Poprawa połysku powierzchni u produktów objętych procesem termoinformowania: przewodnik procesowy i ustawowy do kalibracji form


Jasność powierzchni jest jedną z pierwszych cech, na które zwraca uwagę kupujący przy blaszanym butelce, pojemniku typu jerry cana czy kosmetycznym pojemniku, a jest także jedną z najbardziej wrażliwych na małe zmiany w składzie tworzyw, stanie narządu i ustawienia maszyny. Pojemnik, który wydaje się matowy, pochłaniany lub nierównomierny w połysku, wydaje się towarzyszyć niskiej jakości, aczkolwiek jego grubość i moc mogą być jak najbardziej akceptowalne. Dla producentów prowadzących linie blaszania z obniżaniem, jasność powierzchni stanowi zarówno element wyróżniający produkt na rynku, jak i sygnał sterujący procesem. Ten przewodnik tłumaczy, jak precyzuje się jasność i jaką ją mierzy, dlaczego powstaje na blaszanym podłożu w danej formie, oraz jak ją podnieść i usystematyzować poprzez wybór materiału, inżynierię powierzchni form, projektowanie chłodzenia oraz szczegółowe regulowanie procesu. Jest on skierowany do inżynierów procesujących, specjalistów od narzędzi i menedżerów jakości, którzy prowadzą urządzenia do obniżanego blaszania takich jak ABLB, ABLD oraz serię wyłącznie elektrycznych, które produkuje firma Apollo, zupełnie nowatorska fabryka Wanplas o ponad dwudziestuletnim doświadczeniu w produkcji maszyn do wymodelowania głowic. Polecania zawarte w przewodniku mają powszechne zastosowanie w całej branży, także w przypadku sprzętu od innych dostawców, takich jak Kautex, Bekum, Milacron, Uniloy, Graham Engineering i Magic, gdyż główna fizyka formowania się jasności jest ta sama.

Głódź to nie jest jedna wartość, której materiał ma bądź nie ma. To stosunek światła odbijanego specularnie do padającego światła przy stawionej geometrii, a także zależy od mikrotopografii powierzchni i optycznego zachowania skóry polimerowej. To oznacza, że problem niestabilnej błysku może wywoływać różne czynniki, takie jak bazy epoksydowe, forma, układ chłodzenia lub sposób formowania i wypełnienia bezkwasowym parisonem. Tylko sporządzenie planu w każdym etapie pozwala na rozwiązanie problemu w stosowny sposób: należy wybrać zestaw baz i dodatków, który wspiera docieplenie wymaganego blasku, dbać o czystość formy, kontrolować proces chłodzenia, aby skóra zamrożona była z niską krystalizacją i pełnym poddźwiękiem, a także dostosowywać parametry procesu, w związku z czym materiał wysycha sypki i z jak najmniejszą deformacją. Przeczytaj poniższe sekcje, które zaprezentują poszczególne komponenty, wraz z konkretnymi wartościami oraz macierzą rozpatrywania błędu, którą produkujące firmy mogą zawsze mieć pod ręką.

Co to jest połysk powierzchni i jak jest mierzone

Próżność powierzchni to cecha wizualna, która sprawia, że powierzchnia wygląda błyszczyczo lub matowo; w plastikach jest wyrażana ilością światła padającego odbiwanego w kierunku lustra w stosunku do standardowego szablonu referencyjnego w postaci czarnego szkła. Mierzenie ten jest zależne od geometrii, dlatego każda odczyt próżności musi zawierać informację o kącie pomiaru. Dominujące standardy dla plastików to: ASTM D2457 i ISO 2813, które definiują geometrię aparatu, procedurę kalibracji i raportowanie w jednostkach próżności. Jednostka próżności jest proporcją nieznacząca między odblaskiem próbki i odblaskiem kalibrowanego szablonu referencyjnego, wyrażoną na skali, gdzie czarny, polerowany szkło w kącie referencyjnym jawi się jako 100 jednostek próżności.

Trzy najczęściej stosowane geometrie pomiarowe to 20 stopni, 60 stopni i 85 stopni. Geometria 60 stopni jest ustawiana domyślnie i używana do najszerszego zakresu powierzchni. Gdy wartość 60 stopni przekracza około 70 jednostek połysku, powierzchnia uważa się za wysoki połysk, a do pomiaru trzeba użyć geometrii 20 stopni, ponieważ rozszerza ona rozdzielczość na końcu węższego zakresu i rozróżnia między bardzo lśniącymi powierzchniami, które wyglądają identycznie w 60 stopniach. Natomiast gdy wartość 60 stopni spada poniżej około 10 jednostek połysku, powierzchnię uważa się za matową i do pomiaru należy użyć geometrii 85 stopni, ponieważ zapewnia ona lepszą czułość w zakresie niskim. Użycie nieprawidłowej geometrii przesuwa pomiar w skompresowany lub nie-linearno odzwierciedlający zakres odpowiedzi i generuje wartości, które nie odzwierciedlają percepcji wizualnej.

Połysk opisuje odbijanie zwierciadło, ale to jest tylko jeden os zewnętrznego wyglądu. Słoń 15 mesurowana zgodnie z ASTM D1003, obraca frakcję światła podawanego lub odbijanego, która jest rozprasza w pobliżu kierunku odbijającego, co daje mleczny lub puszkowy wygląd nawet wtedy, gdy stopień połysku jest wysoki. Butelka może mieć 80 jednostek stopnia połysku pod kątem 60 stopni, ale nadal wygląda puszkowo z powodu mikrojedności powierzchni lub wewnętrznego rozpraszania światła z wypełniaczy. Wyraźność obrazu, zwykle skrócona jako DOI, opisuje, w jaki sposób odbijający się obiekt wygląda; DU. wysoki oznacza, że odbicia są ostre, podczas gdy DU. niski oznacza, że są rozmyte przez mikroskopijne wstrząsanie. W przypadku odbijanych części DU silnie zależy od replikacji powierzchni formy i obecności luźnego pokrycia lub śladów prania.

Równomyślność powierzchni, określona jako Ra zgodnie z normą ISO 4287, jest najbardziej bezpośrednim fizycznym powiązaniem połysku na wyciskanej części. Jako praktyczne zasadnicze przeświadczenie, skóra o Ra poniżej 0,1 mikrometra odpowiada powierzchni o wysokim połysku, skóra o Ra w zakresie 0,4-0,8 mikrometra wygląda matowo, a skóra o Ra powyżej 1,6 mikrometra jest wyraźnie matowa. To nie stanowią one twardych granic, ponieważ wagę mają również odporność optyczna i krystaliczność polimeru, ale dają zespołom zajmującym się narzędziami i procesem możliwość mierzenia skuteczności. W procesie eksploatacyjnego wyciskania i odparowywania partia waży się skórkę, a prawie zawsze nie uzyskuje się poprawy jej podobieństwa dzięki samemu polimerowi. Odpowiada za to jak dokładnie metal odtwarzał powierzchnię formy oraz jak skałuje się skóra podczas охładzania.

Wybor i klasyfikacja strukturów geometrycznych

Geometry Typowy zakres odczytywania Surface Class Standardowe odniesienie
20 stopni powyżej 70 jednostek połysku (wymiar wysokiej klasy) Wysoki połysk, stosowany do oddzielania bardzo błyszczących powierzchni Standard Standard ASTM D2457, ISO 2813
60 stopni 10 do 70 jednostek połysku Standardowe ustawienia dla ogólnych powierzchni. Standard Standard ASTM D2457, ISO 2813
85 stopni below 10 gloss units (low end) Matta, używana do powierzchni o niskim połysku Standard Standard ASTM D2457, ISO 2813
Haze odsetek rozpraszający w pobliżu powierzchni odbitej Zewnętrzny wygląd niezależny od połysku ASTM D1003
Gruboziłość Ra poniżej 0,1/0,4 do 0,8/przy 1,6 mikrometrach Wysoki połysk / półmatowy / matowy ISO 4287
Ważyć połysk przy tej samej geometrii, na tym samym miejscu części, za pomocą kalibrowanego instrumentu. Czynność nie jest możliwa w przypadku liczby bez jej kierunku i położenia.

Mechanizm tworzenia połysku w procesie formowania obrotowym

Łupiek na formowanych partiach powstaje w chwili, gdy roztwór zamarza do ściany formy, a jego poziom zależy od tego, w jaki sposób skóra polimeru kopiuje powierzchnię formy. Ta zdolność kopiowania nazywana jest wiernością replikacji. Jeżeli roztwór doskonale kontaktuje się z komorą, wypełnia każde mikroudognieżenie i zamarza, zanim może zregenerować, powierzchnia części staje się blisko dokładnym negatywnym odpowiednikiem twarzy formy i dziedziczy jej połysk. Jeżeli roztwór dochodzi zimny, ląduje pod niskim ciśnieniem, przytrzymuje powietrze lub wyciąga się podczas skurczenia, powierzchnia jest wyginana, rozsypane lub nawiasana, a połysk spada. Wierność replikacji jest zatem zmienną kluczową, a niemal każda regulacja w tym przewodniku ją podnosi lub chroni.

Tempeminutka kryzytalu powierzchni sprawia, że jest mniej wiekra, a kryzytalność ustala połysk dla półkryzytalnych plastików, takich jak HDPE, PP i PETG. Gdy skóra schładza się powoli, łańcze polimerowe mają czas, aby zorganizować się w sferektyle i inne superstruktury kryzytalne, których granice rozpraszają światło. Gdy skóra jest pochłodzona, wzrost kryształów jest opóźniony, warstwa powierzchni pozostaje bardziej amorphouszna, a odbijanie światła staje się bardziej specyficzne. Dlatego butelki z HDPE często zyskują połysk, gdy forma schłodzi się: szybkie schładzanie na stronie komory obniża kryzytalność powierzchni i część prezentuje się bardziej połyskowo. Efekt jest najsilniejszy dla materiałów o dużym oknie kryzytalizacji i jest mniej wyraźny w przypadku polimerów amorficznych, takich jak PC i PVC, gdzie połysk jest kontrolowany głównie przez ciągłość powierzchni, a nie kryzytalnością.

Temperatura topnienia i wizkość regulują, w jakim stopniu polimer może się rozprątać w wnętrzu najdrobniejszych szczegółów formy. Większa temperatura i mniejsza wizkość topnienia sprawiają, że cała wewnętrzna powierzchnia formy jest lepiej nawilżona i reprodukuje szlachetne wykończenie. Zwiększenie temperatury topnienia zazwyczaj poprawia połysk, ale za cenę mniejszej wytrzymałości pariyona, większego namacha, dłuższego cyklu, a także mogą wystąpić procesy degradacji, jeśli temperatura jest zbyt wysoka. Musi zachodzić równowaga: temperatura musi wystarczyć, aby uzyskać nałożenie na wykończoną powierzchnię, ale nie w żadnej sytuacji nie może powodować przesadniego rozsychania parionu ani destrukcji żywicy. Wizkość zależy również od masy molekularnej, dlatego zużyte plastiki o wysokiej masie molekularnej mogą być trudniejsze do wysadzania niż te o niższej masie molekularnej z tej samej rodziny.

Energia powierzchni formy i pozostałości środków rozpuszczalnikowych mają wpływ na to, czy roztwór się rozprasza czy tworzy kulki. Piśmienna, średnio wysoka powierzchnia formy pozwala plastikowi na namoczenie i odzwierciedlenie wykończenia; powierzchnia pokryta ciężkim filmem środka rozpuszczalniczego, rozłożyski lub degradowanego polimru traci tę możliwość i tworzy matową lub granulowaną skórę. Dlatego praktyka stosowania środków rozpuszczalnikowych ma znaczenie dla połysku: zbyt mało i element przykleja się lub jest napięty, a zbyt dużo i powierzchnia jest przegotowana filmem przeniesionym. Roztwór lub silikon prewencyjny przywoływany z drukowania i dekorowania w dalszej części linii może również zmatowić element, który był połyskliwy w formie.

Ostatnio, wady powierzchni, takie jak napięcia mikro, skóra szpiegu i pęknięcia topniejące, uniemożliwiają połysk, zastępując gładką, odbijającą się skórę skórą wiotrą. Skóra szpiegu to odchylenie powierzchni, które występuje, gdy roztopienie wychodzi z wanienia przy krytycznym napięciu, tworząc nierówność, która powtarza się w parizonie, a następnie w butelce. Pęknięcie topnień to bardziej poważna nierównowaga przepływu, która tworzy gwałtowne wgłębie. Oba są problemami przepływu w wanieniu, a nie problemami formy, i muszą być rozwiązywane poprzez regulację temperatury, prędkości tarcia i geometrii wanienia, a nie polerowaniem jamy. Zrozumienie, czy utrata połysku wynika z wanienia, parizonu, formy lub układu chłodzenia, to pierwszy krok w każdym sequencji debugowania problemów.

Powody materialne kontrolujące połysk

Wybór skórnika jest fundamentem połysku, ponieważ polimer decyduje o limicie, jaką mogą osiągnąć narzędzia i proces. W ramach jednej rodziny polymerów masowa stosowana na początku naprowadza w kierunku oczekiwanej jasności, a potom uniwersalne parametry technologiczne będą dopasowane do tej wartości. W tablicy poniżej przedstawiono, jak zachowują się popularne tworzywa do formowania pod ciśnieniem i w jakich okolicznościach występują możliwe kompromisy.

wpływ tworzywa i dodatków na połysk

Materiał Również termoplasty obrabiane wyceszeniem (termoformowane) Charakterystyka połysku Kluczowy kompromis
HDPE (klasa butelki) MFI 0,2 do 0,8 typowe dla butelek Wysoka masa molekularna daje mniejsze połysku, ale większą odporność; podwyższenie MFI z 1,0 do 2,0 poprawia połysk. Wyższy MFI zmniejsza odporność na pęknięcia spowodowane czynnikami środowiskowymi, testowany zgodnie z ASTM D1693
LDPE / LLDPE Często mieszany z HDPE Mniejsza elastyczność, co może poprawić gładkość powierzchni w mieszankach Redukuje stopień sprężystości i odporności na ciepło
PP Homopolimery vs copolymery Próżność homopolimeru jest wyższa niż próżność kopolimeru; dodaje ona 5 do 15 jednostek próżności Wykrywanie szlaku może zmniejszyć wpływ przy niskiej temperaturze
PVC wysoki połysk Wysoki połysk jest możliwy przy odpowiednim sterowaniu termicznym. Potrzebuje dokładnego sterowania temperaturą, aby uniknąć degradacji
PETG Amorphous copolyester Wysoka czystość i dobra połyskowość, łatwa do polerowania Niższa odporność na ciepło niż w przypadku PC
PC Najwyższy połysk złożonych w postaci BBM chemicznych Wyjątkowy połysk i DOI; musi być wysuszone przy 120 stopniach Celsjusza przez 4 godziny Najwyższe koszty i wymagające rygorystycznych warunków suszenia

W przypadku HDPE, okno indeksu przepływu tytoni jest kluczowym czynnikiem. Wzory butelek w zakresie od 0,2 do 0,8 MFI zapewniają siłę i odporność na pęknięcia pod wpływem czynników zewnętrznych, które żądane są w opakowaniach chemicznych i środków do prania, ale ich wyższa masowość tytoni zwiększa cieczności i obniża łatwość wężeniania. Przejście do MFI w zakresie od 1,0 do 2,0 obniża gęstość, poprawia nasycenie powierzchni i zwiększa połysk, ale zmniejsza odporność na pęknięcia pod wpływem czynników zewnętrznych, dlatego taka zmiana musi zostać potwierdzona w stosunku do wymogu kompatybilności produktów wypełnianych zgodnie z normą ASTM D1693. W dziennej produkcji butelek chemicznych i kosmetycznych, gdzie wygląd jest najważniejszy, częściej stosuje się plastiki o wyższej MFI; w przypadku agresywnych tanaków chemicznych taki podążanie jest zazwyczaj odrzucane.

Polipropylen wspomaga nukiwanie. Homopolimery PP charakteryzują się większą połyskliwością od losowo zmieszanych kopolimerów, a dodanie środka ukierczającego może podnieść wartość 60 stopni o około 5 do 15 jednostek połysków, promując bardziej delikatną i jednolicką strukturę krystaliczną, która odbija mniej światła. Kosztem tego czasem występuje niewielka utrata odporności na uderzenia przy niskich temperaturach, dlatego poziom dodawanych składników należy dostosować, a nie maksymalizować. PVC osiąga bardzo wysoką połyskliwość, ale jest nieprzeznaczone dla wyższych temperatur; degradacja uwalnia kwas chlorowodorowy i powoduje zmianę koloru oraz matowienie powierzchni, dlatego należy przestrzegać rygorystycznych przepisów dotyczących kontroli i stabilizacji temperatury. PETG i PC to liderzy pod względem wyglądu, z PC na pierwszym miejscu, ale PC muszą być suszone przy temperaturze około 120 stopni Celsjusza przez cztery godziny przed przetwórstwem, ponieważ wilgoć powoduje rozkład i powstanie matowej, nieloskalskiej skóry.

Dodatki działają obydwie strony. Diastat tytanowy w przypadku barwy białej i wapno-kalcyn w celu obniżenia kosztów obniżają oba połysk, ponieważ cząsteczki tych składników przerwy na powierzchni, zaburzając rozpraszanie światła. Mniejsze rozmiary i mniejsza ilość dodatek zmniejszają połysk. Agenci rozprowadzające i antyblokujące są przeznaczone do przenoszenia się na powierzchnię, i gdy zbyt szybko oblałają, tworzą cienką warstwę, która wygląda jak matowa lub niejasna. Wyjście spoza obiecuje jest wybranie klasy o minimalnym wydatku na dodatek, a także kontrolowanie okolica chłodzenia i przechowywania, tak aby proces oblałania był kontrolowany. Dlatego wybór masterbatu jest równie istotny, jak oprawa bazowa w przypadku ostatecznego efektu połysku.

Obróbka powierzchni form i porównanie materiałów

Forma jest fizycznym środkiem definiującym powierzchnię elementu, dlatego ważne są jego wykończenie, pomalowanie i materiał bazowy. Wykończenie powierzchni określa się konwencjonalnie na skalie wykończenia formy SPI/SPE, która przebiega od smiertelniej polerowanej do tekstur tekstur. Klasa A-1 to wykończenie "diamond polished" o gęstości około 0,012 mikrometra Ra i daje najwyższy połysk. Klasy A-2 i A-3 są coraz dobrze wypolerowane, B-1 wskazuje od 0,05 do 0,1 mikrometru Ra, a klasy C i D to matowe wykończenia zaburzone lub teksturowane, stosowane wtedy, gdy chcemy powierzchnię niestylową lub chwytliwą. W przypadku butelki o połysku, przestrzeń powinna być wykończona na poziomie A-1 lub A-2 i utrzymać ją na tym poziomie.

Olejki przedłużają żywotność polerowanych powierzchni i wzmagają ich połysk. Twardy chromat ocieka warstwę o grubości 0,02–0,05 mm i twardości 800–1000 na skali Vickers, zapewniając wytrzymałość i łatwe wyporządkowanie, jednocześnie utrzymując powierzchnię z odblaskiem. Chromowanie bez elektrolitów niklowo-fosforanowe zapewnia jednolity pokrycie skomplikowanych kształtów i dobrą odporność na korozję. Olejki oparte na tym, że w tle produkuje się skalone ciepło, zapewniają bardzo twarde, cienkie, napięte powierzchnię dla wymagających lub drobiazgowych składników. W celu zagranicznej faktury materiał polerowy zgodny z normą VDI 3400 występuje w odmianach w przedziałach 12–45 gradi, zapewniając rodziny efektów matu lub satyny z kontrolowanym połyskiem.

Mold Wykończenie powierzchni and Coating Comparison

Wykończenie / Powłoka Ok. 2 × 10–6 m Efekt połysku Relative Cost
Polish diamantowy SPI A-1 0,012 mikrometra Najwyższy połysk, najlepsza reprodukcja High
SPI A-2 polski finniejszy niż A-3 Wysoki połysk Medium
Wykończenie poziomu SPI A-3 ładny polski High gloss Medium
Kamień SPI B-1 0,05 do 0,1 mikro­metra półmatowy do satynowego Niski
Kamień SPI C-1 gładka skała Niska połysk Niski
SPI D-1 do D-3 blasting matowy blaszek Matowy, zaplanowany wzór Niski
Hard chrome plate 0,02 do 0,05 mm grubości warstwy, temperatura 800–1000 °C Preserves polish, improves release Medium
Produkcja bez elektrolizy Ni-P Jednoznacznie cienka warstwa dobry połysk, odporność na korozję Medium
Powłoka PVD bardzo delikatna, twarda warstwa Wysoki połysk, duża odporność na zużycie High
VDI 3400 grawerowanie 12 do 45 teksturowany Pod kontrolą – od matowego do satynowego Medium

Materiał bazowy formy wpływa na połysk pośrednio dzięki przewodności termicznej, ponieważ jednolity i szybki odprowadzanie ciepła to to, co zamraża czystą skórę. Aluminium 7075 przewodzi ciepło o około 130 do 150 watów na metr kelvin, stali P20 jest wolniej i miedź berylowa jest w środku około 105 do 130 watów na metr kelvin i często stosowana jest w wypełnieniu, gdzie lokalne schładzanie jest kluczowe. Forma, która szybko i równomiernie odprowadza ciepło, pozwala skórze szybko zamarzyć się, zanim będzie mogła się rozluźnić lub kryzytalizować grubo, zachowując wyższą połyskowość i lepszą odporność na reprodukowanie. Wybór jest również ekonomiczny: aluminium jest szybsze do obróbki i lżejsze, stal jest bardziej trwała, a miedź berylowa jest bardzo kosztowna, ale doskonała tam, gdzie występują ograniczenia termiczne.

Porównanie właściwości termicznych materiałów bazowych form przyspieszających (Mold Base Materials Thermal Comparison)

Materiał Thermal Conductivity (W/m·K) Korzyść związana z połyskiem Relative Cost
Aluminium 7075 130 do 150 Szybkie, równomierne chłodzenie; szybkie wycofanie poprawia połysk Medium
Stal P20 mniejszy niż aluminium trwały, doskonale wyławia, wolniejszy odprowadzanie ciepła Medium
miedź berylowa 105 do 130 Bardzo dobre chłodzenie w wypełnieniu Premium

Fabryka Wanplas, czyli Apollo, dostarcza maszyn do elastycznego formowania/zamykania, jak seria ABLB (pojemności 200 ml – 20 l) i seria ABLD (20 l – 1500 l), oraz pełniowo-elektryczną serię do produkcji odpowiedzialnej z perspektywy ekologii. Urządzenia te obrabiają PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU i PETG, dlatego wyżej opisywane decyzje dotyczące wykończenia formy i materiałów bezpośrednio dotyczą kątów wyrobionych w nich. Taki sam układ logiczny działa, niezależnie od tego, czy narzędzie jest zainstalowane na linii Apollo, czy na maszynach od konkurencji, takich jak Bekum, Kautex czy Milacron.

Sprzęt chłodzący Optimization for Higher Gloss

Chłodzenie to jest, gdzie połysk jest fizycznie zamknięty. Celem jest usunięcie ciepła z powierzchni komory szybko i równomiernie, tak aby skóra zamarzyła się gładko i amorfnie. Dominujące parametry projektowe to średnica linie wody, odległość od powierzchni komory, odstępy między liniami, temperatura wody, strefa przepływu i jednowymiarowość temperatury. Dobre wykonanie tych rzeczy jest równie ważne jak wykończenie stali.

Linie wodne mają zwykle średnicę od 8 do 14 milimetrów. Powinny znajdować się na odległości 12 do 20 milimetrów od powierzchni rodzaju; za dalekie i chłodzenie jest wolne i nierównomierne, za bliskie i forma pogarsza lub nierównomierne linie śladowe. Rozmiar pomiędzy liniami najlepiej utrzymuje się w zakresie 2,5 do 3,5 razy od średnicy linii, aby chłodzone pasma przylegały do jednolitego pola temperatury zamiast pozostawiać ciepłe pasma, które stają się pasma z połyskiem. Temperatura wody powinna być dopasowana do tworzywa: w przypadku HDPE temperatura 10 do 15 stopni Celsjusza wspiera stężenie, które zwiększa połysk, podczas gdy PP preferuje 15 do 25 stopni Celsjusza, aby unikać nadmiernego przyspieszonego zamarzania, które może ulec wytrzymałości części. Ogólna łączność z wodą do chłodzenia zwykle wynosi od 8 do 20 stopni Celsjusza, w zależności od produktu.

Tłumał powinien być turbulentny, przy liczbie Reynoldsowej powyżej 10000, ponieważ tłumał turbulentny przenosi ciepło znacznie bardziej efektywnie niż tłumał lamelarny. To osiągnięto odpowiednim ciśnieniem i projektem linii, a nie tylko niską temperaturą. Cisza strumienia musi być wystarczająca, aby uniknąć znaczącego podgrzewania wody w okolicy obudowy. Jednolitność temperatury na całej powierzchni formy powinna wynosić około 3 stopnie Celsjusza; ciepłsza część chłodzi skórę wolniej, powoduje większe kryształy i widoczne jest jako matowy plam. Jednolitność jest uzależniona od równowagi załadunku wielu obwodów i umożliwienia linii podobnej długości i ograniczeń.

Subtelny, ale ważny ryzyko to kondensacja. Kiedy forma jest poniżej punktu rosy otoczenia, wilgoć kondensuje się na metalu i przenosi się na parison w postaci plam wody lub zuru, co permanentnie obniża połysk i czasami pozostawia białe plamy. Jako praktyczne zasada, kiedy wilgotność w pracowni przekracza 70 procent, temperatura formy nie powinna być ustawiona poniżej około 12 stopni Celsjusza, a punkt rosy należy zarządzać usuwając wilgoć lub temperując powietrze zapięcia. Posunięcie formy na chłodniejsze temperatury w celu uzyskania lepszego połysku bez kontrolowania wilgotności często prowadzi do ujawnienia defektów spowodowanych mrozem.

Rekomendacje dotyczące parametrów chłodzenia

Parametr Polecana granica Efekt połysku
Przeznaczoność linii wody 8 do 14 mm ustala osiągalny przepływ i turbulencję
Odległość od wnętrza komory 12 to 20 mm Kontroluje prędkość i jednolitość chłodzenia
Line spacing 2,5 do 3,5 razy od średnicy Zapobiega wyparowaniu się ciepłych pasm, które wpadają na połysk obudowy
temperatura formy dla HDPE 10 do 15 stopni Celsjusza Omgłuszenie obniża kryštalizację powierzchni, podnosi połysk
temperatura formy PP 15 do 25 stopnie Celsjusza zachowuje równowagę między połyskiem a napięciem i skręceniem
Wielkość Reynoldsa above 10000 Strumień turbulencji skutecznie usuwa ciepło
Temperature uniformity w zakresie od 3 stopni Celsjusza Uniemożliwia lokalne matowe plamy
ograniczenie punktu rosy Niższa niż 12 stopni ​​Celsjusza przy wilgotności powyżej 70 procent Unikamy zamarzania kondensacyjnego
Chłodny formy plus wilgotny powietrz gwarantuje mróz, nie połysk. Zajmij się punktem wilgoci, zanim obniżysz stopień temperatury.

Matryca ustawień parametrów procesu

W przypadku odpowiednich żywności i formy ustawienia maszyny dostosowują wykończenie. Każdy parametr wpływa na połysk w danym kierunku, ale niesie ze sobą także niepożądane skutki, dlatego dopasowywanie jest przede wszystkim badaniem, a nie poszukiwaniem maksymalnej wartości tej jednej zmiennej. Poniższy tabelariusz uzupełnia zależności między najczęściej stosowanymi regulacjami w technologii sztuki formowania i efektem, jaki one mają na połysk, oraz ich skutkami.

parametr dla matryce dostosowywania połysku

Parametr Niebo lewe Efekt połysku Side Effect / Limit
Temperatura topienia zwiększenie (HDPE 190 do 210 stopni Celsjusza) zwiększenie połysku za sprawą niższej wizkozmożności i lepszego nasycenia czas cyklu, podniesienie, ryzyko degradacji
temperatura głowy i narzędzia formującego Zwiększenie temperatury o 5 do 15 stopni Celsjusza powierzchnia parafina jest gładsza, mniej linii przepływu większa zadęcia, konieczne są szersze kontrole
prędkość grzania zwiększony Lepsze rozdarcie ciepła może poprawić homogenezność too high causes melt fracture
Ciśnienie wydmuchu zwiększenie (0,4 do 0,8 MPa; HDPE 0,6 do 1,0 MPa) replication fidelity up, sharper surface wyższa wymagania ciśnienia powietrza, możliwa pęcherzykowa emisja tlenku
Zakażenie opóźnienie czasu skrócenie czasu produkcji Informacje o temparaturze kontaktu, poprawa połysku mniejsze ocieplenie różnicy termicznej, ryzyko uginania
Odpowietrzanie niewystarczające spowodowane zostawieniem gazu lokalne matowe nierówności, w których powietrze jest zaciągnięte głębokość wgniotu wentylacyjnego 0,02 do 0,05 mm
Parison programming 20 do 100 punktów kontrolnych uniform wall gives uniform gloss więcej czasu na przygotowanie, profil musi być stabilny

Temperatura wypalania to pierwszy czynnik. Wzrost temperatury HDPE z około 190 do 210 stopni Celsjusza obniża wizkość, pozwala parysonowi nasączyć formę, a także wzmacnia blask, ale również wydłuża cykle i zwiększa się ugięcie, co może rzucać cień na grubość ściany na dole. Podwyższenie temperatur rur chłodzenia i formy o 5 do 15 stopni Celsjusza przyćmiewa skórę parysona jeszcze przed wtryskiem powietrza, co zmniejsza drobne linie, które później wyrażają się jako niski blask. Prędkość skrętu dodaje energię tarcie i może poprawić homogeniczność plastyfikatu, jednak poza pewnym punktem wywołuje pęknięcia podczas wypalania, więc ograniczeniem jest stabilność powierzchni, a nie tylko temperatura.

Ciśnienie oddawania to kontrola bezpośredniego modelowania. Przechodzenie od 0,4 do 0,8 megapascalów i operowanie HDPE w jego zwykłym strefie 0,6–1,0 megapascalów zmusza roztop do zanurzania się w każdy szczegół wnętrza i podnosi wiarygodność. Skrócenie opóźnienia oddawania oznacza, że ciasto jest jeszcze ciepłe i miękkie, gdy dochodzi do kontaktu z formą, dzięki czemu lepiej dopasowuje się do niej, a połysk zwiększa się; w zamian występuje mniej ciasto i większa opadałość. Usunięcie powietrza często jest pomijane: zatrzymane powietrze między ciasteczkiem a wnętrzem tworzy lokalne ciemne wypustki, a rozwiązaniem jest utrzymanie kanałów do usunięcia powietrza na głębokość od 0,02 do 0,05 milimetra, aby powietrze mogło uniknąć. Na koniec, programowanie ciasteczka za pomocą 20–100 punktów grubości zachowuje równowagę w dystrybucji ścian; gdy jedna z regionów jest zbyt cienka, kontaktuje ona się wcześniej i tworzy inny połysk niż tuż po kontakcie regionu gęstszej, dlatego programowanie jest niezbędne dla jednolitego połysku wokół butelki.

Defect, Root Cause, and przeciwdziałanie Matrix

Problem z połyskiem objawia się jako widoczne uszkodzenia. Najszybszy sposób ich rozwiązania w karoserii to strukturalna mapa od objawu do przyczyny do działania. Przykład poniżej obejmuje czternastkę najczęstszych wad wyglądu i ustawień, które przywracają połysk. Ma on być wydrukowany i zaznaczony blisko maszyny.

Czternastu wniosków na temat przyczyny wad

Defect Podłoża problemu przeciwdziałanie
1. Zagrożenie generalne Wysoka krystaliczność powierzchni lub oblał klasa wypełniacza obniżenie temperatury formy, zmniejszenie smaku, kontrola poziomu dodatków
2. Punktowe i matowe uszkodzenia powierzchni Trapped air, poor venting oczyść i powiększ raney w punktach wyciekania do 0,02-0,05 mm
3. Znaki prędkości wysokiemiasta lub nierównomierna parison, niska temperatura głowy Zwiększenie temperatury głowy i narzędzia o 5 do 15 stopni Celsjusza
4. Skórka pomarańczy Nierównomierne wyczyszczenie, niski ciśnienie, wręczące skórę zwiększenie ciśnienia wtryskiwania, skrócenie opóźnienia, poprawa programowania
5. Skóra rekinowa Niewystarczona stabilność wyjścia formy pod obciążeniem krytycznym dostosowanie temperatury rozkładu, obniżenie rozrywu, modyfikacja terenu wtrysku
6. Napadowy odpad nadmierne rozrywanie lub pomyłkowo wzbogacona geometria wtrysku zmniejszenie prędkości śrub, podnoszenie temperatury, optymalizacja wkładu
7. Wnaga depozytowa / nadmuch wosku degradowany film żywicy lub dodatku na wnętrzu formy Czystość co tydzień za pomocą szczotki z miedzi i dedykowanego środka czyszczącego
8. Stużki gazowe Zamachy lub sprzedawanie pyłu poprawa odprowadzenia powietrza, lekki obniżenie temperatury topnienia
9. Marki wypalenia zimnego Chłodzenie materiału w czasie formowania lub transferu podniesienie temperatury formy i adaptera, sprawdzenie grzejników
10. Odlaski śladów środka żelującego nadmierna warstwa siarki lub łzowiny Zmniejszenie stosowania odlewu, czyszczenie spawu, sprawdzenie transferu do obiegów poniżej
11. Bliski wodne wycieki lub spływy wody chłodzącej Naprawa uszczelek, oczyszczenie obwodów elektrycznych, kontrola sezonu lodu poniżej punktu rosy
12. Posypka Kondensacja na zimnym szczepie w wilgotnym powietrzu podniesienie temperatury formy powyżej 12 stopni w warunkach wysokiej wilgotności
13. Nierówności koloru i połysku Rozwiązanie masterbatch lub zmiana temperatury poprawa mieszania, upewnienie się, że temperatura jest jednolita w zakresie 3 stopni Celsjusza
14. Różnica połysku linii laserowej dwa wykroty przepływu wiązają się z niskim ciśnieniem lub zamrożeniem Podnoszenie temperatury roztopu, zwiększenie ciśnienia wylewu, dostosowanie programowania

Większość tych wad nie jest niezależna. Barwa rozproszona i depresje często mają wspólną przyczynę, np. źle wykonaną lub zablokowaną kanał chłodzenia lub odprowadzania powietrza. Skórka skórka pomarańczy i chrząstka rekinów obydwie mają ściągnięty wygląd, ale jedna z nich ma przyczynę w bocznej części formy, a druga w wewnętrznej. Zadaniem dyscypliny jest zlokalizowanie wady na części, ocena, czy jest to wadę matrycy, podkładu, formy czy też kanału chłodzenia i dopiero wtedy zastosowanie jednostkowego działania zapobiegającego. Ruchome zmiany kilku ustawień naraz zazwyczaj ukrywają przyczynę i powodują, że połysk jest niestabilny od jednej do drugiej rurki.

konserwacja, czyszczenie i procesy wtórne

Łagodność, nad którą pracowaliśmy i którą dostosowaliśmy, zostaje utracona, jeśli nie są utrzymywane formy. Płaska powierzchnia formy ulega degradacji podczas normalnego użytkowania z powodu osadów, drobnych zarysowań i korozji. Każda z tych czynności zmniejsza realizm wzoru. Jednorazowa, planowa rutyna konserwacyjna chroni pierwotny połysk podczas produkcji setek tysięcy sztuk.

Co dzień nacięcia należy wytrzepać miękkim, bezwłóknistym materiałem i łagodnym rozpuszczalnikiem, bezpiecznym dla lakieru, aby usunąć kurz i delikatne zapachy. Co tydzień wszelkie zaległości czy osadzenia należy usunąć wałkiem z miedzi i specjalnym środkiem czyszczącym formy; w żadnym wypadku nie należy używać gąbki, ponieważ obrazy te niszczą powierzchnię polerowaną, a linie z uszkodzeniami stają się trwałymi linijkami o niskim blasku. Prewencja rdzy ma znaczenie w wilgotnych zakładach: po czyszczeniu należy nałożyć cienki film przeciwkorozyjny i utrzymać formę suchą w magazynie. Rzeźby wentylacyjne należy czyścić zgodnie z planem, ponieważ zablokowane rury wentylacyjne powodują defekt pęknięć, opisany powyżej; zablokowany rzeźba to częsty powód miejscowego matowego wyglądu.

Restrukturyzacja polerowania jest planowana, nie wstępna. Kompletne polerowanie lub odnowienie chromu zazwyczaj planowane jest po 200 000 lub 500 000 strzalej, w zależności od agresji żywicy, zawartości wypełnienia i praktyki odbijania. Przechodzenie poza ten okres pozwala na gromadzenie rozbryłek i obniżenie połysku, aż do pojawienia się kazu. Najprostszym sposobem na utrzymanie specyfikacji wyglądu przez cały czas użytkowania narzędzia jest śledzenie liczby strzalek na każdą komorę i powiązanie jej z planem restrukturyzacji.

Procesy dodatkowe nie zmieniają połysku wyformowanego produktu, ale wpływają na jego ogólne odczuwalną jakość. Obróbka ogniem i korona zwiększają napięcie powierzchni, dzięki czemu farby, kleje i etykiety nasączają tworzywo równomiernie. W wyniku korony powierzchnia regularnie osiąga wartość od 38 do 44 dyn na centymetr. Dzięki temu unikamy matowego lub pustych obszarów na wydruku, czego wyladowani klienci mogą obwiniać niski połysk. Po finalnym wyszlifowaniu i polowaniu, produkt może zostać ponownie wykończony poprzez wyszlifowanie, a następnie polerowanie chromem, aby odzyskać połysk, zamiast odpowiedzenia narzędzia. W przypadku fabryk produkujących masy z odzysku, fabryka Wanplas Polyretec dostarcza linie do prania i granulacji, które przygotowują czyste drobinki, a stała jakość materiału wtórnego pomaga utrzymać stabilny połysk, gdy odzysk jest rozcieńczany w mieszaninie do formowania pożąganego.

częstotliwość i koszt konserwacji

Akcja Częstotliwość Efekt błyszczący Relative Cost
Usunięcie jaskini Every shift Prewencyjnie usuwa kurz i resztki światła Niski
Remove deposits Co tydzień, tylko pędzel z miedzi Ograniczenie uruchamiania stożków matowych Niski
Wysekowane wcięcia wkęsu Stałe harmonogramy Usunięcie lokalnych uszkodzeń. Niski
Prewencja korozji po czyszczeniu i przechowaniu Ochrona polerowanej powierzchni Niski
Naprawa polerowania 200 000 do 500 000 zdjęć Zwraca odzyskany połysk Medium
Chrome re-plating W zależności od potrzeb po odbudowie Odpowiednia regeneracja luster i żywotność ich eksploatacji Medium
Podłuszczenie lub obróbka koronowa Po każdej części po chłodzeniu Poprawa jednolitego wyglądu druku, a nie glowy formowanego. Medium

Inspekcja i kontrola jakości połysku powierzchni

Blask należy mierzyć w ramach rutynnego kontrolowania jakości, a nie oceniać go tylko na podstawie wizji. Urządzenie powinno być kalibrowane względem swojego standardowego modelu zgodnie z stałym harmonogramem, ponieważ zmiany w glosmetrowe są częstą, ukrytą przyczyną wydajnego wariantu procesu. Wybór miejsca przetestowania ma znaczenie, ponieważ blask może różnić się między ciałem, ramieniem i podstawą butelki z powodu różnic w grubości i temperaturze; plan kontroli powinien określić stałe punkty pomiaru dla każdego segmentu i podać je wraz z wykorzystanym kątem.

Plany kontroli i kontroli jakości

Element QC Parametry Purpose
Kalibracja głośnomierza Per schedule against standard tile usuwa przesunięcie urządzenia z danych
Punkty próbowania próbki Ciało butelki, kufek, podstawy Skupia się na zmianie położenia
Zapisana geometria. 20/60/85 stopni podano na etykiecie. Dzieje to, że wymiary są porównywalne
Granice kontroli SPC Górne i dolne granice połysku Flags drift before rejects occur
Standardowy panel wizyjny Approved master sample szybki kontrola linii między pomiarami
Sprawdzenie rozproszonej barwy W przypadku normy ASTM D1003, przejrzystość ma ogromne znaczenie Oddziela mgłę od utraty blasku

Kontrola procesu statystycznego zamieniaglowy efekt w zmienną, którą można kontrolować. Na powierzchni wskaźnika 60 stopni położonego w wyznaczonej pozycji w stosunku do górnych i dolnych granic kontroli, zespół może zauważyć trendy dnia przed tym, jak elementy nie będą spełniać normy. Gdy pojawi się zmianam, matryca wad z poprzedniej sekcji informuje operatora, gdzie szukać. Fizyczny zatwierdzony standardowy panel, przechowywany obok linii, daje natychmiastową przeglądową kontrolę między odczytami instrumentów i odkrywa surowe zmiany, których próba do próbki może nie wykryć. W aplikacjach dotyczących żywności, medycyny i kosmetyków, w których maszyny Apollo są powszechnie używane, te rejestracje również w pełni odpowiadają wymaganiom dokumentacyjnym systemów jakości, takich jak ISO

Nie można zapominać o gęstości i konsystencji materiału, ponieważ zmiany w produkcji pewnej mieszanki żywicy lub stosunku materiałów cyklicznych zmieniają połysk nawet wtedy, gdy maszyny pozostają bezczynne. Śledzenie gęstości zgodnie z normą ISO 1183 w połączeniu z mierzeniem połysku pozwala odróżnić problem materiałowy od problemu procesowego. Gdy pojawiają się reklamacje dotyczące wyglądu, pierwszy pytany jest, czy był to łuk miernika, żywica, forma, czy się zmieniła przydczenie. Dyscyplinowana ścieżka danych odpowiada na to w kilka minut, a nie dni.

Najczęściej zadawane pytania

Jaki kąt połysku należy zastosować dla butelek HDPE wytwarzanych wytłokowaniem?

W przypadku większości butelek i pojemników wykonanych techniką eksploatacji pod ciśnieniem, 60-stopniowa geometria jest standardowa i jest podawana w jednostkach glazu w ramach standardów ASTM D2457 lub ISO 2813. Użyj 20-stopniowej geometrii tylko w przypadku wysokiego błęku na powierzchni przekraczającej 70 jednostek glazu, a 85-stopniowej geometrii przy matowych lub niskiego blasku powierzchni poniżej 10 jednostek glazu. Wybór nieodpowiedniego kąta przenosi odczyt do obszaru nielinearnego i generuje fałszywe liczby.

Dlaczego szybsze chłodzenie formy czasami zmniejsza połysk w HDPE?

szybkie chłodzenie warstwy powierzchni zapobiega wzrostowi sferołitów, co sprawia, że zmniejsza się ukształtowanie powierzchni i zmniejsza rozpraszanie światła spowodowane strukturami krystalicznymi. Niższa ukształtowanie powierzchni replikuje powierzchnię formy polerowanej dokładniej, przez co wzrasta połysk. Dlatego HDPE często korzysta z odpowiednich temperatur w zakresie 10–15 stopni Celsjusza zamiast ciepłych form.

Jakie wykończenie powierzchni formy zapewnia najwyższy połysk?

SPI A-1 o wykończonej powierzchni z diamentu, z grubości 0,012 mikro-lunktometru Ra, zapewnia najwyższą wiarygodność replikowania i tym samym najwyższy połysk. Twardy chrom zasmarowany na polerowanej podstawie stalowej dodatkowo zwiększa odporność na zużycie oraz rozryw i jednocześnie utrzymuje powierzchnię jak lustro. Takie wykończenia, jak SPI D-1 do D-3, są stosowane, gdy wymagany jest znienawidzony matowy lub teksturowany wygląd.

Jak programowanie paradizmu wpływa na jednolitość połysku?

Programowanie parysona z 20 do 100 punktów sterujących grubości pozwala operatorowi na ustalenie równowagi grubości ścian, tak aby każdy region parysona wchodził w kontakt z formą w odpowiednim momencie i z odpowiednim ciśnieniem. Nierównomierne ściany powodują przedwczesny kontakt w szczerej strefie oraz opóźniony, rozciągnięty kontakt w grubych strefach, co prowadzi do różnic połysku lokalnych. Dobra programacja zapewnia jednorodną wartość ciśnienia w koncu i prawidłową reprodukcję wokół całej części.

Czy wypełniacze i dodatki mogą zredukować połysk?

Tak. Wypełniacze na bazie tytanu i wapna twierdzą powierzchnie mikroskopowe, w których występują nierówności, które rozpraszają światło i obniżają połysk, a także substancje przeciwzamocowiujące, które wysypują się na powierzchni, tworząc matową warstwę. Wybierając niższy stopień wypełnienia, drobniejszą wielkość cząstek lub środek złożony w jądra, można przywrócić od 1 do 10 jednostek połysku w zależności od polimeru, na którym bazuje produkt.

Jakie są ryzyko zbyt niskiej temperatury formy?

Pod punktem kondensacji otoczonego powietrza wilgoć kondensuje się na chłodnej powierzchni formy i przenoszona jest do parszaka jako plamy wodne lub oblodzenie, co trwale obniża połysk i może prowadzić do lokalnych plam matowych. Gdy relatywna wilgotność w zakładzie przekracza 70 procent, należy utrzymać temperaturę formy na poziomie około 12 stopni Celsjusza i kontrolować punkt kondensacji za pomocą odsysania wilgoci lub zasilania powietrza o ustalonych właściwościach.

Jak często należy odnowić powierzchnię formy, aby zapewnić stabilność połysku?

5. Planowana odnowa powierzchni polerowanej lub elektrolitycznej zazwyczaj jest planowana po 200 000 do 500 000 strzałów, w zależności od rodzaju żywicy, zawartości wypełniacze oraz procedur pakowania. W międzyczasie, nakładki należy usuwać co tydzień za pomocą nylonowej szczotki i specjalnego środka czyszczącego do form, nigdy strąciny z stali, a otwory wentylacyjne trzeba utrzymać zadbane, aby uniknąć zatrzymywania się gazu.

Czy układ ognia lub trafcarium poprawia połysk?

Poddawanie formy płomieniem i koronie nie zmienia samego połysku wypalanej formy; wzmocnia ono naprężenie powierzchni, a zwykle znajduje się w zakresie 38 do 44 dyne na centymetr, dzięki czemu farby, kleje i etykiety lepiej pokrywają powierzchnię. To zapobiega matowemu lub niewygładzonemu wyglądowi drukowanemu, który można mylić z niskim połyskiem. Są to krokowe kroki wykonane po ostygnięciu części.

Wnioski

Blask na produktach formowanych pod tłumieniem jest właściwością uzyskiwaną w sposób umiarowany, a nie przypadkowym skutkiem obróbki końcowej. Określa go pakiet roztworów i dodatków, determinuje go wykończenie formy i powłoka, a jego zabezpieczenie odbywa się za pomocą prędkości i regularności chłodzenia. Do małych korekt jest użyty także temperaturę spieku, ciśnienie tłoczenia, opóźnienie tłoczenia, odprowadzanie powietrza i programowanie języka formującego. Praktyczny sposób pozyskania wyższej i stabilniejszej połysku jest taki, że należy zacząć od włączenia do mieszanki odpowiedniego gatunku roztworu, usunąć wnętrze formy z wadami wyrastającymi do SPI A-1 lub A-2 i zabezpieczyć je krzemionką lub twardej powłoce, szybko i równomiernie chłodzić formę, zachowując blokadę punktu roztopu, a następnie dostosować maszynę do parametrów zamiast pilnować jednego ustawienia. Gdy pojawią się wady, matryca czternastu elementów przyczynowych kieruje poprawkę do odpowiedniego stopnia, a prosty plan inspekcji oparty na SPC utrzymuje rezultat na postawionym poziomie na kolejnym i kolejnym etapie.

Natomiast w przypadku zakładów, które wykorzystują maszyny do wyścielania z ostrożnika wtryskowego typu ABLB, ABLD i na pełnoelektrycznych liniach, te zasady dotyczą zarówno serii ABLB, ABLD, jak i szerokiej gamy materiałów obróbkowych, od HDPE i PP po PVC, PETG i PC. W połączeniu z wspólnym zaangażowaniem Wanplas w zapewnianie części zamiennych oraz dokumentowanego jakości blach, rygorystyczny program połysku zmienia źrodła odrzutów w sprawdzone korzyści konkurencyjne. Inżynierowie, którzy wdrożą krok po kroku metody pomiaru, materiału, formy, chłodzenia i obróbki, objevią poprawę połysku i przede wszystkim utrzymanie jej na wysokim poziomie.


Nowości z branży

Serdecznie zapraszamy do odwiedzenia naszej fabryki!
Poproś o wycenę
Poproś o wycenę