ข้อกำหนดสำหรับชิ้นงานพลาสติกสำหรับเครื่องเชื่อมแรงเสียดทานแบบหมุนของเครื่องจักร Aochuang

หลักการเชื่อมแบบหมุน

การเชื่อมแบบหมุนทำงานโดยการหมุนชิ้นส่วนพลาสติกสองชิ้นชนกันด้วยความเร็วสูง การเสียดสีระหว่างพื้นผิวสัมผัสทำให้เกิดความร้อนทำให้พลาสติกละลาย หลังจากที่การหมุนหยุดลง ความดันจะยังคงอยู่ในขณะที่ข้อต่อเย็นตัวลงและแข็งตัว ทำให้เกิดการเชื่อมต่อแบบเชื่อมที่แข็งแกร่ง

การเชื่อมแบบหมุนเหมาะสำหรับเท่านั้นเทอร์โมพลาสติก. พลาสติกเทอร์โมเซตติงไม่สามารถเชื่อมแบบหมุนได้

1. ข้อกำหนดด้านวัสดุ - ปัจจัยหลัก

✅ พลาสติกเหมาะสำหรับการเชื่อมแบบหมุน

1. คริสตัลลีนพลาสติก - ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

• พีพี (โพลีโพรพิลีน)
• PE (โพลีเอทิลีน)- วัสดุที่ใช้กันมากที่สุดพร้อมกระบวนการเชื่อมแบบหมุนที่สมบูรณ์
• POM (โพลีออกซีเมทิลีน)
• PA (ไนลอน)- รวมถึง PA6 และ PA66; จำเป็นต้องปรับความเร็วและความดันในการหมุนให้เหมาะสม

พลาสติกที่เป็นผลึกมีช่วงอุณหภูมิหลอมเหลวที่ค่อนข้างแคบ ซึ่งช่วยให้เกิดแรงเสียดทานได้อย่างมีประสิทธิภาพและให้ความแข็งแรงในการเชื่อมสูง

2. พลาสติกอสัณฐาน

• เอบีเอส
• พีซี (โพลีคาร์บอเนต)
• PMMA (อะคริลิก)
• PS (โพลีสไตรีน)
• SAN (สไตรีน-อะคริโลไนไตรล์)

วัสดุเหล่านี้สามารถเชื่อมแบบหมุนได้ แต่มีช่วงอุณหภูมิหลอมเหลวที่กว้างกว่า และมีแนวโน้มที่จะเกิดวาบไฟหรือเหลืองมากเกินไป ดังนั้นพารามิเตอร์การเชื่อมจึงต้องมีการปรับที่แม่นยำยิ่งขึ้น

❌ วัสดุที่ไม่เหมาะกับการเชื่อมแบบหมุน

1. พลาสติกเทอร์โมเซตติง

ตัวอย่างได้แก่ฟีนอลเรซิน อีพอกซีเรซิน และ BMC.

วัสดุเหล่านี้ไม่ละลายเมื่อถูกความร้อน แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดคาร์บอไนซ์ ทำให้ไม่เหมาะกับการเชื่อมแบบหมุนโดยสิ้นเชิง

2. วัสดุหน่วงไฟที่มีสารหน่วงไฟสูง-

วัสดุที่ประกอบด้วย:

• มากกว่าใยแก้ว 30%
• แป้งทัลคัมในปริมาณมาก
• แคลเซียมคาร์บอเนตในปริมาณมาก

สารตัวเติมเหล่านี้ช่วยลดการสร้างความร้อนจากการเสียดสีและอาจส่งผลให้ความแข็งแรงในการเชื่อมและการแตกร้าวต่ำมาก

3. ยางและอีลาสโตเมอร์

ทีพีอี/ทีพียูวัสดุมีแนวโน้มที่จะลื่นไถลในระหว่างการเสียดสีและเชื่อมได้ยาก วัสดุ TPE แบบอ่อนบางชนิดอาจต้องใช้เครื่องมือและพารามิเตอร์กระบวนการที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ

4. พลาสติกที่เข้ากันไม่ได้

พลาสติกชนิดต่างๆ ที่ไม่เข้ากันทางเคมีไม่สามารถเชื่อมได้อย่างน่าเชื่อถือ

ตัวอย่างเช่น,พีพีและพีซีเป็นวัสดุที่เข้ากันไม่ได้ โครงสร้างโมเลกุลของพวกมันไม่ได้หลอมรวมอย่างเหมาะสม ดังนั้น แม้ว่าพวกมันจะดูเหมือนละลายด้วยกัน แต่ข้อต่อก็สามารถแยกออกจากกันได้อย่างง่ายดายในภายหลัง

แนะนำให้ใช้-การผสมวัสดุที่เหมือนกัน การผสมวัสดุที่ใช้ร่วมกันได้ เช่น โลหะผสม ABS+PC สามารถเชื่อมแบบหมุนได้ ไม่ควรใช้วัสดุที่เข้ากันไม่ได้สำหรับการเชื่อมแบบหมุน

เคล็ดลับ:PP ที่มีมากถึงประมาณใยแก้ว 20%โดยทั่วไปสามารถเชื่อมแบบหมุนได้ วัสดุที่มีมากกว่าใยแก้ว 30%ไม่แนะนำ

2. ข้อกำหนดการออกแบบโครงสร้างผลิตภัณฑ์

1. พื้นผิวการเชื่อมต้องเป็นวงกลม

การเชื่อมแบบหมุนอาศัยแรงเสียดทานในการหมุนตามเส้นรอบวง ดังนั้นพื้นที่การเชื่อมจะต้องมีโครงสร้างสมมาตรแบบวงกลมหรือแบบหมุน.

การออกแบบที่เหมาะสม ได้แก่ :

• พื้นผิวการเชื่อมแบบวงกลม
• พื้นผิวการเชื่อมแบบวงแหวน
• ผู้บังคับบัญชาแบบวงกลม

พื้นผิวการเชื่อมแบบสี่เหลี่ยม ไม่สม่ำเสมอ หรือแบบไม่หมุน-ไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมแบบหมุน

ไม่ควรใช้พื้นผิวเรียบขนาดใหญ่เป็นจุดเชื่อมหลัก

2. โครงสร้างการหยุด/การวางตำแหน่ง

ตัวหยุดตำแหน่ง ไหล่ หรือโครงสร้างจำกัดอื่นๆ ควรได้รับการออกแบบเพื่อ:

• ป้องกันการเคลื่อนตัวของส่วนประกอบระหว่างการหมุน
• ควบคุมความลึกของการเชื่อม
• ป้องกันการละลายมากเกินไป
• ป้องกันการล่มสลายของสินค้า
• ที่แนะนำความสูงของไหล่หยุดโดยทั่วไปคือ 0.8–2 มม.

โครงสร้างนี้ยังช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุที่หลอมละลายถูกบีบเข้าไปด้านในของผลิตภัณฑ์

3. ซี่โครงเชื่อม

แนะนำให้ออกแบบเป็นวงกลมซี่โครงเชื่อมรอบบริเวณรอยเชื่อม

ขนาดที่แนะนำ:

• ความสูง:0.6–1.2 มม
• ความกว้าง:1–1.5 มม

ซี่โครงเชื่อมช่วย:

• ความร้อนจากการเสียดสีแบบเข้มข้น
• ควบคุมแฟลช
• รักษาพื้นที่การเชื่อมให้มั่นคง

หลีกเลี่ยงพื้นผิวการเชื่อมที่เรียบ-ถึง- พื้นที่เสียดสีเรียบขนาดใหญ่สามารถสร้างความร้อนไม่สม่ำเสมอและเพิ่มความเสี่ยงในการเชื่อมที่ไม่ดี

4. ความหนาของผนัง

ความหนาของผนังที่แนะนำในบริเวณเชื่อมคือ2–4 มม.

• ผอมเกินไป:ชิ้นส่วนอาจเสียรูปหรือแตกร้าวภายใต้แรงกดดัน
• หนาเกินไป:การให้ความร้อนแบบเสียดทานจะช้าลงและมีประสิทธิภาพน้อยลง

หลีกเลี่ยงผนังบางและส่วนขนาดใหญ่ที่ไม่รองรับ การเชื่อมแบบหมุนจะสร้างแรงบิดในระหว่างกระบวนการเชื่อม ซึ่งสามารถบิดหรือแตกโครงสร้างที่อ่อนแอได้

5. สำรองพื้นที่สำหรับ Flash

โดยปกติวัสดุที่หลอมเหลวและวาบไฟส่วนเกินจะถูกสร้างขึ้นระหว่างการเชื่อมแบบหมุน

โครงสร้างผลิตภัณฑ์จึงควรประกอบด้วย กร่องแฟลชหรือบริเวณผ่อนผันแฟลช.

ไม่ควรปล่อยให้แฟลชส่งผลโดยตรงต่อพื้นผิวการปิดผนึกที่สำคัญหรือพื้นผิวเครื่องสำอางที่มองเห็นได้

6. ความต้านทานแรงบิดของชิ้นงาน

เนื่องจากการเชื่อมแบบหมุนจะสร้างแรงบิด ชิ้นงานจึงไม่ควรมีโครงสร้างที่บาง เปราะ หรือบิดงอได้ง่าย

สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความเหนียวต่ำ ควรลดความเร็วในการหมุนให้เหมาะสม

3. สภาพวัตถุดิบและพื้นผิว

1. ต้องการวัตถุดิบ - บริสุทธิ์

ควรใช้เรซินบริสุทธิ์ทุกครั้งที่เป็นไปได้

วัสดุรีไซเคิลหรือนำกลับมาแปรรูปอาจมีสิ่งเจือปนและมีลักษณะการหลอมละลายที่ไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดความผันผวนในความแข็งแรงในการเชื่อม และเพิ่มความเสี่ยงของการเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์หรืออ่อนแอ

2. สภาพพื้นผิว - ไม่มีสารช่วยถอดแบบแม่พิมพ์ น้ำมันซิลิโคน หรือจาระบี

น้ำมันซิลิโคน สารถอดแบบแม่พิมพ์ จาระบี และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ สามารถสร้างอุปสรรคระหว่างพื้นผิวการเชื่อมและลดความแข็งแรงในการเชื่อมได้โดยตรง

พื้นผิวการเชื่อมควรจะเป็นทำความสะอาดและล้างไขมันแล้วก่อนทำการเชื่อมหากจำเป็น

3. สี

โดยทั่วไปสีจะไม่ส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อม

อย่างไรก็ตาม วัสดุที่มีสีเข้ม-อาจดูดซับความร้อนได้เร็วกว่า การเติมมาสเตอร์แบทช์ไม่ควรเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะการหลอมเหลวดั้งเดิมของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ

4. การจับคู่กระบวนการ - พารามิเตอร์เครื่องจักรที่สอดคล้องกัน

ยิ่งความเร็วในการหมุนสูงเท่าไร ความร้อนจากการเสียดสีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม:

ความเร็วสูงเกินไป:อาจเกิดแสงวาบมากเกินไป ความร้อนสูงเกินไป แสบร้อน หรือเหลืองได้

ความเร็วต่ำเกินไป:การสร้างความร้อนไม่เพียงพออาจส่งผลให้การเชื่อมไม่สมบูรณ์หรืออ่อนแอได้

ดังนั้นควรปรับความเร็วในการหมุน แรงกดในการเชื่อม ความลึกในการเชื่อม และเวลายึดตามวัสดุและผลิตภัณฑ์

5. ข้อบกพร่องในการเชื่อมทั่วไปและสาเหตุ

1. รอยเชื่อมอ่อน น้ำรั่ว หรืออากาศรั่ว

สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• วัสดุที่เข้ากันไม่ได้
• ซี่โครงเชื่อมเล็กเกินไป
• ความเร็วหรือแรงดันในการหมุนไม่เพียงพอ
• น้ำยาถอดแบบแม่พิมพ์หรือสารปนเปื้อนอื่นๆ บนผิวงานเชื่อม

2. แฟลชมากเกินไป

สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• ความเร็วในการหมุนสูงเกินไป
• ถือเวลานานเกินไป
• โครงสร้างการหยุด/การวางตำแหน่งทำงานไม่ถูกต้อง

3. ผลิตภัณฑ์แตกร้าวหรือเสียหายจากแรงบิด

สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• ความหนาของผนังบางเกินไป
• แรงบิดที่มากเกินไป
• ฟิกซ์เจอร์การเชื่อมไม่ได้รองรับการป้องกันการหมุน-ที่เพียงพอ

4. ไหม้หรือเหลือง

สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• ความเร็วในการหมุนสูงเกินไป
• ความร้อนจากการเสียดสีมากเกินไป
• ซี่โครงเชื่อมใหญ่เกินไป

6. รายการตรวจสอบความเหมาะสมในการเชื่อมแบบหมุนเร็ว

✅เหมาะสำหรับการเชื่อมแบบหมุน

• วัสดุเทอร์โมพลาสติก
• พื้นผิวการเชื่อมแบบสมมาตรแบบวงกลมหรือแบบหมุน
• วัสดุเดียวกันหรือเข้ากันได้
• ปริมาณใยแก้วน้อยกว่าหรือเท่ากับ 20%
• ไม่มีน้ำมันซิลิโคนหรือสารกำจัดเชื้อราบนพื้นผิวการเชื่อม
• โครงสร้างการหยุด/การวางตำแหน่งที่เหมาะสม
• ซี่โครงเชื่อมแบบวงกลมที่เหมาะสม

❌ไม่เหมาะกับการเชื่อมแบบหมุน

• พลาสติกเทอร์โมเซตติง
• พื้นผิวการเชื่อมที่ไม่-เป็นวงกลมหรือ-ไม่หมุน
• ปริมาณใยแก้ว>30%
• การผสมพลาสติกที่เข้ากันไม่ได้
• พื้นผิวที่มีน้ำมันซิลิโคนหรือสารกำจัดเชื้อรามากเกินไป

โดยสรุป: ก่อนที่จะเลือกเครื่องเชื่อมแบบหมุน ก่อนอื่นต้องยืนยันวัสดุ รูปทรงการเชื่อม ความเข้ากันได้ของวัสดุ ปริมาณสารตัวเติม และโครงสร้างผลิตภัณฑ์ การออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ถูกต้องและการจับคู่กระบวนการถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้เกิดการเชื่อมแบบหมุนที่แน่นหนาและรั่ว-