射出成形品のトラ肌の発生原因とその解決策

現在、自動車には大型射出成形部品が多く採用されており、コストダウンのために、スプレーレス射出成形部品の適用範囲はますます広がっていますが、これには射出成形のより高い外観品質も要求されます。成形部品。 車のバンパー、インストルメントパネル、ドアパネル、その他の長いインテリアトリム部品などの大きな部品には、流れ方向に垂直な線が特徴の外観上の欠陥があり、通称タイガースキンと呼ばれる虎の皮のパターンのように見えますまたはシマウマ、次の図に示すように。

２、トラのシワの原因の分析
ポリマー溶融物が小さな穴、キャピラリー、またはスリットから押し出される場合、押出物の直径または厚さは、ダイのサイズよりも大幅に大きくなります。 この現象は、押出スウェルまたはダイ スウェルと呼ばれます。1893 年に、アメリカの生物学者 Barus がこの現象を初めて観察したため、Barus 効果とも呼ばれ、モジュラス エクスパンションとしても知られています。 たとえば、ポリスチレンを175-200度でより速い速度で押し出すと、直径の膨張は2.8倍に達することがあります。

次の図に示すように、シート サイズは 400X50X2mm、モデルは 3D メッシュを使用し、メッシュの辺の長さは 0.5mm です。 充填タイムチャートから異常なし。

次の図は、フロー フロントの温度を示しています。 プロセス長が長くなるにつれて、温度コンターがますます密になり、温度変化がますます明白になっていることがわかります。

理論的分析
射出成形中、溶融物が流動している場合、部品が薄く、キャビティ ギャップが小さく、金型温度が低すぎ、部品構造または流動プロセスによって引き起こされる流動変動が長すぎ、射出速度が速すぎます。などにより、メルト フロントの抵抗が増加し、メルト フローが明らかに減速または停止します。 このとき、塗りつぶし領域の外観は狭く狭く、通常、この領域はゲートから一定の距離に表示されます。 射出圧力を加えると、ホット メルトがゲートから連続的に流れ、粘弾性プラスチック メルトがエネルギーを吸収して蓄積し始めます。 エネルギーがある程度蓄積されると、メルトフロントの抵抗を打ち破り、メルトが急速に膨張し始め、前方にジャンプします。 このとき、新しく埋め立てられたエリアは明るく広く見えます。 これにより見た目のツヤに違いが生まれ、トラ肌の質感が生まれます。
プラスチック溶融物が小さなゲートを通過すると、ゲートで大きな流動抵抗を受け、ランナーとゲートでプラスチックの大きな体積圧縮と弾性変形が発生します。 溶融樹脂がゲートを通過してオープンキャビティに入ると、流動抵抗の急激な減少により溶融樹脂は弾性回復と体積膨張を起こし、その結果、ゲートの前部で圧力と流量が大きく変動します。メルト フロー、これはフロー フロントの拡大とジャンプにつながり、表面にタイガー スキン パターンが形成されます。
溶融樹脂の粘弾性が強いほど、この現象は起こりやすくなります。 タイガースキンは粘弾性の弱い素材にはほとんど見られません。 たとえば、ガラス繊維強化材料、ナイロン、PBT などの成形プロセスではタイガー スキンの欠陥はほとんどありませんが、EPDM、POE などのゴム成分を含む PP 材料はタイガー スキンの欠陥が非常に発生しやすくなっています。 その理由は、ゴム組成が多いほどメルトの粘弾性変形が大きくなり、型膨張効果が現れやすくなり、虎皮シワにつながるからです。
3.1. 射出成形プロセス:
1) 射出速度を下げる
2) 樹脂溶融温度と金型温度を上げる
現在、比較的高度な急速冷却および高温金型温度技術により、射出成形部品の表面のあらゆる種類の欠陥を完全に排除できますが、この技術を pp 材料部品に適用する人はほとんどいません。製造コスト。
3.2 金型構造と射出成形機
1) ゲート部の厚みと幅、ランナー径を大きくする。 ゲートの厚さは成形品の肉厚の 0.8~0.9 倍に達し、ゲートの幅は 30 mm を超える必要があります。
2) ゲート数を増やし、流動長比を最小化します。
3) サイズと断面積が徐々に大きくなるストレート ゲート、サイド ゲート、またはセクター ゲートを使用し、徐々に断面積が小さくなる潜在ゲートとポイント ゲートの使用を避けます (下の図 5 を参照、潜在ゲート、ポイント ゲートまたは非常に小さいサイド ゲートは、実際にはタイガー スキン テクスチャを簡単に作成できます)。
4) 金型排気は、高速射出を達成し、閉じ込められたガスによって引き起こされるフロー フロントでの外観品質の欠陥を回避するために、可能な限り良好でなければなりません。
5) 精密制御の射出成形機を採用し、圧力変動や速度変動を抑えています。
3.3. プラスチック材料
1) プラスチック中のゴムエラストマーの含有量を減らします。
2) プラスチック中に分散するゴム成分の粒子サイズを小さくするか、ゴム成分とマトリックス樹脂の間に相溶化剤を添加することは、タイガー スキン欠陥の解消に役立ちます。
3) 材料の流動性を改善します。
あるインストルメントパネルの表面にあるタイガースキンパターンは、マシン調整を繰り返しても消すことができません。 プロジェクトは進捗なしで 3 か月以上遅れています。 最終的には、より流動性の良い材料に置き換えることで完全に解消されました。
4、まとめ
多数の統計結果によると、プラスチック部品の品質に影響を与える要因のうち、金型設計と製品構造設計の合理性が要因の約 70% を占め、射出成形プロセスと射出成形機が要因の 20% を占めています。要因であり、材料は要因の 10% を占めています。 虎皮のテクスチャーの形成は、金型、射出成形プロセス、およびプラスチック材料と一定の関係があります。 多くの場合、良い結果を得るには、3 つの側面で最適化および改善する必要があります。 ただし、金型と製品構造の最適化と改善により、半分の労力で 2 倍の結果が得られます。また、より流動性の高い材料に変更すると、良好な効果が得られます。