Beim Spritzgießen kann man sich nicht nur auf ausgefallene Spritzgießmaschinen und Werkzeuge verlassen, um eine gute Produktqualität und Prozessstabilität zu erreichen. Auch die Werkzeugtemperatur ist eine wichtige Variable, die Sie kontrollieren müssen.

Beim Spritzgießen gibt die Schmelze in der Form ständig Wärme an die Oberfläche der Kavität ab, wodurch die Temperatur der Form ansteigt. Ist die Werkzeugtemperatur hoch, füllt der geschmolzene Kunststoff den Hohlraum gut aus, aber das Kunststoffteil braucht länger zum Abkühlen und die Produktion verlangsamt sich. Ist die Werkzeugtemperatur niedrig, verfestigt sich der geschmolzene Kunststoff schnell, der Gießzyklus ist kürzer, aber der Kunststoff fließt nicht gut und der Hohlraum wird möglicherweise nicht vollständig ausgefüllt. Ein gut durchdachtes System zur Steuerung der Formtemperatur kann die Abkühlzeit verkürzen und die Qualität der Kunststoffteile verbessern. Ist das System zur Steuerung der Formtemperatur hingegen schlecht konzipiert, dauert der Formungszyklus der Kunststoffteile länger, und die Kunststoffteile können nach dem Formen verformt werden.

In diesem Blog-Beitrag werde ich darüber sprechen, warum Sie die Temperatur Ihrer Spritzgießmaschine kontrollieren müssen, wie Sie die richtige Temperatur auswählen, wie Sie die Temperatur kontrollieren, häufige Probleme und Lösungen, und so weiter. Ich hoffe, dass Sie durch diesen Blogbeitrag die Bedeutung der Werkzeugtemperatur in der Spritzgießprozess und wie man die Formtemperatur kontrolliert. Eine präzise Steuerung kann den Produktionsprozess beim Spritzgießen optimieren und die Produktions- und Betriebskosten des Unternehmens senken.

Ⅰ. Formtemperatur

Die Werkzeugtemperatur ist die Temperatur der Werkzeugoberfläche, die das Teil berührt. Die Werkzeugtemperatur hängt von den Eigenschaften des Kunststoffs, der Konstruktion und Größe des Teils, den Leistungsanforderungen und anderen Prozessbedingungen wie Schmelzetemperatur, Einspritzgeschwindigkeit, Einspritzdruck und Zykluszeit ab. Die Werkzeugtemperatur beeinflusst, wie sich die Kunststoffschmelze füllt, verfestigt und formt, die Produktionseffizienz sowie die Form und Größe des Kunststoffteils.

Die Temperatur der Form hat einen großen Einfluss auf die Qualität und Effizienz des Gießens von Kunststoffteilen. Wenn die Form heißer ist, fließt das geschmolzene Material besser, was dazu beiträgt, dass es die Form füllt und das Kunststoffteil gut aussieht. Allerdings dauert es länger, bis das Material abkühlt und aushärtet, so dass das Teil beim Herausnehmen leichter verunstaltet werden kann. Bei Materialien, die kristallisieren können, trägt es dazu bei, dass sie kristallisieren und sich die Größe nicht ändert, wenn Sie das Teil lagern oder verwenden. Wenn die Form kälter ist, ist es für das geschmolzene Material schwieriger, die Form zu füllen, so dass das Teil im Inneren mehr Spannung aufweist, stumpf aussieht und Probleme wie Silberstreifen und Schweißnähte aufweist.

Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Verarbeitungstechniken, und unterschiedliche Produkte haben unterschiedliche Oberflächenanforderungen und Strukturen. Um Kunststoffteile, die den Qualitätsanforderungen entsprechen, in möglichst kurzer Zeit herstellen zu können, muss die Form auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden. Je stabiler die Temperatur der Form ist, desto stabiler sind die hergestellten Kunststoffprodukte in Bezug auf Größe, Form, Aussehen usw. Daher ist neben den Faktoren der Formherstellung auch die Formtemperatur ein wichtiger Faktor für die Kontrolle der Qualität von Kunststoffteilen. Die Methode zur Steuerung der Formtemperatur sollte bei der Konstruktion der Form vollständig berücksichtigt werden.

Ⅱ. Die Notwendigkeit der Kontrolle der Werkzeugtemperatur

Die Formtemperatur hat einen großen Einfluss auf die Schwindung des Formteils. Gleichzeitig wirkt sie sich direkt auf die mechanischen Eigenschaften des spritzgegossenen Produkts aus und kann auch Gussfehler wie eine schlechte Produktoberfläche verursachen. Daher muss die Werkzeugtemperatur innerhalb des angegebenen Bereichs gehalten werden, und das Werkzeug muss Die Temperatur ändert sich nicht mit der Zeit. Auch der Temperaturunterschied zwischen den Kavitäten eines Mehrkavitätenwerkzeugs darf sich nicht verändern. Bei Fertigerzeugnissen, die zum Biegen und Verformen neigen, wird die Formtemperatur häufig dazu verwendet, die Abkühlungsgeschwindigkeit gleichmäßig zu gestalten.

1. Anforderungen an das Erscheinungsbild

Da die Kunden immer anspruchsvoller werden, stellen sie auch immer höhere Anforderungen an das Aussehen der Produkte. Die Anpassung der Formtemperatur ist eine der effektivsten Möglichkeiten, das Aussehen der Produkte zu verbessern. Insbesondere bei glasfaserverstärkten Produkten können die Fasern bei einer niedrigen Formtemperatur leicht auf der Oberfläche schwimmen. Die meisten der aktuellen Getriebeteile sind mit Glasfasern verstärkt, und einige erhöhen den Fasergehalt sogar auf bis zu 50%.

2. Anforderungen an die Dimensionsstabilität von Fertigerzeugnissen

Für präzisere Zahnradprodukte ist neben den Anforderungen an das Aussehen auch die Maßhaltigkeit erforderlich. Zu den Faktoren, die sich auf die Maßhaltigkeit des Produkts auswirken, gehören vor allem: die Stabilität und Rationalität des Umformprozesses, die Stabilität der Temperatur und Feuchtigkeit der Produktionsumgebung und die Gleichmäßigkeit des Materialverhältnisses, die Ausgewogenheit der Temperatur und des Volumens des Maschinenumlaufwassers, die Genauigkeit der Temperaturregelung der Werkzeugmaschine usw.

3. Physikalische und mechanische Eigenschaften des fertigen Produkts

Wenn Sie bei kristallinen Materialien eine hohe Formtemperatur verwenden, speichert das Produkt viel Wärme, der Abkühlungs- und Erstarrungsprozess dauert lange, und die Kristallisationstemperatur wird nur langsam überschritten. Das fertige Produkt weist eine hohe Kristallinität, eine große Schrumpfung und gute physikalische und mechanische Eigenschaften auf. Bei kristallinen Rohstoffen wie PA, PP, PE und POM ist eine höhere Formtemperatursteuerung erforderlich.

Der Formungszyklus wird auch von der Formtemperatur beeinflusst. Wenn die Formtemperatur hoch ist, dauert die Abkühlung länger, um die Größe des fertigen Produkts zu gewährleisten. Infolgedessen verlängert sich der Formungszyklus, und die Produktionskosten steigen.

Bei transparenten Fertigerzeugnissen muss die Formtemperatur zur Kontrolle der Kristallinität verwendet werden. Versuchen Sie, eine niedrige Formtemperatur für das Formen zu verwenden, um den Kristallisationsgrad zu verringern.

Die Verwendung der Werkzeugtemperatur ist hilfreich, um innere Spannungskonzentrationen zu verhindern. Beim Spritzgießen von PC, ABS, PS und anderen Materialien ist es zur Vermeidung von Eigenspannungskonzentrationen im Teil in der Regel erforderlich, die Formtemperatur angemessen zu erhöhen, was dem Abbau von Eigenspannungen im Teil förderlich ist.

Ⅲ.Der Einfluss der Werkzeugtemperatur auf die Qualitätskontrolle von Spritzgussteilen

1. die Auswirkung der Formtemperatur auf das Erscheinungsbild des Produkts

Wenn die Temperatur höher ist, wird das Harz flüssiger, wodurch die Oberfläche des Teils glatter und heller wird, insbesondere für die Oberflächenästhetik von glasfaserverstärkten Harzteilen. Es verbessert auch die Festigkeit und das Aussehen der Fusionslinie.
Was die geätzte Oberfläche betrifft, so ist es bei einer niedrigen Formtemperatur für die Schmelze schwierig, die Wurzel der Textur zu füllen, so dass die Oberfläche des Produkts hell erscheint und die tatsächliche Textur auf der Formoberfläche nicht "übertragen" werden kann. Nach Erhöhung der Formtemperatur und der Materialtemperatur kann der ideale Ätzeffekt auf der Oberfläche des Produkts erzielt werden.

2. die Auswirkungen auf die innere Spannung der Produkte

Die Eigenspannungen, die sich während des Formens bilden, werden hauptsächlich durch die unterschiedlichen Raten der thermischen Schrumpfung beim Abkühlen verursacht. Wenn ein Produkt geformt wird, beginnt die Abkühlung an der Oberfläche und dehnt sich allmählich auf das Innere aus. Die Oberfläche schrumpft und härtet zuerst, und dann schrumpft das Innere allmählich. Während dieses Prozesses entstehen durch die unterschiedlichen Schrumpfungsgeschwindigkeiten innere Spannungen.

Wenn die innere Eigenspannung in einem Kunststoffteil höher ist als die Elastizitätsgrenze des Harzes oder wenn es durch eine bestimmte chemische Umgebung korrodiert, entstehen Risse an der Oberfläche des Kunststoffteils. Untersuchungen an transparenten Harzen wie PC und PMMA zeigen, dass die innere Eigenspannung an der Oberfläche in Form von Druck und im Inneren in Form von Zug auftritt.

Die Oberflächendruckspannung hängt vom Zustand der Oberflächenabkühlung ab. In einer kalten Form kühlt das geschmolzene Harz schnell ab, was zu hohen Eigenspannungen im geformten Produkt führt. Die Formtemperatur ist die wichtigste Voraussetzung für die Kontrolle der Eigenspannung. Eine geringfügige Änderung der Formtemperatur kann die Eigenspannung stark verändern. Im Allgemeinen gibt es für jedes Produkt und jeden Kunststoff eine Mindesttemperatur für die zulässige Eigenspannung. Beim Gießen von dünnen Wänden oder langen Fließwegen sollte die Formtemperatur höher sein als die Mindestgrenze für das allgemeine Gießen.

3. Verbessern Sie den Produktverzug

Wenn das Kühlsystem der Form unangemessen ausgelegt ist oder die Temperatur der Form nicht richtig gesteuert wird, kühlt das Kunststoffteil nicht ausreichend ab, wodurch es sich verzieht und verformt.

Um die Temperatur der Form zu kontrollieren, müssen Sie den Temperaturunterschied zwischen der Patrize und der Matrize, dem Formkern und der Formwand sowie der Formwand und dem Einsatz ermitteln. Der Temperaturunterschied muss entsprechend den strukturellen Merkmalen des Produkts ermittelt werden. Dadurch wird der Unterschied in der Abkühlungsschrumpfungsgeschwindigkeit der einzelnen Teile des Formteils gesteuert. Nachdem das Kunststoffteil entformt ist, neigt es dazu, sich auf der Seite mit der höheren Temperatur in Zugrichtung zu biegen. Dadurch wird der Unterschied in der Orientierungsschrumpfung ausgeglichen. Damit soll verhindert werden, dass sich das Kunststoffteil entsprechend den Ausrichtungsregeln verzieht und verformt.

Bei Kunststoffteilen mit vollständig symmetrischer Körperstruktur sollten Sie die Formtemperatur konstant halten. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Teile des Kunststoffteils gleichmäßig abkühlen.

4. wirkt sich auf die Schrumpfung der Produkte beim Formen aus

Bei einer niedrigen Formtemperatur frieren die Moleküle schneller ein, wodurch die gefrorene Schmelzeschicht im Formhohlraum dicker wird. Gleichzeitig verlangsamt eine niedrige Formtemperatur das Wachstum der Kristalle, wodurch die Schrumpfung des Produkts während des Formens verringert wird. Ist die Formtemperatur hingegen hoch, kühlt die Schmelze nur langsam ab, die Relaxationszeit ist lang, die Orientierung gering und die Kristallbildung leicht, so dass die tatsächliche Schrumpfung des Produkts größer ist.

5. wirkt sich auf die Wärmeverformungstemperatur der Produkte aus

Bei kristallinen Kunststoffen werden die molekulare Ausrichtung und die Kristallisation eingefroren, wenn Sie das Produkt bei einer niedrigeren Formtemperatur formen. Bei höheren Temperaturen oder sekundären Verarbeitungsbedingungen ordnen sich die Molekülketten neu an und der Kristallisationsprozess führt dazu, dass sich das Produkt auch weit unterhalb der Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) des Materials verformt.

Der richtige Ansatz besteht darin, die empfohlene Formtemperatur nahe der Kristallisationstemperatur für die Produktion zu verwenden, damit das Produkt während der Produktion vollständig kristallisiert werden kann. Spritzgießen Stufe und vermeiden Nachkristallisation und Nachschrumpfung in Hochtemperaturumgebungen.

Ⅳ.Methoden zur Kontrolle der Formtemperatur

1. Der Formhohlraum und der Kern sollten ihre eigenen Kühlkreisläufe haben. Bei der Gestaltung der Kühlkreisläufe ist zu beachten, dass der Hohlraum und der Kern Wärme unterschiedlich absorbieren, so dass der Wärmewiderstand der Kreislaufstruktur unterschiedlich ist. Die Wasser- (oder Öl-) Temperatur am Eingang der Kavität und des Kerns wird einen großen Temperaturunterschied aufweisen. Wenn Sie also die Kühlkreisläufe für den Hohlraum und den Kern entwerfen, können Sie die Temperatur getrennt einstellen und kontrollieren.

2. Wenn Sie andererseits verhindern wollen, dass Ihre Spritzgussteile verformt werden, müssen Sie die Kavität und den Kern auf unterschiedlichen Temperaturen halten, oder die Vorder- und Rückseite der Form auf unterschiedlichen Temperaturen.

3. Unter dem Gesichtspunkt der Effizienz des Wärmeaustauschs ist darauf zu achten, dass die Strömung des Kühlmediums turbulent ist (turbulente Strömung). Es gibt zwei Hauptmöglichkeiten, den Kreislauf der Hohlraum- und Kerntemperaturregelung zu verbinden: in Reihe und parallel. Bei einem Parallelkreislauf ist die Durchflussmenge eines Zweigkreislaufs kleiner als die des Serienkühlkreislaufs. Dies kann zu einer laminaren Strömung führen, und die Durchflussmenge, die in jeden Kreislauf eintritt, ist nicht unbedingt die gleiche.

Dies hat zur Folge, dass die Temperatur in den einzelnen Kavitäten nicht gleichmäßig ist. Nachteile der Verwendung einer Reihenschaltung: Der Strömungswiderstand des Kühlwassers (Öls) ist groß, und die Temperatur des Kühlwassers (Öls) am Eingang der vorderen Kavität unterscheidet sich erheblich von der Temperatur am Eingang der letzten Kavität. Der Temperaturunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass des Kühlwassers (Öls) hängt von der Durchflussmenge ab. Im Allgemeinen darf er 5℃ nicht überschreiten. Wenn die Leistung des verwendeten Werkzeugtemperaturreglers (Maschine) den Durchfluss des Kühlwassers (Öls) innerhalb von 2 °C regeln kann, kann die maximale Temperaturdifferenz jeder Kavität innerhalb des Bereichs von 2 °C gehalten werden.

4. Die Temperaturgradientenverteilung des Werkzeugs sollte im Allgemeinen die Kavität umgeben und die Form von konzentrischen Kreisen mit dem Hauptkanal als Zentrum annehmen. Daher sind Maßnahmen wie der Abgleich der Fließkanäle, die Anordnung der Kavitäten und die konzentrische kreisförmige Anordnung um den Hauptfließkanal herum notwendig, um den Schwindungsfehler zwischen den einzelnen Kavitäten zu verringern, den zulässigen Bereich der Formgebungsbedingungen zu erweitern und die Kosten zu senken.

5. Es wird empfohlen, an der Vorder- und Rückseite der Form magnetische Thermometer anzubringen, um die tatsächliche Temperatur der Form regelmäßig zu messen und aufzuzeichnen.

6. Verwenden Sie nach Möglichkeit eine vollautomatische Produktion. Die Temperatur der Form ist bei vollautomatischem Betrieb genauer. Bei vollautomatischem Betrieb entnimmt ein Roboter das Produkt, so dass die Zeit konstant ist. Bei halbautomatischem Betrieb erfolgt die Entnahme manuell, und der Bediener hat eine Abweichung bei der Zeit des Öffnens und Schließens der Tür und der Entnahme der Teile, was sich auf das thermische Gleichgewicht auswirkt. Dies wirkt sich auch auf die Temperatur im Inneren der Trommel aus.

7. Kontrollieren Sie die Temperatur des Wassers, um die Temperatur der Form zu kontrollieren. Diese Methode ist sehr genau.

8. Verwenden Sie ein Heißkanalsystem, um die Temperatur der Form zu regeln. Diese Methode ist schnell und genau.

9. Verwenden Sie Gas zum Erhitzen der Form. Diese Methode ist sehr genau.

10. Isolieren Sie die Form. Verwenden Sie Isolierplatten oder andere Materialien, um den Wärmeverlust zu verringern. Die Temperatur der Form wirkt sich auch auf die Größe und Kristallinität des Produkts aus, was wiederum die Leistung des Produkts beeinflusst. Passen Sie die Temperatur der Form während der Produktion nach Bedarf an.

Ⅴ. Was sind die Grundsätze für die Auswahl und Kontrolle der Werkzeugtemperatur?

1. Verschiedene Materialien benötigen unterschiedliche Formtemperaturen.

2. Für Formen mit unterschiedlichen Oberflächen und Strukturen werden unterschiedliche Werkzeugtemperaturen benötigt, so dass das Temperaturregelsystem entsprechend ausgelegt werden muss.

3. Die vordere Form ist heißer als die hintere Form. Normalerweise beträgt der Unterschied etwa 2-3 Grad Celsius.

4. Die Frontform muss für Funkenlinien heißer sein als für eine glatte Oberfläche. Wenn die Frontform heißes Wasser oder heißes Öl passieren muss, beträgt der Unterschied normalerweise etwa 40 Grad Celsius.

5. Wenn die tatsächliche Formtemperatur nicht die erforderliche Formtemperatur erreichen kann, muss die Form beheizt werden. Bei der Konstruktion der Form müssen Sie also bedenken, ob die Wärme des Materials die Anforderungen an die Formtemperatur erfüllen kann.

6. Das Material wird nicht nur durch Wärmestrahlung und Wärmeleitung verbraucht, sondern ein Großteil der Wärme muss durch das zirkulierende Wärmeträgermedium aus der Form abgeführt werden.

7. Die Temperatur der Form sollte ausgeglichen sein, und es sollte keine lokale Überhitzung oder Unterkühlung auftreten.

8. Die Grundlage für die Einstellung der Werkzeugtemperatur ist, dass die Werkzeugtemperatur niedriger sein muss als die Wärmeverformungstemperatur des Kunststoffmaterials des Teils.

9. Bei Kunststoffen mit höherer Viskosität, wie PC, PSU, PPO usw., muss eine höhere Formtemperatur verwendet werden, um den Schmelzfluss und die Formfülleigenschaften während des Füllens zu verbessern und dichte Produkte zu erhalten. Im Gegensatz dazu können PE, PP, PA usw. bei niedrigeren Formtemperaturen verarbeitet werden (PA+Glasfaser können bei hohen Formtemperaturen von 80-120 °C verarbeitet werden).

10. Bei dickwandigen Teilen ist es nicht ratsam, eine niedrigere Formtemperatur zu verwenden, um Vakuumblasen und größere Spannungen im Inneren der Teile zu vermeiden.

Ⅵ. Anforderungen der verschiedenen Materialien an die Formtemperatur

Kontrolle der Temperatur in Ihrem Spritzgießformen ist sehr wichtig für die Herstellung guter Kunststoffteile. Jede Art von Kunststoff hat einen bestimmten Temperaturbereich, der für die Herstellung guter Teile am besten geeignet ist. Sie wollen, dass der Kunststoff gut fließt und die Form ausfüllt. Das Teil soll so wenig wie möglich schrumpfen und sich verziehen, wenn man es aus der Form nimmt. Die Größe soll gleich bleiben und das Teil soll stabil sein und gut aussehen. Zum Beispiel:

Die Temperatur der PP (Polypropylen)-Form wird zwischen 40 und 80 Grad Celsius geregelt, wobei 50 Grad Celsius empfohlen werden.

Die Formtemperatur von PPS (Polyphenylensulfid) beträgt 120 bis 180 Grad Celsius.

Die Formtemperatur von PE-HD (Polyethylen hoher Dichte) liegt zwischen 50 und 95 Grad Celsius.

Die Formtemperatur von PC (Polycarbonat) beträgt 70 bis 120 Grad Celsius.

PBT (Polybutylenterephthalat) hat eine Formtemperatur von 40 bis 60 Grad Celsius.

PA6 (Polyamid 6 oder Nylon 6) Für dünnwandige oder großflächige Bauteile liegt die Formtemperatur zwischen 80 und 90 Grad Celsius. Für glasfaserverstärkte Werkstoffe sollte die Formtemperatur über 80 Grad Celsius liegen.

PA12 (Polyamid oder Nylon 12) Die Formtemperatur beträgt 30 bis 40 Grad Celsius für unverstärkte Materialien, 80 bis 90 Grad Celsius für dünnwandige oder großflächige Bauteile und 90 bis 100 Grad Celsius für verstärkte Materialien.

Die Formtemperatur von ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) liegt zwischen 25 und 70 Grad Celsius.

Ⅶ. Schlussfolgerung

Das Management der Werkzeugtemperatur steht in direktem Zusammenhang mit der Zuverlässigkeit der Teilequalität. Wenn Hersteller die Bedeutung der Werkzeugtemperatur verstehen, die richtigen Techniken anwenden, sorgfältige Kontrollstrategien entwickeln und sich den Herausforderungen stellen, können sie das volle Potenzial ihres Spritzgießbetriebs ausschöpfen.

Die Werkzeugtemperatur ist einer der grundlegenden Steuerungsparameter im Spritzgießprozess. Sie ist auch die wichtigste Überlegung bei der Konstruktion der Form. Ihr Einfluss auf das Gießen, die sekundäre Verarbeitung und die endgültige Verwendung des Produkts darf nicht unterschätzt werden. Die Kontrolle der Werkzeugtemperatur ist ein fortlaufender Prozess, der die Qualität der Teile verbessert, die Effizienz erhöht und einen Wettbewerbsvorteil in der Branche verschafft. Spritzgießindustrie. Wenn man die Prinzipien der Werkzeugtemperierung verstanden hat, sollte es viel einfacher sein, mit den Auswirkungen der Temperatur auf Spritzgießwerkzeuge umzugehen.