Obserwacja, analiza i kontrola wad formowania wtryskowego i materiałów formierskich
Formowanie wtryskowe materiałów żywicznych (tworzyw sztucznych) jest precyzyjnym procesem, w którym mogą wystąpić wady formierskie pogarszające jakość w zależności od wymagań formowania oraz właściwości materiałów i dodatków. Rodzaje wad formierskich i sposób ich powstawania mogą być bardzo różne.
W tej części przedstawione są typowe wady formierskie i ich przyczyny. W tej części przedstawiono również przykłady zastosowania najnowszego mikroskopu cyfrowego 4K firmy KEYENCE, który umożliwia szybką, dokładną obserwację, pomiar i ocenę, przyczyniając się do szybkiej identyfikacji przyczyny i wprowadzenia działań naprawczych.
- Wymagania i wady wyrobów formowanych z tworzyw sztucznych
- Typowe wady formierskie
- Najnowsze przykłady obserwacji i inspekcji wyrobów formowanych z tworzyw sztucznych, materiałów i dodatków
- Obserwacja linii wtopienia
- Pomiar 3D wypływu w wyrobach odlewanych
- Obserwacja i automatyczny pomiar dyspersji wypełniaczy w tworzywach sztucznych
- Obserwacja cząstek materiału z tworzywa sztucznego
- Obserwacja pękniętej powierzchni na wyrobie formowanym wtryskowo
- Obserwacja pod kątem i kontrola wyglądu kompozytowych wyrobów formowanych
- Przyjazny dla użytkownika, wielofunkcyjny mikroskop o wysokiej rozdzielczości odzwierciedlający potrzeby użytkowników
Wymagania i wady wyrobów formowanych z tworzyw sztucznych
W związku z zapotrzebowaniem na materiały o mniejszej masie, w różnych dziedzinach stosuje się wyroby formowane z tworzyw sztucznych charakteryzujące się większą funkcjonalnością i trwałością. Na przykład w przemyśle motoryzacyjnym możliwe jest osiągnięcie oszczędności energii poprzez zastosowanie lekkiej konstrukcji, w której niektóre elementy, wcześniej wykonane z metalu, zostały zastąpione produktami formowanymi wtryskowo o wysokiej wartości dodanej.
Z drugiej strony, w przypadku produktów formowanych wtryskowo, różne warunki — w tym proporcje i rozproszenie materiału oraz zawartość dodatków, temperatura stosowana do topienia tworzywa, ciśnienie i czas chłodzenia — mają znaczący wpływ na jakość. Szczególnie w formowaniu wtryskowym, typowej metodzie formowania tworzyw sztucznych, należy zwrócić uwagę na formę i ciśnienie topiącego się tworzywa oraz wdrożyć środki ostrożności i środki zapobiegawcze, aby zapobiec problemom związanym z wypływem z formy, które mogą spowodować zatrzymanie systemu i uszkodzenie form.
Typowe wady formierskie
Poniżej podano przykłady typowych wad formierskich ( odkształceń i wad powierzchniowych) pogarszających jakość wyrobów formowanych z tworzyw sztucznych oraz czynniki powodujące powstawanie tych wad.
- Wypływ
-
Zjawisko: odkształcenie polegające na zestaleniu się stopionego tworzywa sztucznego na zewnątrz i wzdłuż linii podziału dwóch połówek formy.
Możliwe przyczyny: zbyt silny strumień wtrysku, niedostateczne zaciśnięcie formy, zbyt duża ilość wtryskiwanego tworzywa, odkształcenia w formie itp. - Ubytek
-
Zjawisko: odkształcenie, stanowiące zagłębienie powierzchni uformowanego wyrobu. Określane jest także jako zapadnięcie.
Możliwe przyczyny: skurcz, który występuje podczas zestalania się stopionego tworzywa sztucznego wewnątrz formy, powoduje, że objętość tworzywa sztucznego jest niewystarczająca do wypełnienia formy, co skutkuje powstaniem ubytku. Jeśli ubytek pojawia się wewnątrz uformowanego tworzywa, jest określany jako luka. - Zwichrowanie
-
Zjawisko: odkształcenie polegające na tym, że uformowany produkt wypacza się w jednym kierunku.
Możliwe przyczyny: deformacja spowodowana przez siłę zewnętrzną podczas zwalniania formy ( błąd zwalniania formy) lub różna szybkość skurczu spowodowana kierunkiem przepływu stopionego tworzywa wewnątrz formy. - Linia zgrzewu
-
Zjawisko: wada powierzchniowa, w której zgrzew lub część, w której strumienie stopionego tworzywa spotykają się wewnątrz formy, pojawia się na powierzchni w postaci rowka lub wzoru.
Możliwe przyczyny: niska temperatura lub płynność stopionego tworzywa podczas formowania wtryskowego. Linie zgrzewu mogą powstać na skutek niedostatecznego ciśnienia i prędkości wtrysku. - Linia przepływu
-
Zjawisko: defekt powierzchni, w którym faliste smugi tworzą się jak fala skupiona wokół wejścia.
Możliwe przyczyny: niska temperatura wtryskiwanego roztopionego tworzywa lub mała prędkość wtrysku podczas formowania wtryskowego powodująca małą płynność tworzywa wewnątrz formy. Smugi powstają w wyniku nakładania się tworzywa w formie na tworzywo wprowadzane później. - Pękanie i spękania włoskowate
-
- A. Pęknięcie
- B. Spękania włoskowate
Zjawisko: wada powierzchni, w której występują pęknięcia i spękania włoskowate (drobne rysy i linie).
Możliwe przyczyny: pęknięcia i złamania mogą wystąpić w wyrobach formowanych z powodu naprężeń zewnętrznych lub wewnętrznych.
Najnowsze przykłady obserwacji i inspekcji wyrobów formowanych z tworzyw sztucznych, materiałów i dodatków
Podobnie jak wspomniane wcześniej wady formowania, na jakość znacząco wpływają pęcherzyki powietrza dostające się do tworzywa oraz dyspersja napełniaczy i innych dodatków, a wyroby formowane z tworzyw sztucznych podlegają częstej obserwacji i ocenie przy użyciu mikroskopów optycznych.
Seria VHX wyposażona jest w obiektyw o wysokiej rozdzielczości i matrycę CMOS 4K w autorskim systemie, który umożliwia dokładną obserwację dzięki obrazom 4K o wysokiej rozdzielczości, ocenę ilościową za pomocą dokładnych pomiarów 2D i 3D oraz automatyczny pomiar obszaru, a także automatyczne tworzenie raportów — wszystko to można wykonać szybko i łatwo za pomocą tylko jednego mikroskopu.
W tej części przedstawiono przykłady zastosowania serii VHX w ocenie produktów formowanych wtryskowo, materiałów i dodatków.
Obserwacja linii wtopienia
Z wyjątkiem formowania wielobarwnego, wyroby formowane wtryskowo są zazwyczaj jednobarwne, a więc mają niski kontrast, co nie sprzyja łatwej obserwacji wad powierzchni. Szczególnie trudne było określenie odpowiednich warunków oświetleniowych do obserwacji linii zgrzewu, które są rowkami lub wzorami spowodowanymi słabym stopieniem w zgrzewie, w miejscach, gdzie strumienie stopionego tworzywa spotykają się w formie wtryskowej.
Funkcja multioświetlenia mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX umożliwia szybkie uzyskanie wielu obrazów z oświetleniem ze wszystkich kierunków za naciśnięciem jednego przycisku. Obserwację można przeprowadzić, wybierając po prostu z kolekcji odpowiednie obrazy.
Użytkownicy mogą przeprowadzać szybkie i dokładne obserwacje, oszczędzając czas, który wcześniej poświęcali na szukanie odpowiednich warunków oświetleniowych.
Pomiar 3D wypływu w wyrobach odlewanych
Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX może mierzyć dokładne kształty 3D na poziomie submikronowym oraz profile uszkodzonych części. Umożliwia również obserwację przy użyciu obrazów o wysokiej rozdzielczości.
Mikroskop cyfrowy 4K firmy KEYENCE może wykonywać pomiary ilościowe i kontrole nawet na mikroskopijnych powierzchniach, które powstają, gdy część stopionego tworzywa wydostaje się z niewielkiej szczeliny w linii podziału z powodu odkształcenia formy lub niewystarczającej siły docisku. Uzyskanie szczegółowych trójwymiarowych informacji o uszkodzonej części może również przyczynić się do szybkiego wykrycia przyczyny, na podstawie której można opracować środki zapobiegawcze.
Obserwacja i automatyczny pomiar dyspersji wypełniaczy w tworzywach sztucznych
Wypełniacze i dodatki są stosowane w celu zwiększenia funkcjonalności i nadania większej wartości powstającym produktom z tworzyw sztucznych. Wyzwaniem we wtryskiwaniu tworzyw sztucznych jest równomierna dyspersja wypełniacza i innych dodatków w materiale plastycznym. Dlatego tak ważna jest dokładna ocena za pomocą obserwacji i pomiarów dyspersji wypełniaczy.
Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX pozwala na obserwację dyspersji wypełniaczy przy użyciu obrazów 4K o wysokiej rozdzielczości nawet przy dużych powiększeniach. Obrazy obserwacyjne mogą być również wykorzystywane do bardzo dokładnego automatycznego pomiaru i zliczania powierzchni, umożliwiając w ten sposób bezproblemową ocenę ilościową opartą zarówno na obserwacji, jak i pomiarze.
Po zainstalowaniu programu Excel i wykorzystaniu szablonów operatorzy mogą również używać serii VHX do automatycznego tworzenia raportów z wykorzystaniem przechwyconych obrazów i zmierzonych wartości. Dzięki temu, że jeden mikroskop wykonuje szereg zadań, wydajność oceny dyspersji wypełniaczy jest znacznie wyższa.
Obserwacja cząstek materiału z tworzywa sztucznego
Funkcja kompozycji głębi w czasie rzeczywistym mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX umożliwia uzyskanie obrazów o pełnej ostrości nawet wtedy, gdy obiekt ma nierówną powierzchnię. Funkcja usuwania odbicia pierścieniowego może być również stosowana do usuwania światła odbitego podobnego do pierścienia w celu zapewnienia wyraźniejszej obserwacji cząstek i pęcherzyków tworzywa sztucznego.
Obserwacja pękniętej powierzchni na wyrobie formowanym wtryskowo
Przyczyny pęknięć i złamań w wyrobach formowanych z tworzyw sztucznych można zidentyfikować poprzez szybką i dokładną analizę stanu pękniętej powierzchni (kruchość, ciągliwość, ścinanie, zmęczenie, płynięcie itp.), co sprzyja wczesnemu zastosowaniu środków zapobiegawczych i ulepszeń.
Obiektywy o wysokiej rozdzielczości i silnikowy mechanizm rewolwerowy mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX umożliwiają płynne działanie zoomu, który automatycznie — po zastosowaniu intuicyjnych działań — przełącza się między obiektywami w zakresie powiększenia od 20× do 6000×. Pozwala to zaoszczędzić czas i wysiłek poświęcany na wymianę obiektywów i przyspiesza rejestrowanie obrazów w wysokiej rozdzielczości 4K, a tym samym umożliwia dokładną i wydajną obserwację i analizę pękniętej powierzchni.
Obserwacja pod kątem i kontrola wyglądu kompozytowych wyrobów formowanych
Kontrola wyglądu o złożonym, trójwymiarowym kształcie wyrobu formowanego z kompozytu, np. złącza do części elektrycznych pojazdu, wymaga obserwacji pod wieloma różnymi kątami.
Zastosowanie systemu obserwacji pod dowolnym kątem oraz precyzyjnego, poruszanego silnikiem stolika XYZ w mikroskopie cyfrowym 4K serii VHX umożliwia obserwację pod różnymi kątami. Możliwa jest płynna obserwacja pod kątem bez konieczności ręcznego ustawiania pozycji obrabianego przedmiotu.
Obrazy o wysokiej rozdzielczości, tworzone przez obiektyw o wysokiej rozdzielczości serii VHX i matrycę CMOS 4K, mogą wyraźnie uchwycić zapadnięcia, linie przepływu i inne drobne defekty w formowanych wyrobach, nawet w przypadku obserwacji przy małym powiększeniu dzięki uchwyceniu obiektu w całości.
Przyjazny dla użytkownika, wielofunkcyjny mikroskop o wysokiej rozdzielczości odzwierciedlający potrzeby użytkowników
Firma KEYENCE od ponad 30 lat nieustannie ulepsza i modernizuje swoje mikroskopy cyfrowe w oparciu o informacje i opinie przekazywane nam przez klientów. Owocem tych starań jest mikroskop cyfrowy o wysokiej rozdzielczości 4K serii VHX.
Oprócz przedstawionych tutaj funkcji, seria VHX jest wyposażona w wiele innych przydatnych opcji, które mogą pomóc w rozwiązaniu problemów występujących w zakładzie. Wszystkie funkcje zostały specjalnie zaprojektowane, aby zaoferować system, który umożliwia zaawansowane obserwacje i inspekcje przy prostej obsłudze, niezależnie od poziomu umiejętności operatora.
Szeroka gama typów obiektywów i systemów obserwacyjnych umożliwia również dostosowanie ustawień do konkretnych produktów i materiałów.
Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat serii VHX, kliknij przycisk poniżej i pobierz katalog. W przypadku zapytań, kliknij poniżej przycisk umożliwiający kontakt z firmą KEYENCE.
