Care sunt problemele și soluțiile comune la mașinile de turnat prin injecție de plastic?

Mașina de turnat prin injecție de plastic, ca echipament de bază al industriei moderne de producție, este utilizată pe scară largă în industriile auto, electronice, medicale și alte industrii. Aceste mașini produc în mod eficient produse complexe din punct de vedere structural prin încălzirea și topirea materialelor plastice termoplastice sau termosecuri, care sunt apoi injectate în cavitățile matriței la presiune ridicată. Cu toate acestea, în procesul de utilizare, echipamentul va întâmpina adesea probleme precum setarea necorespunzătoare a parametrilor de proces, defect de proiectare a matriței, defecțiuni mecanice și așa mai departe, care afectează eficiența producției și calitatea produsului. În această lucrare, problemele comune ale mașinilor de turnat prin injecție de plastic sunt rezumate sistematic, iar soluția este oferită cu cazuri tipice, care pot oferi referință tehnică pentru industrie.

1.Umplere incompletă (privitură scurtă)
Fenomen: Produsul nu este complet umplut cu cavitatea matriței, indicând o lipsă a unor materiale sau dimensiuni generale subdimensionate.
Motiv:

• Parametrii procesului: presiune de injecție insuficientă (mai puțin de 70 MPa), viteză de injecție lentă (mai puțin de 1 s/shot) și temperatură scăzută a țevii (mai puțin de 230 de grade).
• Design matriță: canale excesiv de înguste, secțiunea porții este mică, aerisirea slabă face ca aerul din cavitate să rămână.
• Caracteristicile materialului: fluiditate slabă a rășinii (de exemplu, material PC cu-vâscozitate ridicată), conținut excesiv de umiditate al materiilor prime (uscare insuficientă).

Solutii:

• Reglarea procesului: Creșterea treptată a presiunii de injecție la 100-150 MPa, creșterea vitezei de injecție la 3-5 sec/sec și reglarea temperaturii cilindrului la 250-300 de grade, în funcție de proprietățile materialului.
• Optimizarea matriței: Măriți diametrele canalelor (se recomandă mai mult sau egal cu 8 mm), creșteți numărul de porți sau porți ale ventilatorului de direcție și creșteți canelura de evacuare la capătul cavității (adâncime 0.02 -0.05 mm).
• Manipularea materialelor: utilizați materii prime de calitate specială (cum ar fi PC-110 cu flux mare{0}) și urmați un proces strict de uscare (uscare în vid Mai mare sau egal cu 4 Mai mare sau egal cu 4 ore – 115 grade ).

Studiu de caz: În producția de interioare de mașină, cu diametrul mic al porții (2 mm), există o scurtă fotografie a marginii. Prin mărirea diametrului porții la 4 mm și ajustarea presiunii de injecție la 120 MPa, rata defectelor a scăzut de la 15% la mai puțin de 2%.
2. Bulele și golurile în produse
Fenomen: Apar bule sau găuri în interiorul sau pe suprafața produsului, afectând proprietățile mecanice și estetica.
Motiv:

• Factori materiale: Conținut ridicat de umiditate în materii prime (de exemplu PA6 nu se usucă la mai puțin de 0,2% umiditate), îndepărtarea incompletă a substanțelor volatile.
• Parametri de proces: presiune de injecție insuficientă (<80 MPa), short retention time (<2 ss), excessive barrel temperature (>300 de grade, rezultând degradarea materialului).
• Designul matriței: Amplasarea necorespunzătoare a porții are ca rezultat umplerea neuniformă a sistemelor de ventilație înfundate în topitură.

Solutii:

• Manipularea materialelor: Pre-uscare a materiilor prime folosind uscătoare cu sită moleculară (punct de rouă mai mic sau egal cu -40 grade) cu o presiune de retur de 5–10 MPa pentru a elimina substanțele volatile.
• Optimizarea procesului: crește presiunea de injecție la 100-130 MPa, extinde timpul de retenție la 5-8 s și reduce temperatura butoiului la 260-280 de grade.
• Îmbunătățirea matriței: se adaugă caneluri de evacuare (lățime 3–5 mm) la linia de despărțire și se optimizează amplasarea porții a secțiunii cu pereți grosi-a produsului.

Studiu de caz: În timpul producției de conectori electronici, se creează bule interne din cauza conținutului excesiv de umiditate a materiei prime (0,5%). Problemele cu bule au fost rezolvate prin creșterea etapei de uscare la 120°C (4 ore) și prin ajustarea presiunii de injecție la 120MPa.
3. Flash pe produs (Burrs)
Fenomen: Apar prea mulți fulgi pe liniile de sortare a produselor sau pe suprafețele miezului, necesitând reparații secundare.
Motiv:

• Factori de echipare: Forță de strângere insuficientă (< pressure required for product), increased clearance due to wear of clamping mechanisms.
• Process Parameters: High injection pressure (>150 MPa) and high barrel temperature (>300 de grade, reducând vâscozitatea materialului).
• Mold Defects: Uneven parting surfaces (gap >0,05 mm), stâlpi/bucșe de ghidare foarte uzați.

Solutii:

• Întreținerea echipamentului: calibrați forța de strângere la 1,2 ori presiunea necesară (de exemplu, setați forța de 600 a 500 de tone de produs la 600 de tone) și înlocuiți componentele de prindere uzate.
• Reglarea procesului: reduceți presiunea de injecție la 100-120 MPa și controlați temperatura cilindrului la 250-270 de grade.

Repararea matriței: Planeitatea planeității suprafeței de despărțire este verificată folosind CMM și reparată prin șlefuire sau placare (rugozitatea suprafeței mai mică sau egală cu 0,8 μm).
Studiu de caz: Becurile bliț apar în producția de carcase pentru electrocasnice din cauza forței de strângere insuficiente (mașinile de 450t sunt folosite la produsele de 500t). Prin trecerea la o mașină de 600 t și optimizarea presiunii de injecție la 110 MPa, rata de aprindere a scăzut de la 8% la sub 0,5%.

1. Șurubul nu a reușit să se rotească sau să se retragă
Fenomen: în timpul injectării, șuruburile se blochează sau nu se plastifică și se contractă complet.
Motiv:

• Barrel Issues: High temperature at the back of the barrel (>300 de grade) provoacă carbonizarea materialului și blocarea șuruburilor.
• Mechanical Failures: Too much roughness on the screw surface (Ra >1,6 μm), uzura rulmentului sau deteriorarea angrenajelor de antrenare.
• Control electric: Protecția la suprasarcină este declanșată în motorul cu șurub sau întrerupătoarele de limită nealiniate.

Solutii:

• Curățare și întreținere: Îndepărtați șuruburile după închidere, îndepărtați materialul carbonizat cu o perie de cupru și lustruiți suprafața șurubului (Ra mai mic sau egal cu 0,8 microni).
• Controlul temperaturii: Reduceți temperatura din spatele butoiului la 260-280 de grade și creșteți debitul de lichid de răcire la 15 L/min.
• Inspecție electrică: verificați sursa de alimentare trifazată a motorului-(fluctuația de tensiune mai mică de 5%) și recalibrați poziția comutatorului de limită (eroare<0.1 mm).

Studiu de caz: În producția de dispozitive medicale, șurubul s-a blocat din cauza temperaturii ridicate din butoi (320 de grade). Operațiunile normale au fost reluate prin scăderea temperaturilor la 270 de grade Celsius și creșterea debitului sistemului de răcire.
2. Scurgerea duzelor și a tubului de canalizare
Fenomen: Topitură Materialul topit se scurge din interfața duzei-tufă de colectare în timpul injectării.
Motiv:

• Alignment Errors: Axial misalignment between nozzle and sprue bush (>0,1 mm).
• Defecte de proiectare: Raza sferică convexă de pe bucșa de alimentare este prea mică (mai puțin de 0,5 mm de raza duzei) sau suprafețele convexe ale duzei uzate sunt uzate.
• Temperature loss: nozzle temperature is too high (>280 de grade), sporind fluiditatea materialului.

Solutii:

• Corecție mecanică: coaxialitatea duzei-bufă de colectare este verificată folosind comparatoare și inelul de poziționare a matriței este ajustat pentru corecție (eroare Mai mică sau egală cu 0,05 mm).
• Înlocuirea componentelor: înlocuiți bucșa duzei cu raze sferice convexe standard (bucșă 12 mm și duză 11,5 mm) și restaurați suprafețele convexe ale duzei (rugozitatea suprafeței Ra Mai mică sau egală cu 0,4 μm).
• Controlul temperaturii: reduceți temperatura duzei la 250 -270 grade și îmbunătățiți precizia senzorului de temperatură (±1 grad ).

Studiu de caz: în timpul producției de abajur pentru autovehicule, pot apărea scurgeri din cauza nealinierii duzei-tufă de canalizare (0,2 mm). Problemele de scurgere de scurgere au fost rezolvate prin reglarea inelului de poziționare a matriței și înlocuirea bucșei de colectare.

1. Blocaj mucegai și deteriorare
Fenomen: matrița nu poate fi separată la deschidere, ceea ce duce la funcționare forțată și ruperea miezului.
Motiv:

• Thermal Expansion/Contraction: mold temperature is not uniform (difference >20 de grade), provocând stres termic local.
• Insufficient Lubrication: Lack of regular lubrication of Guide posts/bushings (dry friction coefficient >0.15).
• Intruziunea contaminanților: resturi reziduale (dimensiunea particulelor mai mare de 0,5 mm) în cavitatea care obstrucționează mișcarea.

Solutii:

• Controlul temperaturii: Echilibrarea temperaturii matriței (diferență mai mică sau egală cu 5 grade) cu regulatorul de temperatură a matriței, creșterea secțiunii transversale a canalului de răcire (diametru mai mare sau egal cu 10 mm).
• Întreținerea lubrifierii: Lubrifiantul cu disulfură de molibden pulverizat este pulverizat pe stâlpii de ghidare/bucșe la fiecare 8 ore (coeficient de frecare mai mic sau egal cu 0,05).
• Management curat: Instalați separatoare magnetice pentru a filtra resturile metalice în apa de răcire și curățarea regulată a cavităților (folosind aer comprimat).

Studiu de caz: în timpul producției de carcasă de produs 3C, blocarea mucegaiului a avut loc din cauza temperaturilor inegale (120 de grade , sub temperatura locală). 80 grade în altă parte). Prin modernizarea controlerului de temperatură al matriței pentru un control precis (± 2 grade), durata de viață a matriței este extinsă la mai mult de 500.000 de cicluri.

2. Aerisirea slabă a mucegaiului
Fenomen: Produse cu urme de arsuri, dungi argintii sau umpluturi incomplete.
Motiv:

• Defecte de proiectare: Dimensiuni inadecvate ale fantei de evacuare (lățime<3 mm, depth <0.02 mm).
• Processing error: Too much surface roughness (Ra >1,6 μm) pentru separarea tipurilor rezultă etanșare.
• Blocarea materialului: materialele cu-vâscozitate scăzută (cum ar fi PP) pătrund în aerisire și se solidifică.

Solutii:

• Optimizarea fantei de evacuare: canelura de evacuare adăugată la capătul cavității (lățime 5 mm, adâncime 0,03 mm) și sisteme de aerisire cu vid (vid Mai mic sau egal cu -90 kPa).
• Tratamentul suprafeței: Suprafețele de despărțire Superfinish (Ra mai mică sau egală cu 0,4 microni) acoperite cu acoperiri de politetrafluoretilenă (PTFE) pentru a reduce frecarea.
• Gestionarea materialelor: creșteți presiunea de retur a materialelor cu vâscozitate scăzută-viscozitate scăzută – 15 MPa) pentru a preveni infiltrarea și curățați orificiile de ventilație la fiecare 24 de ore.

Studiu de caz: În producția de lentile optice, din cauza ventilației slabe, există dungi argintii. Randamentul produsului a crescut de la 70% la 95% prin creșterea ventilației și optimizarea dimensiunilor slotului.

1. Strategii de întreținere a echipamentelor
Inspecție zilnică: Verificați nivelurile uleiului hidraulic (eroare mai mică de 5%), debitul de apă de răcire (mai mare sau egal cu 10 L/min) și conexiunile electrice (rata de slăbire mai mică de 1%).
Întreținere periodică: filtrele de ulei hidraulic sunt înlocuite la fiecare 500 de ore (proces de filtrare mai mic sau egal cu 10 microni) și șuruburile/tamburele sunt inspectate la fiecare 2000 de ore (distanță mai mică sau egală cu 0,1 mm).
Gestionarea pieselor de schimb: stocul de uzură critică (cum ar fi etanșări, bobine de încălzire) pentru a asigura o rată de rotație a stocurilor mai mare sau egală cu 90%.
2. Upgrade-uri inteligente
Monitorizarea stării: instalarea senzorilor de vibrații Instalați (interval de frecvență 10–1000 Hz) și a senzorilor de temperatură (precizie ±0,5 grade) pentru monitorizarea în timp real-a condițiilor șuruburilor și cilindrului.
Data analysis: Process parameters (injection pressure, retention time) were collected through MES systems and machine learning algorithms were used to predict failure (accuracy >85%).
Întreținere de la distanță: ghidarea expertă de la distanță folosind tehnologia 5G + AR reduce timpul de răspuns la defecțiuni<30 minutes.
Studiu de caz: prin implementarea unui sistem inteligent de întreținere, o întreprindere de electrocasnice, eficiența generală a echipamentului a crescut cu 15%, costurile de întreținere au scăzut cu 2 milioane de yuani pe an.
Concluzie:
Funcționarea stabilă a mașinilor de turnat prin injecție de plastic depinde de controlul precis al parametrilor procesului, de proiectarea rezonabilă a matriței și de întreținerea echipamentului științific. Analizând sistematic problemele comune (de exemplu, umplerea incompletă, inundarea rapidă, blocarea matriței etc.) și implementând soluții țintite (cum ar fi optimizarea procesului, calibrarea mecanică, modernizarea inteligentă etc.), eficiența producției și calitatea produsului pot fi mult îmbunătățite. În viitor, odată cu progresul Industriei 4.0 și al Fabricației Inteligente, predicția defecțiunilor echipamentelor și întreținerea automată vor deveni tendințe din industrie, creând valoare mai mare pentru întreprinderi.