Блог

Как оптимизировать проектирование форм для эффективного литья под давлением ПВХ

Знакомство

ПВХ — популярный термопластик в литье под давлением благодаря своей универсальности и экономичности. Однако он также чувствителен к теплу и выделяет коррозионные газы, что делает дизайн формы ключевым фактором успеха. Хорошо оптимизированная форма снижает дефекты, продлевает срок службы и повышает эффективность производства. В этой статье рассматриваются основные принципы проектирования ПВХ-форм и показано, как современный контроль температуры может дополнительно улучшить результаты.

Почему для ПВХ нужна особая конструкция формы

ПВХ ведёт себя иначе, чем большинство пластиковых изделий:

Термочувствительность → риск деградации при перегреве.

Выделение газов → требует использования коррозионностойких сталей и эффективной вентиляции.

Высокая усадка → требует равномерной толщины стенок и тщательного охлаждения.

Жесткая структура → требует соответствующих углов уклона для беспрепятственного извлечения изделия из формы.

Эти характеристики делают оптимизацию дизайна необходимой для производителей форм.

Ключевые принципы оптимизации проектирования форм из ПВХ

Материалы для форм

Коррозионно-активные продукты разложения ПВХ могут быстро повредить обычную сталь. Для изготовления пресс-форм обычно используются нержавеющая сталь (420SS) или инструментальные стали с покрытием, обладающие высокой коррозионной стойкостью и износостойкостью. В труднодоступных для охлаждения местах используются вставки из бериллиевой бронзы, которые улучшают теплопередачу и сокращают время цикла.

Дизайн ворот

Более высокая вязкость ПВХ означает, что для обеспечения равномерного заполнения требуются более крупные или несколько литниковых каналов. Веерные литники эффективны для уменьшения деформации и поддержания плоскостности. Литниковые каналы следует располагать в более толстых секциях, вдали от декоративных поверхностей, и проектировать таким образом, чтобы минимизировать сдвиг и напряжение.

Система охлаждения

Неравномерное охлаждение является одной из основных причин деформации и усадки деталей из ПВХ. Каналы охлаждения должны быть равномерно распределены и независимы для каждой половины пресс-формы. Использование теплопроводящих вставок в зонах с высокой температурой улучшает температурный баланс. Цель состоит в поддержании постоянной температуры пресс-формы, предотвращении дифференциальной усадки и повышении эффективности производственного цикла.

Вентиляция

Без надлежащей вентиляции ПВХ подвержен ожогам, пустотам и коротким выстрелам. Глубина вентиляции обычно составляет 0,0006–0,0010" для жёстких ПВХ. Вентиляционные отверстия должны размещаться напротив ворот и рядом с выталкивающими штифтами, чтобы захваченный воздух выходил без ослабления детали.

Поверхностная отделка

Поверхность формы напрямую влияет на внешний вид детали и её спуск. Полированные поверхности идеально подходят для прозрачных или глянцевых деталей, а текстурированные покрытия помогают скрыть линии потока или мелкие дефекты. Рекомендуется использовать защитные покрытия или покрытие, чтобы защититься от коррозии от ПВХ-газов.

Система катапультирования

Выталкивание должно происходить плавно, чтобы предотвратить образование трещин или следов. Используйте углы уклона 2° или более, а также большие выталкивающие штифты или втулки для равномерного распределения усилия. Выталкивающие пластины или пневматическое выталкивание полезны для тонкостенных деталей или деталей сложной формы, где использование только штифтов может привести к повреждению.

Распространённые дефекты при плохой конструкции формы

Ожоги и изменение цвета

Проблема

Burn marks appear as dark streaks or blackened areas on the molded PVC parts. They are typically caused by overheating of the material during injection.

Коренные причины

Чрезмерная температура плавления

Плохая вентиляция в полости плесени

Высокая скорость впрыска вызывает трение нагрева

Решения

Снижение расплава и температуры ствола для предотвращения термической деградации

Улучшить вентиляцию плесени для выпуска задержанных газов

Оптимизировать скорость впрыска и вращение винта

Use multi-zone hot runner controllers (such as Topwer systems) to maintain precise temperature across all mold cavities

Внедряя передовые системы регулирования температуры, производители могут значительно снизить риск разрушения ПВХ и ожогов поверхностей.

Пустоты и пузыри

Проблема

Voids or bubbles form when air, moisture, or gases get trapped in the molten PVC, leaving cavities inside the molded part.

Коренные причины

Недостаточное сушение ПВХ-смолы

Плохая вентиляция или задержание газов в плесени

Нестабильная температура при наполнении

Решения

Предварительно высушите ПВХ-смолу для удаления влаги

Проектируйте формы с лучшими вентиляционными каналами

Снизить давление впрыска для выхода газов

Используйте прецизионные регуляторы температуры для поддержания равномерного потока и уменьшения образования пузырьков воздуха.

Искривление и деформация

Проблема

Деформация происходит, когда отформованные детали из ПВХ скручиваются, изгибаются или деформируются после извлечения из формы, что приводит к неточностям размеров.

Коренные причины

Неравномерное охлаждение по всей полости формы

Несогласованная толщина стенок в конструкции деталей

Остаточное напряжение из-за плохого контроля потока

Решения

Формы для проектирования с равномерной толщиной стенок

Сбалансируйте систему охлаждения для обеспечения стабильной температуры

Оптимизируйте дизайн затвора для равномерного заполнения

Используйте многозонное регулирование температуры горячеканальной системы, чтобы предотвратить неравномерное течение расплава и уменьшить внутренние напряжения.

Контроллеры Topower обеспечивают мониторинг в реальном времени и стабильный нагрев, помогая производителям форм значительно снизить скорость деформации.

Сварные линии

Проблема

Сварные линии — это видимые линии или слабые участки, где два фронта плавления сходятся, но не сливаются должным образом.

Коренные причины

Низкая температура расплава

Плохое положение ворот

Недостаточное давление впрыска

Решения

Немного увеличьте температуру расплавления и формы для лучшего сплавления материалов

Переработайте систему затвора и направляющих для оптимизации путей потока

Use hot runner systems with independent temperature zones to maintain consistent melt flow across cavities

Короткие кадры (неполная заполнение)

Проблема

Короткий выстрел возникает, когда расплавленный ПВХ не полностью заполняет полость формы, оставляя незавершённые детали.

Коренные причины

Недостаточное давление или скорость впрыска

Заблокированный затвор или недостаточная конструкция направляющих

Низкая температура расплава вызывает высокую вязкость

Решения

Увеличение давления впрыска и скорость винта

Переработайте направляющие и ворота для лучшего потока

Используйте современные системы контроля температуры, чтобы поддерживать оптимальную вязкость ПВХ

Поверхностные дефекты: шероховатость и следы потока

Проблема

Поверхностные дефекты снижают эстетическое и функциональное качество изделий из ПВХ, часто проявляясь в виде шероховатых текстур, полос или следов потока.

Коренные причины

Неравномерная температура плавления

Плохая полировка или отделка формы

Нестабильная скорость впрыска

Решения

Улучшение отделки формы

Обеспечьте стабильную скорость впрыска и давление

Стабилизируйте температуру расплава с помощью высокоточных контроллеров горячих пусков

Роль контроля температуры

Даже самая совершенная пресс-форма не сможет работать без точного регулирования температуры. Многозонные контроллеры горячеканальной системы стабилизируют температуру в полости, предотвращая деградацию, образование холодных зон и дисбаланс потока.

Контроллеры горячей системы Topwer серии HY20 обеспечивают точность ±1% и диапазон до 120 зон, обеспечивая стабильный поток расплава и меньшее количество дефектов. Для производителей форм это означает более короткие циклы, более высокое качество деталей и уменьшение количества металлолома.

Заключение

Оптимизация дизайна формы для литья под давлением ПВХ обеспечивает меньше дефектов, повышает эффективность и увеличивает срок службы формы. В сочетании с современными системами контроля температуры это создает надёжный и прибыльный производственный процесс.

Готовы оптимизировать ваши пресс-формы для ПВХ? Посетите страницу контроллеров горячеканальных систем компании Topower и заполните форму для консультации, чтобы получить индивидуальные решения от наших экспертов.