Vad är stressblekning egentligen
När du böjer en plastdel tillräckligt hårt börjar materialstrukturen dra isär på mikroskopisk nivå innan den faktiskt går sönder. Detta skapar små tomrum som sprider ljus, och det spridda ljuset ser vitt ut för ditt öga. Du har sett det när du viker en plastförpackningsremsa och vecket blir vitt.
Skör plast som polystyren visar detta mycket lättare än flexibel plast. Society of Plastics Engineers har länge dokumenterat att låg-slaghållfasthet-material är mycket mer benägna att bleka och spricka påfrestningar än hårdare hartser. PS ligger i den spröda änden av skalan, vilket är anledningen till att enPlast PS-koppar injektionsformkräver mer noggrann utmatningsdesign än en form för till exempel polypropen.
De vita märkena är inte smuts och de kommer inte att torka av. De är permanenta skador på materialstrukturen. Den enda verkliga lösningen är att sluta skapa stressen i första hand.
Varför utkastning orsakar vita märken
Efter att en del svalnat i formen måste den tryckas ut. Det är ejektorsystemets uppgift. Stift, blad eller plattor trycker mot delen och trycker bort den från formkärnan.
Det är här problemet börjar. Om tryckkraften är koncentrerad till ett för litet område överstiger den lokala påfrestningen på den spröda PS vad den tål och kontaktpunkten blekar. De främsta orsakerna är:
Ejektorstift som är för små, koncentrerar kraften på ett litet område
För få ejektorstift, så var och en måste trycka hårdare
Stift placerade där delen är ostödd, så att den böjer sig under trycket
Utkastar för tidigt, innan delen har svalnat och fått styrka
För tunna-väggiga PS-koppar är detta en riktig balansgång. Koppen är lätt och tunn, materialet är sprött och delen måste släppa rent från en djup kärna. Få utkastningsdesignen fel och varje enskild kopp kommer ut med vita ringar.
Ejector Design Solutions
Kärnan för stressblekning är att sprida utstötningskraften över ett större område och stödja den del där den trycks. Bra PS-muggformsdesign gör detta på flera sätt:
Använd ejektorstift med större-diameter för att sprida kontaktytan
Lägg till fler ejektorstift så att var och en trycker med mindre kraft
Placera stift under starka, stödda områden som kanten eller tjock bas, inte på ostödda väggar
Överväg en avdragarplatta eller ärmutkast för tunna-väggar, som trycker på hela kanten jämnt istället för att sticka på punkter
Använd luft-utkastning för att frigöra delen med mindre mekanisk kraft
För djupa, tunna delar som koppar är utkastning av strippertallrik ofta det rätta svaret. Istället för att en handfull stift sticker i basen, trycks hela kanten jämnt. Kraften per område minskar dramatiskt, och blekningen försvinner.
Här är ett scenario vi ofta ser. En kund kommer till oss med en befintlig PS-muggform som blekar vid varje skott. Den ursprungliga formen använde sex små ejektorstift på koppens bas. Vi omarbetar utkastningen till en stripperhylsa som trycker på hela kanten, och blekningen är borta vid nästa försök. Muggdesignen ändrades aldrig. Bara hur den lämnade formen förändrades.
Draftvinkel och ytfinish
Två formfunktioner gör utstötningen svårare och båda ökar kraften som behövs för att frigöra delen.
Den första är dragvinkeln. Draft är den lätta avsmalningen på formväggarna som låter delen glida ut. För lite drag, och delen griper om kärnan, så utkastarna måste trycka mycket hårdare. För PS är generös utkast din vän. Lite extra dragvinkel sänker utstötningskraften dramatiskt, vilket direkt minskar risken för blekning.
Den andra är ytfinishens riktning. En formkärna polerad i den riktning som delen dras ut släpper lättare. En kärna som är polerad tvärs över dragriktningen, eller lämnas grov, tar tag i delen och bekämpar utkastning. För enPlast PS-koppar injektionsform, polering av kärnan i dragriktningen är ett enkelt steg som gör verklig skillnad.
Optimeringsstegen för ren release är:
Lägg till så mycket dragvinkel som designen tillåter, speciellt på djupa väggar
Polera kärnan i utkastningsriktningen
Se till att delen släpper från kavitetssidan först och stannar på kärnan för kontrollerad utkastning
Balansera utstötningskraften över delen
Mögeltemperatur och processlösningar
Medan det mesta av fixen är i formdesign, hjälper processen också.
En del som matas ut för varm är mjukare och lättare att markera, men en del som matas ut för kall har krympt fast på kärnan och behöver mer kraft för att släppa. Det finns en sweet spot. För PS-koppar, inställning av rätt formtemperatur och ge delen tillräckligt med kylningstid för att få styrka innan utmatning minskar blekning.
Den andra processspaken är utkastningshastighet. Ett plötsligt, hårt utkast chockerar det spröda materialet. Ett jämnare, kontrollerat utstötningsslag är skonsammare för PS och mindre sannolikt att kontaktpunkterna blekar.
Överväganden vid materialval
Ibland är det ärliga svaret att materialet kämpar mot dig. Vanlig-polystyren (GPPS) är den mest spröda och den mest benägna att bleka.
Om din applikation tillåter det finns det alternativ:
Hög-påverkanspolystyren (HIPS) är mycket segare och motstår blekning mycket bättre, även om det inte är tydligt
För klara koppar där seghet spelar roll är PET ett alternativ som klarar stress bättre än PS
Impact-modifierade PS-betyg ligger mellan GPPS och HIPS
Vi kommer alltid att berätta ärligt för dig om ditt blekningsproblem verkligen är ett materiellt problem i förklädnad. Ibland är den billigaste-långsiktiga lösningen en liten materialförändring snarare än att jaga defekten genom oändliga formjusteringar. Men i de flesta PS-koppfodral löser rätt utkastningsdesign det utan att byta material alls.
Hur vi eliminerar stressblekning
Vårt tillvägagångssätt börjar innan formen skärs. Under design-för-tillverkningsgranskning tittar vi på delens geometri och planerar utkastningsstrategin i förväg: stiftstorlek och antal, eller ett avstrykarsystem för tunna-väggiga delar, plus tillräckligt drag och korrekt poleringsriktning.
För spröda material som PS, behandlar vi utkastning som ett primärt designbeslut, inte en eftertanke. Det är skillnaden mellan en mögel som blekar vid första försöket och en som går ren från skott ett.
FAQ
F: Vad orsakar vita märken på formsprutade delar?
S: Den vanligaste orsaken är stressblekning från utstötning. När ejektorstift trycker ut en spröd del med för mycket kraft koncentrerad till ett för litet område, skadas materialstrukturen lokalt och blir vit. Det är vanligast på skör plast som polystyren och dyker upp där ejektorerna kommer i kontakt med delen.
F: Varför är polystyren benäget att bleka stress?
S: Polystyren är styv och skör, vilket gör den attraktiv för klara, styva produkter som engångsmuggar. Men samma sprödhet betyder att den inte kan böjas under stress på samma sätt som tuffare plaster kan. Istället för att böjas drar strukturen isär mikroskopiskt och sprider ljus, som ser vitt ut. Det är därför som en sprutform för PS-koppar av plast behöver noggrann utmatningsdesign.
F: Kan formdesign helt förhindra ejektormärken?
S: I de flesta fall, ja. Spridning av utstötningskraften med större eller fler stift, använd avstrykar-plåtutkastning för tunna delar, lägga till drag och polering i dragriktningen eliminerar tillsammans blekning på de allra flesta PS-delar. Processtuning sköter resten. Defekten är nästan alltid lösbar genom design.
F: Vilken dragvinkel förhindrar stressblekning?
S: Det finns inget enstaka nummer eftersom det beror på delens djup och struktur, men mer drag är alltid bättre för spröda material. Djupa väggar gynnas särskilt av generöst drag, eftersom det kraftigt minskar kraften som behövs för att lossa delen. Diskutera utkastet med din formtillverkare tidigt, eftersom det är svårt att lägga till efter att stålet är kapat.
F: Var kan jag hitta en tillverkare av PS Cup-sprutformar?
S: Leta efter en leverantör som planerar utkastningsstrategin under designgranskningen, inte efter att den första försöket misslyckats. En fabrik med erfarenhet av spröda material kommer att prata med dig om avstrykarplattor, dragvinklar och stiftlayout innan du citerar. Det där-tänket är det som skiljer en ren-driven plastmuggformfabrik från en som skickar vita delar till dig.
Lös ditt blekningsproblem innan det når produktionen
Om du utvecklar en sprutform för PS-koppar av plast eller kämpar med stressblekning på ett befintligt verktyg, skicka oss delen och ett foto av defekten. Vi kommer att berätta ärligt för dig om fixen finns i utkastningsdesignen, utkastet, processen eller materialet.
