Razones para la formación de la textura de piel de tigre de las piezas moldeadas por inyección y las soluciones

En la actualidad, las piezas de moldeo por inyección grandes se utilizan cada vez más en los automóviles y, en aras de la reducción de costos, el rango de aplicación de las piezas de moldeo por inyección sin rociado es cada vez más amplio, pero esto también requiere una calidad de inyección cada vez más alta. piezas de moldeo. En piezas grandes como parachoques de automóviles, paneles de instrumentos, paneles de puertas y otras piezas interiores largas, existe un defecto de apariencia, que se caracteriza por líneas perpendiculares a la dirección del flujo, que se asemejan a patrones en la piel de tigre, comúnmente conocida como piel de tigre. o cebra, como se muestra en la siguiente figura.

2, Análisis de las causas de las arrugas de la piel de tigre.
Cuando el polímero fundido se extruye a partir de un pequeño orificio, capilar o hendidura, el diámetro o espesor del extruido será significativamente mayor que el tamaño de la matriz. Este fenómeno se denomina hinchamiento de extrusión o hinchamiento de matriz. En 1893, el biólogo estadounidense Barus observó por primera vez este fenómeno, por lo que también se denomina efecto Barus, también conocido como módulo de expansión. Por ejemplo, cuando el poliestireno se extruye a una velocidad mayor a 175-200 grados, la expansión del diámetro puede llegar a 2,8 veces.

Como se muestra en la siguiente figura, el tamaño de la hoja es de 400X50X2 mm, el modelo usa una malla 3D y la longitud lateral de la malla es de 0,5 mm. No hay anomalías en el gráfico de tiempo de llenado.

La siguiente figura muestra la temperatura en el frente de flujo. Se puede encontrar que el contorno de temperatura se vuelve más y más denso a medida que aumenta la duración del proceso, lo que indica que el cambio de temperatura es cada vez más evidente.

Análisis teorico
Durante el moldeo por inyección, cuando el fundido fluye, las piezas son más delgadas, el espacio de la cavidad es más pequeño, la temperatura del molde es demasiado baja, la fluctuación del flujo causada por la estructura de la pieza o el proceso de flujo es demasiado largo, la tasa de inyección es demasiado rápida , etc., hará que aumente la resistencia del frente de fusión, y el flujo de fusión obviamente se ralentizará o se detendrá. En este momento, la apariencia del área rellenada es pobre y estrecha, y esta área generalmente aparece a cierta distancia de la puerta. Con la aplicación de presión de inyección, la fusión caliente fluye continuamente desde la compuerta y la fusión de plástico viscoelástico comienza a absorber y almacenar energía. Cuando la energía se acumula hasta cierto punto, puede atravesar la resistencia del frente de fusión y la fusión comienza a expandirse rápidamente y saltar hacia adelante. En este momento, el área recién rellenada tiene un aspecto brillante y amplio. Esto da como resultado diferencias en el brillo aparente, formando así una textura de piel de tigre.
Cuando el plástico fundido pasa a través de una puerta pequeña, estará sujeto a una gran resistencia al flujo en la puerta y provocará una compresión de gran volumen y una deformación elástica del plástico en el corredor y la puerta. Una vez que el plástico fundido pasa a través de la compuerta y entra en la cavidad abierta, el plástico fundido experimentará una recuperación elástica y una expansión de volumen debido a la repentina disminución de la resistencia al flujo, lo que resultará en una gran fluctuación en la presión y el caudal en la parte delantera de la flujo de fusión, esto conducirá a la expansión y salto del frente de flujo, y el patrón de piel de tigre se formará en la superficie.
Cuanto más fuerte sea la viscoelasticidad del plástico fundido, más fácilmente ocurrirá este fenómeno. La textura de piel de tigre rara vez se ve en materiales con viscoelasticidad débil. Por ejemplo, hay pocos defectos de piel de tigre en el proceso de moldeo de materiales reforzados con fibra de vidrio, nailon, PBT y otros materiales, mientras que los materiales de PP con EPDM, POE y otros componentes de caucho son muy propensos a los defectos de piel de tigre. La razón es que cuanto mayor sea la composición de caucho, mayor será la deformación viscoelástica de la masa fundida, y más probable es que aparezca el efecto de expansión del troquel, lo que provocará arrugas de piel de tigre.
3.1. Proceso de moldeo por inyección:
1) Reducir la velocidad de inyección
2) Aumentar la temperatura de fusión del plástico y la temperatura del molde.
En la actualidad, la tecnología relativamente avanzada de enfriamiento rápido y temperatura del molde caliente puede eliminar por completo todo tipo de defectos en la superficie de las piezas de moldeo por inyección, pero pocas personas aplican esta tecnología a las piezas de material pp, la razón principal puede ser que hay cierta presión sobre el costo de fabricación.
3.2 Estructura del molde y máquina de moldeo por inyección
1) Aumentar el grosor y el ancho de la sección de la puerta y el diámetro del corredor. El espesor de la puerta debe alcanzar 0.8~0.9 veces el espesor de la pared de la pieza, y el ancho de la puerta debe tener más de 30 mm de ancho;
2) Aumentar el número de compuertas y minimizar la relación de longitud de flujo;
3) Trate de usar una puerta recta, una puerta lateral o una puerta de sector con un tamaño y un área de sección gradualmente agrandados, y evite usar una puerta latente y una puerta de punto con un área de sección gradualmente reducida (consulte la Figura 5 a continuación, se encuentra que la puerta latente, la puerta de punto o la puerta lateral muy pequeña es fácil de producir textura de piel de tigre en la práctica);
4) El escape del molde debe ser lo mejor posible para lograr una inyección de alta velocidad y evitar defectos de calidad de apariencia en el frente de flujo causados ​​por el gas atrapado;
5) Se adopta la máquina de moldeo por inyección con control preciso para evitar fluctuaciones de presión y velocidad.
3.3. Materiales plásticos
1) Reducir el contenido de elastómero de caucho en los plásticos;
2) La reducción del tamaño de partícula del componente de caucho disperso en el plástico, o la adición de un compatibilizador entre el componente de caucho y la resina matriz, conducen a eliminar el defecto de piel de tigre.
3) Mejorar la fluidez de los materiales;
El patrón de piel de tigre en la superficie de cierto panel de instrumentos no puede eliminarse después de repetir el ajuste de la máquina. El proyecto se ha retrasado por más de 3 meses sin avances. Finalmente, se eliminó por completo reemplazándolo por materiales con mayor fluidez.
4, Resumen
De acuerdo con una gran cantidad de resultados estadísticos, entre los factores que afectan la calidad de las piezas de plástico, la racionalidad del diseño del molde y el diseño de la estructura del producto representan aproximadamente el 70 por ciento de los factores, el proceso de moldeo por inyección y la máquina de moldeo por inyección representan el 20 por ciento de los factores y los materiales representan el 10 por ciento de los factores. La formación de la textura de la piel de tigre tiene cierta relación con el molde, el proceso de moldeo por inyección y los materiales plásticos. En muchos casos, necesita ser optimizado y mejorado en tres aspectos para lograr buenos resultados. Sin embargo, la optimización y mejora de la estructura del molde y del producto puede lograr el doble de resultado con la mitad de esfuerzo, y también puede tener un buen efecto después de cambiar los materiales con mayor fluidez.