Veelvoorkomende injectiegietdefecten vermijden: 7 bewezen strategieën voor kwalitatieve onderdelen

Gepubliceerd op 18 januari 2024

Injectiegieten is een efficiënte productiemethode wanneer grote volumes identieke onderdelen nodig zijn. Toch vereist het een hoge mate van technische expertise om het onder de knie te krijgen. Met zoveel verschillende variabelen in spel kunnen kleine, schijnbaar onbeduidende fouten in vroege fasen van productontwikkeling leiden tot grote problemen – en zelfs de productintegriteit in het geding brengen – later in het proces.

Defecten kunnen de snelheid en kostenefficiëntie van het hele productontwikkelingsproces verminderen en de levensduur van producten verkorten als ze onopgemerkt blijven. Injectiegietproblemen en -defecten kunnen veel oorzaken hebben, waaronder slecht ontwerp, productieprocesfouten, kwaliteitscontroletekortkomingen en meer. Het is daarom belangrijk om een proactieve benadering van risicobeheersing te hanteren doorheen het gehele productontwikkelingsproces, om de kans op potentiële injectiegietdefecten te minimaliseren.

Hieronder volgen een paar van de meest voorkomende defecten die kunnen optreden bij kunststofinjectiegieten – en hoe productteams ze kunnen voorkomen.

1. Vloeilijnen

Vloeilijnen zijn afwijkende kleurlijnen, strepen en andere patronen die op het oppervlak van een onderdeel verschijnen. Ze worden veroorzaakt doordat de schot smoltende kunststof met verschillende snelheden door de injectiegietvorm beweegt, wat ertoe leidt dat het hars op verschillende momenten uithardt. Dit is vaak een teken dat de injectiesnelheid en/of -druk te laag is.

Vloeilijnen kunnen ook ontstaan wanneer het thermoplastische hars door delen van de vorm beweegt met verschillende wanddikten – wat het cruciaal maakt om een consistente wanddikte te handhaven of ervoor te zorgen dat affaseringen en afrondingen een geschikte lengte hebben. Het plaatsen van de inlaat in een dunwandig gedeelte van de vormholte kan vloeilijnen verder helpen verminderen.

2. Inzakken (sink marks)

Inzakken verschijnen als depressies, deuken of krater in dikke delen van een onderdeel. Dikkere delen nemen meer tijd in beslag om af te koelen, wat het vaak onverwachte neveneffect kan hebben dat de binnenste delen van het onderdeel krimpen en samentrekken op een heel andere snelheid dan de buitenste secties.

Hoewel dit meestal een indicatie is dat de kunststof meer tijd in de vorm nodig heeft om goed af te koelen en uit te harden, kunnen inzakken soms worden opgelost door de dikte van de dikste wandsecties te verminderen, wat helpt om een meer gelijkmatige en grondige afkoeling te waarborgen. Onvoldoende druk in de vormholte of hogere temperaturen dan gewenst bij de inlaat kunnen ook bijdragen aan de ontwikkeling van deze defecten.

Wat het ontwerp betreft, kan het risico op inzakken worden geminimaliseerd door de juiste ribdikte en wanddikte voor injectiegieten te waarborgen. Deze maatregelen kunnen ook helpen de algehele sterkte van het onderdeel te vergroten.

3. Oppervlakte-delaminatie

Wat is delaminatie? Delaminatie is een toestand waarbij het oppervlak van een onderdeel uiteenvalt in dunne lagen. Deze lagen, die lijken op coatings die afgepeld kunnen worden, worden veroorzaakt door de aanwezigheid van verontreinigingen in het materiaal die niet binden met de kunststof, wat lokale fouten creëert. Een overmatige afhankelijkheid van vormvrijmakers kan ook delaminatie veroorzaken.

Om delaminatiereparatie en -preventie te bevorderen, moeten teams de vormtemperaturen verhogen en het uiteenmechanisme van de vorm zo aanpassen dat het minder afhankelijk is van vormvrijmakers, aangezien deze agenten het risico op delaminatie kunnen verhogen. Het correct vooraf drogen van de kunststof voor het gieten kan ook helpen.

4. Laslijnen (weld lines)

Ook wel naadlijnen genoemd, markeren deze defecten waar twee stromen gesmolten hars bij elkaar kwamen toen ze door de vormgeometrie bewogen. Dit gebeurt rond elk deel van de geometrie dat een gat heeft. Terwijl de kunststof stroomt en om elke kant van een gat heen wikkelt, komen de twee kunststofstromen bijeen. Als de temperatuur van de stroom niet precies klopt, binden de twee stromen niet goed samen en veroorzaken ze in plaats daarvan een zichtbare laslijn. Dit vermindert de algehele sterkte en duurzaamheid van het onderdeel.

Het verhogen van de temperatuur van het gesmolten hars kan helpen om te voorkomen dat het uithardingsproces te vroeg begint, net als het verhogen van de injectiesnelheid en -druk. Harsen met lagere viscositeit en lagere smeltpunten zijn minder geneigd tot het ontwikkelen van laslijnen bij injectiegieten, wat ook kan worden geëlimineerd door scheidingen uit het vormontwerp te verwijderen.

5. Onvolledige vulling (short shots)

„Onvolledige vulling” verwijst naar gevallen waarin de hars de vormholte niet volledig vult, wat resulteert in onvolledige en onbruikbare onderdelen.

Wat veroorzaakt onvolledige vulling bij injectiegieten? Meestal is het het gevolg van beperkte stroom in de vorm, wat kan worden veroorzaakt door inlaten die te smal zijn of geblokkeerd zijn raakt, opgesloten luchtbellen, of onvoldoende injectiedruk. Materiaalviscositeit en vormtemperatuur zijn ook bijdragende factoren. Het verhogen van de vormtemperatuur en het aanbrengen van extra ontluchting in het vormontwerp om lucht goed te laten ontsnappen, kan helpen de voorkoming van onvolledige vulling te voorkomen.

6. Verbuiging (warping)

Verbuiging bij injectiegieten verwijst naar ongewilde draaiingen of buigingen veroorzaakt door onevenredige interne krimp tijdens het afkoelproces. Verbuigingsdefecten zijn over het algemeen het gevolg van non-uniforme of inconsistent vormafkoeling, wat spanningen in het materiaal creëert.

Het voorkomen van verbuigingsdefecten is een kwestie van garanderen dat onderdelen voldoende tijd krijgen om af te koelen – en dat op een voldoende geleidelijke snelheid – om te voorkomen dat interne spanningen ontstaan en het stuk beschadigen. Uniforme wanddikte in het vormontwerp is cruciaal om veel redenen, waarvan een van de belangrijkste is dat het helpt ervoor te zorgen dat de kunststof in één richting door de vormholte stroomt.

Het is de moeite waard om op te merken dat materialen met semi-kristallijne structuren meer geneigd zijn om verbuiging te ontwikkelen.

7. Straalvorming (jetting)

Sraalvormingsdefecten bij injectiegieten zijn een ander potentiël gevolg van een onevenredig uithardingsproces. Straalvorming treedt op wanneer een initiële straal hars de vorm binnenkomt en voldoende tijd heeft om te beginnen uitharden voordat de holte gevuld is. Dit creëert zichtbare, slingerende vloeipatronen op het oppervlak van het stuk en vermindert de sterkte van het onderdeel.

Het verlagen van de injectiedruk is vaak de beste manier om meer geleidelijke vulling te waarborgen, maar het verhogen van de vorm- en harstemperatuur kan ook helpen om te voorkomen dat straalen te vroeg uitharden. Het plaatsen van de injectie-inlaat zodanig dat de stroom van materiaal door de kortste as van de vorm loopt, is een andere effectieve manier om straalvorming te minimaliseren.

Injectiegietdefecten en hun oorzaken voorkomen

Injectiegieten kan een uiterst efficiënte productiemethode zijn voor het produceren van hoog herhaalbare kunststofonderdelen, maar, net als bij veel processen, vereist het produceren van hoogwaardige eindonderdelen een hoog niveau van aandacht voor detail en een proactieve benadering van risicobeheer. Iedereen die betrokken is bij het productontwikkelingsproces – van de initiële ontwerp- en conceptbewijsfasen tot aan de uitvoering – moet zijn zorgvuldigheidplicht nakomen om ervoor te zorgen dat producten voldoen aan de hoogste kwaliteitsstandaarden en deze veelvoorkomende kunststofinjectiegietproblemen vermijden.

Het kiezen van een productiepartner zoals SyBridge, die goed op de hoogte is van veelvoorkomende defecten bij injectiegieten en hun troubleshooting, kan het verschil betekenen tussen hoogwaardige onderdelen – geproduceerd op tijd en binnen budget – en die gemarkeerd met laslijnen, straalvorming, flitsen, inzakken en andere defecten. Naast het zijn van een ervaren on-demand productiewerkplaats, bieden we ook ontwerpadvies- en optimaliseringsdiensten die ervoor zorgen dat we elk team in staat stellen functionele, elegante, hoogpresterende onderdelen zo efficiënt mogelijk te creëren. Neem vandaag nog contact met ons op om meer te weten te komen over onze injectiegietdiensten.