Causas de defectos de los moldes de inyección.

En la producción de moldeo por inyección, los defectos del producto no solo reducen directamente la tasa de rendimiento (la tasa promedio de defectos de la industria debido a tales problemas puede oscilar entre el 5 % y el 15 %), sino que también aumentan los costos de retrabajo y desperdicio. Sus causas requieren una investigación exhaustiva de 360 ​​grados que abarque "molde, procesamiento, material y máquina". Entre ellos, el molde, que actúa como "portador de formación" para el plástico fundido, desempeña un papel fundamental a la hora de determinar si se producen defectos, dependiendo de su racionalidad de diseño y su estado de mantenimiento diario. A continuación se muestra un análisis en profundidad de los defectos del moldeo por inyección de alta frecuencia desde una perspectiva relacionada con el molde, junto con soluciones clave:

Los defectos de agrietamiento (incluidos el agrietamiento durante el desmoldeo y el agrietamiento inducido por tensión durante el uso) se encuentran entre los problemas más propensos a quejas en la producción, siendo las causas relacionadas con el molde particularmente críticas: sistemas de expulsión desequilibrados (p. ej., número insuficiente de pasadores de expulsión, área de sección transversal excesivamente pequeña o distribución desigual que conduce a una concentración de tensión localizada), ángulos de inclinación inferiores a 1° (que impiden una separación suave de la cavidad), acabado de la superficie de la cavidad inferior a Ra 0,8 (aumento de la resistencia a la fricción) o esquinas afiladas en la estructura del molde (falta de transiciones redondeadas, lo que resulta en un factor de concentración de tensiones de 3 a 5 veces). Cuando se combina con una presión de inyección excesiva durante el procesamiento (que excede el límite elástico del material) o una humedad excesiva del material (por ejemplo, PA66 con un contenido de humedad > 0,2 % es propenso a la hidrólisis y a la reducción de la resistencia), el riesgo de agrietamiento aumenta significativamente. Las soluciones priorizan la optimización del molde: ajuste la distribución del pasador expulsor para garantizar una aplicación de fuerza uniforme, reemplace las esquinas afiladas con transiciones redondeadas de R0,5 o más y pula la cavidad a Ra 0,4 o mejor. Además, complételos con el secado del material (p. ej., el ABS requiere secarse a 80 °C durante 2 a 3 horas) y el recocido posterior al moldeo (mantener a 70 a 80 °C durante 1 hora) para eliminar la tensión interna.

Las burbujas (burbujas de vacío) suelen aparecer en áreas de paredes gruesas o en las esquinas de las piezas. La causa principal es el diseño inadecuado del sistema de ventilación del molde: no hay ranuras de ventilación en las zonas muertas de las cavidades o ubicaciones de las líneas de soldadura (o ranuras de ventilación con una profundidad <0,03 mm, que no logran expulsar el gas de manera efectiva), o posiciones de las compuertas que se desvían de las áreas de paredes gruesas (lo que impide que el plástico fundido llene los espacios locales durante el moldeo y forme un vacío). Una presión de inyección inferior a 50 MPa o un tiempo de retención insuficiente durante el procesamiento exacerban aún más los problemas de burbujas. Las resoluciones comienzan con la modificación del molde: agregar ranuras de ventilación (de 5 a 8 mm de ancho, de 0,02 a 0,05 mm de profundidad) en los lados de las áreas de paredes gruesas y en las últimas posiciones de llenado de la cavidad; Coloque las compuertas en el centro de las regiones de paredes gruesas (por ejemplo, para piezas cilíndricas con un diámetro > 10 mm, la compuerta debe alinearse con el centro). Simultáneamente, aumente la presión de inyección a 60–80 MPa y aumente moderadamente la temperatura del molde (por ejemplo, controle la temperatura del molde de PP a 40–60 °C) para facilitar la descarga de gas.

La deformación por alabeo es un defecto común en piezas estructurales (p. ej., carcasas de electrodomésticos, componentes de automóviles) y su causa fundamental radica en el diseño del molde: diferencias en el espesor de la pared de la pieza que superan los 2 mm (p. ej., un cambio repentino de 3 mm a 1 mm), distancias inconsistentes entre los canales de enfriamiento y la cavidad (diferencias > 15 mm, lo que lleva a variaciones locales de la velocidad de enfriamiento superiores a 10 °C) o flujo de fusión asimétrico en el sistema de compuerta. (por ejemplo, alimentación unilateral que provoca una orientación desigual de la masa fundida). Estos factores dan como resultado una diferencia del 2% al 5% en la contracción del plástico, lo que en última instancia provoca deformaciones. La optimización del molde es clave para abordar esto: ajuste el espesor de la pared para garantizar la uniformidad (diferencia máxima de espesor ≤ 1 mm), adopte un diseño de "canal de enfriamiento conforme" (que garantice una distancia constante de 10 a 12 mm entre los canales y la cavidad) y agregue 1 o 2 nervaduras antideformación (5 mm de ancho, 3 mm de alto) en superficies no visibles. Durante el procesamiento, estabilice la temperatura del material (p. ej., controle los plásticos cristalinos como POM a 190–210 °C) y extienda el tiempo de enfriamiento (el tiempo de enfriamiento para piezas de paredes gruesas debe representar el 60 % del ciclo de moldeo) para reducir la acumulación de tensión interna.

Las sumideros de contracción a menudo ocurren con cambios repentinos en el espesor de la pared (p. ej., la unión de las nervaduras y el cuerpo principal). Las causas relacionadas con el moho incluyen: diferencias excesivas en el espesor de la pared (propensas a formar "puntos calientes" con grandes variaciones de contracción por enfriamiento), colocación asimétrica de la compuerta (que genera un llenado desigual del material fundido y una insuficiencia de densidad local) o un volumen del pozo de relleno frío inferior a 1,5 veces el volumen del canal principal (el material frío que ingresa a la cavidad afecta la consistencia de la contracción). La capacidad insuficiente de plastificación de la máquina (p. ej., velocidad del tornillo <50 rpm que causa una plastificación inadecuada) empeora los fregaderos. Las soluciones implican la optimización del molde: reemplazar los cambios repentinos en el espesor de la pared con transiciones graduales (pendiente ≤ 1:5), usar compuertas simétricas (p. ej., compuertas dobles diagonales para piezas rectangulares) y aumentar el volumen del pozo de carga fría al doble que el del canal principal. Durante el procesamiento, extienda el tiempo de espera (p. ej., de 5 segundos a 8 segundos) y controle la temperatura del cilindro frontal (p. ej., 280–300 °C para PC) para garantizar un llenado denso del material fundido.

Las líneas de soldadura (con una resistencia de solo el 60 % al 70 % de las áreas normales, propensas a romperse bajo tensión) se deben a problemas del molde, tales como: puertas excesivas por cavidad (más de 2 puertas causan fácilmente la convergencia de la masa fundida de múltiples corrientes), falta de ranuras de ventilación en las ubicaciones de las líneas de soldadura (gas atrapado que dificulta la fusión de la masa fundida) o alta rugosidad de la superficie del canal (Ra > 1,6, lo que aumenta la resistencia a la fricción de la masa fundida y provoca un enfriamiento rápido local). Los factores de procesamiento como la temperatura del cilindro por debajo del punto de fusión del material (por ejemplo, PET por debajo de 250 °C) o la velocidad de inyección lenta (< 30 mm/s) reducen aún más la calidad de la fusión. Las resoluciones requieren modificación del molde: reducir el número de puertas (un máximo de 2 puertas simétricas para piezas complejas), agregar ranuras de ventilación en las posiciones esperadas de la línea de soldadura y pulir los canales a Ra 0,8 o mejor. Durante el procesamiento, aumente la temperatura del barril (por ejemplo, aumente el PET a 260–270 °C) y aumente moderadamente la velocidad de inyección (a 40–50 mm/s) para promover la fusión total.

Además, defectos como las rayas de color, las rayas plateadas en piezas transparentes y las líneas de choque también están estrechamente relacionados con los moldes: las rayas de color requieren reducir el ancho de la puerta del molde a 1/3-1/2 del espesor de la pared de la pieza (mejorando el corte para mejorar la dispersión del masterbatch de color); las rayas de plata en las piezas transparentes exigen una limpieza regular de las impurezas residuales en los canales del molde (para evitar rayar la superficie fundida) y la inspección de fugas de agua en el canal de enfriamiento (la humedad que ingresa a la cavidad forma rayas de plata); Las líneas de choque requieren optimizar las dimensiones del canal del molde (por ejemplo, aumentar el diámetro del canal principal entre 1 y 2 mm para reducir la resistencia) e instalar pozos de material frío suficientemente grandes (volumen ≥ 3 cm³) para evitar que el material frío afecte la estabilidad del flujo.

El núcleo del control de defectos del producto de moldeo por inyección de 360 ​​grados reside en el molde: durante la fase de diseño, céntrese en la uniformidad del espesor de la pared, la simetría de enfriamiento, la ventilación adecuada y la entrada racional; para el mantenimiento diario, implemente "verificaciones mensuales de las ranuras de ventilación, pulido de cavidades trimestrales y pruebas de estanqueidad del canal de enfriamiento semestrales". Combinado con la optimización de los parámetros de procesamiento (p. ej., control preciso de temperatura, presión y velocidad) y el pretratamiento del material (secado, detección de impurezas), las tasas de defectos comunes se pueden reducir en más del 40 %, mejorando significativamente la estabilidad de la producción y la calidad del producto.