Ako vyriešiť problém rozdielu vo farbe produktu v dizajne vstrekovacej formy?

Farebná variácia dielov vyrobených vstrekovaním pochádza z jedného zo štyroch primárnych zdrojov: samotného materiálu, parametrov procesu formovania, dizajnu formy alebo podmienok prostredia počas merania.

Variácie súvisiace s materiálom zahŕňajú rozdiely v šaržiach pigmentu, nekonzistentnosť pri miešaní hlavnej šarže, zmeny triedy živice alebo kontamináciu zvyškovým materiálom z predchádzajúcich sérií. Tieto sú zvyčajne zachytené dobrou vstupnou kontrolou.

Zmeny súvisiace s procesom{0}}zahŕňajú zmeny teploty taveniny, zmeny doby zotrvania, zmeny rýchlosti skrutky a rozdiely protitlaku. Tieto sú zvyčajne riadené stabilnou prevádzkou stroja.

Variácie súvisiace s plesňou-je najzložitejšia. Dokonca aj s dokonalým materiálom a dokonalým procesom zaručujú určité možnosti dizajnu formy farebnú nekonzistenciu. Toto je časť, o ktorej väčšina kupujúcich nepremýšľa, kým sa nepozerajú na odmietnuté diely.

Zmeny prostredia pochádzajú zo svetelných podmienok počas kontroly. Rovnaká časť vyzerá inak pod fluorescenčným svetlom oproti osvetleniu LED oproti dennému osvetleniu. Štandardizované kontrolné podmienky sú dôležité pre akýkoľvek seriózny farebný program.

V prípade kozmetických-kritických projektov, ako je špičková{1}}injekčná forma na myš, tvorí dizajn formy podľa priemyselných prieskumov približne 30 až 45 percent celkového potenciálu farebných variácií. To je veľké číslo - a je možné ho vopred ovládať prostredníctvom technických možností.

Dovoľte mi prejsť cez šesť faktorov, na ktorých najviac záleží, zhruba v poradí vplyvu.

1. Umiestnenie a veľkosť brány

Brána je miesto, kde plast vstupuje do dutiny vysokou rýchlosťou. Všade tam, kde sa plast dostane vysokou rýchlosťou, sa materiál šmykového ohrevu - ohrieva trením o seba, keď prúdi. Nadmerné šmykové zahrievanie degraduje pigmenty, posúva farby a vytvára viditeľné „halo“ farebného rozdielu okolo oblasti brány.

V prípade vstrekovacej formy na myš s bránou umiestnenou na kozmetickom povrchu môžete často vidieť túto svätožiaru na každej časti - o niečo tmavší alebo modrý kruh okolo svedka brány. Opravou je umiestnenie brány: umiestnite brány na skryté vnútorné povrchy, použite podmorské brány, ktoré zmiznú v časti, alebo prejdite na viac{2}}bodové brány, ktoré rozdeľujú tok.

Dôležitá je aj veľkosť brány. Príliš malé a šmykové zahrievanie stúpa. Príliš veľké a chladenie brány sa stáva prekážkou cyklu.

2. Rovnomernosť teploty formy

Toto je najväčší a najviac prehliadaný faktor. Keď rôzne oblasti formy bežia pri rôznych teplotách, diel sa v rôznych zónach ochladzuje rôznymi rýchlosťami. V prípade semi{2}}kryštalických plastov, ako je POM alebo PP, toto nerovnomerné chladenie spôsobuje nerovnomernú kryštalizáciu - a nerovnomerná kryštalinita sa prejavuje ako viditeľné farebné variácie.

Priemyselný výskum naznačuje, že teplotné rozdiely formy len 5 stupňov Celzia v dutine môžu spôsobiť viditeľné farebné variácie v citlivých materiáloch. Dosiahnutie rovnomernej teploty formy si vyžaduje starostlivý dizajn chladiaceho kanála s CFD analýzou, dostatočný prietok vody (zvyčajne 4 až 8 galónov za minútu na okruh) a primeranú kapacitu regulátora teploty.

3. Usporiadanie chladiaceho kanála

Skutočné rozloženie chladiacich kanálov úzko súvisí s rovnomernosťou teploty a určuje, či sa teplo odoberá rovnomerne cez diel. Kanály príliš vzdialené od povrchu dutiny sa ochladzujú pomaly. Kanály príliš blízko vytvárajú studené miesta. Kanály zle vyvážené spôsobujú, že sa niektoré oblasti prehrievajú, zatiaľ čo iné sa príliš-ochladzujú.

APlastové poháre PS vstrekovacia formaso zle navrhnutými chladiacimi kanálmi zvyčajne zobrazuje viditeľné farebné prstence okolo steny pohára - presne tam, kde sa menia rýchlosti chladenia. Oprava si vyžaduje konformné chladenie, vyvážené usporiadanie kanálov alebo v niektorých prípadoch pridanie ďalších kanálov cez jadrá.

4. Povrchová úprava dutín

Povrchová úprava ovplyvňuje, ako sa svetlo odráža od lisovaného dielu, čo priamo ovplyvňuje vnímanú farbu. Lesklý lesk SPI A-1 vyzerá o niečo tmavšie (sýtejšie) ako matná textúra VDI 24 rovnakého materiálu. Miešajte povrchové úpravy na povrchy dutín a získate viditeľné farebné variácie, ktoré nemajú nič spoločné so skutočným pigmentom.

Pre viac{0}}dutinové nástroje to znamená, že každá dutina musí mať rovnakú povrchovú úpravu v rámci prísnych tolerancií.

5. Doba pobytu materiálu

Čím dlhšie plast sedí vo vyhrievanom hlavni alebo bežeckom systéme, tým viac sa tepelne degraduje. Pigmenty citlivé na teplo-sa najskôr degradujú a časom sa menia farby. V systéme horúcich kanálov s príliš-dlhou dobou zotrvania môžete vytvárať viditeľne odlišné farby od prvej dutiny po poslednú.

Správne navrhnuté systémy horúcich kanálov pre farebne-kritické aplikácie minimalizujú čas zotrvania prostredníctvom vyvážených dráh prietoku a regulácie teploty optimalizovanej pre konkrétny materiál.

6. Rovnováha sprue a bežca

Vo viac{0}}dutinových formách by každá dutina mala dostať rovnaký plastický tok. Keď sú bežce nevyvážené, niektoré dutiny sa plnia rýchlejšie ako iné, s rôznymi efektívnymi teplotami a tlakmi taveniny. Výsledok: viditeľné farebné rozdiely medzi dutinami na tom, čo by mali byť identické časti.

To je dôvod, prečo seriózny výrobca vstrekovacích foriem používa simuláciu CAE na overenie rovnováhy toku pred výrobou nástrojov, potom fyzické krátke{0}}testy počas skúšky T1, aby sa potvrdilo, že skutočné vyváženie zodpovedá predpokladanému vyváženiu.

Rôzne polyméry majú dramaticky rozdielnu farebnú citlivosť. Tu je praktický odkaz.

Niekoľko praktických postrehov. ABS je farebným ťahúňom vstrekovania, pretože akceptuje širokú škálu pigmentov a vytvára konzistentné farby s primeranou kontrolou procesu. Preto toľkoVstrekovacia forma na myšprojekty fungujúce na ABS - kozmetická predvídateľnosť je zabudovaná do materiálu.

Jasné PS je náročnejšie. Akákoľvek farebná variácia v priehľadných alebo priesvitných produktoch je dramaticky viditeľná, pretože neexistuje žiadna nepriehľadná vrstva, ktorá by zakryla problémy s disperziou pigmentu. POM má obmedzenú farebnú flexibilitu, pretože jeho semi{2}}kryštalická štruktúra interferuje so svetlom inak ako amorfné polyméry. VäčšinaVstrekovacia forma motoraprojekty používajú čiernu, prirodzenú bielu alebo obmedzené plné farby - a farba aj tak nie je zvyčajne kozmetickou prioritou funkčných zariadení.

Povedať „farby sa nezhodujú“ nestačí na serióznu výrobu. Priemysel používa farebný priestor CIE Lab a metriku ΔE (Delta E) na objektívnu kvantifikáciu farebných rozdielov.

ΔE je vypočítané číslo predstavujúce vnímaný rozdiel medzi dvoma farbami v trojrozmernom farebnom priestore, pričom sa zohľadňuje svetlosť, červená-zelená os a modrá-žltá os.

Pre kozmetické spotrebné výrobky je typická špecifikácia AE menšia ako 1,0. To si vyžaduje dobré zloženie farieb a dobrý dizajn formy. Pre priemyselné funkčné časti, kde farba nie je kritická, je často prijateľné ΔE až 3,5.

Spektrofotometer objektívne meria farbu - ručné jednotky stoja 3 000 až 12 000 USD a sú štandardným vybavením v akejkoľvek továrni na-vstrekovacie formy so zameraním na kvalitu.

Odvetvie kozmetických plastov sa za posledných päť rokov podstatne zmenilo vďaka inteligentnej technológii správy farieb.

Systémy na porovnávanie farieb-poháňané umelou inteligenciou automaticky porovnávajú prichádzajúci materiál s historickými databázami farieb a označujú šaržu-k{2}}variácii šarží predtým, ako sa dostanú do výroby. Moderné systémy dosahujú presnosť zhody farieb v rámci ΔE 0.5 - lepšie ako skúsené ľudské oči.

Gravimetrické dávkovacie dávkovacie systémy presne dávkujú pigment do prúdu taveniny vo formovacom stroji, čím dosahujú presnosť plus alebo mínus 0,2 percenta oproti 1 až 3 percentám typickým pre objemové systémy. Zlepšená konzistencia sa priamo premieta do užšej tolerancie farieb na hotových dieloch.

In{0}}linkové spektrofotometre integrované do formovacích strojov automaticky merajú farbu každej časti a v reálnom čase odhaľujú -z-špecifikovaných jednotiek. Priemyselné údaje ukazujú, že tieto systémy znižujú farebné variácie o 40 až 65 percent v porovnaní s manuálnou kontrolou.

Meranie farby a akceptovanie v priemyselných plastoch upravuje niekoľko noriem:

ASTM D2244 pokrýva metodiku merania farieb a výpočet ΔE

ISO 7724 špecifikuje toleranciu farieb pre priemyselné produkty

ASTM E1331 podrobne popisuje metódy merania farieb spektrofotometrom

SPE Color and Appearance Division publikuje osvedčené postupy v odvetví

DIN 6175 upravuje požiadavky na toleranciu farieb v automobiloch

Renomovaný veľkoobchodný dodávateľ vstrekovacích foriem by mal zdokumentovať schopnosť merania farieb a poskytnúť správy ΔE ako súčasť štandardnej dodávky pre kozmetické aplikácie.

Tu je scenár, ktorý často vidíme. Značka spotrebnej elektroniky osloví náš tím po opakovaných problémoch s odmietnutím farieb u ich existujúceho dodávateľa. Miera odmietnutia v teréne dosiahla 7 percent - približne 1 zo 14 jednotiek, ktoré nespĺňajú špecifikáciu značky ΔE 1.0.

Po kompletnom preskúmaníVstrekovacia forma na myša procesom, náš technický tím identifikuje päť problémov súvisiacich s plesňami-:

Brána umiestnená na kozmetickom vrchnom povrchu vytvára viditeľnú farebnú halo

Chladiace kanály sú nerovnomerne rozmiestnené, s 8-stupňovým kolísaním teploty v dutinách

Tri z ôsmich dutín pri leštení SPI A-3, päť dutín pri leštení A-2 (nekonzistentné)

Nadmerný čas zotrvania horúceho kanála v dvoch dutinách

Žiadny gravimetrický systém dávkovania hlavnej dávky - volumetrický systém s odchýlkou ​​±2 percent

Balík riešení: premiestnenie brány na skrytý vnútorný povrch, opätovné vyváženie chladiaceho kanála s optimalizáciou CFD, rovnomerné leštenie SPI A-2 vo všetkých dutinách, nastavenie vyváženia horúcich vtokov a inštalácia gravimetrického dávkovacieho systému.

Výsledky po-úprave: ΔE klesla z 1,8 na 0,4 naprieč ôsmimi-výstupmi dutín. Miera odmietnutia v teréne klesla zo 7 percent na 0,3 percenta. Celkové úspory za 18 mesiacov výroby: približne 120 000 USD v eliminovanom šrote plus obnovená dôvera značky.

V prípade projektov, ktoré získavajú podporu výrobcu vstrekovacej formy Mouse Shell s vážnymi požiadavkami na farbu, sa tento druh počiatočnej investície do inžinierstva vráti v prvom štvrťroku plnej produkcie.

Odmietnutie farieb stojí plastikársky priemysel približne 2,3 miliardy dolárov ročne

Dizajn formy kontroluje 30-45% celkového potenciálu farebných variácií

Šesť faktorov dizajnu formy je dôležitých: umiestnenie brány, rovnomernosť teploty formy, usporiadanie chladiaceho kanála, povrchová úprava, čas zotrvania, vyváženie bežca

ΔE menej ako 1,0 je štandardný cieľ pre kozmetické spotrebné výrobky

Materiálové záležitosti: ABS je veľmi zhovievavé, jasný PS vyžaduje najprísnejšiu kontrolu, POM má obmedzenú farebnú flexibilitu

Moderné inteligentné ovládanie farieb znižuje odchýlky o 40 – 65 % v porovnaní s manuálnymi systémami

Rôzne produkty vyžadujú rôznu pozornosť: vstrekovacia forma na myš (kozmetické kritické), vstrekovacia forma na plastové poháriky PS (citlivá na transparentnosť),Vstrekovacia forma motora(funkčné, menej farebne-kritické)

Odmietanie farby je jednou z najdrahších kozmetických chýb pri vstrekovaní - a jednou z najdrahších, ktorým sa dá predísť. Rozhodnutia o-konštrukcii formy urobené pred rezaním ocele do značnej miery určujú, nakoľko prísna môže byť kontrola farieb vo výrobe.

Či už je vaším projektom kozmetická-kritická spotrebná elektronika, ako je napríklad vstrekovacia forma na myš na uvedenie vlajkového produktu na trh, priehľadné balenie

Kontaktujte teraz