Formsprutning kallas också formsprutning, vilket är en formningsmetod för injektion och formning. Fördelarna med formsprutningsmetod är snabb produktionshastighet, hög effektivitet, drift kan automatiseras, olika färger, former kan vara från enkla till komplexa, storlek kan vara från stora till små, och produktstorleken är korrekt, produkten är enkel att uppdatera, och det kan göras till komplexa former. Delar och formsprutning är lämpliga för massproduktion och komplexa formprodukter.
Vid en viss temperatur omröres det fullständigt smälta plastmaterialet med en skruv, injiceras i formhålan med högt tryck och kyls och stelnar för att erhålla en gjuten produkt. Denna metod är lämplig för massproduktion av delar med komplexa former och är en av de viktiga bearbetningsmetoderna.
Grundläggande information
【Formsprutning】
- Formsprutningsprocessen kan grovt delas in i följande 6 steg
Formklämning, injektion, tryckhållning, kylning, mögelöppning och produktavlägsnande.
Genom att upprepa ovanstående process kan produkter produceras periodiskt i satser. Gjutningen av värmehärdande plaster och gummi inkluderar också samma process, men tunntemperaturen är lägre än den för termoplast och insprutningstrycket är högre. Formen värms upp. Efter att materialet har injicerats måste det genomgå en härdnings- eller vulkaniseringsprocess i formen och sedan släppa filmen medan den är varm.
Numera utvecklas utvecklingen av bearbetningsteknik i riktning mot hög och ny teknik. Dessa tekniker inkluderar: mikroformsprutning, formsprutning med hög fyllningsförening, vattenassisterad formsprutning, blandad användning av olika speciella formsprutningsprocesser, skumformsprutning, formteknik, simuleringsteknik etc.
Historia
1868 utvecklade Hayate ett plastmaterial som han kallade celluloid. Celluloid uppfanns av Alexander Parkes 1851. Hayate förbättrade det så att det kan bearbetas till en färdig form. Hayate och hans bror Isaiah registrerade patentet för den första kolvinsprutningsmaskinen 1872. Denna maskin är relativt enklare än de maskiner som användes under 1900-talet. Det fungerar i princip som en jättehudnål. Denna enorma nål (diffusionscylinder) injicerar plast i formen genom en uppvärmd cylinder.
Under 1940-talet skapade andra världskriget en enorm efterfrågan på billiga massproducerade produkter. , Billiga, massproducerade produkter.
1946 byggde den amerikanska uppfinnaren James Watson Hendry den första formsprutningsmaskinen, vilket möjliggjorde en mer exakt kontroll av insprutningshastigheten och kvaliteten på de producerade produkterna. Denna maskin blandar också material före injektion så att färgad eller återvunnen plast kan blandas grundligt och injiceras i jungfruliga ämnen. 1951 utvecklade USA den första skruvinsprutningsmaskinen. Det ansökte inte om patent. Enheten används fortfarande.
På 1970-talet utvecklade Hendry den första gasassisterade formsprutningsprocessen som gjorde det möjligt att producera komplexa, ihåliga produkter som snabbt kyldes. Detta förbättrar designflexibiliteten och styrkan och tillverkningskomponenter i slutet, samtidigt som produktionstiden, kostnaden, vikten och slöseriet minskas.
l Injektionsprocess
Temperaturkontroll
⒈Cylindertemperatur: Temperaturen som måste regleras under formsprutningsprocessen inkluderar cylindertemperatur, munstycktemperatur och formtemperatur. De två första temperaturerna påverkar främst plastiseringen och flödet av plasten, medan den senare temperaturen huvudsakligen påverkar plastens flöde och kylning. Varje plast har olika framledningstemperatur. För samma plast, på grund av olika källor eller kvaliteter, är dess framledningstemperatur och sönderdelningstemperatur olika. Detta beror på skillnaden i genomsnittlig molekylvikt och molekylviktsfördelning. Mjukningsförfarandet i maskinen är också annorlunda, så cylindertemperaturen är också annorlunda.
⒉Munstyckstemperatur: Munstyckstemperaturen är vanligtvis något lägre än den maximala temperaturen på pipan. Detta är för att förhindra" saliv" som kan förekomma i det raka munstycket. Munstyckets temperatur bör inte vara för låg, annars orsakar det att smältan stelnar i förtid och blockerar munstycket, annars påverkas produktens prestanda på grund av för tidig stelning av materialet som injiceras i håligheten.
⒊Formtemperatur: Formtemperaturen har stor inverkan på produktens interna prestanda och uppenbara kvalitet. Formtemperaturen beror på plastens kristallinitet, produktens storlek och struktur, prestandakrav och andra processförhållanden (smälttemperatur, injektionshastighet och injektionstryck, formcykel, etc.).
Tryckreglering
Trycket i formsprutningsprocessen inkluderar mjukningstryck och insprutningstryck och påverkar direkt mjukningen av plast och produktkvalitet.
⒈Mjukgörande tryck: (mottryck) När du använder en skruvinsprutningsmaskin kallas trycket på toppen av skruven när skruven roteras och dras tillbaka, mjukgörande tryck, även känt som mottryck. Storleken på detta tryck kan justeras med överströmningsventilen i hydraulsystemet. Vid injektionen måste mjukgöringstryckets storlek ändras med skruvens design, kraven på produktkvaliteten och plasttyperna. Om dessa förhållanden och skruvhastigheten är desamma kommer ökad mjukgöringstryck att stärka skjuvfunktionen, det vill säga det kommer att öka smältans temperatur, men det kommer att minska mjukningseffektiviteten, öka det omvända flödet och läckaget och öka körkraften.
Dessutom kan ökande mjukgöringstrycket ofta göra smältans temperatur enhetlig, blandningen av pigmenten och utsläppet av gasen i smältan. allmän
Vid drift bör mjukgöringstrycket bestämmas så lågt som möjligt under förutsättning att god produktkvalitet säkerställs. Det specifika värdet varierar med de typer av plast som används, men överstiger vanligtvis sällan 20 kg / cm².
⒉Insprutningstryck: I den nuvarande produktionen baseras nästan hela insprutningstrycket på injektionsmaskinen på kolven eller skruvens ovansida till plasten
Det applicerade trycket (omvandlat från oljetrycket) ska gälla. Injektionstryckets roll vid formsprutning är att övervinna flödesmotståndet hos plasten från pipan till håligheten, att ge smältpåfyllningshastigheten och att komprimera smältan.
l Gjutningscykel
Tiden som krävs för att slutföra en formsprutning kallas gjutningscykeln, även kallad gjutningscykeln. Den innehåller faktiskt följande delar:
Gjutningscykel: Gjutningscykeln påverkar direkt arbetsproduktiviteten och utrustningsutnyttjandet. Därför bör den relevanta tiden i gjutningscykeln i produktionsprocessen förkortas så mycket som möjligt under förutsättning att kvaliteten säkerställs.
Under hela gjutningscykeln är insprutningstiden och kyltiden det viktigaste, de har alla en avgörande inverkan på produktens kvalitet. Påfyllningstiden i injektionstiden är direkt omvänt proportionell mot påfyllningshastigheten, och fyllningstiden i produktion är i allmänhet cirka 3-5 sekunder. Tryckhållningstiden under injektionstiden är trycktiden för plasten i håligheten, och den står för en stor andel under hela injektionstiden, i allmänhet cirka 20-120 sekunder (extra tjocka delar kan vara så höga som 5- 10 minuter).
Innan det smälta materialet vid grinden förseglas har hålltiden en inverkan på produktstorlekens noggrannhet, om det är senare kommer det inte att ha någon inverkan. Hålltiden har också det mest gynnsamma värdet, vilket är känt att bero på materialtemperaturen, formtemperaturen och storleken på huvudlöparen och grinden. Om måtten på gran och grind och processförhållandena är normala, ska vanligtvis det tryckvärde som ger det minsta svängningsområdet för produktens krympningshastighet råda. Kyltiden bestäms huvudsakligen av produktens tjocklek, plastens termiska och kristallina egenskaper och formtemperaturen.
Slutet på kyltiden bör baseras på principen att säkerställa att inga förändringar orsakas när produkten rullas ut. Kyltiden är vanligtvis mellan 30 och 120 sekunder. För lång kyltid är onödig. Det kommer inte bara att minska produktionseffektiviteten utan också påverka komplexa delar.
Det är svårt att forma, och avspänningsavstängning kan till och med uppstå när man pressar kraftigt. Den andra gången i formcykeln är relaterad till om produktionsprocessen är kontinuerlig och automatiserad, och graden av kontinuitet och automatisering.
l parameter
⒈Injektionstryck
Insprutningstrycket tillhandahålls av det hydrauliska systemet i insprutningssystemet. Hydraulcylinderns tryck överförs till plastsmältan genom skruven på formsprutningsmaskinen. Plastsmältan trycks av trycket och går in i formens vertikala flödeskanal (eller huvudflödeskanalen för vissa formar), huvudflödeskanalen och delningsflödet genom munstycket i formsprutningsmaskinen. Och gå in i mögelhålan genom grinden. Denna process är formsprutningsprocessen eller påfyllningsprocessen. Förekomsten av tryck är att övervinna motståndet i smältflödesprocessen, eller omvänt, motståndet i flödesprocessen måste kompenseras av trycket i formsprutningsmaskinen för att säkerställa en smidig framsteg för fyllningsprocessen.
Vid formsprutningsprocessen är trycket vid munstycket i formsprutningsmaskinen det högsta för att övervinna smältans flödesmotstånd under hela processen. Därefter minskar trycket gradvis längs flödeslängden mot smältens vågfront i framkant. Om kaviteten är väl ventilerad är det slutliga trycket vid smältfronten atmosfärstryck.
Det finns många faktorer som påverkar smältpåfyllningstrycket, som kan sammanfattas i tre kategorier:⑴Materialfaktorer, såsom plastens typ och viskositet, etc.⑵Strukturella faktorer, såsom hällsystemets typ, antal och position, formens hålighet och produktens storlek Tjocklek, etc .;⑶processelement för gjutning.
⒉Injektionstid
Injektionstiden som nämns här avser den tid som krävs för att plastsmältan fyller kaviteten, exklusive extra tid såsom formöppning och stängning. Även om insprutningstiden är kort och påverkan på gjutningscykeln är liten, har justeringen av insprutningstiden stor inverkan på tryckreglering av grind, löpare och hålighet. Rimlig insprutningstid är till hjälp för den ideala fyllningen av smältan, och det är mycket viktigt för att förbättra ytkvaliteten på produkten och minska dimensionstoleransen.
Injektionstiden är mycket lägre än kyltiden, cirka 1/10 till 1/15 av kyltiden. Denna regel kan användas som en grund för att förutsäga den totala gjutningstiden för plastdelar. I formflödesanalysen är injektionstiden i analysresultatet bara lika med injektionstiden som ställts in under processförhållandena när smältan drivs helt av skruvrotationen för att fylla håligheten. Om skruvhållarens tryckhållare inträffar innan hålrummet fylls kommer analysresultatet att vara större än inställningen av processförhållandena.
⒊Injektionstemperatur
Injektionstemperaturen är en viktig faktor som påverkar injektionstrycket. Formen på formsprutningsmaskinen har 5-6 värmesektioner och varje råvara har sin rätta bearbetningstemperatur (för detaljerad bearbetningstemperatur hänvisas till uppgifterna från materialleverantören). Injektionstemperaturen måste regleras inom ett visst intervall. Om temperaturen är för låg kommer inte smältan att bli mjukad, vilket påverkar kvaliteten på de gjutna delarna och ökar svårigheten i processen; om temperaturen är för hög är råvarorna lätta att sönderdelas. I den aktuella formsprutningsprocessen är injektionstemperaturen ofta högre än pipetemperaturen, och det högre värdet är relaterat till insprutningshastigheten och materialets egenskaper, upp till 30 ° C. Detta beror på den höga värmen som genereras av skjuven när smältan passerar genom insprutningsöppningen. Det finns två sätt att kompensera för denna skillnad i formflödesanalys. Det ena är att försöka mäta smälttemperaturen under luftinjektion, och det andra är att inkludera munstycket vid modellering.
⒋Håller tryck och tid
I slutet av formsprutningsprocessen slutar skruven att rotera och fortsätter bara framåt. Vid denna tidpunkt kommer formsprutningen in i tryckhållningssteget. Under tryckhållningsprocessen matar munstycket i formsprutningsmaskinen kontinuerligt hålrummet för att fylla den volym som tömts av krympningen av delen. Om trycket inte upprätthålls efter att hålrummet är fyllt kommer delen att krympa med cirka 25%, speciellt krympmärkena bildas vid revbenen på grund av överdriven krympning. Hålltrycket är i allmänhet cirka 85% av det maximala påfyllningstrycket. Naturligtvis bör det bestämmas utifrån den faktiska situationen.
⒌Mottryck
Mottryck avser det tryck som skruven behöver övervinna när materialet vänds och dras in. Användningen av högt mottryck bidrar till spridningen av färgmaterialet och smältningen av plasten, men det förlänger också skruvretraktionstiden, minskar plastfiberns längd och ökar trycket på formsprutningsmaskinen. Därför bör mottrycket vara lägre, i allmänhet inte mer än formsprutningen 20% av spänningen. Vid injicering av skum ska mottrycket vara högre än det tryck som bildas av gasen, annars trycks skruven ut ur pipan. Vissa formsprutningsmaskiner kan programmera mottrycket för att kompensera för minskningen av skruvlängden under smältningen, vilket minskar värmetillförseln och sänker temperaturen. Eftersom resultatet av denna förändring är svårt att uppskatta är det dock inte lätt att justera maskinen därefter.
l Felupplösning
Formsprutningsprocessen är en komplex process som involverar formkonstruktion, formtillverkning, råvaruegenskaper och förbehandlingsmetoder för råmaterial, gjutningsprocess, sprutgjutningsmaskinens funktion och andra faktorer, och är nära relaterad till bearbetning av miljöförhållanden, produktens kyltid och efterbehandlingsteknik. Tillverkningsprocesser. Därför bestäms produktens kvalitet inte bara av injektionsnoggrannheten och mätnoggrannheten hos formsprutningsmaskinen, eller den bestäms bara av kvaliteten på formkonstruktionen och noggrannheten i formbehandlingen. Generellt kommer det också att påverkas av de andra faktorer som nämns ovan. Begränsningar.
Under begränsningarna av så många komplexa faktorer är utseendet på defekter i formsprutade produkter oundvikligt. Sök därför efter den interna mekanismen för defekter och förutsäga placeringen och typerna av defekter som kan uppstå i produkter, och använd dem för att vägleda design och förbättring av mögel och för att sammanfatta defekter. Reglerna som genereras och formuleringen av mer rimliga processdriftsförhållanden är särskilt viktiga. Vi kommer att förklara mekanismen och lösningarna för formsprutningsfel från tre huvudfaktorer som påverkar plastmaterialets egenskaper, formstruktur, formsprutningsprocess och formsprutningsutrustning under formsprutningsprocessen.
Klassificering av vanliga defekter i formsprutade produkter
Plastråvarorna som används i formsprutningsprocessen är olika, och formerna och formerna för formdesignen är också olika. Dessutom är operatörernas förtrogenhet med den specifika formsprutningsmaskinen och arbetskunskaperna och arbetarnas praktiska erfarenhet olika. Samtidigt kommer den objektiva miljön (som omgivningstemperatur, luftfuktighet och luftrenhet) att variera beroende på årstid. Dessa objektiva och subjektiva förhållanden bestämmer tillsammans förekomsten av defekter i formsprutade produkter.
Generellt sett finns det tre huvudaspekter för att utvärdera plastprodukternas prestanda:
Först utseende kvalitet, inklusive fullständighet, färg, glans;
För det andra noggrannheten mellan storlek och relativ position, det vill säga storlek noggrannhet och position noggrannhet;
För det tredje motsvarar de mekaniska egenskaperna, de kemiska egenskaperna, de elektriska egenskaperna etc. syftet, nämligen funktionella
Därför, om det finns ett problem i någon av ovanstående tre aspekter, kommer det att leda till produktion och expansion av produktfel.
Klassificering av vanliga defekter i formsprutade produkter
Utseendefel:missfärgning av silverstrimlar, svetsmärken
Processproblem: blixt, krympning, brist på lim
Prestationsproblem: krigsida, sprödhet