Прижог – это критический производственный дефект при литье пластмасс под давлением, проявляющийся в виде темных или черных пятен на поверхности готового изделия. Данная проблема возникает из-за сжатия и нагрева воздуха в полости пресс-формы, что приводит к термической деградации полимера и образованию углеродистых отложений. Этот дефект не только ухудшает внешний вид продукции, но и снижает механические характеристики изделий.
Что такое прижог при литье пластмасс
Прижог, также известный как дизельный эффект или выгорание, представляет собой дефект литья, при котором на поверхности пластиковой детали образуются темные следы от коричневого до черного цвета. Название дизельный эффект связано с физическим процессом, аналогичным воспламенению топлива в дизельном двигателе.
Когда расплавленный полимер быстро заполняет полость формы, воздух оказывается зажат в удаленных участках. При высоком давлении впрыска этот воздух подвергается адиабатическому сжатию, при котором температура резко возрастает. При достижении критических значений происходит локальное возгорание или термическая деградация, что вызывает карбонизацию полимера.
Важно: Прижог чаще всего наблюдается в местах, удаленных от литниковых каналов, на краях изделия, в зонах встречи потоков расплава и в глухих углублениях, где затруднен отвод газов из формы.
Основные причины появления прижога
Воздушные ловушки и недостаточная вентиляция
Главной причиной прижога является захваченный воздух в полости пресс-формы. При закрытии формы внутри остается воздух, который должен выйти через вентиляционные каналы в процессе впрыска. Если система вентиляции спроектирована неправильно или вентиляционные каналы засорены, воздух остается запертым.
Размер вентиляционных отверстий критически важен. Для кристаллических полимеров рекомендуемый зазор составляет 0,025 мм, для аморфных полимеров – 0,038 мм. Недостаточная вентиляция особенно опасна в слепых зонах и на концах потока заполнения.
Высокая скорость и давление впрыска
Чрезмерная скорость впрыска создает турбулентность в потоке расплава, что способствует захвату воздуха и его быстрому сжатию. Высокое давление литья усиливает компрессию воздуха, повышая температуру до критических значений. Скорость впрыска необходимо регулировать в зависимости от геометрии детали, а давление впрыска не должно превышать необходимого для полного заполнения полости.
Перегрев материала и оборудования
Завышенная температура расплава увеличивает риск термической деградации полимера при контакте с нагретым воздухом. Перегрев материального цилиндра, неправильная настройка температурных зон или слишком долгое время пребывания материала в цилиндре приводят к преждевременному разложению полимера.
Влажность и загрязнения сырья
Недостаточно просушенный материал содержит влагу, которая при нагреве превращается в пар. Водяной пар увеличивает объем газов в полости формы, создавая дополнительное давление. Полиамиды, АБС-пластик, поликарбонат и полиметилметакрилат особенно чувствительны к влаге и требуют тщательной предварительной сушки.
| Причина | Механизм воздействия | Критичность |
|---|---|---|
| Плохая вентиляция формы | Воздух не выходит из полости, сжимается и нагревается | Высокая |
| Высокая скорость впрыска | Быстрое сжатие воздуха, турбулентность потока | Высокая |
| Избыточная температура расплава | Ускоренная деградация полимера при контакте с горячим воздухом | Средняя |
| Влажность материала | Образование водяного пара, увеличение объема газов | Средняя |
| Загрязнение червяка или формы | Деградированный материал выделяет газы, блокирует вентиляцию | Низкая |
Диагностика прижога: как определить проблему
Визуальные признаки дефекта
Прижог легко идентифицировать по характерным признакам. На поверхности изделия появляются темные отметины – от коричневатого до черного цвета. В тяжелых случаях видны следы шлака от сгоревшего полимера. Дефект чаще локализуется на краях детали, в углах, на концах ребер жесткости и в зонах последнего заполнения формы.
Анализ расположения дефекта
Место появления прижога указывает на источник проблемы. Если дефект находится на концах длинных участков или в удаленных от литника зонах, проблема в вентиляции. Прижог в местах встречи потоков свидетельствует о неправильном расположении литниковых каналов. Множественные мелкие темные точки говорят о загрязнении материала или наличии деградированного полимера.
Проверка параметров процесса
Для точной диагностики необходимо проанализировать технологические параметры. Фиксируйте скорость впрыска, давление литья, температуру расплава и формы. Сравните текущие значения с рекомендациями производителя материала. Используйте компьютерное моделирование для определения зон скопления воздуха и предсказания проблемных участков.
Методы устранения прижога при литье
Оптимизация вентиляции пресс-формы
Первоочередная мера – улучшение системы вентиляции. Увеличьте количество вентиляционных каналов, особенно в проблемных зонах. Проверьте и очистите существующие вентиляционные отверстия от загрязнений. Установите дополнительные вентиляционные вставки в толкатели. Используйте пористые вставки в критических местах для обеспечения микровентиляции.
- Увеличение размера вентиляционных каналов до рекомендуемых значений в зависимости от типа полимера
- Добавление вентиляционных пазов на линии разъема формы в проблемных зонах
- Установка вентилируемых толкателей для отвода воздуха из глубоких участков
- Регулярная очистка форм от продуктов деградации, которые блокируют вентиляцию
- Применение вакуумных систем для принудительного удаления воздуха перед впрыском
Корректировка параметров впрыска
Снизьте скорость впрыска на конечной стадии заполнения, когда воздух оказывается зажат в крайних зонах. Уменьшите давление литья до минимально необходимого для полного заполнения. Используйте ступенчатый профиль скорости – быстрое заполнение основного объема с последующим замедлением при заполнении критических участков.
Контроль температурного режима
Понизьте температуру расплава, если она превышает рекомендованный диапазон. Для большинства термопластов снижение на 10-20 градусов может существенно уменьшить риск прижога. Оптимизируйте температуру формы – она должна быть достаточной для текучести материала, но не чрезмерной. Проверьте настройку температурных зон материального цилиндра и устраните локальные перегревы.
Подготовка сырья
Обеспечьте тщательную сушку гигроскопичных материалов перед переработкой. Используйте осушители с контролем точки росы. Храните материал в герметичных контейнерах. Минимизируйте содержание вторичного сырья в составе, так как переработанный пластик более склонен к деградации.
Профилактические меры против прижога
На этапе проектирования
Правильное проектирование изделия и пресс-формы – ключ к предотвращению прижога. Избегайте глухих углублений и карманов, где может скапливаться воздух. Обеспечьте равномерную толщину стенок для предотвращения неравномерного заполнения. Размещайте литниковые каналы так, чтобы поток расплава вытеснял воздух к вентиляционным отверстиям.
Регулярное обслуживание оборудования
Проводите плановую очистку червяка, цилиндра и сопла от продуктов деградации. Проверяйте износ червяка и заменяйте при необходимости. Калибруйте датчики температуры и давления. Контролируйте состояние нагревательных элементов. Очищайте вентиляционные каналы формы после каждой смены или при появлении первых признаков дефекта.
Мониторинг процесса
Внедрите систему контроля качества с отслеживанием ключевых параметров. Фиксируйте давление и скорость впрыска для каждого цикла. Проверяйте качество первых деталей после запуска. При появлении признаков прижога немедленно корректируйте процесс, не дожидаясь накопления брака.
Рекомендация: Используйте систему мониторинга полости формы с датчиками давления, которые позволяют в реальном времени отслеживать заполнение и выявлять проблемные зоны до появления видимого брака.
Частые вопросы о прижоге при литье пластмасс
Заключение: Прижог является серьезным дефектом литья пластмасс, который требует комплексного подхода к устранению. Основные меры включают оптимизацию вентиляции пресс-формы, корректировку параметров впрыска и контроль качества сырья. Своевременная диагностика и профилактика позволяют минимизировать брак и обеспечить стабильное качество производства. Правильное понимание физики процесса и применение современных методов мониторинга помогают предотвратить появление дизельного эффекта на всех этапах производственного цикла.
Данная статья носит информационно-ознакомительный характер. Автор не несет ответственности за последствия применения описанных методов без предварительной консультации с квалифицированными специалистами. Каждая производственная ситуация уникальна и требует индивидуального подхода с учетом специфики оборудования, материалов и конструкции изделий.
