Survevalu defektide ja hallitusseente vaheline seos

Sissejuhatus

        Survevalu defektid on sageli masendavad. Kui osa tuleb välja valamute, kõverate, põlemisjälgedega või lühikeste võtetega, on paljude tootmisjuhtide esimene reaktsioon masina parameetrite – temperatuuri, rõhu, sissepritse kiiruse või jahutusaja – reguleerimine. Kuigi need kohandused mõnikord aitavad, peitub algpõhjus sageli sügavamal: hallituses endas.

        Kogenud vormitehnikuna olen olnud tunnistajaks lugematutele juhtumitele, kus nädalaid raisati parameetrite häälestamisele, kuid avastasin, et valuvormi disain oli tõeline süüdlane. Tõde on see,hästi läbimõeldud vorm võib toota kvaliteetseid osi isegi laia töötlemisaknaga; halvasti konstrueeritud vorm ei taga kunagi ühtlast kvaliteeti, olenemata sellest, kui peenhäälestatud masin on.

        See artikkel keskendub tavaliste survevalu defektide hallitusega seotud põhjustele. Nende suhete mõistmine võimaldab valuvormitootjatel ja survevaluvormijatel tõhusamalt koostööd teha – ajutiste paranduste asemel tegeledes probleemidega nende allikas.

1. Lühivõtted (mittetäielik täitmine)

        Kuidas see välja näeb: vormiõõnsus ei ole täielikult täidetud; osa servad puuduvad või on ümarad.

        Hallitusega seotud põhjused:

• Alamõõdulised väravad või jooksutorud: piiravad vooluteed suurendavad rõhulangust, takistades sulatise jõudmist õõnsuse otstesse.
• Värava halb asukoht: õhukestest osadest kaugel või pikkade vooluteede lõpus asuvad väravad põhjustavad enneaegset külmumist.
• Ebapiisav õhutus: kinnijäänud õhk surub kokku ja takistab sulatise edasiliikumist.
• Õhukese nimiseina disain: alla materjali minimaalse soovitatava paksuse.
• Külmnälkjad: külma nälkja kaevu puudumine võimaldab jahutatud materjalil värava blokeerida.

       Lahendused:

• Suurendage värava ja jooksutoru läbimõõtu (kasutage kontrollimiseks vormivoolu analüüsi).
• Asetage väravad raskesti täidetavatele aladele lähemale.
• Lisage või süvendage ventilatsiooniavad (tavaline sügavus: 0,02–0,05 mm, olenevalt materjalist).
• Vaadake koos tootedisaineriga üle seina paksus.
• Lisage külmade nälkjate süvendid jooksjate otstesse ja vastassuunas asuvatesse väravatesse.

2. Valamu jäljed

        Kuidas see välja näeb: Pinna süvendid, tavaliselt paksude ribide või servade kohal.

        Hallitusega seotud põhjused:

• Ebapiisav jahutus paksudes osades:Ebapiisav jahutuskanali paigutus võimaldab südamiku materjalil kahaneda rohkem kui nahk.
• Alamõõdulised väravad:Värava enneaegne külmumine takistab tihendusrõhu jõudmist paksu sektsioonini.
• Halb värava asukoht:Värav paksust alast liiga kaugel tähendab, et tihendusrõhk kaob enne selleni jõudmist.
• Ribi/põhja paksuse suhte kontrolli puudumine:Riba paksus üle 60% nimiseinast.

        Lahendused:

• Asetage jahutuskanalid paksudele osadele lähemale; kaaluge deflektoreid või mullitajaid.
• Suurendage väravat või vahetage suuremat tüüpi värava vastu (ventilaator, tunnelvärav).
• Asetage värav paksu sektsiooni lähedale ümber.
• Vähendage ribi paksust 40–60%-ni nimiseinast (kujundus muutus, kuid hallitus peab vastu võtma).

3. Väändumine (osa moonutamine)

        Kuidas see välja näeb:Osa on pärast väljaviskamist keerdunud, kummardunud või ebaühtlane.

        Hallitusega seotud põhjused:

• Ebaühtlane jahutus:Hallituse temperatuuri erinevused kogu õõnsuses põhjustavad erinevat kokkutõmbumist.
• Vale väljatõmbekujundus:Ejektori tihvtid suruvad ebaühtlaselt või õhukestel osadel.
• Tasakaalustamata jooksja süsteem:Mitme õõnsusega vormides põhjustab ebaühtlane täitmine erinevaid jääkpingeid.
• Ebapiisav tõmbenurk:Suured väljutusjõud moonutavad detaili.
• Värava indutseeritud orientatsioon:Väravad, mis on paigutatud õhukesteks osadeks või osa keskele, põhjustavad molekulaarse orientatsiooni, mis jahtumisel kõverdub.

        Lahendused:

• Optimeerige jahutusahela paigutust: kasutage keerukate geomeetriate jaoks konformset jahutust.
• Tasakaalustiviske tihvti paigutus; kasutage õhukestel osadel suuremaid või rohkem tihvte.
• Kujundage loomulikult tasakaalustatud jooksjad (võrdne voolupikkus igasse õõnsusse).
• Suurendage tõmbenurka (enamiku materjalide puhul 1–2°, tekstureeritud pindade puhul 3–5°).
• Leidke väravad paksude sektsioonide juurest või kasutage mitut väravat.

4. Põlemisjäljed / dielektriline kuumutamine

        Kuidas see välja näeb:Pruunid või mustad kõrbemisjäljed, tavaliselt voolu lõpus või sügavates ribides.

        Hallitusega seotud põhjused:

• Ebapiisav õhutus:Pimedastesse taskutesse või voolufrontidesse kinni jäänud õhk surutakse kokku ja kuumeneb, rikkudes polümeeri.
• Ventilatsiooniavad on liiga madalad või blokeeritud:Gaas ei pääse piisavalt kiiresti välja.
• Halb eraldusjoone õhutusava disain:Ventilatsiooniavad ei asu viimases täitmise kohas.

        Lahendused:

• Lisage kõikidesse voolutee lõpp-punktidesse õhutusavad ja sügavad ribipõhjad.
• Kasutage materjalile sobivat õhutussügavust (nt PP puhul 0,02 mm, PC puhul 0,01 mm).
• Äärmuslike õhutusvajaduste jaoks kaaluge poorse (paagutatud) terasest sisestuste kasutamist.
• Lisage õhutussoontega ejektori tihvtid.

5. Välk (burrs)

        Kuidas see välja näeb:Õhendage liigne plastik eraldusjoonel, ejektori tihvtide aukudel või liuguri sulguritel.

       Hallitusega seotud põhjused:

• Ebapiisav klambri tonnaaž projekteeritud ala jaoks: vorm on masina jaoks liiga suur, kuid vorm ise võib olla põhjuseks, kui eraldusjoone terviklikkus on halb.
• Kulunud või kahjustatud eraldusjoon: varasem kahjustus või kulumine võimaldab plastikust välja pääseda.
• Vormi ebapiisav jäikus: vormiplaadid painduvad sissepritse rõhu all, avades vahed.
• Vale õhutussügavus: liiga sügavad ventilatsiooniavad toimivad välgukanalitena.
• Liugurite või sisetükkide halb paigaldus: lüngad sulgemispindadel.

       Lahendused:

• Parandage või lõigake eraldusjoonte pindu.
• Lisage õõnsuse plaadi taha tugisambad, et vältida paindumist. Veenduge, et ventilatsiooniavad on lõigatud õigele sügavusele (tavaliselt 0,02–0,05 mm, millele järgneb reljeef 0,5–1,0 mm).
• Töötle sulgemispinnad uuesti õigete nurkade ja sobivustega.

6. Keevisliinid (kudumisliinid)

        Kuidas see välja näeb:Nähtavad jooned, kus kaks voolufronti kohtuvad; sageli kaasneb nõrkus.

       Hallitusega seotud põhjused:

• Mitu väravat, mis põhjustavad voolufrontide lähenemist:Omane mitme väravaga konstruktsioonidele.
• Takistused õõnes:Südamikud, vahetükid või ribid, mis jagavad voolu.
• Külmsulamisfrondid:Halb värava konstruktsioon või külmade nälkjate kaevud on ebapiisavad.
• Ebapiisav õhutus keevistoru asukohas:Kinnijäänud õhk takistab molekulide takerdumist.

        Lahendused:

• Keevitusliinide viimiseks mittekriitilistesse piirkondadesse paigutage väravad ümber.
• Suurendage värava suurust või valige mõni muu värava tüüp (nt ventilaatorvärav).
• Lisage keevitusliini asukohta õhutustasku.
• Keevitusjoonte kõrvaldamiseks kasutage järjestikulise ventiiliga tõmbetoru.

7. Pinnadefektid: voolamisjäljed, laigud ja udu

        Kuidas nad välja näevad:Osa pinnal triibud, lainelised mustrid või tuhmid alad.

       Hallitusega seotud põhjused:

• Halb värava disain:Liiga väikesed või ebaõigesti paigutatud väravad põhjustavad pihustamist või kõhklemist.
• Teravad nurgad või järsud muutused seina paksuses:Põhjustada voolu ebastabiilsust.
• Külmvormi pind:Halb jahutuskontuuri konstruktsioon põhjustab külmasid kohti, mis jahutavad sulatise enneaegselt.
• Saastunud või kare õõnsuse pind:Põhjustab määrdumist ja kehva läike.

        Lahendused:

• Kasutage suuremat väravat või väravakonstruktsiooni, mis soodustab järkjärgulist laienemist (ventilaatorivärav, kilevärav).
• Sujuvad üleminekud õõnsuses (raadiuses kõik teravad nurgad).
• Optimeerige jahutuse ühtlust.
• Poleeri õõnsuse pind vajaliku viimistluseni (läikivate osade jaoks peegli poleerimine).

8. Ejektori tihvti märgid / tõukemärgid

        Kuidas see välja näeb:Kõrgenenud või vajunud jäljed kohtades, kus väljutustihvtid detailiga kokku puutuvad.

        Hallitusega seotud põhjused:

• Ebapiisav mustand:Suur väljutusjõud keskendub tihvtide otstele.
• Liiga vähe või halvasti paigutatud väljutustihvte:Ebaühtlane väljutamine.
• Tihvti läbimõõt on liiga väike:Kõrge stressikontsentratsioon.
• Ejektori tihvti tagastusprobleemid:Tihvtid pole enne järgmist tsüklit täielikult sisse tõmmatud.

         Lahendused:

• Suurendage süvise nurka.
• Lisage rohkem ejektori tihvte või kasutage suuremat läbimõõtu.
• Asetage tihvtid ribidele, esiosadele või muudele mittekosmeetilistele pindadele.
• Veenduge, et ejektori tagastussüsteem (vedrud või positiivsed tagastustihvtid) oleks õige.

Juhtumiuuring: defektist lahenduseni

        Klient, kes tootis 32-õõnsusega pliiatsi silindrivormi, teatas püsivatest kõverdumis- ja vajumisjälgedest klambri kinnitusalal. Pärast kahenädalast masinaparameetrite reguleerimist ilma paranemiseta viisime läbi hallituse ülevaatuse.

        Leiud:

• Jahutuskanalid olid paksust klipibossist kaugel.
• Värav asus vastasotsas, põhjustades rõhukadu.
• Ejektori tihvtid olid jaotunud ebaühtlaselt.

       Võetud meetmed:

• Lisatud deflektor ülemuse lähedale jahutusringi.
• Paigutas värav bossialale lähemale.
• Lisatud kaks täiendavat ejektori tihvti.

        Tulemused:

        Kool väheneb 80% võrra; valamu jäljed kõrvaldatud. Tootmispraagi määr langes 12%-lt 2%-le.

Järeldus

        Suhe survevalu defektide ja vormi vahel on otsene ja sageli domineeriv. Kuigi protsessi parameetrid võivad mõnikord kompenseerida väiksemaid hallitusprobleeme, peitub põhiline lahendus vormi heas disainis – õiges väravas, tasakaalustatud jahutuses, piisavas õhutuses, jõulises väljatõmbamises ja õiges tõmbenurgas.

        Vormitootjana ulatub meie vastutus kaugemale masinale sobiva vormi tarnimisest. Peame kujundama valuvormid, mis on andestavad, vastupidavad ja optimeeritud konkreetse materjali ja detailide geomeetria jaoks. Survevormijate jaoks võimaldab nende hallitusega seotud põhjuste mõistmine tõhusamalt tõrkeotsingut ja paremat suhtlust vormitarnijatega.

        Kui märkate püsivat defekti, küsige enne masina juhtnuppude puudutamist: kas põhjus võib olla hallitus?