Wat Stress Whitening eigenlijk is
Wanneer je een plastic onderdeel hard genoeg buigt, begint de materiaalstructuur op microscopisch niveau uit elkaar te trekken voordat het daadwerkelijk breekt. Hierdoor ontstaan kleine holtes die licht verstrooien, en dat verstrooide licht ziet er wit uit voor je ogen. Je hebt het vast wel eens gezien als je een plastic verpakkingsstrip vouwt en de vouw wit wordt.
Broze kunststoffen zoals polystyreen laten dit veel gemakkelijker zien dan flexibele kunststoffen. De Society of Plastics Engineers heeft lang gedocumenteerd dat materialen met een lage-impact-sterkte veel gevoeliger zijn voor wit worden door spanning en barsten dan hardere harsen. PS bevindt zich aan de broze kant van de schaal, en daarom is aKunststof PS-bekers spuitgietmatrijsvereist een zorgvuldiger uitwerpontwerp dan een mal voor bijvoorbeeld polypropyleen.
De witte vlekken zijn geen vuil en kunnen niet worden weggeveegd. Het zijn blijvende beschadigingen aan de materiaalstructuur. De enige echte oplossing is om überhaupt te stoppen met het creëren van stress.
Waarom uitwerpen witte vlekken veroorzaakt
Nadat een onderdeel in de mal is afgekoeld, moet het eruit worden geduwd. Dat is de taak van het uitwerpsysteem. Pennen, messen of platen drukken tegen het onderdeel en duwen het van de malkern.
Hier beginnen de problemen. Als de duwkracht op een te klein gebied wordt geconcentreerd, overschrijdt de lokale spanning op de brosse PS wat deze kan verdragen, en wordt de contactplek witter. De belangrijkste oorzaken zijn:
Uitwerppennen die te klein zijn, waardoor de kracht op een klein gebied wordt geconcentreerd
Te weinig uitwerppennen, waardoor ze allemaal harder moeten duwen
Pinnen geplaatst waar het onderdeel niet wordt ondersteund, zodat het buigt onder de druk
Te vroeg uitwerpen, voordat het onderdeel is afgekoeld en aan kracht heeft gewonnen
Voor dun-wandige PS-bekers is dit een echte evenwichtsoefening. De cup is licht en dun, het materiaal is bros en het onderdeel moet netjes loskomen uit een diepe kern. Als het uitwerpontwerp verkeerd is, komt elke afzonderlijke beker eruit met witte ringen.
Ejector-ontwerpoplossingen
De belangrijkste oplossing voor het bleken onder spanning is het verspreiden van de uitwerpkracht over een groter gebied en het ondersteunen van het deel waar het wordt geduwd. Een goed ontwerp van de PS-bekervorm doet dit op verschillende manieren:
Gebruik uitwerppennen met een grotere-diameter om het contactgebied te spreiden
Voeg meer uitwerppennen toe, zodat ze allemaal met minder kracht duwen
Plaats pinnen onder sterke, ondersteunde gebieden zoals de rand of een dikke basis, niet op niet-ondersteunde muren
Overweeg een stripperplaat of sleeve-uitwerper voor dun-wandige cups, die gelijkmatig op de hele rand drukt in plaats van op punten te prikken
Gebruik lucht-het uitwerpen om het onderdeel met minder mechanische kracht los te laten
Voor diepe, dunne onderdelen zoals cups is het uitwerpen van de stripperplaat vaak de juiste oplossing. In plaats van dat een handvol pinnen in de basis prikken, wordt de hele rand gelijkmatig geduwd. De kracht per gebied daalt dramatisch en het bleken verdwijnt.
Hier is een scenario dat we vaak zien. Een klant komt naar ons toe met een bestaande PS-cupmal die bij elke opname witter wordt. De originele mal gebruikte zes kleine uitwerppennen op de bekerbasis. We herwerken de uitwerping tot een stripperhuls die op de volledige rand duwt, en het bleken is verdwenen bij de volgende proef. Het bekerontwerp is nooit veranderd. Alleen de manier waarop het de mal verliet, veranderde.
Diepgangshoek en oppervlakteafwerking
Twee malfuncties maken het uitwerpen stilletjes moeilijker, en beide vergroten de kracht die nodig is om het onderdeel los te laten.
De eerste is de diepgangshoek. Diepgang is de lichte versmalling van de malwanden waardoor het onderdeel naar buiten kan glijden. Te weinig diepgang en het onderdeel grijpt de kern vast, waardoor de uitwerpers veel harder moeten duwen. Voor PS is royale trek je vriend. Een kleine extra trekhoek verlaagt de uitwerpkracht dramatisch, waardoor het risico op bleekheid direct wordt verlaagd.
De tweede is de richting van de oppervlakteafwerking. Een malkern die is gepolijst in de richting waarin het onderdeel eruit trekt, komt gemakkelijker los. Een kern die in de trekrichting is gepolijst of ruw is gelaten, grijpt het onderdeel vast en bestrijdt uitwerpen. Voor eenKunststof PS-bekers spuitgietmatrijsis het polijsten van de kern in de trekrichting een eenvoudige stap die echt een verschil maakt.
De optimalisatiestappen voor een schone release zijn:
Voeg zoveel tochthoek toe als het ontwerp toelaat, vooral bij diepe muren
Polijst de kern in de uitwerprichting
Zorg ervoor dat het onderdeel eerst loskomt van de holtezijde en op de kern blijft voor gecontroleerde uitwerping
Verdeel de uitwerpkracht over het onderdeel
Vormtemperatuur- en procesoplossingen
Hoewel het grootste deel van de oplossing in het matrijsontwerp zit, helpt het proces ook.
Een onderdeel dat te heet wordt uitgeworpen, is zachter en gemakkelijker te markeren, maar een onderdeel dat te koud wordt uitgeworpen, is strak op de kern gekrompen en heeft meer kracht nodig om los te laten. Er is een goede plek. Voor PS-bekers zorgt het instellen van de juiste maltemperatuur en het geven van voldoende afkoeltijd aan het onderdeel om sterker te worden voordat het wordt uitgeworpen, voor minder witverkleuring.
De andere proceshendel is de uitwerpsnelheid. Een plotselinge, harde uitstoting schokt het broze materiaal. Een soepelere, gecontroleerde uitwerpslag is zachter voor PS en maakt de contactpunten minder snel witter.
Overwegingen bij materiaalkeuze
Soms is het eerlijke antwoord dat het materiaal tegen je vecht. Standaard polystyreen voor algemene- doeleinden (GPPS) is het meest broos en het meest vatbaar voor verbleking.
Als uw toepassing dit toestaat, zijn er opties:
Polystyreen met hoge-impact (HIPS) is veel sterker en is veel beter bestand tegen bleken, hoewel dit niet duidelijk is
Voor heldere bekers waar taaiheid belangrijk is, is PET een alternatief dat beter met stress omgaat dan PS
Impact-gemodificeerde PS-cijfers liggen tussen GPPS en HIPS
Wij zullen u altijd eerlijk vertellen of uw bleekprobleem werkelijk een vermomd materieel probleem is. Soms is de goedkoopste oplossing voor de lange- termijn een kleine materiële verandering, in plaats van het defect na te jagen door eindeloze aanpassingen aan het model. Maar in de meeste PS-bekerbehuizingen lost het juiste uitwerpontwerp dit op zonder dat er materiaal hoeft te worden veranderd.
Hoe we stress whitening elimineren
Onze aanpak begint voordat de mal wordt gesneden. Tijdens de ontwerp-voor-productiebeoordeling kijken we naar de onderdeelgeometrie en plannen we vooraf de uitwerpstrategie: pingrootte en -aantal, of een strippersysteem voor dun-wandige onderdelen, plus voldoende trekkracht en de juiste polijstrichting.
Voor brosse materialen zoals PS beschouwen we uitwerpen als een primaire ontwerpbeslissing en niet als een bijzaak. Dat is het verschil tussen een schimmel die bij de eerste proef wit wordt en een schimmel die vanaf de eerste proef schoon loopt.
Veelgestelde vragen
Vraag: Wat veroorzaakt witte vlekken op spuitgegoten onderdelen?
A: De meest voorkomende oorzaak is bleken door stress door uitwerpen. Wanneer uitwerppennen een bros onderdeel naar buiten duwen met te veel kracht geconcentreerd op een te klein oppervlak, beschadigt de materiaalstructuur plaatselijk en wordt wit. Het komt het meest voor op broze kunststoffen zoals polystyreen en komt voor op de plaats waar de uitwerpers in contact komen met het onderdeel.
Vraag: Waarom is polystyreen gevoelig voor bleekbehandeling?
A: Polystyreen is stijf en bros, wat het aantrekkelijk maakt voor heldere, stijve producten zoals wegwerpbekers. Maar diezelfde broosheid betekent dat het onder spanning niet kan buigen zoals hardere kunststoffen dat kunnen. In plaats van te buigen, trekt de structuur microscopisch uit elkaar en verstrooit het licht, dat er wit uitziet. Dit is de reden waarom een spuitgietmatrijs voor plastic PS-bekers een zorgvuldig uitwerpontwerp nodig heeft.
Vraag: Kan het ontwerp van de matrijzen uitwerpsporen volledig voorkomen?
A: In de meeste gevallen wel. Het spreiden van de uitwerpkracht met grotere of meer pennen, het gebruik van stripper-plaatuitwerping voor dunne onderdelen, het toevoegen van trek en polijsten in de trekrichting zorgen ervoor dat het wit worden van de overgrote meerderheid van de PS-onderdelen niet meer voorkomt. Procesafstemming doet de rest. Het defect is bijna altijd oplosbaar door middel van ontwerp.
Vraag: Welke trekhoek voorkomt whitening door stress?
A: Er is geen eenduidig getal omdat dit afhangt van de diepte en textuur van het onderdeel, maar meer diepgang is altijd beter voor broze materialen. Vooral diepe muren profiteren van een royale trek, omdat hierdoor de kracht die nodig is om het onderdeel los te maken sterk wordt verminderd. Bespreek het ontwerp vroeg met uw matrijzenmaker, omdat het moeilijk is om het toe te voegen nadat het staal is gesneden.
Vraag: Waar kan ik een fabrikant van PS-bekerspuitgietmatrijzen vinden?
A: Zoek een leverancier die de uitwerpstrategie plant tijdens de ontwerpbeoordeling, en niet nadat de eerste proef mislukt is. Een fabriek die ervaring heeft met brosse materialen zal met u praten over stripperplaten, diepgangshoeken en pin-indeling voordat hij een offerte uitbrengt. Dat vooruitdenken- is wat een schone-goedlopende fabriek voor plastic bekervormen onderscheidt van een fabriek die u witte onderdelen levert.
Los uw bleekprobleem op voordat het in productie gaat
Als u een spuitgietmatrijs voor plastic PS-bekers ontwikkelt of worstelt met het bleken door stress op een bestaand gereedschap, stuur ons dan het onderdeel en een foto van het defect. Wij zullen u eerlijk vertellen of de oplossing in het uitwerpontwerp, de diepgang, het proces of het materiaal zit.
