Шприцоване, известен също като леене под налягане, е метод на формоване, който съчетава шприцване и формоване. Предимствата на метода на леене под налягане са бърза скорост на производство и висока ефективност, операцията може да бъде автоматизирана, има много дизайни и цветове, формите могат да бъдат от прости до сложни, а размерите могат да бъдат от големи до малки, а продуктът размерите са точни, продуктите са лесни за подмяна и могат да бъдат изработени в сложни форми Части, леенето под налягане е подходящо за масово производство и продукти със сложна форма и други полета за обработка на формоване.
При определена температура напълно разтопен пластмасов материал се разбърква от винт, инжектира се в кухината на формата с високо налягане и се охлажда и втвърдява, за да се получи формован продукт. Този метод е подходящ за масово производство на компоненти със сложни форми и е един от важните методи за обработка.
- Основна информация за леене под налягане
- История
- Процес на леене под налягане
- Контрол на налягането
- Налягане на впръскване
- Параметър
- Основна информация за леене под налягане
Процесът на леене под налягане може грубо да бъде разделен на следните 6 етапа:
Затягане на матрица, инжектиране на лепило, поддържане на налягането, охлаждане, отваряне на матрица иотстраняване на продукта.
Чрез повтаряне на горния процес продуктите могат да се произвеждат периодично на партиди. Формоването на термореактивни пластмаси и каучук също включва същия процес, но температурата на цевта е по-ниска от тази на термопластичните пластмаси и налягането на впръскване е по-високо. Формата се нагрява. След като материалът се инжектира, той трябва да премине през процес на втвърдяване или вулканизация във формата и след това да бъде дефилиран, докато е горещ.
Тенденцията на днешната технология за обработка се развива в посока на високите технологии. Тези технологии включват: микроинжекционно формоване, композитно инжекционно формоване с високо запълване, водно-асистирано инжекционно формоване, смесено използване на различни специални процеси на инжекционно формоване, леене под налягане с пяна, технология за формоване, симулационна технология и др.
През 1868 г. Hyatt разработва пластмасов материал, който нарича целулоид. Целулоидът е изобретен през 1851 г. от Александър Паркс. Hyatt го подобрява, така че да може да се обработва в завършени форми. Hyatt и брат му Isaiah регистрират патента за първата инжекционна машина с бутало през 1872 г. Тази машина е сравнително по-проста от тези, използвани през 20-ти век. Действа основно като гигантска хиподермична игла. Тази гигантска игла (дифузионен варел) инжектира пластмаса във формата през нагрят цилиндър.
През 40-те години на миналия век Втората световна война създава огромно търсене на евтини, масово произвеждани продукти. , евтини, масово произвеждани продукти.
През 1946 г. американският изобретател Джеймс Уотсън Хендри създава първата машина за леене под налягане, която позволява по-прецизен контрол на скоростта на шприцване и качеството на произведените изделия. Тази машина също така позволява смесване на материалите преди инжектиране, така че оцветените или рециклираните пластмаси да могат да бъдат напълно смесени в чиста материя. През 1951 г. Съединените щати разработиха първата машина за винтово шприцване. Не е кандидатствал за патент и това устройство все още се използва.
През 70-те години на миналия век Хендри продължи да разработва първия процес на леене под налягане с газ и позволи производството на сложни, кухи продукти, които се охлаждаха бързо. Това значително увеличава гъвкавостта на дизайна, както и здравината и крайните точки на произведените части, като същевременно намалява производственото време, разходите, теглото и отпадъците.
контрол на температурата
- Температура на цевта: Температурите, които трябва да се контролират по време на процеса на леене под налягане, включват температура на цевта, температура на дюзата и температура на формата и т.н. Първите две температури влияят главно на пластификацията и потока на пластмасата, докато последната температура влияе главно на потока и охлаждането от пластмаси. Всяка пластмаса има различна температура на потока. Една и съща пластмаса има различни температури на потока и температури на разлагане поради различни източници или степени. Това се дължи на различни средни молекулни тегла и разпределения на молекулното тегло. Пластмасите в различните видове леене под налягане имат различни температури на потока и температури на разлагане. Процесът на пластифициране в машината също е различен, така че температурата на цевта също е различна.
- Температура на дюзата: Температурата на дюзата обикновено е малко по-ниска от максималната температура на цевта. Това е, за да се предотврати "слюноотделянето", което може да се появи в дюзата с права проходимост. Температурата на дюзата не може да бъде твърде ниска, в противен случай това ще доведе до преждевременно втвърдяване на разтопения материал и блокиране на дюзата, или материалът за преждевременно втвърдяване ще бъде инжектиран в кухината на формата и ще повлияе на работата на продукта.
- Температура на матрицата: Температурата на матрицата има голямо влияние върху присъщата производителност и видимото качество на продукта. Температурата на матрицата зависи от кристалността на пластмасата, размера и структурата на продукта, изискванията за производителност и други условия на процеса (температура на стопилка, скорост и налягане на впръскване, цикъл на формоване и др.).
Контрол на налягането
Налягането по време на процеса на леене под налягане включва налягане на пластифициране и налягане на впръскване и пряко влияе върху пластификацията на пластмасата и качеството на продукта.
- Пластифициращо налягане: (обратно налягане) При използване на шнекова инжекционна машина, налягането, упражнявано от стопилката в горната част на шнека, когато винтът се върти и отстъпва, се нарича пластифициращо налягане, известно още като обратно налягане. Размерът на това налягане може да се регулира чрез предпазния клапан в хидравличната система. При шприцване размерът на налягането на пластифициране трябва да се промени в зависимост от конструкцията на винта, изискванията за качество на продукта и вида на пластмасата. Ако тези условия и скоростта на винта останат непроменени, увеличаването на налягането на пластифициране ще засили срязването. Ефектът е да се повиши температурата на стопилката, но това ще намали ефективността на пластификацията, ще увеличи противотока и изтичането и ще увеличи задвижващата мощност.
В допълнение, увеличаването на налягането на пластифициране често може да направи температурата на стопилката равномерна, цветните материали могат да се смесят равномерно и газът в стопилката може да бъде изхвърлен. При общи операции налягането на пластифициране трябва да се определя възможно най-ниско, като същевременно се гарантира отлично качество на продукта. Конкретната стойност варира в зависимост от вида на използваната пластмаса, но обикновено рядко надвишава 20 kg/cm2.
Налягане на впръскване: В настоящото производство налягането на впръскване на почти всички машини за впръскване се основава на натиска на буталото или горната част на винта върху пластмасата.
Приложеното налягане (преобразувано от налягането в маслопровода) трябва да има предимство. Ролята на налягането на впръскване при леене под налягане е да преодолее съпротивлението на потока на пластмасата от цевта към кухината, да даде на разтопения материал скорост на пълнене и да уплътни разтопения материал.
- Цикъл на формоване
Времето, необходимо за завършване на процеса на формоване под налягане, се нарича цикъл на формоване, известен също като цикъл на формоване. Всъщност включва следните части: Цикъл на формоване: Цикълът на формоване влияе пряко върху производителността на труда и използването на оборудването. Следователно, по време на производствения процес, съответните времена в цикъла на формоване трябва да бъдат съкратени възможно най-много, като същевременно се гарантира качество. В целия цикъл на формоване времето за шприцване и времето за охлаждане са най-важни и те имат решаващо влияние върху качеството на продукта. Времето за пълнене във времето за инжектиране е право обратно пропорционално на скоростта на пълнене. Времето за пълнене в производството обикновено е около 3-5 секунди. Времето на задържане във времето за инжектиране е времето за натиск върху пластмасата в кухината, което представлява голяма част от цялото време на инжектиране, обикновено около 20-120 секунди (до 5-10 минути за много дебели части). Времето на задържане преди стопилката да бъде замръзнало на вратата ще окаже влияние върху точността на размерите на продукта. Ако е по-късно, няма да окаже влияние. Времето на задържане също има най-добра стойност, за която е известно, че зависи от температурата на материала, температурата на формата и размера на главния канал и вратата. Ако размерите на главния канал и шибъра и условията на процеса са нормални, обикновено се използва стойността на налягането с най-малък диапазон на колебание на скоростта на свиване на продукта. Времето за охлаждане зависи главно от дебелината на продукта, термичните и кристализационни свойства на пластмасата и температурата на формата. Крайната точка на времето за охлаждане трябва да се основава на принципа за гарантиране, че няма промени, когато продуктът бъде изваден от формата. Времето за охлаждане обикновено е между 30 и 120 секунди. Не е необходимо времето за охлаждане да е твърде дълго. Това не само ще намали ефективността на производството, но и ще повлияе на качеството на сложните части. Това ще доведе до трудности при изваждането от формата и дори ще възникне напрежение при изваждане от формата при принудително изваждане от формата. Други времена в цикъла на формоване са свързани с това дали производственият процес е непрекъснат и автоматизиран и степента на непрекъснатост и автоматизация.
- Налягане на впръскване
Налягането при леене под налягане се осигурява от хидравличната система на системата за леене под налягане. Налягането на хидравличния цилиндър се предава на пластмасовата стопилка през винта на машината за леене под налягане. Задвижвана от налягането, стопилката от пластмаса навлиза във вертикалния канал на потока (също основния канал на потока за някои форми), основния канал на потока и шунтиращия поток на матрицата през дюзата на машината за леене под налягане. канал и навлиза в кухината на формата през портата. Този процес е процесът на леене под налягане или наречен процес на пълнене. Наличието на налягане е за преодоляване на съпротивлението по време на процеса на изтичане на стопилка или обратното, съществуващото съпротивление по време на процеса на изтичане трябва да бъде компенсирано от налягането на машината за леене под налягане, за да се гарантира, че процесът на пълнене протича гладко.
По време на процеса на леене под налягане налягането при дюзата на машината за леене под налягане е най-високо, за да се преодолее съпротивлението на потока на стопилката по време на целия процес. След това налягането постепенно намалява по дължината на потока към фронта на предната вълна на стопилката. Ако отработените газове вътре в кухината на формата са добри, крайното налягане в предния край на стопилката е атмосферно налягане.
Има много фактори, които влияят върху налягането при пълнене на стопилката, които могат да бъдат обобщени в три категории: (1) материални фактори, като вида и вискозитета на пластмасата и др.; (2) структурни фактори, като вида, броя и местоположението на системата за изливане, формата на кухината на формата и качеството на продукта. Дебелина и др.; (3) Фактори на процеса на формоване.
2.Време за леене под налягане
Времето за формоване под налягане, споменато тук, се отнася до времето, необходимо на пластмасовата стопилка да запълни кухината, с изключение на спомагателното време като отваряне и затваряне на формата. Въпреки че времето за инжектиране е много кратко и има малко влияние върху цикъла на формоване, регулирането на времето за инжектиране има голям ефект върху контрола на налягането на шибъра, плъзгача и кухината. Разумното време за леене под налягане спомага за идеалното запълване на стопилката и е от голямо значение за подобряване на качеството на повърхността на продукта и намаляване на толерансите на размерите.
Времето за леене под налягане е много по-малко от времето за охлаждане, около 1/10 до 1/15 от времето за охлаждане. Това правило може да се използва като основа за прогнозиране на цялото време за формоване на пластмасови части. Когато правите анализ на потока на формата, само когато стопилката е напълно задвижвана от въртене на винта, за да запълни кухината, времето за инжектиране в резултатите от анализа ще бъде равно на времето за инжектиране, зададено в условията на процеса. Ако превключването на налягането на винта се случи преди кухината да бъде запълнена, резултатите от анализа ще бъдат по-големи от настройката на условията на процеса.
3. Температура на формоване под налягане
Температурата на леене под налягане е важен фактор, влияещ върху налягането при леене под налягане. Цилиндърът на машината за леене под налягане има 5 до 6 нагревателни секции и всяка суровина има собствена подходяща температура за обработка (за подробни температури на обработка, моля, вижте данните, предоставени от доставчика на материала). Температурата на леене под налягане трябва да се контролира в определен диапазон. Ако температурата е твърде ниска, стопилката ще бъде слабо пластифицирана, което ще повлияе на качеството на формованите части и ще увеличи трудността на процеса; ако температурата е твърде висока, суровините лесно ще се разложат. В действителния процес на леене под налягане температурата на впръскване често е по-висока от температурата на цевта. По-високата стойност е свързана със скоростта на впръскване и свойствата на материала и може да достигне до 30 градуса. Това се дължи на факта, че разтопеният материал се срязва при преминаване през инжекционния порт и генерира висока топлина. Има два начина да се компенсира тази разлика, когато се прави анализ на потока на матрицата. Единият е да се опитате да измерите температурата на разтопения материал, когато се впръсква във въздуха, а другият е да включите дюзата при моделиране.
4. Задържане на натиск и време
В края на процеса на леене под налягане винтът спира да се върти и просто се избутва напред. По това време леенето под налягане навлиза в етапа на поддържане на налягането. По време на процеса на задържане на налягането, дюзата на машината за леене под налягане непрекъснато попълва материал в кухината, за да запълни обема, освободен поради свиването на детайла. Ако не се поддържа налягане след запълването на кухината, частта ще се свие с около 25%, особено ребрата, които ще се свият твърде много и ще причинят следи от свиване. Налягането на задържане обикновено е около 85% от максималното налягане на пълнене, което разбира се трябва да се определи въз основа на действителната ситуация.
5. Обратно налягане
Обратното налягане се отнася до налягането, което трябва да бъде преодоляно, когато винтът се обърне и отстъпи, за да съхранява материал. Използването на високо обратно налягане е полезно за дисперсията на цветни материали и топенето на пластмаси, но също така удължава времето за прибиране на винта, намалява дължината на пластмасовите влакна и увеличава налягането на машината за шприцване. Следователно обратното налягане трябва да е по-ниско, обикновено не повече от това при леене под налягане. 20% от налягането. При впръскване на пенопласт обратното налягане трябва да бъде по-високо от налягането, образувано от газа, в противен случай винтът ще бъде изтласкан от цевта. Някои машини за леене под налягане могат да програмират обратното налягане, за да компенсират намаляването на дължината на шнека по време на топенето, което намалява входящата топлина и причинява спад на температурата. Въпреки това, тъй като резултатите от тази промяна са трудни за оценка, не е лесно да се направят съответните корекции на машината.
