Hvordan optimerer man sprøjtestøbningsprocessen?

Den videre udvikling af sprøjteudstyr og den løbende forbedring af produktkvalitetskravene stiller højere krav til sprøjtestøbeteknologi. Korrekt valg af injektionsudstyr, rimelig indstilling af støbeprocessen og optimering af procesforhold er nøglerne til at forbedre produktkvaliteten.
Korrekt valg af sprøjtestøbemaskine
Ydeevnen af ​​sprøjtestøbemaskiner påvirker direkte kvaliteten af ​​sprøjtestøbeprodukter. Priserne på sprøjtestøbemaskiner med forskellige specifikationer og ydeevnekrav vil variere meget.
Specifikationsvalg af sprøjtestøbemaskine
Når vi vælger specifikationen for sprøjtestøbemaskinen, bør vi først overveje produktionsformens situation, fordi den samme sprøjtestøbemaskine ofte skal opfylde produktionen af ​​flere sæt forme med forskellige størrelser. Vi bør bestemme specifikationen af ​​sprøjtestøbemaskinen i henhold til vægten af ​​delene, formstørrelse osv., det vil sige den maksimale låsekraft og det maksimale injektionsvolumen for sprøjtestøbemaskinen, og vælg derefter den passende model iht. specifikationerne og modellerne fra sprøjtestøbemaskineproducenten. De fleste producenter leverer tilpassede tjenester, hvilket giver stor bekvemmelighed ved køb af sprøjtestøbemaskiner; For det andet er det nødvendigt at overveje, om der er behov for nogle specielle konfigurationer, såsom valg af specielle skruer til produktion af PA, PC og andre materialer, og de tilsvarende enheder er nødvendige til støbning af forme med kernetræk eller gevindfjernelse; For det tredje er det nødvendigt at bestemme, om der skal vælges nogle sprøjtestøbemaskiner med specielle funktioner i henhold til formstrukturen, produktkvaliteten og andre faktorer. For eksempel, når der dannes tyndvæggede, langflydende produkter (generelt L/D ＞ 300), er det nødvendigt at vælge sprøjtestøbemaskiner med høj sprøjtehastighed, og præcist elektronisk tilbehør skal vælge præcisions-kontrollerede sprøjtestøbemaskiner med fuld lukket sløjfe.
Indstilling af låsekraft
I teorien kan spændekraften beregnes efter følgende formel:
Fcm>=K × P Gennemsnit × Produkt A × ti
Hvor: Fcm - formlåsekraft, (KN)
K – sikkerhedsfaktor, generelt 1-1.2
P gennemsnit – gennemsnitligt tryk i formhulen (MPa)
Et produkt – det maksimale projicerede areal af produktet på støbeformens skilleflade (cm2)
I den faktiske produktion bør justeringen af ​​klemkraften også tage højde for virkningen af ​​termisk udvidelse af formen under produktionen og generelt efterlade en margen på 0.1-0.2mm; Indstillingsprincippet for formlåsekraft er at sikre kvaliteten af ​​produktet med lav formlåsekraft.
Indstilling af parameter for sprøjtestøbning
Tøndetemperaturen og formtemperaturen indstilles i henhold til egenskaberne af forskellige plastmaterialer. Tøndetemperaturen er generelt 10 grader - 30 grader højere end plastiksmeltepunktet. Det skal bemærkes, at smeltepunktet og den tilladte opholdstid i tønden af ​​materialer leveret af forskellige producenter også vil variere på grund af forskellige syntetiske metoder eller typer af additiver. Tabel 1 på den følgende side sammenligner smeltepunktet og tilladt opholdstid ved forskellige temperaturer af PA66 (mærke 21SPC) af Solutia og PA66 (mærke 25AE1) af Rhodia.
Formtemperaturen afkøles generelt af cirkulerende vand, når den indstilles, men når der produceres produkter med høj præcision størrelse eller overfladekvalitetskrav, bør formtemperaturmaskinen, der kan kontrolleres nøjagtigt, bruges i henhold til proceskravene.
Tabel 1 Sammenligning af smeltepunkt og tilladt opholdstid for forskellige mærker af PA66
Injektionsholdetid og afkølingstid
Indsprøjtningstiden, trykholdetiden og afkølingstiden skal indstilles i henhold til produkttykkelsen, formtemperaturen, materialeegenskaber osv. Indsprøjtningstiden er generelt indstillet til at være lidt længere end tiden for skruen til at fuldføre injektionsslagbevægelsen. For lang indsprøjtningstid vil ikke kun give negative effekter såsom mekanisk slid og øget energiforbrug, men også forlænge støbecyklussen. Trykholdetiden indstilles efter produktets tykkelse. Trykholdetiden er ikke nødvendig for tyndvæggede produkter under støbning; Ved indstilling af trykholdetiden, så længe der ikke er nogen tydelig fordybning på produktets overflade, kan det også bestemmes ved hjælp af vejemetoden. Den bedste trykholdetid kan bestemmes ved gradvist at forlænge trykholdetiden, indtil produktkvaliteten ikke længere ændres. Afkølingstiden skal også bestemmes i henhold til produktets tykkelse, formtemperatur og materialeegenskaber. Generelt er afkølingstiden for amorf polymer længere end for krystallinsk polymer.
Indsprøjtningstryk og hastighed
Indstillingen af ​​injektionstryk bør følge princippet om lavt snarere end højt, så længe det kan give tilstrækkelig kraft til at nå den krævede injektionshastighed, så smelten jævnt kan fylde formhulrummet, for højt tryk vil let forårsage indre belastninger i produktet; Men ved støbning af produkter med høj dimensionsnøjagtighed kan højtryksindsprøjtning anvendes for at forhindre overdreven krympning af produkter til at reducere krympningen af ​​produkter efter afformningen.
Indsprøjtningshastigheden vil påvirke produktets udseendekvalitet, og dets indstilling skal være baseret på formens geometriske struktur, udstødningstilstand osv. Generelt, ud fra den forudsætning at sikre et godt udseende, prøv at forbedre injektionshastigheden for at reducere påfyldningstiden. Ved sprøjtestøbning, når smelten flyder i formen, vil formvæggen danne et hærdende lag, hvilket reducerer tykkelsen af ​​den flydbare kanal. Generelt vil formvæggen ifølge formstrukturen og injektionshastigheden have et hærdende lag på ca. 0,2 mm. Derfor anvendes normalt en hurtigere indsprøjtningshastighed i støbningen.
Injektionsslag, injektionsparametre på flere niveauer
Ved støbning skal sprøjteslaget først bestemmes. I teorien kan injektionsslaget beregnes som følger:
S1=4(CVp plus Va)/ ρ Ds2
Hvor: S1 - injektionsslag Vp - produktvolumen
ρ– Harpiksdensitet C – antal hulrum
Va – portvolumen Ds – skruediameter
I den faktiske produktion, hvis den samlede vægt af "produkt plus port" er kendt, kan injektionsslaget beregnes ved hjælp af følgende formel:
S1=（M/Mmax）·Smax plus (5~10)mm
Hvor: S1 --- injektionsslag, mm
M – Samlet vægt af "produkt plus port", g
Mmax – maksimalt sprøjtevolumen af ​​sprøjtestøbemaskine, f
Smax – maksimalt sprøjteslag af sprøjtestøbemaskine, mm
På grund af de forskellige geometriske former af løbesystemet og forskellige dele af formen, for at opfylde produktkvalitetskravene, har forskellige dele forskellige krav til strømningstilstanden af ​​formpåfyldningssmelten (refererer hovedsageligt til trykket og hastigheden under flyde). I en injektionsproces, når skruen skubber smelten ind i formen, er det nødvendigt at opnå forskelligt tryk og hastighed ved forskellige positioner, hvilket kaldes flertrins sprøjtestøbning.
Generelt er det mere videnskabeligt at indstille mindst tre eller flere injektionssektioner til plastdele under støbning, det vil sige, at den første sektion er ved hovedskinnen, den anden sektion er fra kanalen til porten, den tredje sektion er omkring 90 procent af hulrummet fyldt med produktet, og den resterende sektion er den fjerde sektion. Vægtberegningsmetoden kan bruges til at bestemme skiftepositionen for hver sektion; I den faktiske produktion bør flertrins-injektionsprocesparametrene analyseres videnskabeligt og rimeligt indstilles i henhold til produktkvalitetskrav, løberstruktur, formudstødningsforhold osv.
Normalt kan justerings- og observationsmetoden bruges til at indstille trykket/hastigheden af ​​koblingspositionspunktet, der er nødvendigt for injektion til 0, observere smelteretningen og produktfejltilstanden og gradvist justere, indtil et rimeligt positionspunkt er fundet. I processen med fejlfinding og observation skal der imidlertid lægges vægt på afformningstilstanden for underinjicerede produkter for at undgå, at mug klæber på grund af underinjektion i nogle konkave dele af formen.
Andre procesparametre
Ved sprøjtestøbning er der ud over indstillingen af ​​flere hovedparametre, såsom støbetemperatur, tryk, hastighed, tid og multi-level sprøjteskifteposition, mange andre procesparametre, såsom modtryk, skruehastighed, skrueoprulning , anti-flow og andre handlingsparameterindstillinger, som ikke kan ignoreres.
Eksempel på indstilling af procesparameter
Tag produktionen af ​​nylon kabelbindere som et eksempel, produktkvalitetskravene er: produktet opfylder de specificerede spændingsstandarder; Overfladen skal være fri for sølvtråd, bobler, krympemærker og andre uønskede fænomener; Efter formning har produktet god tæthed og ingen løshed. Det anvendte materiale er PA66; Sprøjtestøbemaskinen er JSW1000-EII-SP, formstrukturen er af typen hot runner, og porttypen er punktport.
For det første bestemmes procesparameterindstillingsprincippet i henhold til produktkarakteristika og formstruktur:
(1) Fordi produktflowlængden er lang, L/t (flow til vægtykkelsesforhold) er 511, bør højhastighedssprøjtestøbning vælges;
(2) Porttypen er punktport, og højere tryk skal bruges for at overvinde modstanden under flow;
(3) For at sikre en jævn fyldning af produktet skal det smeltede materiale have god flydende virkning, og støbetemperaturen skal være passende høj;
(4) Når højt tryk og høj hastighed injiceres til enden, er det let at producere flash. Støbemaskinen skal have lavt inertitryk og hastighedsskift;
(5) Da produktets vægtykkelse er lille, kan trykfastholdelse ikke anvendes; Se tabel 2 for de vigtigste formningsprocesparametre.
Tabel 2 Støbeprocesparametre for stropprodukter
For at formulere injektionsprocesparametre er det nødvendigt at forstå informationen om udstyrs ydeevne, formstruktur, støbematerialer og produktkvalitetskrav og indstille støbeparametrene videnskabeligt og rimeligt.
Først og fremmest skal procesparametrene justeres trin for trin i henhold til produktdannelsesbetingelserne. Den korrekte justeringssekvens er tryk → hastighed → temperatur. Hver gang parameteren ændres, er inputparameteren blevet bekræftet af computeren før næste parameterændring. Det bør undgås at ændre mere end to parametre på samme tid; For det andet, i processen med stabil produktion, skal parametrene holdes så stabile som muligt, og der bør laves detaljerede registreringer. Hvis ændringen er for stor, bør årsagerne findes i tide. Desuden skal støbeprocessen fastgøres så meget som muligt, når støbeformen sættes online hver gang, for at lette kvalitetskontrollen af ​​det færdige produkt.