Zasada precyzyjnego formowania wtryskowego na wtryskarkach

Zwykle odnosimy się do precyzyjnego formowania wtryskowego, ponieważ dokładność wyglądu produktów formowanych wtryskowo powinna spełniać ścisłe tolerancje wymiarowe, tolerancje geometryczne i chropowatość powierzchni. Aby przeprowadzić precyzyjne formowanie wtryskowe, musi istnieć wiele powiązanych warunków, a najważniejsze to cztery podstawowe czynniki: tworzywo sztuczne, forma wtryskowa, proces formowania wtryskowego i sprzęt do formowania wtryskowego. Podczas projektowania produktów z tworzyw sztucznych należy najpierw wybrać inżynierskie materiały z tworzyw sztucznych, a w przypadku tworzyw konstrukcyjnych, które można poddać precyzyjnemu formowaniu wtryskowemu, należy wybrać materiały o wysokich właściwościach mechanicznych, stabilnym rozmiarze, dobrej odporności na pełzanie i odporności na pękanie naprężeniowe w środowisku. Po drugie, odpowiednie wtryskarki należy wybrać na podstawie wybranego tworzywa sztucznego, dokładności rozmiaru gotowego produktu, wagi części, wymagań jakościowych i oczekiwanej struktury formy. Podczas procesu przetwarzania czynniki wpływające na precyzyjne wyroby formowane wtryskowo to głównie temperatura formy, kontrola procesu wtrysku, a także zakres zmian temperatury i wilgotności otoczenia w miejscu produkcji oraz obróbka wyżarzania pozyskanych wyrobów .
W zakresie precyzyjnego formowania wtryskowego formy są jednym z kluczy do uzyskania precyzyjnych wyrobów z tworzyw sztucznych spełniających wymagania jakościowe. Formy stosowane do precyzyjnego formowania wtryskowego powinny skutecznie spełniać wymagania dotyczące wielkości, dokładności i kształtu produktu, a materiały formy powinny być ściśle dobrane. Jednak nawet jeśli dokładność i rozmiar formy są spójne, rzeczywisty rozmiar formowanych produktów z tworzyw sztucznych będzie się różnić ze względu na różnice w skurczu. Dlatego skuteczna kontrola szybkości skurczu wyrobów z tworzyw sztucznych ma kluczowe znaczenie w technologii precyzyjnego formowania wtryskowego.
Racjonalność projektowania form wtryskowych bezpośrednio wpływa na szybkość skurczu wyrobów z tworzyw sztucznych. Ponieważ rozmiar wnęki formy uzyskuje się przez dodanie szacowanej szybkości skurczu do rozmiaru produktu z tworzywa sztucznego, szybkość skurczu jest zakresem wartości zalecanych przez producenta tworzywa sztucznego lub podręcznik inżynierii tworzyw sztucznych. Jest to związane nie tylko z formą przewężki, położeniem przewężki i rozmieszczeniem formy, ale także z orientacją kryształów (anizotropią) konstrukcyjnych tworzyw sztucznych. Kształt, rozmiar, odległość i położenie przewężki produktów z tworzyw sztucznych są ściśle związane z układ dystrybucji chłodzenia formy. Główne czynniki wpływające na szybkość skurczu tworzyw sztucznych obejmują skurcz termiczny, skurcz przy przemianie fazowej, skurcz orientacyjny, skurcz ściskający i powrót sprężysty, które są związane z formowaniem lub warunkami pracy precyzyjnych produktów formowanych wtryskowo. Dlatego przy projektowaniu form konieczne jest uwzględnienie zależności między tymi czynnikami wpływającymi a warunkami formowania wtryskowego, a także ich pozornymi czynnikami, takimi jak ciśnienie formowania wtryskowego i ciśnienie wnęki oraz prędkość napełniania, temperatura stopu wtrysku i temperatura formy, struktura formy oraz kształt i rozmieszczenie przewężek, a także wpływ pola przekroju przewężki, grubości ścianek wyrobów, zawartości napełniaczy wzmacniających w tworzywach sztucznych, krystaliczności i orientacji tworzyw sztucznych. Wpływ powyższych czynników jest również różny w zależności od różnych materiałów z tworzyw sztucznych, innych warunków formowania, takich jak temperatura, wilgotność, ciągła krystalizacja, naprężenia wewnętrzne po formowaniu i zmiany we wtryskarkach.
Dzięki procesowi formowania wtryskowego tworzywo sztuczne przechodzi ze stanu stałego (proszek lub granulat) w płyn (stop), a następnie w ciało stałe (produkt). Od materiałów ziarnistych do stopów, a następnie od stopów do produktów, w środku znajdują się pola temperatury, pola naprężeń, pola przepływu i pola gęstości. W wyniku połączonego działania tych pól różne tworzywa sztuczne (termoutwardzalne lub termoplastyczne, krystaliczne lub amorficzne, wzmocnione lub nie wzmocnione itp.) mają różne formy strukturalne polimerów i właściwości reologiczne. Wszelkie czynniki wpływające na wspomniane „pole” nieuchronnie wpłyną na właściwości fizyczne i mechaniczne, rozmiar, kształt, dokładność i jakość wyglądu wyrobów z tworzyw sztucznych. W ten sposób nieodłączny związek między czynnikami procesowymi a wydajnością, morfologią strukturalną i produktami z tworzyw sztucznych z polimerów będzie przejawiał się w produktach z tworzyw sztucznych. Analiza tych połączeń wewnętrznych ma ogromne znaczenie dla racjonalnego formułowania procesów wtrysku, projektowania i wytwarzania form według rysunków, a nawet doboru urządzeń do formowania wtryskowego. Istnieją również różnice w ciśnieniu wtrysku i szybkości wtrysku między precyzyjnym formowaniem wtryskowym a zwykłym formowaniem wtryskowym. Precyzyjne formowanie wtryskowe często wykorzystuje wtrysk pod wysokim lub bardzo wysokim ciśnieniem, wtrysk z dużą prędkością, aby uzyskać mniejszy skurcz formowania. W oparciu o powyższe powody, podczas projektowania precyzyjnych form wtryskowych, oprócz uwzględnienia elementów konstrukcyjnych form ogólnych, należy również wziąć pod uwagę następujące kwestie: ① przyjęcie odpowiednich tolerancji wielkości formy; ② Zapobiegaj wystąpieniu błędu skurczu formowania; ③ Zapobiegaj deformacji formowania wtryskowego; ④ Zapobiegaj deformacji wyjęcia z formy; ⑤ Zminimalizuj błędy w produkcji form; ⑥ Zapobiegaj błędom w dokładności formy; ⑦ Zachowaj dokładność formy.
Szybkość skurczu będzie się zmieniać w zależności od ciśnienia wtrysku, dlatego w przypadku form z pojedynczą wnęką ciśnienie w wnęce wewnątrz wnęki powinno być jak najbardziej spójne; Jeśli chodzi o formy wielogniazdowe, różnica ciśnień w jamie między wnękami powinna być bardzo mała. W przypadku pojedynczej wnęki z wieloma wnękami lub wielu wnęk z wieloma wlewami konieczne jest wstrzykiwanie przy tym samym ciśnieniu wtrysku, aby zapewnić stałe ciśnienie w wnęce. Aby to osiągnąć, należy upewnić się, że pozycja bramy jest zrównoważona. Aby utrzymać stałe ciśnienie we wnęce formy, najlepiej jest utrzymywać stałe ciśnienie na wejściu bramki. Równowaga ciśnień na zasuwie związana jest z oporami przepływu w kanale. Tak więc, zanim ciśnienie zasuwy osiągnie równowagę, przepływ powinien być najpierw zrównoważony.
Ze względu na wpływ temperatury stopu i temperatury formy na rzeczywistą szybkość skurczu, przy projektowaniu gniazd form precyzyjnych należy zwrócić uwagę na rozmieszczenie gniazd, aby ułatwić określenie warunków formowania. Ponieważ stopione tworzywo sztuczne wprowadza ciepło do formy, rozkład gradientu temperatury w formie jest generalnie wokół wnęki, w kształcie koncentrycznym z głównym kanałem jako środkiem.
Dlatego środki projektowe, takie jak zrównoważone kanały przepływowe, układ wnęk i koncentryczny okrągły układ wyśrodkowany na głównym kanale przepływowym, są konieczne, aby zmniejszyć błąd skurczu między każdą wnęką, rozszerzyć dopuszczalny zakres warunków formowania i obniżyć koszty. Układ wnęki precyzyjnych form wtryskowych powinien spełniać wymagania zrównoważonych kanałów przepływowych i wyśrodkowanego układu z głównym kanałem przepływowym i musi przyjąć układ wnęki z głównym kanałem przepływowym jako linią symetryczną, w przeciwnym razie spowoduje to różnice w szybkości skurczu każdą jamę.
Ze względu na znaczny wpływ temperatury formy na szybkość skurczu, a także bezpośredni wpływ na właściwości mechaniczne wyrobów formowanych wtryskowo, konieczne jest również utrzymywanie formy w określonym zakresie temperatur oraz zapewnienie, aby temperatura formy nie zmienia się w czasie. Różnica temperatur między wnękami formy wielogniazdowej nie może się zmieniać. Dlatego środki kontroli temperatury do ogrzewania lub chłodzenia formy muszą być podjęte w projekcie formy, a aby zminimalizować różnicę temperatur między wnękami formy, należy zwrócić uwagę na projekt obwodu chłodzenia kontroli temperatury. W obwodzie kontroli temperatury wnęki i rdzenia istnieją głównie dwie metody łączenia: chłodzenie szeregowe i chłodzenie równoległe.
Z punktu widzenia sprawności wymiany ciepła przepływ wody chłodzącej powinien być turbulentny. Jednak w równoległym obwodzie chłodzenia natężenie przepływu w obwodzie, który staje się bocznikiem, jest mniejsze niż w szeregowym obwodzie chłodzenia, co może skutkować przepływem laminarnym, a rzeczywiste natężenie przepływu w każdym obwodzie niekoniecznie musi być takie samo. Ze względu na tę samą temperaturę wody chłodzącej wpływającej do każdego obwodu, temperatura każdej wnęki formy również powinna być taka sama. Jednak w rzeczywistości, ze względu na różne natężenia przepływu w każdym obwodzie i różną wydajność chłodzenia każdego obwodu, temperatura każdej wnęki formy nie może być stała. Wadą zastosowania szeregowego obwodu chłodzącego jest to, że opór przepływu wody chłodzącej jest wysoki, a temperatura wody chłodzącej na wlocie do przedniej wnęki jest znaczna i na wlocie do ostatniej wnęki. Różnica temperatur między wlotem i wylotem wody chłodzącej zmienia się w zależności od natężenia przepływu. W przypadku małych precyzyjnych form wtryskowych do obróbki części z tworzyw sztucznych, ogólnie biorąc pod uwagę obniżenie kosztów form, bardziej odpowiednie jest zastosowanie szeregowego obwodu chłodzenia. Jeśli wydajność zastosowanego kontrolera regulacji temperatury formy (maszyny) może kontrolować przepływ wody chłodzącej w granicach 2 stopni, maksymalna różnica temperatur każdej wnęki może być również utrzymywana w zakresie 2 stopni.
Wnęka formy i rdzeń powinny mieć własny układ obiegu wody chłodzącej. W konstrukcji obwodu chłodzącego, ze względu na różne ilości ciepła pochłanianego z wnęki i rdzenia, zmienia się również opór cieplny struktury obwodu, co skutkuje znaczną różnicą temperatur między temperaturą wody na wlocie do wnęki i rdzenia . Jeśli używany jest ten sam system, zaprojektowanie obwodu chłodzącego jest również trudniejsze. Ogólnie rzecz biorąc, małe formy wtryskowe do części z tworzyw sztucznych mają bardzo małe rdzenie, co utrudnia stosowanie systemu wody chłodzącej. Jeśli to możliwe, rdzeń może być wykonany z materiału z brązu, a dla litych rdzeni z brązu berylowego można zastosować metodę chłodzenia typu plug-in. Ponadto, podejmując środki zapobiegające wypaczaniu produktów formowanych wtryskowo, oczekuje się również utrzymania pewnej różnicy temperatur między wnęką a rdzeniem. Dlatego przy projektowaniu układu chłodzenia wnęki na sok i rdzenia powinna istnieć możliwość oddzielnej regulacji i kontroli temperatury. Aby zachować dokładność formy pod ciśnieniem wtrysku i siłą blokującą, podczas projektowania konstrukcji formy należy wziąć pod uwagę wykonalność szlifowania, szlifowania i polerowania części wnęki. Chociaż przetwarzanie wnęki i rdzenia osiągnęło wysokie wymagania dotyczące precyzji i oczekuje się szybkości skurczu, ze względu na odchylenie środka podczas formowania, odpowiednie wymiary wewnętrznej i zewnętrznej strony uformowanych produktów są trudne do spełnienia wymagań projektowych plastikowe elementy. W celu zachowania dokładności wymiarowej ruchomych i nieruchomych wnęk formy na powierzchni podziału, oprócz ustawienia powszechnie stosowanych słupków prowadzących i tulei prowadzących do centrowania, konieczne jest również zainstalowanie stożkowych kołków pozycjonujących lub bloków w kształcie klina, aby zapewnić dokładna i niezawodna dokładność pozycjonowania.
Materiałami używanymi do produkcji precyzyjnych form wtryskowych powinna być wysokiej jakości stopowa stal narzędziowa o wysokich właściwościach mechanicznych i niskim pełzaniu termicznym. Materiały formy do wytwarzania wnęk i prowadnic powinny być materiałami o wysokiej twardości, dobrej odporności na zużycie, dużej odporności na korozję i odporności na odkształcenia termiczne, które zostały poddane ścisłej obróbce cieplnej. Jednocześnie należy również wziąć pod uwagę trudność i ekonomiczność obróbki mechanicznej i elektrycznej. Aby zapobiec zmianom dokładności wymiarowej formy w wyniku zmian starzenia, konieczne jest określenie obróbki odpuszczającej lub obróbki niskotemperaturowej w celu zmniejszenia szczątkowej struktury austenitu materiału formy podczas obróbki cieplnej podczas projektowania formy. W przypadku wrażliwych części precyzyjnych form wtryskowych, zwłaszcza wnęki, rdzenia i innych wrażliwych części, podczas projektowania należy rozważyć możliwość naprawy, aby zachować wysoką dokładność po naprawie formy.
Technologia precyzyjnego formowania wtryskowego jest główną i kluczową technologią produkcji elementów z tworzyw sztucznych, a projektowanie precyzyjnych form wtryskowych jest główną częścią tej technologii produkcji. Rozsądne zaprojektowanie precyzyjnych form wtryskowych jest podstawą i niezbędnym warunkiem uzyskania precyzyjnych wyrobów. Rozsądnie określając rozmiar i tolerancję formy, przyjmując środki techniczne zapobiegające błędowi skurczu, deformacji wtrysku, deformacji wyjęcia z formy, przelewaniu krawędzi itp. W produktach formowanych wtryskowo oraz zapewniając dokładność formy i przyjmując prawidłowy precyzyjny proces formowania wtryskowego, odpowiedni inżynieria tworzyw sztucznych, precyzyjny sprzęt do wtrysku i precyzyjne elementy cylindra do formowania wtryskowego, można osiągnąć najlepsze dopasowanie!