بروز خطوط جوش جلوگیری کند. بهینهسازی سرعت و فشار تزریق و انتخاب مواد اولیه مناسب نیز احتمال پیوند موفق جریانهای پلاستیک را افزایش میدهد. همچنین تنظیم دمای قالب و پلاستیک مذاب نقش مهمی در کاهش این نقص دارد.
در صورت ایجاد خطوط جوش، گاهی اوقات میتوان با عملیات پس از قالبگیری مانند حرارتدهی یا پرداخت سطحی، آنها را کاهش داد یا از بین برد. در غیر این صورت، ممکن است نیاز به قالبگیری مجدد قطعه باشد.
4. تزریق ناقص (Short Shots)
تزریق ناقص زمانی رخ میدهد که پلاستیک مذاب به طور کامل حفره قالب را پر نمیکند و در نتیجه قطعه ناقص باقی میماند. این عیب باعث اتلاف مواد و زمان شده و بهرهوری فرآیند تولید را کاهش میدهد.
علل رایج پر شدن ناقص قالب:
شورتشات میتواند ناشی از فشار تزریق ناکافی، جریان نامناسب رزین یا فشار نگهداری ضعیف باشد.
دسته بندی نقص | علل احتمالی |
دستگاه تزریق پلاستیک | تغذیهی ناکافی مواددمای پایین سیلندرخرابی چک رینگفشار برگشتی ناکافیکوچک بودن قطر نازلفشار یا سرعت تزریق پایینزمان تزریق ناکافیکوسن بیش از حد در تغذیهلقی زیاد در شیر یکطرفهایجاد پل در گلویی تغذیهظرفیت ناکافی دستگاه پرس |
قالب | دمای پایین قالبکوچکی گیت یا رانرمحل نامناسب گیتتهویه ناکافی طول زیاد بوش تزریق (Sprue Bushing)قطر کوچک رانرقطر کوچک اسپررو |
مواد اولیه | نرخ جریان نامناسبمصرف بیش از حد گرانول بازیافتیاستفاده از گرانول بازیافتی با دانهبندی درشترطوبت زیاد در مواد اولیهیکنواخت نبودن اندازه دانههای گرانول |
طراحی قطعه | دیوارههای بیش از حد نازکویژگیهای بسیار ظریف یا پیچیده در طراحی |
روشهای جلوگیری و اصلاح شورت شات:
با بهینهسازی پارامترهای فرآیند تزریق مانند فشار تزریق، دما و فشار نگهداری، و همچنین طراحی صحیح سیستم گیتینگ و ونت قالب میتوان از شورتشات جلوگیری کرد.
همچنین میتوان برای رطوبتزدایی از مواد اولیه، از دستگاه گازگیر استفاده نمایید. گازگیر، رطوبت را از هسته مواد اولیه گرفته و باعث میشود مشکلاتی نظیر شورت شات، پلیسه و… پیش نیاید.
5. تاببرداشتگی (Warping)
تاب برداشتن به تغییر شکل یا انحنای ناخواسته قطعه پس از خنک شدن گفته میشود که باعث میشود قطعه به درستی عمل نکند یا در محل خود قرار نگیرد.
علل رایج تاب برداشتگی:
خنک شدن غیر یکنواخت قطعه، فشار یا زمان تزریق ناکافی، استرسهای باقیمانده در قطعه و طراحی نامناسب میتواند باعث تاب برداشتن شود.
دسته بندی نقص | علل احتمالی |
دستگاه تزریق پلاستیک | فشار یا زمان تزریق ناکافیزمان ماند ناکافیدمای پایین سیلندر یا نازلسیکل نامناسبنبود کوشن |
قالب | دمای پایین قالبکوچک بودن راهگاههامحل نامناسب درگاهدمای غیر یکنواخت قالبپرتاب غیر یکنواخت قطعه |
مواد اولیه | نرخ جریان نادرست |
طراحی قطعه | ضخامت زیاد پرههاضخامت زیاد برآمدگیها یا دیوارهها |
استراتژیهای جلوگیری و رفع تاب برداشتگی:
برای جلوگیری از تاببرداشتگی، خنک شدن یکنواخت قطعه بسیار حیاتی است. این امر با طراحی قالبهایی با ضخامت دیواره یکنواخت و بهینهسازی کانالهای خنککننده قابل دستیابی است. همچنین کنترل دمای قالب و ماده پلاستیکی و تنظیم زمان خنککاری نیز به حفظ شکل نهایی قطعه کمک میکند.
6. جِتینگ (Jetting)
جتینگ یکی دیگر از رایجترین عیوب تزریق پلاستیک است. این پدیده زمانی رخ میدهد که ماده پلاستیکی مذاب با سرعت بالا به داخل حفره قالب تزریق میشود و خطوط مارپیچی یا رگههای مار مانند روی سطح قطعه ایجاد میکند.
دلایل رایج جتینگ:
سرعت تزریق زیاد، دمای نامناسب سیلندر یا نازل، کوچک بودن دهانه نازل یا راهگاهها و طراحی نامناسب قالب میتواند علت این نقص باشد.
دسته بندی نقص | علل احتمالی |
دستگاه تزریق پلاستیک | سرعت زیاد تزریقدمای زیاد یا کم سیلندرقطر کوچک نازلدمای نامناسب نازل |
قالب | دمای پایین قالبکوچک بودن راهگاه یا کانالهامحل نامناسب درگاه طول زیاد درگاه |
مواد اولیه | نرخ جریان نادرست |
طراحی قطعه | ندارد |
استراتژیهای جلوگیری و رفع جتینگ:
با تنظیم دقیق سرعت و فشار تزریق و کنترل ورود آرام ماده مذاب به قالب میتوان از جتینگ جلوگیری کرد. همچنین اصلاح طراحی دروازه (Gate) برای بهبود جریان مواد و بهینهسازی دمای قالب و ماده پلاستیکی، میتواند بروز جتینگ را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
7. تغییر رنگ (Discoloration)
تغییر رنگ زمانی رخ میدهد که رنگ قطعه قالبگیری شده با رنگ مورد نظر متفاوت باشد. این مسئله ممکن است به دلیل آلودگی رزین، تنظیمات نادرست دما یا فشار، یا استفاده از رنگدانههای ناسازگار ایجاد شود. این نقص علاوه بر کاهش زیبایی ظاهری، نشانه وجود مشکلات در فرایند قالبگیری یا مدیریت مواد است.
علل رایج ایجاد تغییر رنگ:
آلودگی رزین با رطوبت یا مواد خارجی، قرارگیری در معرض حرارت یا نور UV زیاد، یا ناسازگاری رنگدانهها میتواند عامل تغییر رنگ باشد.
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | نسبت بیش از حد حجم شاتدمای زیاد سیلندر یا نازلزمان سیکل بیش از حد یا متغیر طراحی نامناسب مارپیچ |
قالب | دمای نامناسب قالبخنککاری ناکارآمد تهویه ناکافی |
مواد اولیه | مواد اولیه آلوده |
طراحی | ندارد |
استراتژیهای جلوگیری و رفع مشکل تغییر رنگ:
استفاده از مواد و رنگدانههای باکیفیت، نگهداری صحیح از مواد، و بهینهسازی دما و فشار در فرآیند قالبگیری از ایجاد تغییر رنگ جلوگیری میکند.
در برخی موارد میتوان تغییر رنگ را با عملیات پرداخت سطحی کاهش داد، اما در بیشتر موارد تغییر رنگ دائمی است و نیاز به قالبگیری مجدد وجود دارد.
8. پلیسه (Flash)
پلیسه زمانی ایجاد میشود که پلاستیک مذاب از درز میان دو نیمه قالب خارج شود و در بیرون از حفرهی قالب جامد شود. معمولاً پلیسه نزدیک پینهای پران دیده میشود.
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | فشار تزریق بیش از حدزمان ماند مواد در سیلندر بیش از حددمای بیش از حد سیلندرطولانی بودن سیکل تزریقفشار گیرهی ناکافی |
قالب | آببندی نامناسب خط جدایشپشتیبانی ناکافی قالبونتینگ ناکافیطول زیاد بوش تزریق |
مواد اولیه | استفاده بیش از حد از روانکنندههای قالب |
طراحی | قرارگیری خط جدایش در محلهای پیچیده و حساس |
استراتژیهای جلوگیری و رفع پلیسه:
اطمینان از تراز بودن صحیح قالب و اعمال نیروی گیره کافی برای مقابله با فشار تزریق ضروری است. همچنین نگهداری منظم قالب و بهینهسازی فشار و سرعت تزریق به کاهش پلیسه کمک میکند.
پیشنهادی برای مطالعه بیشتر: کاهش هزینه های تولید در تزریق پلاستیک
9. حبابها و حفرهها (Bubbles and Voids)
حباب یا فضای خالی به محبوس شدن هوا یا گاز درون قطعهی قالبگیری شده گفته میشود که میتواند مقاومت قطعه را کاهش داده و ظاهر آن را خراب کند.
علل رایج ایجاد حبابها و حفرهها:
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | دمای تزریق بیش از حدفشار تزریق پایینزمان پیشروی پیستون (Injection forward time) کوتاهتغذیه ناکافی موادپروفایل دمایی نامناسب در سیلندرسرعت تزریق بیش از حدفشار برگشتی ناکافی |
قالب | تهویه نامناسب قالبطراحی نامناسب رانر یا گیتدمای پایین قالب |
مواد اولیه | رطوبت زیاد در مواد اولیه |
طراحی | ضخامت بیش از حد مقاطع |
استراتژیهای جلوگیری و رفع حباب:
بهینهسازی دمای قالب و مذاب برای خنک شدن یکنواخت، طراحی مناسب برای تهویه و تنظیم سرعت و فشار تزریق، از راههای جلوگیری از حبابها و حفرهها هستند.
10 سوختگی (Burn Marks)
سوختگی در قالبگیری تزریقی به لکههای تیره یا نواحی سوخته روی سطح قطعه گفته میشود. این اتفاق معمولاً زمانی رخ میدهد که رزین پلاستیکی بیش از حد گرم شده و دچار تجزیه و تغییر رنگ شود.
علل رایج سوختگی:
سوختگی معمولاً به دلیل پارامترهای نادرست فرآیند مانند دمای بیش از حد مذاب، زمان ماند طولانی در سیلندر، یا سرعت تزریق پایین، رخ میدهد.
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | سرعت یا فشار تزریق بیش از حد فشار برگشتی زیادسرعت بالای چرخش مارپیچ نسبت فشردگی نامناسب مارپیچکنترلکننده دمای معیوبدمای زیاد نازل یا سیلندرقطر کوچک نازلزمان سیکل نامنظم |
قالب | تهویه نامناسب (اندازه یا مکان)انسداد دریچههای تهویهطراحی نامناسب درگاه |
مواد اولیه | استفاده زیاد از مواد بازیافتینرخ جریان کمروانکننده بیش از حد زبری بیش از حد مواد بازیافتی |
طراحی | ندارد |
استراتژیهای جلوگیری و رفع سوختگی:
مدیریت دقیق سرعت و فشار تزریق، کاهش دمای مواد، و بهبود طراحی قالب برای تسهیل جریان هوا میتواند از سوختگی جلوگیری کند. در صورت وجود علائم، بازبینی پارامترهای فرایند و اصلاح طراحی قالب توصیه میشود.
11. انقباض
انقباض در فرآیند تزریق پلاستیک یک اثر جانبی اجتنابناپذیر است که به دلیل جمع شدن پلاستیک هنگام سرد شدن درون حفرهی قالب رخ میدهد، مشابه فرآیند ریختهگری فلزات. از آنجا که ترموپلاستیکها و ترموستها ضریب انبساط حرارتی بالاتری نسبت به فلزات دارند، میزان جمعشدگی پلاستیک بیشتر از فلز است. بنابراین، قطعات پلاستیکی در مرحله خنکسازی دچار انقباض میشوند.
این انقباض میتواند اندازه و ابعاد قطعه نهایی را کاهش دهد و باعث ایجاد مشکلاتی در شکل، جایگیری و عملکرد قطعه شود.
علل رایج ایجاد انقباض:
عوامل مختلفی در ایجاد انقباض نقش دارند که میتوان در این میان به انتخاب مواد، طراحی قطعه، طراحی قالب و پارامترهای فرآیند، اشاره کرد.
دسته بندی نقص | علل احتمالی نقص |
دستگاه تزریق پلاستیک | دمای بیش از حد سیلندرفشار یا زمان تزریق ناکافیزمان خنککاری ناکافیکوسن تزریق و زمان نگهداری پایینخرابی شیر یکطرفه (چک ولو) |
قالب | دمای بیش از حد قالبکوچک بودن گیت (دروازه تزریق) یا راهگاهمحل نامناسب گیت تزریقطول بیش از حد بخش لند گیت (Gate land) |
مواد اولیه | نرخ جریان (Flow rate) نامناسب |
طراحی | عدم یکنواختی ضخامت دیوارههاضخامت زیاد در دیوارهها، مقاطع یا محل اتصالها |
استراتژیهای جلوگیری و رفع انقباض:
حذف کامل انقباض تقریباً غیرممکن است. اما برای به حداقل رساندن آن در فرآیند تزریق پلاستیک، لازم است در انتخاب مواد، طراحی قطعه، طراحی قالب و تنظیم دقیق پارامترهای فرآیند دقت شود. همچنین ممکن است نیاز باشد فرآیند تزریق پلاستیک متناسب با نیازهای خاص قطعه تنظیم شود.
پایان نقصها، آغاز تولید باکیفیت
در صنعت تزریق پلاستیک، هر خطای کوچک میتواند به تولید قطعات معیوب، افزایش ضایعات و کاهش سوددهی منجر شود. شناخت دقیق ایرادات رایج مانند خطوط جریان، فرورفتگی یا شورتشات و آشنایی با راهکارهای رفع آنها، نه تنها کیفیت نهایی محصولات را بالا میبرد بلکه باعث افزایش عمر مفید دستگاهها و بهینهسازی فرآیند تولید نیز میشود. توجه به سرویسهای دورهای و استفاده از مواد اولیه باکیفیت در کنار طراحی اصولی، از مهمترین عوامل پیشگیری از این مشکلات محسوب میشود.
اگر در مسیر تولید با چالشهایی مواجه هستید یا به دنبال راهاندازی یک سیستم نگهداری منظم برای دستگاه تزریق پلاستیک خود هستید؛ فاران ماشین با سالها تجربه و تیمی از متخصصان فنی، آماده ارائه خدمات مشاوره، عیبیابی، تأمین قطعات و سرویس دورهای دستگاههای تزریق پلاستیک است. بهرهمندی از دانش فنی روز و پشتیبانی حرفهای، فاران ماشین را به یکی از گزینههای قابل اعتماد در این صنعت تبدیل کرده است.
منبع ما در تهیه این مقاله engineeringproductdesign.com سایت است.
سوالات متداول
کوشن (Cushion) در قالبگیری تزریقی چیست؟
کوشن مقدار پلاستیک مذاب باقیمانده در سیلندر پس از پر شدن کامل قالب است. این فاصله برای حفظ فشار لازم در انتهای تزریق اهمیت دارد.
خطوط جوش چگونه ایجاد میشوند؟
زمانی که دو جریان پلاستیک به هم میرسند اما به درستی به هم جوش نمیخورند، خطوط جوش ظاهر میشوند.
بهترین راهکار برای جلوگیری از شورتشات چیست؟
تنظیم دقیق فشار و دمای تزریق، و طراحی صحیح سیستم گیت و ونت، کلید پیشگیری از شورتشات است.