Đúc nén Hợp chất đúc tấm (SMC) được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận ô tô, vỏ điện, vỏ pin, sản phẩm xây dựng, nắp truy cập và các bộ phận composite khối lượng lớn khác.
Quá trình này có thể mang lại khả năng lặp lại tuyệt vời, nhưng chỉ khi vật liệu, kiểu điện tích, khuôn, nhiệt độ, chuyển động nhấn, áp suất và chu trình xử lý làm việc cùng nhau như một hệ thống được kiểm soát.
Khi các khuyết tật xuất hiện, chỉ thay đổi áp suất đúc hiếm khi là giải pháp đúng. Vết phồng rộp có thể bắt nguồn từ khí bị mắc kẹt, độ ẩm, thông gió kém hoặc chữa trị không đủ. Sự cố ngắn có thể do điện tích SMC, nhiệt độ khuôn, biên dạng đóng hoặc sự phát triển áp suất. Cong vênh có thể bắt nguồn từ sự định hướng của sợi, gia nhiệt không đều, đẩy vật liệu ra sớm hoặc dòng vật liệu không đối xứng.
1. Các lỗi đúc thường gặp của SMC và cách xác định chúng
Khiếm khuyết của SMC nói chung có thể được chia thành khuyết tật bề mặt, khuyết tật bên trong, khuyết tật lấp đầy và khuyết tật kích thước . Xác định chính xác là bước đầu tiên vì các khuyết tật xuất hiện tương tự trên sản phẩm hoàn thiện có thể có nguyên nhân gốc rễ hoàn toàn khác nhau.
Khiếm khuyết bề mặt
- Dấu hiệu dòng chảy: các mẫu bề mặt có hướng hoặc lượn sóng liên quan đến dòng nguyên liệu.
- Đọc qua sợi quang: cốt thép trở nên nhìn thấy được qua bề mặt đúc.
- Khu vực giàu nhựa: các khu vực bóng hoặc không đều có chứa nhựa cục bộ dư thừa.
- Các khu vực thiếu nhựa: sợi lộ ra hoặc bề mặt gồ ghề do độ che phủ nhựa không đủ.
- Mụn nước: các khu vực nổi lên có liên quan đến khí bị mắc kẹt, độ ẩm hoặc quá trình xử lý không hoàn toàn.
- Lỗ kim: các lỗ hổng bề mặt nhỏ có thể lộ rõ hơn sau khi sơn hoặc chà nhám.
Khiếm khuyết bên trong và cấu trúc
- Khoảng trống và độ xốp bên trong
- Phân tách
- Vết nứt bên trong
- Làm ướt sợi không hoàn chỉnh
- Thiếu nhựa cục bộ
- Ô nhiễm tạp chất lạ
Khiếm khuyết kích thước
- cong vênh
- xoắn
- Co ngót không đều
- Sự thay đổi độ dày
- Lắp ráp sai lệch
Điền khuyết tật
- Ảnh ngắn: vật liệu không thể lấp đầy hoàn toàn khoang.
- Nhấp nháy: vật liệu dư thừa thoát ra ngoài qua đường chia khuôn.
- Xương sườn hoặc nhân đầy đủ
- Lỗi cuộc họp phía trước dòng chảy
Điểm cụ thể của SMC: Không nên bỏ qua hướng sợi trong quá trình kiểm tra trực quan. Khi điện tích chảy qua khoang khuôn, cốt thép có thể quay và căn chỉnh theo hướng dòng chảy. Do đó, mẫu bề mặt nhìn thấy được có thể chỉ ra sự thay đổi trong dòng vật liệu cục bộ và có khả năng xảy ra hành vi cơ học cục bộ.
| khiếm khuyết | Ngoại hình điển hình | Kiểm tra nhanh | Kiểm tra nâng cao |
| Dấu dòng chảy | Đường bề mặt định hướng hoặc lượn sóng | Kiểm tra trực quan | kính hiển vi |
| mụn nước | Bong bóng nổi lên hoặc sưng tấy cục bộ | Kiểm tra trực quan hoặc chạm | Kiểm tra siêu âm |
| khoảng trống | sâu răng bên trong | Mẫu phần | Siêu âm hoặc CT |
| Phân tách | Tách lớp | Kiểm tra nhấn hoặc phân đoạn | Kiểm tra siêu âm |
| cong vênh | Hình học bị biến dạng | Vật cố định hoặc thước cặp | Quét CMM hoặc 3D |
| đèn flash | Vật liệu dư thừa dọc theo đường chia tay | Trực quan hoặc thước cặp | Thường không cần thiết |
| Cú sút ngắn | Làm đầy khoang không đầy đủ | Kiểm tra trực quan | Thường không cần thiết |
Kiểm tra bằng CT có thể cung cấp thông tin rất chi tiết về các khuyết tật bên trong, nhưng thông thường nó thích hợp hơn cho các thành phần phức tạp, có giá trị cao hoặc phân tích lỗi hơn so với kiểm tra sản xuất khối lượng lớn thông thường.
2. Quy trình khắc phục sự cố từng bước đối với các lỗi của SMC
Việc điều chỉnh ngẫu nhiên một số thông số đúc cùng lúc khiến việc khắc phục sự cố chậm hơn. Ngay cả khi lỗi biến mất, kỹ sư có thể không biết thay đổi nào thực sự giải quyết được vấn đề.
Một cách tiếp cận đáng tin cậy hơn là thiết lập một trình tự khắc phục sự cố cố định.
Xác nhận và phân loại khiếm khuyết
Ghi lại vị trí lỗi, số khoang, lô sản xuất, lô nguyên liệu, nhiệt độ khuôn, số chu kỳ, chương trình ép, người vận hành và ca làm việc.
Đầu tiên hãy xác định xem vấn đề có phải là thẩm mỹ, kích thước, liên quan đến làm đầy hoặc cấu trúc .
Kiểm tra phân bố nhiệt độ khuôn
Không chỉ dựa vào giá trị được hiển thị bởi bộ điều khiển nhiệt. Đo một số vị trí khuôn thực tế, bao gồm trung tâm, các góc, phần mỏng, phần dày và các khu vực khuyết tật tái phát.
Kiểm tra trọng lượng và kiểu sạc
Xác minh trọng lượng nạp, kích thước tấm, số lớp, hướng vật liệu và vị trí nạp. Vị trí không chính xác sẽ làm thay đổi khoảng cách SMC phải chảy trước khi lấp đầy khoang.
Kiểm tra tình trạng vật liệu
Xem xét nhiệt độ bảo quản, thời gian bảo quản, độ chín của nguyên liệu, sự nhiễm bẩn, độ ẩm và sự thay đổi của lô nguyên liệu.
Xem lại đường cong ép thực tế
Đừng chỉ xem xét các điểm đặt đã lập trình. Kiểm tra dữ liệu vị trí, vận tốc và áp suất thực được ghi lại trong chu trình đúc.
Kiểm tra tình trạng thông gió và dụng cụ
Kiểm tra các lỗ thông hơi, bề mặt phân chia, độ mòn của khuôn, cặn bám, sự tích tụ chất giải phóng, độ đồng nhất của nhiệt và độ thẳng hàng.
Chạy thử nghiệm có kiểm soát
Thay đổi một biến tại một thời điểm bất cứ khi nào thực tế. Thiết lập đường cơ sở, sửa đổi một tham số, tạo khuôn một số lượng mẫu xác định và so sánh tần suất lỗi trước khi thực hiện thay đổi khác.
3. Cài đặt nhấn, Thông số quy trình và Quản lý xử lý
Đúc nén SMC đặc biệt nhạy cảm với sự tương tác giữa nhiệt độ, thời gian chảy, chuyển động ép, áp suất đúc và xử lý . Những yếu tố này nên được coi là một cửa sổ quy trình thay vì là các điểm đặt riêng biệt.
Nhiệt độ khuôn
Nếu nhiệt độ khuôn quá thấp, độ nhớt của nhựa và hoạt động xử lý có thể ngăn cản quá trình đạt được thời gian chu kỳ mong muốn hoặc các tính chất cơ học cuối cùng.
Nếu nhiệt độ quá cao, SMC có thể bắt đầu đông cứng trước khi trám đầy khoang. Hậu quả có thể xảy ra bao gồm:
- những cú đánh ngắn;
- dấu dòng chảy;
- bề mặt hoàn thiện kém;
- căng thẳng nội bộ;
- dòng chảy không đầy đủ vào các xương sườn và các góc.
SMC nhiệt rắn thông thường thường được xử lý bằng cách sử dụng dụng cụ gia nhiệt xung quanh Phạm vi 150°C , nhưng cửa sổ chính xác phụ thuộc vào thành phần hóa học của nhựa, độ dày thành phần, hình học và hệ thống xử lý.
Tốc độ đóng cửa
Đóng cửa quá nhanh có thể đóng góp vào:
- không khí bị mắc kẹt;
- sự dịch chuyển vật chất quá mức;
- nhấp nháy;
- dòng chảy không ổn định.
Đóng quá chậm có thể cho phép nhựa bắt đầu tạo gel trước khi lấp đầy khoang.
Vì lý do này, máy ép SMC có thể sử dụng cấu hình chuyển động nhiều giai đoạn: cách tiếp cận nhanh chóng, sau đó là giai đoạn đúc và chảy được kiểm soát.
Áp lực đúc
Áp suất đúc hiệu quả không đủ có thể góp phần vào:
- làm đầy không đầy đủ;
- khoảng trống;
- độ nén kém;
- sự không nhất quán về chiều.
Áp lực quá mức có thể góp phần vào:
- đèn flash quá mức;
- dịch chuyển sợi;
- tải khuôn không cần thiết;
- tốc độ mài mòn khuôn nhanh hơn.
Áp suất đúc SMC tham chiếu có thể rơi vào khoảng 7-14 MPa trong một số ứng dụng, nhưng điều này không bao giờ được coi là cài đặt chung.
Áp suất cần thiết phụ thuộc vào tính lưu biến của vật liệu, diện tích dự kiến, độ bao phủ điện tích, hình dạng thành phần và khoảng cách dòng chảy.
Giữ thời gian và chữa bệnh
Mở khuôn trước khi xử lý đủ có thể gây biến dạng sau khuôn, phồng rộp, tính chất cơ học kém hoặc mất ổn định kích thước.
Giữ lâu hơn đáng kể so với yêu cầu có thể không cải thiện được chất lượng cũng như hiệu suất, đồng thời trực tiếp làm tăng thời gian chu kỳ.
Mục tiêu không chỉ đơn giản là đạt được chu kỳ ngắn nhất. Đó là để đạt được chu kỳ lặp lại ngắn nhất luôn tạo ra một phần có thể chấp nhận được .
Trong quá trình phát triển quy trình nâng cao, DSC hoặc các phương pháp phân tích nhiệt khác cũng có thể được sử dụng để nghiên cứu hoạt động xử lý và xác nhận khoảng thời gian sản xuất đã chọn.
4. Dụng cụ, thông gió, đồng đều nhiệt độ và bảo trì khuôn
Nhiều vấn đề về đúc ban đầu có vẻ là lỗi vật liệu thực sự bắt nguồn từ công cụ hoặc từ sự tương tác giữa khuôn và máy ép.
Thông hơi
Không khí phải thoát ra khỏi khoang khi SMC chảy. Do đó, việc thông gió nên được đánh giá xung quanh:
- địa điểm điền cuối cùng;
- những góc xa;
- xương sườn;
- ông chủ;
- tính năng sâu sắc;
- những khu vực có nhiều mặt trận dòng chảy gặp nhau.
Các lỗ thông hơi bị chặn hoặc đặt ở vị trí kém có thể góp phần tạo ra những bức ảnh ngắn, khuyết tật bề mặt, độ xốp bên trong, vết phồng rộp và tái tạo chi tiết không đầy đủ.
"Cải thiện khả năng thông gió" không phải là một hành động khắc phục hoàn chỉnh. Kỹ sư nên xác định nơi khoang thực sự lấp đầy lần cuối và nơi không khí hoặc khí đốt bị giữ lại.
Độ đồng đều nhiệt độ
Bộ điều khiển hiển thị 150°C không chứng minh rằng mọi vùng của dụng cụ đều thực sự ở 150°C.
Do đó, việc lập bản đồ nhiệt độ khuôn định kỳ phải bao gồm các khu vực trung tâm, các góc, các gân chính, các phần dày, các phần mỏng và các vị trí khuyết tật tái diễn.
Căn chỉnh khuôn và ép
Cuộc điều tra cũng nên bao gồm:
- độ phẳng của khuôn;
- tình trạng chia tay;
- thành phần dẫn hướng;
- sự song song của trục lăn;
- độ lệch trục lăn;
- tải không đồng đều.
Nếu đèn flash chỉ xuất hiện liên tục ở một bên của bộ phận đúc thì chỉ cần thay đổi áp suất cũng có thể che giấu triệu chứng mà không khắc phục được vấn đề căn chỉnh khuôn hoặc trục lăn.
Bảo trì khuôn phòng ngừa
- Làm sạch các kênh thông hơi thường xuyên.
- Kiểm tra đường phân khuôn.
- Loại bỏ tiền gửi chất giải phóng quá mức.
- Kiểm tra máy sưởi và cảm biến nhiệt độ.
- Kiểm tra các bộ phận dẫn hướng và căn chỉnh.
- Sửa chữa bề mặt khuôn bị hư hỏng.
- Ghi lại các vị trí lỗi định kỳ.
5. Ma trận khắc phục sự cố lỗi SMC
Bởi vì cùng một khiếm khuyết có thể nhìn thấy được có thể có nhiều nguyên nhân, nên việc xử lý sự cố nên so sánh các yếu tố vật liệu, quy trình ép/xử lý và khuôn với nhau.
| khiếm khuyết | Nguyên nhân vật chất có thể xảy ra | Báo chí/Quy trình Nguyên nhân | Nguyên nhân nấm mốc | Kiểm tra đầu tiên |
| Cú sút ngắn | Dòng chảy kém, vật liệu cũ | Áp suất hiệu quả thấp, biên dạng đóng không phù hợp | Dòng chảy bị hạn chế, lỗ thông hơi bị chặn | Kiểu sạc, đường cong ép, thông hơi |
| đèn flash | Trọng lượng sạc quá mức | Áp lực quá mức | Vấn đề về đường phân chia hoặc căn chỉnh bị mòn | Trọng lượng sạc và tình trạng khuôn |
| vỉ | Thành phần ẩm hoặc dễ bay hơi | Chữa bệnh không đủ | Thoát khí kém | Lưu trữ vật liệu, chu trình xử lý, lỗ thông hơi |
| cong vênh | Định hướng sợi không đồng đều | Phóng tinh sớm | Nhiệt độ khuôn không đồng đều | Bản đồ nhiệt độ và dòng nguyên liệu |
| khoảng trống | Không khí bị ướt hoặc bị kẹt kém | Độ nén không đủ | Thông gió kém | Xếp chồng điện tích, đường cong áp suất, lỗ thông hơi |
| Dấu dòng chảy | Hành vi dòng vật liệu | Tốc độ đóng không phù hợp | Hạn chế dòng chảy | Vị trí sạc và hồ sơ vận tốc |
| Tiếp xúc với sợi | Biến thể phân phối nhựa | Chuyển động vật chất quá mức | Hình học dòng chảy cục bộ | Tình trạng vật liệu và kiểu sạc |
| Biến đổi chiều | Biến thể hàng loạt | Vị trí hoặc áp suất không nhất quán | Biến đổi nhiệt | Độ lặp lại của máy ép và nhiệt độ khuôn |
6. Kiểm tra, SPC và ngăn ngừa khuyết tật
Một quy trình SMC ổn định sẽ giám sát các biến tạo ra bộ phận thay vì chỉ dựa vào việc kiểm tra bộ phận đã hoàn thiện.
| tham số | Phương pháp giám sát |
| Trọng lượng sạc | Cân kỹ thuật số |
| Lô vật liệu | Hồ sơ truy xuất nguồn gốc sản xuất |
| Nhiệt độ khuôn | Cặp nhiệt điện cộng với xác minh nhiệt độ định kỳ |
| Vị trí đóng | Cảm biến vị trí báo chí |
| Vận tốc đóng cửa | Bộ điều khiển báo chí / dữ liệu chu kỳ |
| Áp suất cực đại | Bộ chuyển đổi áp suất / dữ liệu báo chí |
| Giữ áp lực | Đường cong chu kỳ được ghi lại |
| Thời gian chữa bệnh | Bản ghi chu kỳ PLC |
| Trọng lượng một phần | Cân kỹ thuật số |
| độ dày | Caliper hoặc CMM |
| Kích thước quan trọng | Máy đo hoặc CMM |
| cong vênh | Thiết bị kiểm tra hoặc CMM |
| Khoảng trống bên trong | Phần lấy mẫu hoặc kiểm tra siêu âm |
Sử dụng SPC ở những nơi quan trọng
Biểu đồ kiểm soát có thể được áp dụng cho các biến số như:
- trọng lượng sạc;
- nhiệt độ khuôn;
- thời gian chu kỳ;
- kích thước quan trọng;
- trọng lượng một phần;
- áp suất cực đại;
- giữ áp lực.
Các yêu cầu về Cpk phải dựa trên bản vẽ, kế hoạch kiểm soát, yêu cầu PPAP hoặc tiêu chuẩn chất lượng nội bộ của khách hàng thay vì áp dụng một mục tiêu năng lực chung cho mọi thành phần SMC.
Ưu điểm chính của SPC là nó có thể xác định quá trình trôi dạt trước khi một lượng lớn các thành phần bị lỗi được sản xuất.
7. Khiếm khuyết của SMC có nên được sửa chữa hoặc loại bỏ không?
Không phải mọi khuyết tật đúc đều phù hợp để sửa chữa. Việc xử lý chính xác phụ thuộc vào mức độ quan trọng của bộ phận, độ sâu khuyết tật, vị trí, yêu cầu của khách hàng, tải trọng cơ học và các yêu cầu về điện hoặc môi trường.
| khiếm khuyết | Bố trí điển hình |
| Lỗ kim mỹ phẩm nhỏ | Có thể sửa chữa thẩm mỹ |
| Sự không hoàn hảo bề mặt nhỏ | Có thể cho phép chà nhám hoặc phủ |
| Thiệt hại nhỏ ở cạnh không nghiêm trọng | Có thể thực hiện được việc sửa chữa có kiểm soát |
| Phân tách nội bộ | Yêu cầu đánh giá kỹ thuật |
| Khoảng trống kết cấu đáng kể | Thường xuyên từ chối |
| Cú đánh ngắn chính | Thông thường từ chối và làm lại |
| Cong vênh nghiêm trọng | Từ chối trừ khi tồn tại việc làm lại kích thước được phê duyệt |
| Vết nứt kết cấu | Xem xét kỹ thuật hoặc từ chối |
Đối với các bộ phận kết cấu ô tô, bộ phận cách điện và các sản phẩm liên quan đến an toàn khác, không được tiến hành sửa chữa nếu không có sự phê duyệt và xác nhận kỹ thuật bằng văn bản.
Ngăn chặn các khuyết tật của SMC bằng cách kiểm soát toàn bộ hệ thống đúc
Các lỗi SMC tái diễn không nên tự động đổ lỗi cho nhựa, khuôn hoặc máy ép. Một quy trình đáng tin cậy đòi hỏi sự kiểm soát phối hợp của tất cả các biến quan trọng.
Do đó, câu hỏi khắc phục sự cố hữu ích nhất không phải là: "Chúng ta nên tăng cài đặt nào?"
Một câu hỏi hay hơn là: "Điều kiện quy trình có thể đo lường được nào đã thay đổi trước khi lỗi xuất hiện?"
Bằng cách thu thập thông tin vật liệu, dữ liệu nhiệt độ khuôn, đường cong ép thực tế, số đo bộ phận và vị trí khuyết tật, nhà sản xuất có thể chuyển từ việc xử lý sự cố thử và lỗi sang kiểm soát quy trình lặp lại.
Điều khiển máy ép nén SMC cũng có vấn đề
Đối với việc đúc SMC khối lượng lớn, máy ép thủy lực phải cung cấp đủ khả năng kiểm soát và độ lặp lại trong toàn bộ chu trình nén.
Các yếu tố quan trọng liên quan đến báo chí bao gồm:
- kiểm soát tốc độ đóng cửa;
- hồ sơ đóng nhiều giai đoạn;
- kiểm soát sự gia tăng áp lực;
- ổn định áp suất giữ;
- khả năng lặp lại vị trí ram;
- sự song song của trục lăn;
- giải nén có kiểm soát;
- ghi dữ liệu chu kỳ.
Đường cong máy ép thực tế cũng có thể giúp các kỹ sư sản xuất phân biệt các biến thể liên quan đến thiết bị với các sự cố do vật liệu, dụng cụ hoặc điều kiện xử lý của SMC gây ra.
Giải pháp máy ép khuôn nén SMC từ Vô Tích PengdaHZ
Công ty TNHH Thiết bị thông minh Vô Tích PengdaHZ phát triển các giải pháp ép thủy lực cho các ứng dụng đúc nén composite và SMC.
Khi lập kế hoạch cho một dây chuyền sản xuất SMC mới hoặc nâng cấp quy trình đúc hiện có, việc lựa chọn máy ép phải dựa trên các yêu cầu về thành phần và quy trình thực tế thay vì chỉ dựa trên trọng tải.
Thông tin hữu ích để đánh giá thiết bị bao gồm loại vật liệu SMC, kích thước bộ phận hoàn thiện, diện tích đúc dự kiến, áp suất yêu cầu, kích thước và trọng lượng khuôn, hành trình, ánh sáng ban ngày, thời gian chu kỳ mục tiêu, năng lực sản xuất và yêu cầu tự động hóa.
thăm wuxipd.com để biết thêm thông tin về máy ép thủy lực SMC và thiết bị đúc nén composite.
Câu hỏi thường gặp
Các lỗi đúc SMC phổ biến nhất là gì?
Các khuyết tật thường gặp bao gồm vết chảy, độ đọc của sợi, vùng giàu nhựa hoặc thiếu nhựa, vết phồng rộp, lỗ kim, độ xốp, khoảng trống bên trong, tách lớp, vết nứt, cong vênh, nhấp nháy và ảnh chụp ngắn.
Điều gì gây ra khoảng trống trong khuôn nén SMC?
Các lỗ rỗng có thể là do không khí bị mắc kẹt giữa các lớp tích điện, vật liệu bị ướt kém, khí sinh ra trong quá trình đúc, thông gió kém, vị trí tích điện không phù hợp hoặc độ nén hiệu quả không đủ.
Tại sao các bộ phận của SMC lại bị phồng rộp?
Các nguyên nhân có thể bao gồm độ ẩm, các thành phần dễ bay hơi, khí bị mắc kẹt, xử lý không hoàn toàn, chênh lệch nhiệt độ cục bộ hoặc mở khuôn trước khi xử lý đủ.
Điều gì gây ra dấu hiệu dòng chảy trong SMC?
Dấu hiệu dòng chảy có thể bị ảnh hưởng bởi vị trí điện tích, hướng sợi, phân bố nhựa cục bộ, hình dạng khuôn, nhiệt độ và biên dạng tốc độ đóng của máy ép.
Làm thế nào có thể ngăn chặn được những cú đánh ngắn?
Trước tiên, hãy kiểm tra trọng lượng và vị trí nạp, tiếp theo là tình trạng vật liệu, nhiệt độ khuôn, độ thông hơi, tốc độ ép thực tế và đường cong vị trí cũng như áp suất đúc hiệu quả.
Áp suất đúc ảnh hưởng đến khuyết tật của SMC như thế nào?
Áp suất không đủ có thể góp phần làm đầy kém, tạo khoảng trống và không đồng nhất về kích thước. Áp suất quá mức có thể làm tăng độ chớp, chuyển động của sợi, tải dụng cụ và mài mòn khuôn.
Nhiệt độ khuôn ảnh hưởng đến chất lượng bộ phận SMC như thế nào?
Nhiệt độ khuôn ảnh hưởng đến độ nhớt của vật liệu, thời gian chảy, tốc độ đóng rắn, độ co ngót, chất lượng bề mặt, thời gian chu kỳ và độ ổn định kích thước. Tính đồng nhất về nhiệt độ trên toàn bộ dụng cụ cũng rất quan trọng.
Làm cách nào để cài đặt máy ép có thể giảm thiểu các lỗi đúc SMC?
Máy ép SMC được cấu hình phù hợp cung cấp khả năng kiểm soát lặp lại về tốc độ tiếp cận, tốc độ đúc, tích tụ áp suất, áp suất giữ, vị trí ram, thời gian xử lý và mở khuôn. Việc ghi lại đường cong chu kỳ thực tế cũng giúp việc khắc phục sự cố có tính hệ thống hơn.








