ปัจจัยสำคัญสี่ประการ: อธิบายต้นกำเนิดและการพัฒนาของรอยไหม้บนผลิตภัณฑ์ฉีดขึ้นรูป
ปัจจัยหลักสี่ประการของรอยไหม้จากการฉีดขึ้นรูป
1. ปัจจัยที่หนึ่ง: การแตกหักแบบหลอมละลาย
เมื่อวัสดุหลอมเหลวถูกฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ภายใต้สภาวะที่มีความเร็วสูงและแรงดันสูง จะมีโอกาสเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การแตกหักแบบหลอมละลาย" ได้ง่าย ในระหว่างกระบวนการนี้ พื้นผิวของวัสดุที่หลอมละลายจะแสดงการแตกหักตามขวาง และพื้นที่การแตกหักซึ่งมีความหยาบ จะถูกผสมเข้ากับชั้นผิวของชิ้นส่วนพลาสติก ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "รอยหลอมเหลว" ปัญหานี้รุนแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการฉีดวัสดุหลอมเหลวจำนวนเล็กน้อยเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ที่มีขนาดใหญ่เกินไปโดยตรง ส่งผลให้เกิดการแตกหักของการหลอมเหลวอย่างมีนัยสำคัญยิ่งขึ้น และเครื่องหมายการหลอมเหลวที่มีขนาดใหญ่ขึ้นตามลำดับบนผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
สาระสำคัญของการแตกหักจากการหลอมเหลวนั้นเนื่องมาจากพฤติกรรมยืดหยุ่นของพอลิเมอร์หลอมละลาย เมื่อของหลอมไหลภายในถัง การหลอมที่อยู่ใกล้ผนังถังจะถูกเสียดสี ส่งผลให้เกิดความเครียดที่สูงขึ้นและความเร็วการไหลช้าลง เมื่อสารหลอมถูกฉีดออกจากหัวฉีด ความเค้นที่เกิดจากผนังถังจะหายไป และสารหลอมที่อยู่ตรงกลางถังจะไหลด้วยความเร็วสูงมาก การหลอมละลายใกล้กับผนังถังจะถูกลำเลียงและเร่งด้วยการหลอมที่ส่วนกลาง เนื่องจากการไหลของสารหลอมเหลวค่อนข้างต่อเนื่อง ความเร็วการไหลของสารหลอมภายในและภายนอกจะจัดเรียงใหม่และมีแนวโน้มไปทางความเร็วเฉลี่ย
ในระหว่างกระบวนการนี้ สารหลอมจะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในความเค้น ส่งผลให้เกิดความเครียด เนื่องจากความเร็วในการฉีดที่รวดเร็วมาก ความเค้นที่เกิดขึ้นจึงมีมากเป็นพิเศษ ซึ่งเกินกว่าความสามารถในการรับความเครียดของสารหลอม ทำให้เกิดการแตกหักของสารหลอม
หากวัสดุหลอมพบกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างฉับพลันในตัวไหล เช่น การหดตัวของเส้นผ่านศูนย์กลาง การขยายตัว หรือการมีอยู่ของจุดตาย สารหลอมจะคงอยู่และหมุนเวียนอยู่ในจุดตายเหล่านี้ สภาวะความเค้นแตกต่างจากสภาวะการหลอมเหลวปกติ โดยมีการเปลี่ยนรูปแบบแรงเฉือนมากกว่า เมื่อมันผสมกลับเข้าสู่การไหลปกติและถูกฉีดเข้าไป การกู้คืนการเสียรูปที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างทั้งสองจะไม่สามารถตกลงกันได้ หากความแตกต่างมีนัยสำคัญ อาจเกิดการแตกหักและการแตกร้าว ปรากฏการณ์นี้ยังปรากฏให้เห็นเป็นการแตกหักแบบละลาย
จากที่กล่าวมาข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าจะต้องเอาชนะการแตกหักของของเหลวและหลีกเลี่ยงการเกิดจุด :
ประการแรก สิ่งสำคัญคือต้องกำจัดมุมตายในระบบนักวิ่งเพื่อทำให้ช่องทางการไหลมีความคล่องตัวมากที่สุด
ประการที่สอง เพิ่มอุณหภูมิของวัสดุอย่างเหมาะสมเพื่อลดเวลาการคลายตัวของวัสดุที่หลอมละลาย ทำให้ง่ายต่อการคืนรูปและรักษาตัว
แนวทางที่สามคือการเติมสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำลงในวัตถุดิบ เนื่องจากยิ่งน้ำหนักโมเลกุลของการหลอมละลายลดลง และยิ่งการกระจายตัวของสารนั้นกว้างขึ้นเท่าใด ก็จะช่วยลดผลกระทบจากความยืดหยุ่นได้มากขึ้นเท่านั้น
ประการที่สี่คือการควบคุมความเร็วในการฉีดและความเร็วในการหมุนของสกรูอย่างเหมาะสม
ประการที่ห้า การกำหนดตำแหน่งของประตูอย่างสมเหตุสมผลเป็นสิ่งสำคัญ และเลือกรูปแบบของประตูที่ถูกต้อง การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการใช้ประตูจุดที่ขยายใหญ่ขึ้นหรือประตูใต้น้ำ (ประตูอุโมงค์) ค่อนข้างเหมาะสม ตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับประตูคือจุดที่วัสดุหลอมเหลวเข้าไปในห้องเปลี่ยนผ่านก่อนจะไหลเข้าไปในช่องที่ใหญ่กว่า แทนที่จะปล่อยให้วัสดุไหลเข้าไปในช่องที่ใหญ่กว่าโดยตรง
2. ปัจจัยที่สอง: การควบคุมสภาวะการขึ้นรูปที่ไม่เหมาะสม
นอกจากนี้ยังเป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดรอยไหม้และรอยไหม้บนพื้นผิวของชิ้นส่วนพลาสติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งขนาดของความเร็วในการฉีดมีผลกระทบอย่างมาก เมื่อฉีดวัสดุหลอมเหลวเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ด้วยความเร็วที่ช้า สถานะการไหลของของเหลวที่หลอมละลายจะเป็นแบบราบเรียบ เมื่อความเร็วในการฉีดเพิ่มขึ้นถึงระดับหนึ่ง สถานะการไหลจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นการไหลแบบปั่นป่วน
ภายใต้สถานการณ์ปกติ พื้นผิวของชิ้นส่วนพลาสติกที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะการไหลแบบราบเรียบมีแนวโน้มที่จะสดใสและเรียบเนียน ในขณะที่พื้นผิวที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะปั่นป่วนไม่เพียงแต่มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยตำหนิที่พื้นผิวเท่านั้น แต่ยังมีแนวโน้มว่าจะมีช่องอากาศภายในชิ้นส่วนอีกด้วย ดังนั้นความเร็วในการฉีดไม่ควรสูงเกินไป ขอแนะนำให้ควบคุมการไหลของวัสดุเพื่อเติมแม่พิมพ์ให้อยู่ในสถานะราบเรียบ
หากอุณหภูมิของโลหะหลอมสูงเกินไป ก็อาจทำให้เกิดการสลายตัวและการไหม้เกรียมของโลหะหลอมได้ง่าย ส่งผลให้เกิดรอยไหม้บนพื้นผิวของชิ้นส่วนพลาสติก โดยทั่วไป ความเร็วของสกรูของเครื่องฉีดขึ้นรูปควรน้อยกว่า 90 รอบต่อนาที และแรงดันต้านควรน้อยกว่า 2 MPa เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนจากการเสียดสีที่มากเกินไปในถัง
หากมีการเสียดสีความร้อนมากเกินไปเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปเนื่องจากเวลาในการหมุนของสกรูนานเกินไปขณะถอยกลับ สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มความเร็วของสกรูอย่างเหมาะสม ขยายรอบการขึ้นรูป ลดแรงกดต้านของสกรู การเพิ่มอุณหภูมิของการป้อน ส่วนของลำกล้องและใช้วัสดุที่มีการหล่อลื่นไม่ดี
ในระหว่างกระบวนการฉีด การไหลย้อนกลับที่มากเกินไปของวัสดุหลอมตามร่องสกรูและการกักเก็บเรซินที่วาล์วกันกลับอาจทำให้เกิดการย่อยสลายและการสลายตัวของวัสดุหลอมได้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ขอแนะนำให้ใช้เรซินที่มีความหนืดสูงกว่า ลดแรงดันในการฉีดอย่างเหมาะสม และเปลี่ยนไปใช้เครื่องฉีดขึ้นรูปที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางที่มากขึ้น วาล์วกันไหลกลับที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องฉีดขึ้นรูปค่อนข้างมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการตกค้าง ซึ่งนำไปสู่การสลายตัวและการเปลี่ยนสี เมื่อฉีดสารหลอมที่สลายตัวและเปลี่ยนสีเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ อาจเกิดรอยไหม้สีชาหรือสีดำได้ เพื่อป้องกันปัญหานี้ ควรทำความสะอาดระบบสกรูที่อยู่ตรงกลางหัวฉีดเป็นประจำ
3. ปัจจัยที่สาม: ความผิดปกติของแม่พิมพ์
หากรูระบายอากาศของแม่พิมพ์ถูกปิดกั้นโดยสารช่วยปลดปล่อยหรือตะกอนที่แข็งตัวจากวัตถุดิบ หากการตั้งค่าการระบายอากาศไม่เพียงพอหรืออยู่ในตำแหน่งที่ไม่เหมาะสม หรือหากความเร็วในการเติมแม่พิมพ์เร็วเกินไป อากาศที่ติดอยู่ภายในแม่พิมพ์อาจได้รับการบีบอัดแบบอะเดียแบติก ก๊าซอุณหภูมิสูงที่อาจทำให้เกิดการสลายตัวของเรซินและการไหม้เกรียมได้ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ควรขจัดสิ่งอุดตัน ลดแรงจับยึด และควรปรับปรุงการระบายอากาศที่ไม่ดีของแม่พิมพ์
การกำหนดรูปแบบและตำแหน่งของประตูแม่พิมพ์ก็มีความสำคัญเช่นกัน ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ จำเป็นต้องพิจารณาสถานะการไหลของวัสดุหลอมเหลวและประสิทธิภาพไอเสียของแม่พิมพ์อย่างเต็มที่
นอกจากนี้ ปริมาณสารช่วยถอดที่ใช้ไม่ควรมากเกินไป และต้องรักษาพื้นผิวของโพรงแม่พิมพ์ให้มีความเรียบเนียนในระดับสูง
4. ปัจจัยที่สี่: วัตถุดิบไม่เป็นไปตามข้อกำหนด
หากวัตถุดิบมีระดับความชื้นและสารระเหยสูงเกินไป หรือหากดัชนีการไหลของของเหลวสูงเกินไป หรือหากใช้สารหล่อลื่นในปริมาณที่มากเกินไป ก็อาจทำให้เกิดรอยไหม้และรอยไหม้ได้
สำหรับสิ่งนี้ วัตถุดิบควรได้รับการบำบัดด้วยเครื่องทำแห้งแบบฮอปเปอร์หรือวิธีการทำให้แห้งล่วงหน้าอื่นๆ เปลี่ยนไปใช้เรซินที่มีค่าดัชนีการหลอมต่ำกว่า และลดปริมาณน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้