Formen für das Spritzgießen sind Werkzeuge, die zum Formen von Dingen verwendet werden. Sie bestehen aus verschiedenen Teilen, und verschiedene Formen haben unterschiedliche Teile. Der Spritzgießprozess umfasst hauptsächlich die Vorbereitung des Rohmaterials, die Zuführung, das Erhitzen und Schmelzen, das Einspritzen, das Abkühlen und Erstarren, das Öffnen und Entnehmen der Form, das Entfernen des Grats, das Beschneiden sowie die Verarbeitung, Prüfung und Verpackung.

Ⅰ. Heizsystem

1. Methoden der Formerwärmung

1.1 Stahlheizung

Die Stahlheizung ist eine Heizmethode, die bei der Konstruktion aller Kunststoffformen fast obligatorisch ist. Sie kann in verschiedenen Formen wie einphasiger Verdrahtung, zweiphasiger Verdrahtung usw. ausgeführt werden. Es können Materialien wie gefalzte Rohre, nahtlose Rohre und Rohre aus rostfreiem Stahl verwendet werden, die sich durch geringe Wärmeverluste, einen hohen thermischen Wirkungsgrad, eine einfache Verdrahtung und flexible Verdrahtungskonfigurationen je nach Bedarf auszeichnen und entweder für 220 V oder 380 V ausgelegt sind. Aufgrund der Einschränkungen bei den Materialien und Verarbeitungstechniken sollte jedoch bei der Konstruktion der Formen auf die besonderen Eigenschaften geachtet werden.

1.2 Lötkolbenkernheizung

Der Lötkolbenkern wird häufig als eine Art Formheizungsrohr verwendet. Es hat eine hohe Leistung pro Längeneinheit (in der Regel einen Durchmesser von 10 mm, eine Länge von 8 cm Lötkolbenkern kann eine Ausgangsleistung von 150 Watt zu erreichen), Haltbarkeit, gute Sicherheit, Widerstand gegen Kurzschlüsse, kann durch Sacklöcher eingebettet werden, aber schwierig, Design anpassen, anfällig für Zerbrechlichkeit und Bruch während des Austauschs.

2. Faktoren, die die Heizrate von Spritzgussformen beeinflussen

Es gibt viele Faktoren, die sich darauf auswirken, wie schnell sich eine Spritzgussform erwärmt. Einige dieser Faktoren sind:

2.1 Material und Aufbau der Form

Das Material und die Struktur der Form wirken sich direkt auf die Erwärmungsgeschwindigkeit aus. Verschiedene Materialien haben eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität, und auch die Dicke und die Konstruktion der Form beeinflussen die Geschwindigkeit der Wärmeleitung.

2.2 Heizverfahren und Ausrüstung

Spritzgießwerkzeuge werden mit elektrischen Heizungen oder Heißkanalsystemen beheizt. Die verschiedenen Heizmethoden haben unterschiedliche Heizraten und Steuerungsmöglichkeiten. Elektrische Heizungen können beispielsweise schnell aufheizen und die Temperatur präzise regeln, während Heißkanalsysteme die Wärme direkt auf bestimmte Teile des Werkzeugs übertragen können, was die Beheizung effizienter macht.

2.3 Heiztemperatur und -zeit

Die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit sind die beiden Hauptfaktoren, die die Erwärmungsrate beeinflussen. Eine Erhöhung der Heiztemperatur und eine Verlängerung der Heizzeit können die Aufheizrate der Form beschleunigen, aber man muss darauf achten, dass die Form nicht beschädigt wird oder thermische Spannungen entstehen.

2.4 Umweltbedingungen

Die Erwärmungsrate des Schimmels wird auch von den Umgebungsbedingungen wie der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit des Raums beeinflusst. Wenn es sehr kalt oder sehr feucht ist, kann die Erwärmungsrate ein wenig beeinträchtigt werden.

2.5 Zustand und Wartung der Form

Die Aufheizgeschwindigkeit wird durch den Zustand und die Wartung der Form beeinflusst. Wenn sich Asche, Oxidation oder Schäden an der Oberfläche der Form ansammeln, verringert sich die Heizleistung und die Heizzeit verlängert sich.

2.6 Heizmedium

Verschiedene Heizmedien wie elektrische Heizdrähte, Thermoöl usw. haben unterschiedliche Wärmeübertragungseigenschaften, die sich auf die Heizleistung auswirken. Durch die Wahl des richtigen Heizmediums kann die Heizleistung verbessert werden.

Ⅱ. Kühlung Stufe

Unter Spritzgießformenist die Gestaltung des Kühlsystems sehr wichtig. Das liegt daran, dass die geformten Kunststoffprodukte abkühlen und bis zu einer gewissen Steifigkeit erstarren müssen, bevor sie entformt werden, um Verformungen durch äußere Kräfte zu verhindern. Da die Kühlzeit etwa 70% bis 80% des gesamten Formgebungszyklus ausmacht, kann ein gut konzipiertes Kühlsystem die Formgebungszeit erheblich verkürzen, die Produktivität des Spritzgießens erhöhen und die Kosten senken. Unsachgemäß konzipierte Kühlsysteme können die Formgebungszeit verlängern, die Kosten erhöhen und eine ungleichmäßige Kühlung kann zu Verzug und Verformung der Kunststoffprodukte führen.

Aus Experimenten geht hervor, dass die Wärme aus der Schmelze, die in die Form gelangt, im Allgemeinen auf zwei Wegen abgeführt wird: 5% werden durch Strahlung und Konvektion an die Atmosphäre abgegeben, und die anderen 95% werden von der Schmelze in die Form geleitet. Aufgrund der Kühlwasserrohre in der Form wird die Wärme vom Kunststoff im Formhohlraum durch Wärmeleitung über den Formboden auf das Kühlwasserrohr übertragen und dann von der Kühlflüssigkeit durch Wärmekonvektion abgeführt. Ein kleiner Teil der Wärme, der nicht durch das Kühlwasser abgeführt wird, bleibt in der Form und wird bei Kontakt mit der Außenwelt an die Luft abgegeben.

Der Spritzgießprozess umfasst fünf Phasen: Schließen der Form, Füllen, Nachdruck, Abkühlen und Entformen. Die Abkühlung dauert am längsten, etwa 70% bis 80% der Gesamtzeit. Die Abkühlzeit wirkt sich also auf die Zykluszeit und die Anzahl der herstellbaren Teile aus. Wenn Sie das Teil aus der Form nehmen, muss es unter die Wärmeverzugstemperatur abgekühlt werden. Dadurch wird verhindert, dass sich das Teil entspannt und sich verzieht oder deformiert.

1. Methoden der Formkühlung

1.1 Wasserkühlung

Die Wasserkühlung ist die am häufigsten verwendete Kühlmethode für die meisten Formen, aber sie hat auch ihre Nachteile: Sie erfordert eine gute Abdichtung der Rohrleitungen und ungehinderte obere und untere Wasserleitungen, was zu einer erheblichen Wasserverschwendung führt. Wenn die Kühltemperatur 100°C übersteigt, kann es zu Dampfexplosionen kommen. Der Vorteil ist, dass es eine große Wärmekapazität hat und eine schnelle Abkühlung erreicht werden kann.

1.2 Luftkühlung

Die Luftkühlung ist eine relativ ideale Kühlmethode. Im Gegensatz zur Wasserkühlung ist keine dichte Abdichtung der Rohrleitungen erforderlich, es werden keine Ressourcen verschwendet, es können Formen mit Temperaturen von über 100 °C gekühlt werden, und die Kühlgeschwindigkeit kann durch die Durchflussmenge des Gases bestimmt werden. Außerdem ist es einfach und bequem, Gasquellen in Produktionsstätten einer bestimmten Größenordnung zu erhalten.

2. Faktoren, die die Abkühlgeschwindigkeit des Produkts beeinflussen

2.1 Design von Kunststoffprodukten

Das Wichtigste ist die Wandstärke des Kunststoffteils. Je dicker das Teil ist, desto länger dauert es, bis es abgekühlt ist. Als Faustregel gilt, dass die Abkühlzeit ungefähr proportional zum Quadrat der Teiledicke oder der 1,6-ten Potenz des größten Anschnittdurchmessers ist. Mit anderen Worten: Eine Verdoppelung der Bauteildicke erhöht die Abkühlzeit um das Vierfache.

2.2 Formstoff und Kühlverfahren

Das Material der Form, einschließlich des Kern- und Hohlraummaterials der Form und des Formrahmens, hat einen großen Einfluss auf die Abkühlgeschwindigkeit. Je höher die Wärmeleitfähigkeit des Formmaterials ist, desto besser wird die Wärme aus dem Kunststoff in einer Zeiteinheit abgeleitet und desto kürzer ist die Abkühlzeit.

2.3 Konfiguration der Kühlwasserrohre

Je näher das Kühlwasserrohr am Formhohlraum liegt, je größer der Durchmesser und je größer die Anzahl der Rohre ist, desto besser ist die Kühlwirkung und desto kürzer ist die Kühlzeit.

2.4 Durchflussmenge der Kühlflüssigkeit

Je mehr Wasser durch das System fließt (besser ist eine turbulente Strömung), desto besser kann das Wasser dem Motor durch Konvektion Wärme entziehen.

2.5 Eigenschaften der Kühlflüssigkeit

Die Viskosität und die Wärmeleitfähigkeit der Kühlflüssigkeit wirken sich ebenfalls auf den Wärmeübertragungseffekt der Form aus. Je niedriger die Viskosität der Kühlflüssigkeit, desto höher die Wärmeleitfähigkeit, desto niedriger die Temperatur und desto besser die Kühlwirkung.

2.6 Auswahl des Kunststoffmaterials

Die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen gibt an, wie schnell er Wärme von einer heißen Stelle zu einer kalten Stelle transportiert. Je höher die Wärmeleitfähigkeit ist, desto besser wird die Wärme transportiert, oder je niedriger die spezifische Wärme ist, desto leichter ändert sich die Temperatur, so dass der Kunststoff schneller abkühlt und die Wärme besser transportiert, so dass er weniger Zeit zum Abkühlen benötigt.

3. Regeln für die Auslegung von Kühlsystemen

3.1 Die Kühlkanäle sollten so ausgelegt sein, dass sie die Form gleichmäßig und schnell abkühlen.

3.2 Der Zweck der Konstruktion des Kühlsystems besteht darin, die Form kühl zu halten, und zwar auf effiziente Weise. Die Kühlöffnungen sollten Standardgrößen haben, damit sie leicht bearbeitet und montiert werden können.

3.3 Bei der Gestaltung des Kühlsystems muss der Formenkonstrukteur auf der Grundlage der Wandstärke und des Volumens des Kunststoffteils die folgenden Konstruktionsparameter festlegen: wo und wie groß die Kühllöcher sein sollen, wie lang die Löcher sein sollen, welche Art von Löchern verwendet werden soll, wie die Löcher angeordnet und verbunden werden sollen und wie viel Kühlflüssigkeit verwendet werden soll und wie gut sie die Wärme überträgt.

Ⅲ. Die Bedeutung der Werkzeugtemperaturregelung beim Spritzgießen

Temperaturkontrolle ist sehr wichtig bei Spritzgussverfahreng, denn sie wirkt sich direkt auf die Qualität, die Konsistenz und die Zykluszeit von Formteilen aus. Sowohl die Kühlung als auch die Erwärmung sind wichtige Bestandteile dieses Kontrollmechanismus, der dafür sorgt, dass das geschmolzene Material gut fließt, richtig erstarrt und ohne Defekte aus der Form entformt wird.

1. Einfluss der Formtemperatur auf das Erscheinungsbild des Produkts

Wenn die Temperatur höher ist, fließt das Harz besser. Dadurch wird die Oberfläche der Teile in der Regel glatt und glänzend, insbesondere bei glasfaserverstärkten Kunststoffteilen. Außerdem werden die Schweißnähte stärker und sehen besser aus.

Bei strukturierten Oberflächen kann die Schmelze bei einer niedrigen Formtemperatur die Wurzeln der Textur nicht ausfüllen, so dass die Oberfläche des Produkts glänzt und die wahre Textur der Formoberfläche nicht zeigen kann. Wenn Sie die Formtemperatur und die Materialtemperatur erhöhen, können Sie die gewünschte Textur auf der Oberfläche des Produkts erzielen.

2. Einfluss auf die Eigenspannung der Produkte

Wenn man etwas formt, wird es heiß und kühlt dann ab. Wenn es abkühlt, schrumpft es. Die Außenseite schrumpft zuerst und wird hart. Dann schrumpft die Innenseite und wird hart. Das Innere und das Äußere schrumpfen unterschiedlich schnell, und das führt dazu, dass sich das Innere und das Äußere gegenseitig bekämpfen. Wenn das Innere und das Äußere zu sehr gegeneinander kämpfen, bekommt das Ding Risse.

Wenn das Innere des Dings mit dem Äußeren des Dings zu sehr kämpft, zerbricht das Ding. Das passiert, wenn das Innere des Dings zu sehr mit dem Äußeren des Dings kämpft, und das Innere des Dings zu schwach oder das Äußere des Dings zu stark ist. Dies geschieht auch, wenn das Innere des Dings mit dem Äußeren des Dings zu sehr kämpft und das Innere des Dings zu schwach oder das Äußere des Dings zu stark ist, und das Ding nass wird oder Chemikalien auf es gelangen. Wenn das Innere des Dings mit dem Äußeren zu sehr kämpft, zerbricht das Ding.

Die Oberflächendruckspannung hängt von den Bedingungen der Oberflächenabkühlung ab. Bei kalten Formen kühlt das geschmolzene Harz schnell ab, was zu einer höheren Eigenspannung im geformten Produkt führt. Die Formtemperatur ist die grundlegendste Bedingung für die Kontrolle der Eigenspannung, und geringe Änderungen der Formtemperatur können die Eigenspannung stark verändern. Im Allgemeinen gibt es für jedes Produkt und jeden Kunststoff einen Grenzwert für die Formtemperatur, bei dem die Eigenspannung akzeptabel ist. Beim Gießen von dünnwandigen oder langfließenden Teilen sollte die Formtemperatur höher sein als die Mindestgrenze beim allgemeinen Gießen.

3. Verbesserung des Produktverzugs

Wenn das Kühlsystem des Werkzeugs nicht richtig ausgelegt ist oder die Werkzeugtemperatur nicht richtig gesteuert wird, kann eine unzureichende Kühlung der Kunststoffteile zu Verzug und Verformung der Teile führen.

Zur Steuerung der Formtemperatur sollte der Temperaturunterschied zwischen Patrize und Matrize, Kern und Kavität, Formkern und Wand sowie Wand und Einsätze auf der Grundlage der strukturellen Merkmale des Produkts bestimmt werden. Indem die unterschiedlichen Abkühlungsschwindungsraten der verschiedenen Teile der Form genutzt werden, um den Orientierungsschwindungsunterschied nach der Entformung auszugleichen, neigt das Produkt dazu, sich nach der Entformung in Richtung der Seite mit der höheren Temperatur zu biegen, wodurch die Verformung des Produkts gemäß dem Orientierungsgesetz ausgeglichen wird.

Bei Kunststoffteilen mit vollständig symmetrischen Körperstrukturen sollten Sie die Formtemperatur konstant halten, um sicherzustellen, dass alle Teile des Produkts gleichmäßig abkühlen.

4. Auswirkungen auf die Produktschwundrate

Bei niedrigeren Werkzeugtemperaturen gefrieren die Moleküle schneller, die gefrorene Schicht der Schmelze in der Kavität wird dicker und das Wachstum der Kristalle wird erschwert, so dass das Produkt weniger schrumpft. Höhere Werkzeugtemperaturen lassen die Schmelze langsamer abkühlen, verlängern die Entspannungszeit, verringern den Orientierungsgrad und erleichtern die Bildung von Kristallen, so dass das Produkt stärker schrumpft.

5. Einfluss auf die Wärmeablenkungstemperatur des Produkts

Bei kristallinen Kunststoffen friert die molekulare Ausrichtung und Kristallisation sofort ein, wenn das Produkt bei einer niedrigen Formtemperatur geformt wird. Bei höheren Temperaturen oder unter sekundären Verarbeitungsbedingungen ordnen sich die Molekülketten teilweise neu an und kristallisieren, so dass sich das Produkt selbst bei Temperaturen weit unter der Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) des Materials verformt.

Ⅳ. Optimierung der Temperaturregelung

1. Upgrade des Temperaturkontrollsystems

Elektrische Heizstäbe sind ein wichtiger Bestandteil des Temperaturregelungssystems von Spritzgießmaschinen. Wenn Sie Ihre elektrischen Heizstäbe aufrüsten, können Sie Ihre Temperaturregelung stabiler und genauer machen. Das bedeutet, dass Sie Ihr Spritzgießen genauer und qualitativ besser machen können.

2. Verbesserung der Temperaturkontrollstrategie

Wenn es darum geht SpritzgießenDie Temperaturkontrolle ist eine große Sache. Sie beeinflusst die Qualität und die Kosten Ihrer Teile. Wenn Sie es richtig machen, können Sie die Zykluszeit und den Energieverbrauch reduzieren, die Produktionseffizienz verbessern und die Kosten senken.

3. Einstellung der Temperaturregelungsparameter

Um die beste Spritzgießwirkung zu erzielen, müssen Sie die Parameter der Temperaturregelung anpassen. Sie können dies tun, indem Sie das Verhältnis zwischen den Temperaturen der hinteren, mittleren und vorderen Zone anpassen.

Ⅴ. Schlussfolgerung

Um schnell gute Teile zu erhalten, müssen Sie die Kühlung und Beheizung von Formen beherrschen. Sie müssen die Temperaturregelung verstehen, die neuesten Kühl- und Heiztechnologien einsetzen und über die besten Überwachungs- und Kontrollsysteme verfügen. So holen Sie das Beste aus Ihrem Werkzeug heraus Spritzgießprozess.