Voorwoord

De belangrijkste parameters van spuitgieten zijn droogtemperatuur en -tijd, injectievolume, doseerslag (pre-plastische slag), restmateriaal, anti-vertraging, schroefsnelheid, tegendruk, injectiesnelheid, injectiesnelheid en -druk, houddruk en -tijd, vattemperatuur, matrijstemperatuur, afkoeltijd, openings- en sluitsnelheid en -druk van de matrijs, uitwerpsnelheid, blaasdruk en -tijd met gasondersteuning, enz.

Dit artikel legt de spuitgieten procesparameters in detail en stellen aanpassingsmethoden voor de procesparameters van kunststof spuitgieten voor.

Wat zijn de parameters voor spuitgieten?

Spuitgiettemperatuur

Temperatuur speelt een grote rol bij spuitgietdrukken. Het vat van de spuitgietmachine heeft 5 tot 6 verwarmingssecties en elk materiaal heeft zijn eigen verwerkingstemperatuur (voor specifieke verwerkingstemperaturen, raadpleeg de gegevens van de leverancier van het materiaal). Je moet de temperatuur onder controle houden als je spuitgiet.

Als de temperatuur te laag is, wordt de smelt niet goed geplastificeerd, waardoor het onderdeel in de war raakt en moeilijker te gieten is. In de praktijk is de injectietemperatuur meestal hoger dan de vattemperatuur. De hogere waarde hangt af van de injectiesnelheid en de materiaaleigenschappen en kan oplopen tot 30°C.

Dat komt omdat het gesmolten materiaal wordt afgeschoven als het door de injectiepoort gaat, en dat zorgt voor veel warmte. Er zijn twee manieren om met dit verschil om te gaan bij de analyse van de matrijsstroming. De ene is om te proberen de temperatuur van het gesmolten materiaal te meten als het zich in de lucht bevindt, en de andere is om de spuitmond mee te nemen in het model.

Temperatuur van de vaten

De temperatuur van het spuitgietmateriaal, de smelttemperatuur, speelt een grote rol in de vloei-eigenschappen van de smelt. Aangezien kunststof geen specifiek smeltpunt heeft, is het zogenaamde smeltpunt een temperatuurbereik in gesmolten toestand. De structuur en samenstelling van de moleculaire keten van kunststof zijn verschillend en dus is het effect op de vloeibaarheid ook verschillend.

Temperatuur heeft een duidelijker effect op stijve molecuulketens, zoals PC, PPS, enz., terwijl de vloeibaarheid van flexibele molecuulketens, zoals PA, PP, PE, enz. niet duidelijk verandert met de temperatuur. Daarom moet de redelijke injectietemperatuur worden aangepast aan de verschillende materialen.

Baktemperatuur en -tijd

Omdat de meeste kunststoffen hygroscopisch zijn, absorberen ze een kleine hoeveelheid vocht als ze aan de lucht worden blootgesteld. Als het vochtgehalte in de kunststof hoger is dan een bepaald niveau, zullen er gebreken optreden in de spuitgietkwaliteit, zoals zilverstrepen, bellen, brosse scheuren, verminderde mechanische eigenschappen en andere gebreken. Daarom moet de kunststof gedroogd worden voordat spuitgieten.

De meeste leveranciers geven aanbevolen waarden voor de baktemperatuur en -tijd. De droogtijd mag echter niet te lang zijn, anders gaat de plasticiteit van de kunststof achteruit, waardoor het materiaal broos wordt.

Voor sommige materialen met een sterke waterabsorptie, zoals PA, PBT, PET, PEI en PSU, wordt aanbevolen om een ontvochtigingsdroger te gebruiken voor het drogen. Voor sommige materialen met een lage hygroscopiciteit, zoals PP, PE, PVC, POM en andere materialen, geldt dat als ze zijn geseald in ongeopende zakken of zijn opgeslagen in een droge omgeving, ze niet hoeven te worden gedroogd.

Schimmel Temperatuur

Vormtemperatuur. Sommige kunststoffen hebben een hogere matrijstemperatuur nodig omdat ze een hoge kristallisatietemperatuur en langzame kristallisatiesnelheid hebben. Sommige hebben een hogere of lagere temperatuur nodig om de grootte te regelen en om te vervormen of te ontvormen.

PC heeft bijvoorbeeld over het algemeen meer dan 60 graden nodig, terwijl PPS soms meer dan 160 graden matrijstemperatuur nodig heeft om er beter uit te zien en de vloeibaarheid te verbeteren. De matrijstemperatuur heeft dus een onschatbaar effect op het verbeteren van het uiterlijk, de vervorming, de grootte en de plastic vorm van het product.

Temperatuur sproeier

De spuitmond heeft als functie de smeltstroom te versnellen en de smelttemperatuur op peil te houden. Tijdens het spuitgietproces staat de spuitmond in direct contact met de matrijs, waardoor de temperatuur van de spuitmond snel daalt en het gesmolten materiaal bij de spuitmond condenseert en de spuitmondopening of het gietsysteem van de matrijs blokkeert.

Bovendien zal het gecondenseerde materiaal de oppervlaktekwaliteit en de prestaties van het product beïnvloeden nadat het in de matrijs is gespoten.

Injectiedruk

De injectiedruk wordt geleverd door het hydraulische systeem van het spuitgietsysteem. De druk van de hydraulische cilinder wordt via de schroef van de spuitgietmachine overgebracht op de plastic smelt.

Onder druk komt de plastic smelt via de spuitmond van de spuitgietmachine in het verticale stromingskanaal (bij sommige matrijzen ook het hoofdstromingskanaal), het hoofdstromingskanaal en het aftakkingsstromingskanaal van de matrijs en komt via de poort in de matrijsholte terecht.

Het doel van druk is om de weerstand in de stroom van de smelt te overwinnen, of omgekeerd, de weerstand in de stroom moet worden overwonnen door de druk van de spuitgietmachine om het vulproces soepel te laten verlopen.

Bij het spuitgieten is de druk bij de spuitmond van de spuitgietmachine het hoogst omdat je tijdens het hele proces de stromingsweerstand van de smelt moet overwinnen. Daarna neemt de druk geleidelijk af langs de vloeilengte tot aan de voorkant van het smeltgolffront. Als de uitlaat in de matrijsholte goed is, is de uiteindelijke druk aan de voorkant van de smelt de atmosferische druk.

Er zijn veel factoren die de smeltvuldruk beïnvloeden, die kunnen worden samengevat in drie categorieën: Materiaalfactoren, zoals het type en de viscositeit van de kunststof; Structurele factoren, zoals het type, het aantal en de positie van het openingssysteem, de holtevorm van de matrijs en de dikte van het product; Proceselementen van het gieten.

Houddruk

Persen is het samendrukken en kleiner maken van de melt in de mal nadat je de mal hebt gevuld. De druk die je hiervoor gebruikt, heet houddruk.

In de werkelijke productie kan de houddruk worden ingesteld op de inspuitdruk en is meestal iets lager dan de inspuitdruk. Als de houddruk hoog is, neemt de krimp van het product af, nemen de oppervlakteafwerking en de dichtheid toe, neemt de sterkte van de lasmarkering toe en is de productgrootte stabiel.

Het nadeel is dat de restspanning in het product groot is tijdens het ontvormen en dat er gemakkelijk overloop ontstaat.

Pershoudtijd

De wachttijd is de tijd voor verdichting en krimpcompensatie van de kunststof in de matrijsholte, die een groot deel van de totale injectietijd uitmaakt. Voor producten met eenvoudige vormen kan de wachttijd ook heel kort zijn.

De tijd dat je de smelt bij de gate houdt voordat het bevriest, heeft een groot effect op hoe goed je onderdeel is. Als je het kort vasthoudt, zal het onderdeel een lage dichtheid hebben, klein zijn en zinksporen vertonen. Als je het lang vasthoudt, zal het onderdeel veel interne spanning hebben, zwak zijn en moeilijk uit de mal te krijgen zijn.

De wachttijd is ook gerelateerd aan de temperatuur van het materiaal, de temperatuur van de matrijs, de grootte van het hoofdstroomkanaal en de grootte van de poort. Als de procesparameters normaal zijn en het poortsysteem redelijk is ontworpen, is de beste wachttijd meestal de tijd waarin de krimpfluctuatie van het product het kleinst is.

Wanneer je uitzoekt hoe lang je het plastic in de mal moet houden, moet je aan een paar dingen denken. Ten eerste moet je nadenken over het soort plastic dat je gebruikt en hoe goed het werkt.

Ten tweede moet je nadenken over de omstandigheden, zoals wat je maakt en hoe de mal is. Ten derde moet je nadenken over andere dingen die gebeuren tijdens het injectieproces, zoals hoe heet het is, hoeveel druk er is, hoe snel het plastic erin gaat, hoe snel de schroef draait en dat soort dingen.

Tegendruk

Tegendruk is de druk die de schroef moet overwinnen wanneer hij omkeert en zich terugtrekt om materiaal op te slaan. Een hoge tegendruk is goed voor de kleurverspreiding en het smelten van de kunststof, maar het intrekken van de schroef duurt daardoor ook langer, de kunststofvezels worden korter en de druk van de schroef neemt toe. spuitgieten machine.

De tegendruk moet dus lager zijn, over het algemeen niet hoger dan 20% van de injectiedruk. Als je schuimplastic injecteert, moet de tegendruk hoger zijn dan de druk die door het gas wordt gevormd, anders wordt de schroef uit het vat gedrukt.

Sommige spuitgietmachines kunnen de tegendruk programmeren om de verkorting van de schroeflengte tijdens het smelten te compenseren, waardoor de toegevoerde warmte afneemt en de temperatuur daalt. Maar omdat het resultaat van deze verandering moeilijk in te schatten is, is het niet eenvoudig om de machine dienovereenkomstig aan te passen.

Meterslag (pre-plastische slag)

Nadat elke injectie-instructie is beëindigd, bevindt de schroef zich aan de voorkant van het vat. Wanneer de pre-plastic instructie wordt gegeven, begint de schroef te draaien en wordt het materiaal naar de schroefkop getransporteerd. De schroef trekt zich terug onder de tegendruk van het rubbermateriaal totdat hij de eindschakelaar raakt.

Dit wordt het doseerproces of pre-plastische proces genoemd en de afstand waarover de schroef teruggaat wordt de doseerslag of pre-plastische slag genoemd. Het volume rubbermateriaal bij de schroefkop is dus het doseervolume dat wordt gemaakt door de schroef die teruggaat, en de doseerslag is de injectieslag. Hoe goed de doseerslag zich herhaalt, beïnvloedt de mate waarin het injectievolume fluctueert.

Restmateriaal

Nadat de schroef is geïnjecteerd, kan het gesmolten materiaal bij de schroefkop niet volledig worden geïnjecteerd en moet een deel worden vastgehouden om restmateriaal te vormen.

Op deze manier kan enerzijds worden voorkomen dat de schroefkop en de spuitmond elkaar raken en een mechanisch botsingongeval veroorzaken; anderzijds kan dit restmateriaalkussen worden gebruikt om de herhaalbaarheid van het injectievolume te controleren om het doel van stabilisatie van de kwaliteit van het spuitgietproduct te bereiken. Over het algemeen wordt het restmateriaal ingesteld op 1,5 ~ 2,5 mm alarm.

Anti-vertraging (losse aftocht)

Anti-vertraging verwijst naar het proces waarbij de schroef meting (pre-plasticisatie) op zijn plaats is en zich dan een bepaalde afstand in een rechte lijn terugtrekt, zodat de interne druk van de smelt in de meetkamer afneemt en de smelt niet uit de meetkamer kan stromen (door de spuitmond of spleet).

Een ander doel van anti-terugstroom is om de druk van het spuitmond-stroomkanaalsysteem te verlagen en de interne spanning te verminderen; en om het terugtrekken van de materiaalstaaf bij het openen van de matrijs te vergemakkelijken. De instelling van de terugstroombeveiliging hangt af van de viscositeit van de kunststof en de toestand van het product.

Een te hoge anti-terugstroming zorgt ervoor dat er luchtbellen worden gemengd in de smelt in de meetkamer, wat de kwaliteit van het product ernstig aantast. Voor materialen met een hoge viscositeit is geen terugstroming nodig. De terugstroombeveiliging wordt meestal ingesteld op 1~2% van de terugtrekslag van de schroef.

Injectietijd

De injectietijd die hier wordt genoemd, verwijst naar de tijd die nodig is om de kunststof te smelten om de holte te vullen, exclusief hulptijd zoals het openen en sluiten van de matrijs.

Hoewel de injectietijd kort is en niet veel invloed heeft op de vormcyclus, is het belangrijk om de injectietijd aan te passen om de druk van de gate, runner en cavity te regelen. Een redelijke injectietijd helpt de smelt goed te vullen, wat belangrijk is voor het verbeteren van de oppervlaktekwaliteit van het product en het verkleinen van de maattoleranties.

De injectietijd is veel korter dan de koeltijd, die ongeveer 1/10 tot 1/15 van de koeltijd is. Deze regel kan gebruikt worden als basis voor het voorspellen van de totale giettijd van kunststof onderdelen.

Wanneer de analyse van de matrijsstroming wordt uitgevoerd, is de injectietijd in het analyseresultaat alleen gelijk aan de injectietijd die is ingesteld in de procescondities wanneer de smelt volledig door de schroef wordt geduwd om de caviteit te vullen.Als de drukhoudschakelaar van de schroef optreedt voordat de caviteit is gevuld, zal het analyseresultaat groter zijn dan de instelling van de procescondities.

Injectiesnelheid

Injectiesnelheid verwijst naar de snelheid waarmee de smelt in het vat (ook bekend als de schroefaandrijfsnelheid) (mm/s). De injectiesnelheid bepaalt het uiterlijk, de grootte, de krimp, de vloeiverdeling enz. van het product.

Het is over het algemeen langzaam eerst-snel-dan langzaam, dat wil zeggen, eerst een hogere snelheid gebruiken om de smelt door het hoofdkanaal, het vertakkingskanaal en de poort te laten gaan om het doel van gebalanceerde injectie te bereiken, en dan snel de hele vormholte vullen, en dan een lagere snelheid gebruiken om de onvoldoende lijm aan te vullen die wordt veroorzaakt door krimp en terugstroming totdat de poort bevriest, wat de slechte kwaliteit zoals branden, gasvlekken en krimp kan overwinnen.

Schroefsnelheid

De schroefsnelheid beïnvloedt de thermische geschiedenis en het afschuifeffect van het spuitgietmateriaal tijdens het transport en de plastificering in de schroef, en is een belangrijke parameter die factoren zoals plastificeercapaciteit, plastificeerkwaliteit en vormcyclus beïnvloedt. Met een hogere schroefsnelheid worden de plastificeercapaciteit, smelttemperatuur en smelttemperatuuruniformiteit verbeterd.

De instelling van de schroefsnelheid wordt bepaald door de schroefdiameter. Elk kunststof materiaal heeft een maximale O.D. (buitendiameter) lineaire snelheidswaarde, meestal uitgedrukt in m/s. Omgerekend naar schroefsnelheid is het schroefsnelheidsbereik meestal 30~120 RPM.

De specifieke maximale lineaire snelheid wordt getoond in Figuur 31 hieronder. Voor verschillende kunststoffen zal de leverancier van het materiaal de waarde voor de instelling van de schroefsnelheid aanbevelen in het specificatienummer.

Bij kleine schroeven is de diepte van de schroefgroef relatief ondiep, zodat het rubber snel warmte opneemt, wat genoeg is om het rubber in het compressiegedeelte zacht te maken. Bovendien is de wrijvingswarmte tussen de schroef en de loop klein, zodat een hogere snelheid kan worden gebruikt. Voor grote schroeven daarentegen is het niet eenvoudig om een hoge snelheid te gebruiken om ongelijkmatige plastificering en overmatige wrijvingswarmte te voorkomen.

Gebruik voor warmtegevoelige kunststoffen (zoals PVC, POM, enz.) een lage schroefsnelheid om materiaalontleding te voorkomen; gebruik voor kunststoffen met een hoge smeltviscositeit (zoals PC, PSF, PPO, enz.) ook een lage schroefsnelheid.

Snelheid en druk bij openen en sluiten

De klemsnelheid moet meestal worden ingesteld met twee snelheden voor openen en sluiten. Eerst wordt de mal snel gesloten en daarna wordt hij langzaam gesloten voordat de voorste en achterste mal elkaar raken om beschadiging van de mal te voorkomen.

Vergrendelingskracht instelpunt: lage druk brengt de voorste en achterste matrijs samen om de matrijs te beschermen tegen lage druk; gebruik vervolgens hoge druk om de matrijs te vergrendelen.

Uitwerpkracht en snelheid

Wanneer het product uit de mal wordt gehaald, moet je een externe kracht gebruiken om de adhesie tussen het product en de mal te overwinnen. Deze externe kracht wordt de uitwerpkracht genoemd. Als de uitwerpkracht te klein is, kan het product niet uit de mal worden gehaald; als de uitwerpkracht te groot is, wordt het product vervormd of zelfs beschadigd.

Ook de uitwerpsnelheid en -afstand zijn van invloed op het uitwerpen. Als de uitwerpsnelheid snel is, kan het product kromtrekken en beschadigd raken; als de uitwerpafstand kort is, kan het product kromtrekken en beschadigd raken. Het product is niet gemakkelijk te verwijderen.

Methode voor het aanpassen van de parameters van spuitgietprocessen

Temperatuurregeling

Thermokoppels worden ook veel gebruikt als sensoren in temperatuurregelsystemen. Op het regelinstrument stel je de gewenste temperatuur in en de weergave van de sensor wordt vergeleken met de temperatuur die op het instelpunt wordt gegenereerd.

Thermokoppels worden ook veel gebruikt als sensoren in temperatuurregelsystemen. Op het regelinstrument wordt de gewenste temperatuur ingesteld en de weergave van de sensor wordt vergeleken met de temperatuur die op het instelpunt wordt gegenereerd. eenvoudigste systeem, als de temperatuur het instelpunt bereikt, wordt het uitgeschakeld en wordt het weer ingeschakeld als de temperatuur daalt. Dit systeem wordt aan-uitregeling genoemd omdat het aan of uit is.

Temperatuur

Temperatuurmeting en -regeling zijn superbelangrijk bij spuitgieten. Het is vrij eenvoudig om de temperatuur te meten, maar de meeste spuitgieten machines hebben niet genoeg temperatuurmeetpunten of -lijnen.

De meeste spuitgietmachines gebruiken thermokoppels om de temperatuur te meten. Een thermokoppel bestaat uit twee verschillende draden die aan één uiteinde met elkaar verbonden zijn. Als het ene uiteinde heter is dan het andere, wordt er een klein elektrisch signaal gegenereerd. Hoe heter het wordt, hoe sterker het signaal.

Smelttemperatuur

De smelttemperatuur is erg belangrijk en de temperatuur van de gebruikte injectiecilinder is slechts een richtlijn. De smelttemperatuur kan worden gemeten bij de spuitmond of met de luchtinjectiemethode. De temperatuurinstelling van de injectiecilinder hangt af van de smelttemperatuur, de schroefsnelheid, de tegendruk, de shotgrootte en de injectiecyclus.  

Als je niet weet welke temperatuur je moet gebruiken voor een bepaalde kunststof, begin dan met de laagste instelling. De shotcilinder is verdeeld in zones, maar ze zijn niet allemaal op dezelfde temperatuur ingesteld.

Als de werkingstijd lang is of bij hoge temperaturen, stel dan de temperatuur van de eerste zone in op een lagere waarde. Dit voorkomt dat de kunststof smelt en voortijdig ombuigt. Controleer voordat het injecteren begint of de hydraulische olie, de trechter dichter, de mal en de schotcilinder de juiste temperatuur hebben.

Injectiedruk

Dit is de druk die ervoor zorgt dat de kunststof gaat vloeien en kan worden gemeten door een sensor op de spuitmond of de hydraulische leiding. Het heeft geen vaste waarde, maar hoe moeilijker de matrijs te vullen is, hoe hoger de injectiedruk. Er is een direct verband tussen de druk in de injectielijn en de injectiedruk.

Als je de mal vult, moet je misschien hoge druk gebruiken om de injectiesnelheid op het gewenste niveau te houden. Je hebt geen hoge druk nodig als de mal vol is. Maar soms, als je bepaalde semikristallijne thermoplasten injecteert (zoals PA en POM), zal het veranderen van de druk de structuur verstoren, zodat je geen verpakkingsdruk hoeft te gebruiken.

Klemdruk

Om de inspuitdruk tegen te gaan, moet je spandruk gebruiken. Kies niet automatisch de maximaal beschikbare waarde, maar houd rekening met het geprojecteerde oppervlak en bereken een geschikte waarde. Het geprojecteerde oppervlak van het spuitgietproduct is het grootste oppervlak gezien vanuit de richting van de klemkracht.

Voor de meeste spuitgietsituaties is het ongeveer 2 ton per vierkante inch, of 31 megaton per vierkante meter. Maar dit is slechts een ruwe vuistregel en moet worden gebruikt als een zeer ruwe vuistregel, want zodra de spuitgegoten onderdelen enige diepte hebben, moet er rekening worden gehouden met de zijwanden.

Tegendruk

Dit is de druk die moet worden opgewekt en overschreden voordat de schroef zich terugtrekt. Hoewel een hoge tegendruk gunstig is voor een gelijkmatige kleurverdeling en het smelten van de kunststof, verlengt het ook de teruglooptijd van de middelste schroef, vermindert het de lengte van de vezel in de gevulde kunststof en verhoogt het de stress van de spuitgietmachine.

Daarom geldt: hoe lager de tegendruk, hoe beter. De tegendruk mag in geen geval hoger zijn dan 20% van de injectiedruk (maximumwaarde) van de spuitgietmachine.

Injectiesnelheid

Dit gaat over hoe snel de mal zich vult als de schroef als een pons wordt gebruikt. Als je dunwandige producten schiet, moet je snel schieten zodat de mal zich vult voordat het plastic hard wordt en een gladder oppervlak maakt.

We gebruiken verschillende schietsnelheden wanneer we de mal vullen om problemen zoals spatten of lucht die vast komt te zitten te voorkomen. We kunnen de kunststof in de mal injecteren met behulp van een open-loop of gesloten-loop regelsysteem.

Druk sproeier

Spuitstukdruk is de druk in de spuitmond. Het is de druk die het gesmolten plastic maakt. Deze druk heeft geen vaste waarde, maar neemt toe naarmate de moeilijkheid van het vullen van de matrijs toeneemt. Er is een directe relatie tussen spuitstukdruk, leidingdruk en inspuitdruk.

Bij een schroefspuitgietmachine is de spuitstukdruk ongeveer 10% lager dan de inspuitdruk. Bij een spuitgietmachine met zuigers kan het drukverlies oplopen tot ongeveer 10%. Bij een zuiger spuitgietmachine kan het drukverlies oplopen tot 50%.

Conclusie

Spuitgieten is een veelgebruikte procesmethode en de instelling van de procesparameters is erg belangrijk voor de prestaties en kwaliteit van het product.

In de spuitgieten In het echte leven moet je dus enkele veranderingen aanbrengen aan het product om het beter te maken.