قالب گیری فشرده سازی ورق (SMC) به طور گسترده برای قطعات خودرو، محفظه های الکتریکی، پوشش باتری، محصولات ساختمانی، پوشش های دسترسی و سایر قطعات کامپوزیتی با حجم بالا استفاده می شود.
این فرآیند می تواند تکرارپذیری عالی ارائه دهد، اما تنها زمانی که مواد، الگوی شارژ، قالب، دما، حرکت فشار، فشار و چرخه پخت به عنوان یک سیستم کنترل شده با هم کار کنند.
هنگامی که نقص ظاهر می شود، تغییر فشار قالب گیری به تنهایی به ندرت پاسخ درستی است. تاول ممکن است از گاز به دام افتاده، رطوبت، تهویه ضعیف یا درمان ناکافی منشاء بگیرد. یک شات کوتاه ممکن است ناشی از شارژ SMC، دمای قالب، نمایه بسته شدن یا ایجاد فشار باشد. تاب خوردگی ممکن است ناشی از جهت گیری فیبر، گرمایش ناهموار، بیرون ریختن زودهنگام یا جریان نامتقارن مواد باشد.
1. عیوب رایج قالب گیری SMC و نحوه شناسایی آنها
عیوب SMC را می توان به طور کلی تقسیم کرد عیوب سطحی، عیوب داخلی، عیوب پرکننده و عیوب ابعادی . شناسایی صحیح اولین گام است زیرا نقص هایی که در قسمت تمام شده مشابه به نظر می رسند ممکن است دلایل ریشه ای کاملاً متفاوتی داشته باشند.
عیوب سطحی
- علائم جریان: الگوهای سطح جهت یا مواج مربوط به جریان مواد.
- فیبر خواندنی: تقویت از طریق سطح قالب گیری قابل مشاهده می شود.
- مناطق غنی از رزین: مناطق براق یا نامنظم حاوی رزین موضعی اضافی.
- مناطقی که از رزین رنج می برند: الیاف در معرض یا سطوح ناهموار به دلیل پوشش ناکافی رزین.
- تاول: مناطق برجسته مرتبط با گاز به دام افتاده، رطوبت یا درمان ناقص.
- سوراخ های سوراخ: حفره های سطحی کوچکی که ممکن است پس از رنگ آمیزی یا سنباده بیشتر نمایان شوند.
عیوب داخلی و سازه ای
- فضاهای خالی و تخلخل داخلی
- لایه لایه شدن
- کرک داخلی
- خیس شدن فیبر ناقص
- گرسنگی رزین موضعی
- آلودگی به مواد خارجی
عیوب ابعادی
- Warpage
- پیچش
- انقباض ناهموار
- تنوع ضخامت
- ناهماهنگی مونتاژ
پر کردن عیوب
- شات کوتاه: مواد نتواند به طور کامل حفره را پر کند.
- فلش: مواد اضافی از طریق خط جداسازی قالب خارج می شود.
- پر کردن دنده یا باس ناقص
- نقص جلسه جلو جریان
نقطه خاص SMC: جهت گیری فیبر نباید در حین بازرسی بصری نادیده گرفته شود. همانطور که بار در داخل حفره قالب جریان می یابد، تقویت کننده می تواند بچرخد و با جهت جریان هماهنگ شود. بنابراین یک الگوی سطح قابل مشاهده ممکن است نشان دهنده تغییر در جریان مواد محلی و به طور بالقوه در رفتار مکانیکی محلی باشد.
| نقص | ظاهر معمولی | بررسی سریع | بازرسی پیشرفته |
| علائم جریان | خطوط سطح جهت دار یا موج دار | بازرسی بصری | میکروسکوپ |
| تاول | حباب های برجسته یا تورم موضعی | بازرسی بصری یا ضربه ای | بازرسی اولتراسونیک |
| فضاهای خالی | حفره های داخلی | نمونه بخش | اولتراسونیک یا سی تی |
| لایه لایه شدن | جداسازی لایه ها | روی تست یا برش زدن ضربه بزنید | بازرسی اولتراسونیک |
| Warpage | هندسه تحریف شده | فیکسچر یا کولیس | اسکن CMM یا سه بعدی |
| فلش | مواد اضافی در امتداد خط جدایی | بصری یا کولیس | معمولا غیر ضروری است |
| شات کوتاه | پر شدن ناقص حفره | بازرسی بصری | معمولا غیر ضروری است |
بازرسی CT می تواند اطلاعات بسیار دقیقی در مورد نقص های داخلی ارائه دهد، اما معمولاً برای آن مناسب تر است اجزای پیچیده، با ارزش یا تجزیه و تحلیل شکست نسبت به بازرسی معمول تولید با حجم بالا.
2. عیب یابی گام به گام گردش کار برای نقص SMC
تنظیم تصادفی چندین پارامتر قالب گیری به طور همزمان، عیب یابی را کندتر می کند. حتی اگر نقص ناپدید شود، مهندس ممکن است نداند که کدام تغییر واقعاً مشکل را حل کرده است.
یک رویکرد قابل اطمینان تر، ایجاد یک توالی عیب یابی ثابت است.
تایید و طبقه بندی نقص
محل نقص، شماره حفره، دسته تولید، تعداد مواد، دمای قالب، شماره چرخه، برنامه پرس، اپراتور و شیفت را ثبت کنید.
ابتدا مشخص کنید که آیا مشکل وجود دارد یا خیر آرایشی، ابعادی، مرتبط با پرکننده یا ساختاری .
توزیع دمای قالب را بررسی کنید
فقط به مقدار نشان داده شده توسط کنترل کننده گرمایش تکیه نکنید. چندین مکان واقعی قالب، از جمله مرکز، گوشهها، بخشهای نازک، بخشهای ضخیم و نواحی عیب تکرارشونده را اندازهگیری کنید.
وزن شارژ و الگوی شارژ را بررسی کنید
وزن شارژ، ابعاد ورق، تعداد لایه ها، جهت مواد و موقعیت شارژ را بررسی کنید. قرارگیری نادرست میزان جریان SMC را قبل از پر کردن حفره تغییر می دهد.
وضعیت مواد را بررسی کنید
دمای ذخیره سازی، زمان نگهداری، بلوغ مواد، آلودگی، قرار گرفتن در معرض رطوبت و تنوع مواد را بررسی کنید.
منحنی مطبوعات واقعی را مرور کنید
تنظیمات برنامه ریزی شده را به تنهایی مرور نکنید. داده های موقعیت واقعی، سرعت و فشار ثبت شده در طول چرخه قالب گیری را بررسی کنید.
تهویه و وضعیت ابزار را بررسی کنید
دریچه ها، سطوح جداکننده، سایش قالب، رسوبات، تجمع عامل رهاسازی، قوام حرارت و تراز را بررسی کنید.
آزمایشات کنترل شده را اجرا کنید
هر زمان که عملی شد، یک متغیر را تغییر دهید. یک خط مبنا ایجاد کنید، یک پارامتر را اصلاح کنید، تعداد مشخصی از نمونه ها را قالب گیری کنید و فرکانس نقص را قبل از ایجاد تغییر دیگری مقایسه کنید.
3. تنظیمات، پارامترهای فرآیند و مدیریت درمان را فشار دهید
قالب گیری فشرده سازی SMC به ویژه به تعامل بین حساس است دما، زمان جریان، حرکت پرس، فشار قالب گیری و پخت . این عوامل باید بهعنوان یک پنجره فرآیند در نظر گرفته شوند نه بهعنوان نقطههای تنظیمی مجزا.
دمای قالب
اگر دمای قالب خیلی پایین باشد، ویسکوزیته رزین و رفتار پخت ممکن است مانع از رسیدن فرآیند به زمان چرخه مطلوب یا خواص مکانیکی نهایی شود.
اگر دما خیلی بالا باشد، SMC ممکن است قبل از پر شدن کامل حفره، عمل آوری را آغاز کند. عواقب احتمالی عبارتند از:
- عکس های کوتاه؛
- علائم جریان؛
- پرداخت سطح ضعیف؛
- استرس داخلی؛
- جریان ناقص به دنده ها و گوشه ها.
SMC ترموست معمولی اغلب با استفاده از ابزار گرم شده در اطراف پردازش می شود محدوده 150 درجه سانتی گراد ، اما پنجره صحیح به شیمی رزین، ضخامت اجزا، هندسه و سیستم پخت بستگی دارد.
سرعت بسته شدن
خیلی سریع بسته می شود ممکن است به:
- هوای به دام افتاده؛
- جابجایی بیش از حد مواد؛
- فلاش؛
- جریان ناپایدار
خیلی آرام بسته می شود ممکن است اجازه دهد رزین قبل از پر شدن کامل حفره شروع به ژل شدن کند.
به همین دلیل، یک پرس SMC می تواند از یک پروفایل حرکتی چند مرحله ای استفاده کند: رویکرد سریع و به دنبال آن یک مرحله قالب گیری و جریان کنترل شده.
فشار قالب گیری
فشار موثر قالب گیری ناکافی ممکن است به موارد زیر کمک کند:
- پر کردن ناقص؛
- فضاهای خالی
- فشرده سازی ضعیف؛
- ناسازگاری ابعادی
فشار بیش از حد ممکن است به موارد زیر کمک کند:
- فلاش بیش از حد؛
- جابجایی فیبر؛
- بارگیری غیر ضروری قالب؛
- تسریع سایش قالب
فشار قالب گیری SMC مرجع ممکن است در اطراف پایین بیاید 7-14 مگاپاسکال در برخی از برنامه ها، اما این هرگز نباید به عنوان یک تنظیم جهانی در نظر گرفته شود.
فشار مورد نیاز به رئولوژی مواد، منطقه پیش بینی شده، پوشش بار، هندسه اجزا و فاصله جریان بستگی دارد.
برگزاری زمان و درمان
باز کردن قالب قبل از پخت کافی ممکن است باعث تغییر شکل پس از قالب، ایجاد تاول، خواص مکانیکی ضعیف یا ناپایداری ابعادی شود.
نگه داشتن بسیار بیشتر از زمان مورد نیاز ممکن است نه کیفیت و نه عملکرد را بهبود بخشد، در حالی که مستقیماً زمان چرخه را افزایش می دهد.
هدف فقط به دست آوردن کوتاه ترین چرخه نیست. رسیدن به آن است کوتاه ترین چرخه قابل تکرار که به طور مداوم یک قطعه قابل قبول تولید می کند .
در طول توسعه فرآیند پیشرفته، DSC یا سایر روشهای آنالیز حرارتی نیز میتواند برای مطالعه رفتار درمان و اعتبار بخشیدن به پنجره تولید انتخاب شده استفاده شود.
4. ابزار، تهویه، یکنواختی دما و نگهداری قالب
بسیاری از مشکلات قالب گیری که در ابتدا به نظر می رسد نقص مواد هستند، در واقع از ابزار یا از تعامل بین قالب و پرس نشات می گیرند.
تهویه
با جریان SMC، هوا باید از حفره خارج شود. بنابراین تهویه باید حول محورهای زیر ارزیابی شود:
- مکان های پر کردن نهایی؛
- گوشه های دور؛
- دنده ها
- رئیسان؛
- ویژگی های عمیق؛
- مناطقی که جبهه های جریان چندگانه به هم می رسند.
دریچههای مسدود شده یا نامناسب میتوانند به عکسهای کوتاه، نقصهای سطحی، تخلخل داخلی، تاولها و بازتولید ناقص جزئیات کمک کنند.
"بهبود هواگیری" یک اقدام اصلاحی کامل نیست. مهندس باید مشخص کند که حفره واقعاً کجا پر می شود و هوا یا گاز در کجا به دام می افتد.
یکنواختی دما
کنترلکنندهای که دمای 150 درجه سانتیگراد را نشان میدهد، ثابت نمیکند که هر ناحیه از ابزار در واقع در دمای 150 درجه سانتیگراد است.
بنابراین نقشهبرداری دورهای دمای قالب باید شامل نواحی مرکزی، گوشهها، دندههای اصلی، بخشهای ضخیم، بخشهای نازک و مکانهای عیب تکرار شونده باشد.
تراز قالب و پرس
بررسی همچنین باید شامل موارد زیر باشد:
- صافی قالب؛
- شرایط خط جدایی؛
- اجزای راهنما؛
- موازی صفحه;
- انحراف صفحه؛
- بارگذاری ناهموار
اگر فلاش مکرراً فقط در یک طرف قسمت قالبگیری شده ظاهر میشود، تغییر فشار به سادگی ممکن است بدون اصلاح مشکل تراز قالب یا صفحه، علامت را پنهان کند.
نگهداری پیشگیرانه قالب
- کانال های هواکش را به طور مرتب تمیز کنید.
- خط جداسازی قالب را بررسی کنید.
- رسوبات بیش از حد عامل رهاسازی را حذف کنید.
- بخاری ها و سنسورهای دما را بررسی کنید.
- اجزای راهنما و تراز را بررسی کنید.
- سطوح آسیب دیده قالب را تعمیر کنید.
- مکان های عیب تکرار شونده را مستند کنید.
5. SMC نقص Troubleshooting Matrix
از آنجایی که یک عیب قابل مشاهده ممکن است چندین علت داشته باشد، عیب یابی باید عوامل مواد، پرس/فرآیند و قالب را با هم مقایسه کند.
| نقص | علت مادی احتمالی | را فشار دهید / علت را پردازش کنید | علت کپک زدن | اولین چک ها |
| شات کوتاه | جریان ضعیف، مواد قدیمی | فشار موثر کم، پروفیل بسته شدن نامناسب | جریان محدود، دریچه های مسدود شده | الگوی شارژ، منحنی فشار، تهویه |
| فلش | وزن شارژ بیش از حد | فشار بیش از حد | خط جدایی فرسوده یا مشکل تراز | وزن شارژ و شرایط قالب |
| تاول | رطوبت یا اجزای فرار | درمان ناکافی | تخلیه ضعیف گاز | ذخیره سازی مواد، چرخه درمان، دریچه ها |
| Warpage | جهت گیری فیبر ناهموار | دفع زودرس | دمای قالب ناهموار | نقشه دما و جریان مواد |
| فضاهای خالی | هوای ضعیف و مرطوب یا به دام افتاده | تراکم ناکافی | تهویه ضعیف | انباشته شدن شارژ، منحنی فشار، دریچه ها |
| علائم جریان | رفتار جریان مواد | سرعت بسته شدن نامناسب | محدودیت جریان | محل قرارگیری شارژ و مشخصات سرعت |
| قرار گرفتن در معرض فیبر | تنوع توزیع رزین | حرکت بیش از حد مواد | هندسه جریان محلی | وضعیت مواد و الگوی شارژ |
| تنوع ابعادی | تنوع دسته ای | ناهماهنگی موقعیت یا فشار | تنوع حرارتی | تکرارپذیری پرس و دمای قالب |
6. بازرسی، SPC و پیشگیری از نقص
یک فرآیند SMC پایدار باید متغیرهایی را که قطعه را ایجاد میکنند، به جای تکیه بر بازرسی قطعه نهایی، نظارت کند.
| پارامتر | روش نظارت |
| وزن شارژ | ترازوی دیجیتال |
| مقدار مواد | سابقه ردیابی تولید |
| دمای قالب | ترموکوپل به علاوه تایید دوره ای دما |
| موقعیت بسته شدن | سنسور موقعیت را فشار دهید |
| سرعت بسته شدن | کنترلر / چرخه داده را فشار دهید |
| اوج فشار | مبدل فشار / داده پرس |
| نگه داشتن فشار | منحنی چرخه ثبت شده |
| زمان درمان | رکورد چرخه PLC |
| وزن قسمت | ترازوی دیجیتال |
| ضخامت | کولیس یا CMM |
| ابعاد بحرانی | گیج یا CMM |
| Warpage | تجهیزات بازرسی یا CMM |
| حفره های داخلی | بخش نمونه برداری یا بازرسی اولتراسونیک |
از SPC در جایی که مهم است استفاده کنید
نمودارهای کنترلی را می توان برای متغیرهایی مانند:
- وزن شارژ؛
- دمای قالب؛
- زمان چرخه؛
- ابعاد بحرانی؛
- وزن جزئی؛
- اوج فشار؛
- نگه داشتن فشار
الزامات Cpk باید بر اساس نقشه مشتری، طرح کنترل، الزامات PPAP یا استاندارد کیفیت داخلی باشد تا اینکه یک هدف قابلیت جهانی برای هر جزء SMC اعمال شود.
مزیت اصلی SPC این است که می تواند شناسایی شود پیش از تولید مقدار زیادی از اجزای معیوب، فرآیند رانش می شود.
7. آیا یک نقص SMC باید تعمیر شود یا از بین برود؟
هر نقص قالبی برای تعمیر مناسب نیست. چیدمان صحیح به بحرانی بودن قطعه، عمق نقص، مکان، نیازهای مشتری، بارگذاری مکانیکی و الزامات الکتریکی یا محیطی بستگی دارد.
| نقص | حالت معمولی |
| سوراخ کوچک لوازم آرایشی | تعمیر لوازم آرایشی ممکن است امکان پذیر باشد |
| نقص سطح جزئی | سنباده کاری یا پوشش ممکن است مجاز باشد |
| آسیب کوچک غیر بحرانی لبه | تعمیر کنترل شده ممکن است امکان پذیر باشد |
| لایه لایه داخلی | ارزیابی مهندسی مورد نیاز است |
| خلأ ساختاری قابل توجه | اغلب رد می شود |
| شات کوتاه عمده | به طور معمول رد و تغییر شکل دهید |
| انحراف شدید | رد کنید مگر اینکه کار مجدد بعدی تأیید شده وجود داشته باشد |
| ترک ساختاری | بررسی مهندسی یا رد |
برای اجزای ساختاری خودرو، قطعات عایق الکتریکی و سایر محصولات مرتبط با ایمنی، تعمیرات نباید بدون تایید و تایید مهندسی مستند انجام شود.
با کنترل کل سیستم قالب گیری از عیوب SMC جلوگیری کنید
نقایص مکرر SMC را نباید به طور خودکار به گردن رزین، قالب یا پرس انداخت. یک فرآیند قابل اعتماد مستلزم کنترل هماهنگ همه متغیرهای مهم است.
بنابراین مفیدترین سوال عیب یابی این نیست: "کدام تنظیم را باید افزایش دهیم؟"
یک سوال بهتر این است: "کدام شرایط فرآیند قابل اندازه گیری قبل از ظهور نقص تغییر کرده است؟"
با جمعآوری اطلاعات مواد، دادههای دمای قالب، منحنیهای واقعی پرس، اندازهگیری قطعات و مکانهای نقص، تولیدکنندگان میتوانند از عیبیابی آزمون و خطا دور شده و به سمت کنترل فرآیند تکرار شونده بروند.
کنترل پرس قالب گیری فشرده سازی SMC نیز مهم است
برای قالب گیری SMC با حجم بالا، پرس هیدرولیک باید کنترل و تکرارپذیری کافی را در کل چرخه فشرده سازی فراهم کند.
عوامل مهم مرتبط با مطبوعات عبارتند از:
- کنترل سرعت بسته شدن؛
- پروفیل های بسته شدن چند مرحله ای؛
- کنترل افزایش فشار؛
- پایداری فشار نگهداری؛
- تکرارپذیری موقعیت قوچ;
- موازی صفحه;
- رفع فشار کنترل شده؛
- چرخه ثبت داده ها
منحنیهای پرس واقعی همچنین میتوانند به مهندسان تولید کمک کنند تا تغییرات مربوط به تجهیزات را از مشکلات ناشی از مواد SMC، ابزار یا شرایط پخت تشخیص دهند.
SMC Compression Molding Press Solutions از Wuxi PengdaHZ
Wuxi PengdaHZ Intelligent Equipment Co., Ltd. راه حل های پرس هیدرولیک را برای کاربردهای SMC و قالب گیری فشرده سازی کامپوزیت توسعه می دهد.
هنگام برنامهریزی یک خط تولید جدید SMC یا ارتقاء فرآیند قالبگیری موجود، انتخاب پرس باید بر اساس الزامات واقعی جزء و فرآیند باشد نه تناژ.
اطلاعات مفید برای ارزیابی تجهیزات شامل نوع مواد SMC، ابعاد قطعه نهایی، منطقه قالبگیری پیشبینیشده، فشار مورد نیاز، ابعاد و وزن قالب، ضربه، نور روز، زمان چرخه هدف، ظرفیت تولید و الزامات اتوماسیون است.
بازدید کنید wuxipd.com برای اطلاعات بیشتر در مورد پرس های هیدرولیک SMC و تجهیزات قالب گیری فشرده سازی کامپوزیت.
سوالات متداول
رایج ترین عیوب قالب گیری SMC چیست؟
عیوب رایج عبارتند از علائم جریان، فیبر خواندنی، مناطق غنی از رزین یا کمبود رزین، تاول ها، سوراخ های سوزنی، تخلخل، حفره های داخلی، لایه لایه شدن، ترک ها، تاب خوردگی، فلاش و عکس های کوتاه.
چه چیزی باعث ایجاد حفره در قالب گیری فشاری SMC می شود؟
فضاهای خالی ممکن است ناشی از هوای محبوس شده بین لایههای شارژ، خیس شدن مواد ضعیف، گازهای تولید شده در طول قالبگیری، تهویه ضعیف، قرارگیری شارژ نامناسب یا تراکم مؤثر ناکافی باشد.
چرا قطعات SMC تاول ایجاد می کنند؟
علل احتمالی عبارتند از رطوبت، اجزای فرار، گاز به دام افتاده، درمان ناقص، اختلاف دمای موضعی یا باز شدن قالب قبل از اینکه درمان کافی ایجاد شود.
چه چیزی باعث علائم جریان در SMC می شود؟
علائم جریان ممکن است تحت تأثیر قرارگیری بار، جهت الیاف، توزیع محلی رزین، هندسه قالب، دما و مشخصات سرعت بسته شدن پرس قرار گیرند.
چگونه می توان از شلیک های کوتاه جلوگیری کرد؟
ابتدا وزن شارژ و محل قرارگیری را بررسی کنید، سپس وضعیت مواد، دمای قالب، هواگیری، سرعت واقعی پرس و منحنی موقعیت و فشار قالب گیری موثر را بررسی کنید.
چگونه فشار قالب بر عیوب SMC تأثیر می گذارد؟
فشار ناکافی می تواند به پر شدن ضعیف، حفره ها و ناسازگاری ابعادی کمک کند. فشار بیش از حد می تواند فلاش، حرکت فیبر، بارگذاری ابزار و سایش قالب را افزایش دهد.
دمای قالب چگونه بر کیفیت قطعه SMC تأثیر می گذارد؟
دمای قالب بر ویسکوزیته مواد، زمان جریان، سرعت پخت، انقباض، کیفیت سطح، زمان چرخه و ثبات ابعادی تأثیر می گذارد. یکنواختی دما در کل ابزار نیز بسیار مهم است.
چگونه تنظیمات پرس می تواند عیوب قالب گیری SMC را کاهش دهد؟
یک پرس SMC که به درستی پیکربندی شده است، کنترل قابل تکرار بر روی سرعت نزدیک شدن، سرعت قالب گیری، افزایش فشار، فشار نگه داشتن، موقعیت رم، زمان پخت و باز شدن قالب را فراهم می کند. ثبت منحنی چرخه واقعی نیز عیب یابی را سیستماتیک تر می کند.






