A Sheet Molding Compound (SMC) kompressziós fröccsöntést széles körben használják autóipari alkatrészekhez, elektromos házakhoz, akkumulátorburkolatokhoz, építőipari termékekhez, hozzáférési burkolatokhoz és más nagy volumenű kompozit alkatrészekhez.
Az eljárás kiváló ismételhetőséget biztosít, de csak akkor, ha a anyag, töltésminta, forma, hőmérséklet, présmozgás, nyomás és térhálósodási ciklus ellenőrzött rendszerként működjenek együtt.
Ha hibák jelentkeznek, a fröccsöntési nyomás változtatása önmagában ritkán a helyes válasz. A buborékfólia keletkezhet a beszorult gázból, nedvességből, rossz szellőzésből vagy elégtelen keményedésből. A rövid lövést az SMC töltése, a forma hőmérséklete, a záróprofil vagy a nyomásfejlődés okozhatja. A vetemedés oka lehet a szálak orientációja, egyenetlen melegítés, idő előtti kilökődés vagy aszimmetrikus anyagáramlás.
Azonosítás → Mérés → Ok elkülönítése → Egy változó módosítása → Érvényesítés → Szabványosítás
1. Gyakori SMC fröccsöntési hibák és azok azonosítása
Az SMC hibák általában feloszthatók felületi hibák, belső hibák, töltési hibák és mérethibák . A helyes azonosítás az első lépés, mert a kész alkatrészen hasonlónak tűnő hibáknak teljesen eltérő okai lehetnek.
Felületi hibák
- Áramlási jelek: az anyagáramlással kapcsolatos irányított vagy hullámos felületi mintázatok.
- Fiber átolvasás: az öntött felületen keresztül láthatóvá válik a megerősítés.
- Gyantában gazdag területek: fényes vagy szabálytalan területek, amelyek felesleges helyi gyantát tartalmaznak.
- Gyantahiányos területek: szabaddá váló szálak vagy érdes felületek az elégtelen gyantafedés miatt.
- Buborékok: megemelkedett területek, amelyek gázra, nedvességre vagy hiányos kötésre utalnak.
- Tűlyukak: kis felületi üregek, amelyek festés vagy csiszolás után jobban láthatóvá válhatnak.
Belső és szerkezeti hibák
- Ürességek és belső porozitás
- Delamináció
- Belső repedés
- Hiányos szálnedvesedés
- Helyi gyanta éhezés
- Idegen anyagokkal való szennyeződés
Mérethibák
- Elvetemült
- Csavarás
- Egyenetlen zsugorodás
- Vastagság változás
- Szerelési eltolódás
Kitöltési hibák
- Rövid felvétel: az anyag nem tudja teljesen kitölteni az üreget.
- Flash: a felesleges anyag a formaleválasztó vonalon keresztül távozik.
- Hiányos borda- vagy tömbkitöltés
- Flow-front találkozási hibák
SMC-specifikus pont: A szemrevételezés során nem szabad figyelmen kívül hagyni a szál irányát. Ahogy a töltet átáramlik a formaüregen, az erősítés elfordulhat és az áramlási irányhoz igazodik. A látható felületi mintázat ezért a helyi anyagáramlás és potenciálisan a helyi mechanikai viselkedés változását jelezheti.
| Hiba | Tipikus megjelenés | Gyors ellenőrzés | Haladó ellenőrzés |
| Flow Marks | Irányított vagy hullámos felületi vonalak | Szemrevételezéses ellenőrzés | Mikroszkópia |
| Hólyagok | Megemelkedett buborékok vagy helyi duzzanat | Szemrevételezés vagy csapos ellenőrzés | Ultrahangos vizsgálat |
| Ürességek | Belső üregek | Szakaszminta | Ultrahangos vagy CT |
| Delamináció | Réteg elválasztás | Érintse meg a tesztet vagy a szakaszolást | Ultrahangos vizsgálat |
| Elvetemült | Torz geometria | Szerelvény vagy féknyereg | CMM vagy 3D szkennelés |
| Flash | Anyagfelesleg az elválási vonal mentén | Vizuális vagy tolómérő | Általában szükségtelen |
| Rövid lövés | Hiányos üregkitöltés | Szemrevételezéses ellenőrzés | Általában szükségtelen |
A CT vizsgálat nagyon részletes információkat nyújthat a belső hibákról, de általában megfelelőbb összetett, nagy értékű vagy hibaelemző komponensek mint a rutin nagy volumenű gyártásellenőrzésnél.
2. Az SMC-hibák munkafolyamatának lépésről lépésre történő elhárítása
Több fröccsöntési paraméter egyidejű véletlenszerű beállítása lelassítja a hibaelhárítást. Még ha a hiba megszűnik is, előfordulhat, hogy a mérnök nem tudja, hogy valójában melyik változtatás oldotta meg a problémát.
Megbízhatóbb megközelítés egy rögzített hibaelhárítási sorrend létrehozása.
1
Erősítse meg és osztályozza a hibát
Jegyezze fel a hiba helyét, üregszámát, gyártási tételt, anyagtételt, formahőmérsékletet, ciklusszámot, présprogramot, kezelőt és műszakot.
Először döntse el, hogy a probléma fennáll-e kozmetikai, méretbeli, töltéssel kapcsolatos vagy szerkezeti .
2
Ellenőrizze a formahőmérséklet eloszlását
Ne hagyatkozzon csak a fűtésszabályozó által mutatott értékre. Mérjen meg több tényleges penészhelyet, beleértve a közepét, a sarkokat, a vékony részeket, a vastag részeket és az ismétlődő hibákat.
3
Ellenőrizze a töltés súlyát és a töltési mintát
Ellenőrizze a töltet tömegét, a lap méreteit, a rétegek számát, az anyag tájolását és a töltés helyzetét. A helytelen elhelyezés megváltoztatja, hogy az SMC-nek milyen messzire kell folynia az üreg feltöltése előtt.
4
Ellenőrizze az anyagállapotot
Tekintse át a tárolási hőmérsékletet, a tárolási időt, az anyag érését, a szennyeződést, a nedvességnek való kitettséget és az anyagtételek változásait.
5
Tekintse át a tényleges nyomásgörbét
Ne nézze át egyedül a programozott alapjeleket. Vizsgálja meg a formázási ciklus során rögzített valós helyzet-, sebesség- és nyomásadatokat.
Pozíció → Sebesség → Nyomásnövelés → Csúcsnyomás → Tartás → Dekompresszió → Nyitás
6
Ellenőrizze a szellőzést és a szerszám állapotát
Ellenőrizze a szellőzőnyílásokat, az elválasztó felületeket, a penészkopást, a lerakódásokat, a leválasztószer felhalmozódását, a fűtési konzisztenciát és a beállítást.
7
Futtassa a kontrollált próbaverziókat
Egyszerre változtasson egy változót, amikor csak lehetséges. Állítson fel egy alapvonalat, módosítson egy paramétert, alakítson ki meghatározott számú mintát, és hasonlítsa össze a hibagyakoriságot, mielőtt újabb változtatást hajtana végre.
3. Nyomja meg a Beállítások, Folyamatparaméterek és Kikeményedéskezelés gombot
Az SMC préselés különösen érzékeny a közötti kölcsönhatásra hőmérséklet, folyási idő, présmozgás, fröccsöntési nyomás és térhálósodás . Ezeket a tényezőket folyamatablakként kell kezelni, nem pedig elszigetelt alapértékként.
Penész hőmérséklet
Ha a szerszám hőmérséklete túl alacsony, a gyanta viszkozitása és a térhálósodási viselkedés megakadályozhatja, hogy a folyamat elérje a kívánt ciklusidőt vagy a végső mechanikai tulajdonságokat.
Ha a hőmérséklet túl magas, az SMC megkezdheti a kikeményedést az üreg teljes feltöltése előtt. A lehetséges következmények a következők:
- rövid felvételek;
- áramlási jelek;
- rossz felületi minőség;
- belső feszültség;
- hiányos áramlás a bordákba és a sarkokba.
A hagyományos hőre keményedő SMC-t gyakran fűtött szerszámokkal dolgozzák fel 150°C tartományban , de a megfelelő ablak a gyanta kémiájától, az alkatrész vastagságától, a geometriától és a térhálósodási rendszertől függ.
Zárási sebesség
Túl gyorsan zár hozzájárulhat:
- rekedt levegő;
- túlzott anyagelmozdulás;
- vaku;
- instabil áramlás.
Túl lassan zár lehetővé teheti, hogy a gyanta gélesedni kezdjen az üreg teljes kitöltése előtt.
Emiatt az SMC sajtó többlépcsős mozgásprofilt használhat: gyors megközelítés, amelyet szabályozott formázási és folyási szakasz követ.
Formázási nyomás
Az elégtelen formázónyomás a következőket okozhatja:
- hiányos töltés;
- üregek;
- gyenge tömörítés;
- méretbeli inkonzisztencia.
A túlzott nyomás hozzájárulhat:
- túlzott villanás;
- rostok elmozdulása;
- szükségtelen öntőforma terhelés;
- felgyorsult penészkopás.
A referencia SMC fröccsöntési nyomás kb 7-14 MPa egyes alkalmazásokban, de ezt soha nem szabad univerzális beállításként kezelni.
A szükséges nyomás függ az anyag reológiájától, a vetített területtől, a töltéslefedettségtől, az alkatrész geometriájától és az áramlási távolságtól.
Tartási idő és gyógyulás
Az öntőforma megfelelő kikeményedés előtti kinyitása a formázás utáni deformációt, hólyagosodást, rossz mechanikai tulajdonságokat vagy méretbeli instabilitást okozhat.
A szükségesnél lényegesen hosszabb tartás nem javítja sem a minőséget, sem a teljesítményt, miközben közvetlenül növeli a ciklusidőt.
A cél nem egyszerűen a legrövidebb ciklus elérése. Ennek elérése a legrövidebb megismételhető ciklus, amely következetesen elfogadható alkatrészt állít elő .
A fejlett folyamatfejlesztés során DSC vagy más termikus elemzési módszerek is használhatók a kikeményedési viselkedés vizsgálatára és a kiválasztott gyártási ablak validálására.
4. Szerszámozás, szellőztetés, hőmérséklet-egyenletesség és penészkarbantartás
Sok formázási probléma, amely kezdetben anyaghibának tűnik, valójában a szerszámból vagy a forma és a prés kölcsönhatásából ered.
Szellőztetés
A levegőnek ki kell távoznia az üregből, amikor az SMC áramlik. Ezért a szellőztetést a következők körül kell értékelni:
- végső töltési helyek;
- távoli sarkok;
- borda;
- főnökök;
- mély vonások;
- olyan területek, ahol több áramlási front találkozik.
Az eltömődött vagy rosszul elhelyezett szellőzőnyílások hozzájárulhatnak rövid felvételekhez, felületi hibákhoz, belső porozitáshoz, hólyagokhoz és a részletek hiányos visszaadásához.
A „szellőztetés javítása” nem egy teljes korrekciós intézkedés. A mérnöknek meg kell határoznia, hogy az üreg hol töltődik utoljára, és hol szorul be levegő vagy gáz.
Hőmérséklet egységessége
A 150°C-ot mutató vezérlő nem bizonyítja, hogy a szerszám minden régiója ténylegesen 150°C-os.
Egyenetlen formahőmérséklet → Egyenetlen kikeményedés → Egyenetlen zsugorodás → Maradék feszültség → Vetedés
Az időszakos formahőmérséklet-térképezésnek ezért magában kell foglalnia a középső területeket, a sarkokat, a fő bordákat, a vastag szakaszokat, a vékony szakaszokat és az ismétlődő hibák helyeit.
Formázás és préselés
A vizsgálatnak tartalmaznia kell még:
- penészlaposság;
- elválási vonal állapota;
- vezetőelemek;
- lemez párhuzamosság;
- lemez elhajlása;
- egyenetlen terhelés.
Ha a villanás ismételten csak a fröccsöntött rész egyik oldalán jelenik meg, a nyomás egyszerű megváltoztatása elfedheti a tünetet anélkül, hogy a penész vagy a nyomólap beigazítási problémát javítaná.
Megelőző penészkarbantartás
- Rendszeresen tisztítsa meg a szellőzőcsatornákat.
- Vizsgálja meg a formaleválasztó vonalat.
- Távolítsa el a túlzott leválasztóanyag-lerakódásokat.
- Ellenőrizze a fűtőtesteket és a hőmérséklet-érzékelőket.
- Vizsgálja meg a vezető- és beállítási alkatrészeket.
- Javítsa meg a sérült penészfelületeket.
- Dokumentálja az ismétlődő hibák helyeit.
5. SMC hibaelhárítási mátrix
Mivel ugyanannak a látható hibának több oka is lehet, a hibaelhárítás során össze kell hasonlítani az anyagot, a préselést/eljárást és a formázási tényezőket.
| Hiba | Lehetséges anyagi ok | Nyomja meg / Folytassa az okot | Penész oka | Első ellenőrzések |
| Rövid lövés | Rossz folyású, elöregedett anyag | Alacsony effektív nyomás, nem megfelelő záróprofil | Korlátozott áramlás, eltömődött szellőzőnyílások | Töltési minta, présgörbe, légtelenítés |
| Flash | Túlzott töltési súly | Túlzott nyomás | Kopott elválasztó vonal vagy igazítási probléma | A töltés súlya és a forma állapota |
| Buborékfólia | Nedvesség vagy illékony komponensek | Elégtelen gyógymód | Gyenge gázelvezetés | Anyagtárolás, térhálósodási ciklus, szellőzőnyílások |
| Elvetemült | Egyenetlen szálorientáció | Idő előtti kilökődés | Egyenetlen forma hőmérséklet | Hőmérséklet térkép és anyagáramlás |
| Ürességek | Rossz nedvesség vagy beszorult levegő | Nem megfelelő tömörítés | Gyenge szellőzés | Töltésrakás, nyomásgörbe, szellőzőnyílások |
| Flow Marks | Anyagáramlási viselkedés | Nem megfelelő zárási sebesség | Áramlási korlátozás | Töltetelhelyezés és sebességprofil |
| Fiber Expozíció | Gyanta eloszlás változása | Túlzott anyagmozgás | Helyi áramlási geometria | Anyagállapot és töltésminta |
| Dimenziós variáció | Batch variáció | Helyzet vagy nyomás inkonzisztenciája | Termikus változás | A prés ismételhetősége és a forma hőmérséklete |
6. Ellenőrzés, SPC és hibamegelőzés
Egy stabil SMC folyamatnak figyelnie kell az alkatrészt létrehozó változókat, ahelyett, hogy csak a kész alkatrész vizsgálatára hagyatkozna.
| Paraméter | Monitoring módszer |
| Töltési súly | Digitális mérleg |
| Anyagtétel | A termelés nyomon követhetőségi nyilvántartása |
| Penész hőmérséklet | Hőelemek plusz időszakos hőmérséklet-ellenőrzés |
| Záró pozíció | Nyomja meg a helyzetérzékelőt |
| Zárási sebesség | Nyomja meg a vezérlőt / ciklusadatokat |
| Csúcsnyomás | Nyomásváltó / sajtóadatok |
| Nyomástartás | Felvett ciklusgörbe |
| Gyógyulási idő | PLC ciklus rekord |
| Alkatrész súlya | Digitális mérleg |
| Vastagság | Tolómérő vagy CMM |
| Kritikus dimenziók | Mérő vagy CMM |
| Elvetemült | Ellenőrző berendezés vagy CMM |
| Belső üregek | Mintavételi szakasz vagy ultrahangos vizsgálat |
Használja az SPC-t, ahol fontos
A vezérlőtáblák olyan változókra alkalmazhatók, mint például:
- töltés súlya;
- penész hőmérséklet;
- ciklusidő;
- kritikus méretek;
- részsúly;
- csúcsnyomás;
- nyomás tartása.
A Cpk-követelményeknek az ügyfél rajzán, vezérlési tervén, PPAP-követelményein vagy belső minőségi szabványán kell alapulniuk, ahelyett, hogy minden SMC-komponensre egyetlen univerzális képességcélt alkalmaznának.
Az SPC fő előnye, hogy képes azonosítani folyamat sodródása, mielőtt nagy mennyiségű hibás alkatrész keletkezne.
7. Az SMC-hibát ki kell javítani vagy leselejtezni?
Nem minden öntött hiba alkalmas javításra. A helyes elhelyezés az alkatrész kritikusságától, a hiba mélységétől, a helytől, a vevői követelményektől, a mechanikai terheléstől és az elektromos vagy környezeti követelményektől függ.
| Hiba | Tipikus hajlam |
| Kisebb kozmetikai tűlyuk | Kozmetikai javítás lehetséges |
| Kisebb felületi tökéletlenség | Csiszolás vagy bevonat megengedett |
| Kis, nem kritikus élsérülés | Ellenőrzött javítás lehetséges |
| Belső delamináció | Mérnöki értékelés szükséges |
| Jelentős szerkezeti űr | Gyakran elutasítják |
| Major Short Shot | Általában selejt és újraformázás |
| Súlyos veszekedés | Elutasítani, kivéve, ha létezik jóváhagyott méretátalakítás |
| Szerkezeti repedés | Mérnöki felülvizsgálat vagy elutasítás |
Szerkezeti gépjármű-alkatrészek, elektromos szigetelő alkatrészek és más biztonságtechnikai termékek esetében a javításokat nem szabad dokumentált műszaki jóváhagyás és érvényesítés nélkül elvégezni.
Előzze meg az SMC hibákat a teljes fröccsöntőrendszer vezérlésével
Az ismétlődő SMC hibákat nem szabad automatikusan a gyantának, a penésznek vagy a présnek okolni. A megbízható folyamat megköveteli az összes fontos változó összehangolt ellenőrzését.
Anyagtöltési minta Formák hőmérséklete prés mozgás nyomásos kikeményítés
A leghasznosabb hibaelhárítási kérdés tehát nem a következő: "Melyik beállítást növeljük?"
Egy jobb kérdés: "Melyik mérhető folyamatállapot változott a hiba megjelenése előtt?"
Az anyaginformációk, a forma-hőmérséklet adatok, a tényleges présgörbék, az alkatrészmérések és a hibák helyének összegyűjtésével a gyártók elmozdulhatnak a próba és hiba hibaelhárítástól az ismételhető folyamatvezérlés felé.
Az SMC kompressziós fröccsöntő présvezérlés szintén számít
A nagy mennyiségű SMC fröccsöntéshez a hidraulikus présnek elegendő vezérlést és ismételhetőséget kell biztosítania a teljes tömörítési ciklus során.
A sajtóval kapcsolatos fontos tényezők a következők:
- zárási sebesség szabályozás;
- többlépcsős záróprofilok;
- nyomásnövelés szabályozása;
- nyomástartási stabilitás;
- ram pozíció ismételhetőség;
- lemez párhuzamosság;
- szabályozott dekompresszió;
- ciklus-adatok rögzítése.
A tényleges présgörbék abban is segíthetnek a gyártómérnököknek, hogy megkülönböztessék a berendezéssel kapcsolatos eltéréseket az SMC anyagok, szerszámok vagy kötési körülmények által okozott problémáktól.
SMC kompressziós fröccsöntési megoldások a Wuxi PengdaHZ-től
Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. hidraulikus présmegoldásokat fejleszt SMC és kompozit présformázási alkalmazásokhoz.
Új SMC gyártósor tervezésekor vagy egy meglévő fröccsöntési folyamat korszerűsítésekor a présválasztást a tényleges alkatrész- és folyamatkövetelményeken kell alapul venni, nem csupán a mennyiséget.
A berendezés értékeléséhez hasznos információk közé tartozik az SMC anyagtípusa, a kész alkatrész méretei, a tervezett fröccsöntési terület, a szükséges nyomás, a forma méretei és tömege, a löket, a nappali fény, a megcélzott ciklusidő, a gyártási kapacitás és az automatizálási követelmények.
Látogassa meg wuxipd.com További információkért az SMC hidraulikus présekről és a kompozit présformázó berendezésekről.
Gyakran Ismételt Kérdések
Melyek a leggyakoribb SMC fröccsöntési hibák?
A gyakori hibák közé tartoznak az áramlási nyomok, a szálak átolvasása, a gyantában gazdag vagy gyantahiányos területek, hólyagok, lyukak, porozitás, belső üregek, rétegválás, repedések, vetemedés, villanás és rövid felvételek.
Mi okoz üregeket az SMC préseléssel?
Ürességek keletkezhetnek a töltetrétegek között rekedt levegőből, az anyag gyenge nedvesítéséből, a formázás során keletkező gázokból, a rossz légtelenítésből, a nem megfelelő töltet elhelyezésből vagy az elégtelen hatékony tömörítésből.
Miért alakulnak ki hólyagok az SMC alkatrészeken?
A lehetséges okok közé tartozik a nedvesség, az illékony komponensek, a rekedt gáz, a tökéletlen térhálósodás, a helyi hőmérséklet-különbségek vagy az öntőforma felnyitása a kellő térhálósodás előtt.
Mi okozza az áramlási jeleket az SMC-ben?
Az áramlási jeleket befolyásolhatja a töltet elhelyezése, a szál orientációja, a helyi gyantaeloszlás, a forma geometriája, a hőmérséklet és a prészárási sebesség profilja.
Hogyan előzhető meg a rövid lövés?
Először ellenőrizze a töltet tömegét és elhelyezését, majd az anyag állapotát, a forma hőmérsékletét, a légtelenítést, a tényleges préselési sebességet és a pozíciógörbéket, valamint az effektív formázási nyomást.
Hogyan befolyásolja a formázási nyomás az SMC hibákat?
Az elégtelen nyomás rossz kitöltést, üregeket és méretbeli inkonzisztenciát okozhat. A túlzott nyomás növelheti a villanást, a rostok mozgását, a szerszámterhelést és a penészkopást.
Hogyan befolyásolja a forma hőmérséklete az SMC alkatrész minőségét?
A forma hőmérséklete befolyásolja az anyag viszkozitását, folyási idejét, kötési sebességét, zsugorodást, felületi minőséget, ciklusidőt és méretstabilitást. A hőmérséklet egyenletessége a teljes szerszámon szintén kritikus.
Hogyan csökkenthetik a présbeállítások az SMC fröccsöntési hibákat?
A megfelelően konfigurált SMC prés ismételhető szabályozást biztosít a megközelítési sebesség, az öntési sebesség, a nyomásfelhalmozódás, a tartónyomás, a nyomószár helyzete, a kikeményedési idő és a formanyitás tekintetében. A tényleges ciklusgörbe rögzítése a hibaelhárítást is szisztematikusabbá teszi.
