Hur man förhindrar sprickbildning i stora POM-stänger – Orsaker och lösningar

Varför spricker större POM-stänger medan mindre inte gör det?

POM (polyoxymetylén), även känd som acetal, används i stor utsträckning på grund av sina utmärkta mekaniska egenskaper och hållbarhet. Stänger med mindre diameter, såsom upp till 50 mm, upplever sällan sprickproblem. Detta beror på att mindre stänger kyls mer jämnt och snabbare, vilket minskar risken för inre spänningar.

I kontrast, större diameterstänger, såsom 100 mm, står ofta inför ojämn kylning. Ytlagret kyls snabbare än kärnan, vilket leder till:

• Inre spänningar orsakade av temperaturdifferenser.
• Icke-enhetlig kristallisation, som försvagar materialets struktur och ökar risken för sprickor.

Nedan är de vanligaste orsakerna och ekonomiska, praktiska lösningar för att ta itu med detta problem.

1. Ojämt kylning av POM-stänger

Problem:
I större stavar kyls ytan mycket snabbare än kärnan under extrudering. Detta resulterar i materialskrympning och inre spänningar, vilket ofta leder till radiala sprickor.

Lösning:
✔️ Tillämpa gradvis nedkylning:

• Använd varmt vatten (60–80°C) istället för kallt vatten under den initiala kylfasen.
• Gradvis sänk vattentemperaturen i de efterföljande kylzonerna.
• Överväg att lägga till ett luftbad innan vattenimmersion för att begränsa plötsliga temperaturförändringar.

2. Snabb kristallisation i kärnan

Problem:
POM, särskilt homopolymertyper, kristalliseras snabbt, vilket leder till icke-enhetliga kristallina strukturer och försvagade kärnor i större stavar.

Lösning:
✔️ Lägre bearbetningstemperaturer:

• Cylindertemperatur: 190–210°C istället för 210–230°C.
• Die temperatur: 10–15°C lägre än cylindern.

✔️ Kortsiktig anlöpning för att lindra stress:

• Testa korttidsuppvärmning vid 80–100°C, följt av långsam nedkylning till rumstemperatur.
• Den exakta varaktigheten av glödgning beror på flera faktorer, så experiment rekommenderas för att optimera parametrar.

3. Materialegenskaper – Homopolymer POM

Problem:
Homopolymer POM, medan det erbjuder högre styvhet, är mer sprött än kopolymer POM. Stora diametrar förstärker interna spänningar, vilket ökar risken för sprickbildning.

Lösning:
✔️ Överväg att byta till kopolymer POM, som:

• Har bättre sprickmotstånd.
• Är mindre benägen att drabbas av interna påfrestningar.

✔️ Alternativt, lägg till påverkanmodifierare eller plasterare för att förbättra flexibiliteten hos homopolymer POM.

4. Extruderingsprocessparametrar

Problem:
Överdrivet tryck eller temperatur under extrudering kan leda till överkokning och försvaga materialets struktur.

Lösning:
✔️ Optimera processparametrar:

• Minska extruderingshastigheten för jämnare kylning och kristallisation.
• Justera cylinder- och stämpeltemperaturer för att säkerställa en gradvis temperaturminskning.
• Sänk die tryck för att undvika lager separation inuti staven.

5. Fukt i råmaterial

Problem:
Även små mängder fukt i POM-granulat kan skapa mikrobubblor, vilket försvagar stavstrukturen och leder till sprickor.

Lösning:
✔️ Torka materialet ordentligt:

• Förtorka granulerna vid 80–90°C i 3–4 timmar.
• Lagra råmaterial i torra förhållanden med avfuktande lufttorkare i matningssystemet.

Sammanfattning

Sprickor i stora POM-stänger är ett komplext problem orsakat av:

• Ojämn kylning,
• Snabb kristallisation,
• Materialegenskaper, och
• Felaktiga extruderingsparametrar.

Föreslagna lösningar:
✔️ Gradvis nedkylning – Undvik plötsliga temperaturfall genom att använda varmt vatten och stegvis nedkylning.
✔️ Stressavlastande glödgning – Testa kortvarig uppvärmning vid 80–100°C, följt av långsam avkylning för att förhindra uppbyggnad av inre spänningar.
✔️ Processoptimering – Justera temperaturer, extruderingshastigheter och tryck för att undvika överhettning och spänningskoncentration.
✔️ Materialval – Överväg kopolymer POM eller slagmodifierade sorter för att förbättra hållbarheten.
✔️ Torkning av råmaterial – Se till att materialet är fritt från fukt innan extrudering.

Dessa praktiska och ekonomiska metoder kan avsevärt minska risken för sprickor i stora POM-stänger och förbättra produktkvaliteten.