Клиент говорит, что с материалом всё в порядке, а детали всё равно коробятся

Самая частая фраза в литьевом цехе — «материал мы не меняли».

Форму не переделывали, материал не меняли, параметры литья не трогали — а партия деталей всё равно покоробилась. Приезжает поставщик, и ему говорят: «у нашего материала усадка в норме».

Он прав. Усадка действительно в норме. Детали всё равно коробятся.

Потому что усадка — лишь одна из трёх вещей.

Переменная 1: усадка при формовании

Сначала разберёмся с этим показателем, который чаще всего понимают неправильно.

Усадка при формовании (ASTM D955) измеряет следующее: насколько уменьшились размеры стандартного образца после формования при заданных условиях относительно полости формы.

Ключевое слово здесь — «стандартный образец». У образца фиксированные размеры, фиксированная толщина стенки и фиксированная схема расположения литников. Сравнивать это число с реальной деталью сложной формы, с переходами на тонкую стенку, — бессмысленно: расхождение здесь норма.

Поэтому в спецификации указано от 0.3% до 0.6% — это значения при условиях стандартного образца, а вовсе не значит, что ваша деталь сожмётся на 0.3%–0.6%.

Усадка — это свойство материала, а не результат для детали.

Переменная 2: анизотропия

Вот это и есть главная причина коробления материалов, армированных стекловолокном.

Стекловолокно — это длинное волокно, и направление течения расплава в нём не случайно. При заполнении формы волокна ориентируются вдоль направления течения.

В результате вдоль направления волокна и поперёк него усадка при формовании различается.

У плоской детали толщиной 2 mm, если литник расположен с одной стороны и волокно идёт вдоль длинной стороны, поперечная усадка больше продольной, и деталь выгибается. Это анизотропия, а не превышение усадки.

Способ определения: смотрите, в какую сторону коробится. Дугообразное коробление (выгиб по длинной стороне) чаще всего вопрос ориентации волокна; равномерное объёмное сжатие (деталь уменьшается целиком) — вопрос усадки.

Есть ещё один момент, который легко упустить: короткое и длинное волокно ориентируются по-разному, поэтому при одном и том же содержании GF разная длина волокна даёт разную величину коробления. Одной лишь отметки GF30 недостаточно — нужны длина волокна и марка.

Переменная 3: толщина стенки и литник

После толщины стенки 3 mm вклад усадки при формовании в коробление заметно возрастает.

Причина простая: толстые места сжимаются наружу сильнее, тонкие — слабее. Если в одной детали толщина неравномерна, то и сжатие неравномерно, и деталь гнётся.

Расположение литника определяет, с какой стороны входит расплав и куда он идёт, и напрямую влияет на распределение ориентации волокна. У одного и того же материала при входе через середину и через край расположение волокон совершенно разное.

Эту часть можно вытянуть средствами формы — она относится к области проектирования пресс-форм, а не целиком к материалу.

Порядок проверки

Шаг 1. Уточните форму коробления. Дугообразное или общее уменьшение? Локальное коробление или всё изделие? Один этот вопрос снимает половину споров.

Шаг 2. Проверьте источник данных по усадке. Это данные по стандартному образцу или измерения на реальной форме клиента? Смешивать их нельзя.

Шаг 3. Посмотрите на ориентацию волокна и толщину стенки. Равномерна ли толщина, есть ли явные переходы тонкое-толстое, не создаёт ли положение литника асимметричную ориентацию волокна.

Только после трёх шагов имеет смысл обсуждать смену материала.

Смена материала — это последний шаг, а не первый. Ведь при смене партии или поставщика стекловолокна у той же марки величина коробления тоже меняется. Сначала разделите переменные — тогда станет ясно, что именно трогать.

Как принимать решение? ПТР определяет, заполнит ли материал сложную пресс-форму, плотность и усадка при формовании — размерную стабильность, длина и содержание волокна — прочность и направление коробления. Только когда все три группы данных рассмотрены вместе, можно понять, подходит ли эта марка вашей детали.

Кому нужна рекомендация по выбору, пришлите чертёж, распределение толщины стенки, положение литника, используемую сейчас марку и форму коробления. Мы дадим рекомендацию по марке и план отбора образцов, чтобы вы сверили переменные по одной.

Ответьте «марка» — и получите полный каталог марок.

ООО «Циндаоу Юньсу» (полимерные материалы)