چگونه فرآیند قالب گیری تزریقی را بهینه کنیم؟

توسعه بیشتر تجهیزات تزریق و بهبود مستمر الزامات کیفیت محصول، الزامات بالاتری را برای فناوری قالب گیری تزریقی مطرح می کند. انتخاب صحیح تجهیزات تزریق، تنظیم معقول فرآیند قالب گیری و بهینه سازی شرایط فرآیند، کلیدهای بهبود کیفیت محصول هستند.
انتخاب صحیح دستگاه قالب گیری تزریقی
عملکرد دستگاه های قالب گیری تزریقی به طور مستقیم بر کیفیت محصولات قالب گیری تزریقی تأثیر می گذارد. قیمت دستگاه های قالب گیری تزریقی با مشخصات و الزامات عملکرد متفاوت بسیار متفاوت خواهد بود.
انتخاب مشخصات دستگاه قالب گیری تزریقی
هنگام انتخاب مشخصات دستگاه قالب گیری تزریقی، ابتدا باید وضعیت قالب تولید را در نظر بگیریم، زیرا همان دستگاه قالب گیری تزریقی اغلب نیاز به تولید مجموعه های متعدد قالب با اندازه های مختلف دارد. باید مشخصات دستگاه تزریق را با توجه به وزن قطعات، اندازه قالب و ... یعنی حداکثر نیروی قفل و حداکثر حجم تزریق دستگاه تزریق تعیین کنیم و سپس با توجه به مدل مناسب آن را انتخاب کنیم. مشخصات و مدل های ارائه شده توسط سازنده دستگاه قالب گیری تزریقی. اکثر تولید کنندگان خدمات سفارشی را ارائه می دهند که راحتی زیادی را برای خرید ماشین های قالب گیری تزریقی فراهم می کند. ثانیاً، باید در نظر گرفت که آیا تنظیمات خاصی مانند انتخاب پیچ‌های مخصوص برای تولید PA، PC و سایر مواد مورد نیاز است یا خیر، و دستگاه‌های مربوطه برای قالب‌گیری قالب‌ها با کشش هسته یا برداشتن نخ مورد نیاز است یا خیر. ثالثاً، تعیین اینکه آیا باید برخی از ماشین های قالب گیری تزریقی با عملکردهای ویژه با توجه به ساختار قالب، کیفیت محصول و سایر عوامل انتخاب شود یا خیر، ضروری است. به عنوان مثال، هنگام تشکیل محصولات با جریان بلند جدار نازک (معمولا L/D ~ 300)، لازم است ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی با سرعت تزریق بالا انتخاب شوند و لوازم جانبی الکترونیکی دقیق نیاز به انتخاب ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی با کنترل حلقه بسته کامل دارند.
تنظیم نیروی قفل
در تئوری، نیروی گیره را می توان بر اساس فرمول زیر محاسبه کرد:
Fcm>=K × P میانگین × محصول A × ده
کجا: Fcm - نیروی قفل قالب، (KN)
K – ضریب ایمنی، معمولاً 1-1.2
میانگین P - فشار متوسط ​​حفره قالب (MPa)
محصول – حداکثر سطح پیش بینی شده محصول بر روی سطح جداکننده قالب (cm2)
در تولید واقعی، تنظیم نیروی گیره باید تأثیر انبساط حرارتی قالب در طول تولید را نیز در نظر بگیرد و به طور کلی حاشیه ای از 0 باقی بگذارد.1-0.2mm; اصل تنظیم نیروی قفل قالب اطمینان از کیفیت محصول با نیروی قفل کم قالب است.
تنظیم پارامتر فرآیند قالب گیری تزریقی
دمای بشکه و دمای قالب با توجه به خواص مواد پلاستیکی مختلف تنظیم می شود. دمای بشکه معمولاً 10 درجه - 30 درجه بالاتر از نقطه ذوب پلاستیک است. لازم به ذکر است که نقطه ذوب و مدت زمان ماندگاری مجاز در بشکه مواد تهیه شده توسط سازندگان مختلف نیز به دلیل روش های مختلف مصنوعی یا انواع مواد افزودنی متفاوت خواهد بود. جدول 1 در صفحه بعد، نقطه ذوب و زمان ماند مجاز را در دماهای مختلف PA66 (با نام تجاری 21SPC) Solutia و PA66 (با نام تجاری 25AE1) رودیا مقایسه می کند.
دمای قالب معمولاً با چرخاندن آب خنک می شود، اما هنگام تولید محصولات با اندازه دقیق یا کیفیت سطح مورد نیاز، دستگاه دمای قالب که می تواند به طور دقیق کنترل شود باید مطابق با الزامات فرآیند استفاده شود.
جدول 1 مقایسه نقطه ذوب و زمان ماند مجاز برندهای مختلف PA66
زمان نگهداری تزریق و زمان خنک شدن
زمان تزریق، زمان نگه‌داری فشار و زمان خنک‌سازی باید با توجه به ضخامت محصول، دمای قالب، خواص مواد و غیره تنظیم شود. زمان تزریق معمولاً کمی بیشتر از زمانی تنظیم می‌شود که پیچ حرکت ضربه تزریق را کامل کند. زمان تزریق بیش از حد طولانی نه تنها اثرات منفی مانند سایش مکانیکی و افزایش مصرف انرژی ایجاد می کند، بلکه چرخه قالب گیری را طولانی تر می کند. زمان نگهداری فشار با توجه به ضخامت محصول تنظیم می شود. زمان نگهداری فشار برای محصولات با دیواره نازک در طول قالب گیری لازم نیست. هنگام تنظیم زمان نگهداری فشار، تا زمانی که فرورفتگی آشکاری روی سطح محصول وجود نداشته باشد، می توان آن را با روش توزین نیز تعیین کرد. بهترین زمان نگهداری فشار را می توان با افزایش تدریجی زمان نگهداری فشار تا زمانی که کیفیت محصول دیگر تغییر نکند تعیین کرد. زمان خنک شدن نیز باید با توجه به ضخامت محصول، دمای قالب و خواص مواد تعیین شود. به طور کلی زمان سرد شدن پلیمرهای آمورف بیشتر از پلیمر کریستالی است.
فشار و سرعت تزریق
تنظیم فشار تزریق باید از اصل کم و نه زیاد پیروی کند، تا زمانی که بتواند قدرت کافی برای رسیدن به سرعت تزریق مورد نیاز را فراهم کند، به طوری که مذاب بتواند به آرامی حفره قالب را پر کند، فشار بیش از حد بالا به راحتی باعث استرس داخلی در می شود. محصول؛ اما هنگام قالب گیری محصولات با دقت ابعادی بالا، به منظور جلوگیری از انقباض بیش از حد محصولات، می توان از تزریق فشار بالا برای کاهش انقباض محصولات پس از قالب گیری استفاده کرد.
سرعت تزریق بر کیفیت ظاهری محصول تأثیر می گذارد و تنظیم آن باید بر اساس ساختار هندسی قالب، وضعیت اگزوز و غیره باشد. به طور کلی، با فرض اطمینان از ظاهر خوب، سعی کنید سرعت تزریق را بهبود بخشید تا کاهش یابد. زمان پر شدن در قالب‌گیری تزریقی، هنگامی که مذاب در قالب جریان می‌یابد، دیواره قالب یک لایه پخت تشکیل می‌دهد و در نتیجه ضخامت کانال قابل جریان را کاهش می‌دهد. به طور کلی، با توجه به ساختار قالب و سرعت تزریق، دیواره قالب دارای یک لایه پخت حدود 0.2 میلی متر خواهد بود. بنابراین معمولاً از سرعت تزریق سریعتر در قالب گیری استفاده می شود.
سکته مغزی تزریق، پارامترهای تزریق چند سطحی
در قالب گیری ابتدا باید سکته تزریقی مشخص شود. در تئوری، سکته تزریقی را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:
S1=4(CVp به علاوه Va)/ ρ Ds2
کجا: S{0}} ضربه تزریق Vp - حجم محصول
ρ– چگالی رزین C – تعداد حفره ها
Va – حجم دروازه Ds – قطر پیچ
در تولید واقعی، اگر وزن کل "محصول به اضافه دروازه" مشخص باشد، سکته تزریق را می توان با فرمول زیر محاسبه کرد:
S1= (M/Mmax)· حداکثر به علاوه (5~10) میلی متر
کجا: S1 --- ضربه تزریق، میلی متر
M – وزن کل «محصول به اضافه دروازه»، g
Mmax – حداکثر حجم تزریق دستگاه قالب گیری تزریقی، g
Smax - حداکثر سکته تزریق دستگاه قالب گیری تزریق، میلی متر
با توجه به اشکال هندسی مختلف سیستم رانر و قسمت‌های مختلف قالب، به منظور برآورده کردن الزامات کیفیت محصول، قطعات مختلف دارای الزامات متفاوتی برای وضعیت جریان مذاب پرکننده قالب هستند (به طور عمده به فشار و سرعت در طول جریان). در فرآیند تزریق، زمانی که پیچ مذاب را به داخل قالب فشار می‌دهد، نیاز به دستیابی به فشار و سرعت متفاوت در موقعیت‌های مختلف است که به آن قالب‌گیری تزریقی چند مرحله‌ای می‌گویند.
به طور کلی، تنظیم حداقل سه یا چند بخش تزریق برای قطعات پلاستیکی در هنگام قالب گیری علمی تر است، یعنی بخش اول در رانر اصلی، بخش دوم از رانر تا دروازه، بخش سوم حدود 90 است. درصد حفره با محصول پر شده و بخش باقیمانده قسمت چهارم است. از روش محاسبه وزن می توان برای تعیین موقعیت سوئیچینگ هر بخش استفاده کرد. در تولید واقعی، پارامترهای فرآیند تزریق چند مرحله‌ای باید با توجه به الزامات کیفیت محصول، ساختار دونده، شرایط اگزوز قالب و غیره به صورت علمی تحلیل و به طور منطقی تنظیم شوند.
معمولاً می توان از روش تنظیم و مشاهده استفاده کرد تا فشار/سرعت نقطه سوئیچینگ مورد نیاز برای تزریق را روی 0 تنظیم کرد، جهت ذوب و وضعیت نقص محصول را مشاهده کرد و به تدریج تنظیم کرد تا نقطه موقعیت معقول به دست آید. یافت. با این حال، در فرآیند اشکال زدایی و مشاهده، باید به شرایط قالب گیری محصولات زیر تزریق شده توجه شود تا از چسبیدن قالب به دلیل تزریق کم در برخی از قسمت های مقعر قالب جلوگیری شود.
سایر پارامترهای فرآیند
در قالب‌گیری تزریقی، علاوه بر تنظیم چندین پارامتر اصلی مانند دمای قالب‌گیری، فشار، سرعت، زمان، و موقعیت سوئیچینگ تزریق چند سطحی، پارامترهای فرآیند دیگری مانند فشار برگشتی، سرعت پیچ، پیچ‌شدن به عقب وجود دارد. ، ضد جریان و سایر تنظیمات پارامتر عمل، که نمی توان آنها را نادیده گرفت.
نمونه ای از تنظیمات پارامتر فرآیند
به عنوان مثال تولید اتصالات کابل نایلونی را در نظر بگیرید، الزامات کیفیت محصول عبارتند از: محصول مطابق با استانداردهای کشش مشخص شده است. سطح باید عاری از سیم نقره ای، حباب، علائم انقباض و سایر پدیده های نامطلوب باشد. محصول پس از فرم دهی دارای سفتی مناسب و بدون شلی است. مواد مورد استفاده PA66 است. دستگاه قالب گیری تزریقی JSW1000-EII-SP است، ساختار قالب از نوع دونده داغ و نوع گیت دروازه نقطه ای است.
در مرحله اول، اصل تنظیم پارامتر فرآیند با توجه به ویژگی های محصول و ساختار قالب تعیین می شود:
(1) از آنجایی که طول جریان محصول طولانی است، L/t (نسبت جریان به ضخامت دیواره) 511 است، قالب گیری تزریقی با سرعت بالا باید انتخاب شود.
(2) نوع دروازه دروازه نقطه ای است و فشار بالاتری باید برای غلبه بر مقاومت در طول جریان استفاده شود.
(3) به منظور اطمینان از پر شدن صاف محصول، مواد مذاب باید سیالیت خوبی داشته باشد و دمای قالب گیری باید به طور مناسب بالا باشد.
(4) هنگامی که فشار بالا و سرعت بالا تا انتها تزریق می شود، تولید فلاش آسان است. دستگاه قالب گیری باید فشار اینرسی و سوئیچ سرعت کم داشته باشد.
(5) از آنجایی که ضخامت دیواره محصول کوچک است، نمی توان از نگهدارنده فشار استفاده کرد. برای پارامترهای اصلی فرآیند شکل دهی به جدول 2 مراجعه کنید.
جدول 2 پارامترهای فرآیند قالب گیری محصولات تسمه
برای فرموله کردن پارامترهای فرآیند تزریق، لازم است اطلاعات عملکرد تجهیزات، ساختار قالب، مواد قالب‌گیری و الزامات کیفیت محصول را درک کنید و پارامترهای قالب‌گیری را به صورت علمی و منطقی تنظیم کنید.
اول از همه، پارامترهای فرآیند باید گام به گام با توجه به شرایط تشکیل محصول تنظیم شوند. ترتیب تنظیم صحیح فشار → سرعت → دما است. هر بار که پارامتر تغییر می کند، پارامتر ورودی قبل از تغییر پارامتر بعدی توسط کامپیوتر تایید شده است. باید از تغییر بیش از دو پارامتر به طور همزمان خودداری شود. ثانیاً در فرآیند تولید پایدار، پارامترها باید تا حد امکان ثابت نگه داشته شوند و سوابق دقیق انجام شود. اگر تغییر خیلی زیاد است، باید دلایل را به موقع پیدا کرد. علاوه بر این، فرآیند قالب‌گیری باید تا حد امکان زمانی که قالب به صورت آنلاین قرار می‌گیرد، ثابت شود تا کنترل کیفیت محصول نهایی تسهیل شود.