Doorgaans kan kunststof spuitgieten tot op 0.005 inch nauwkeurig worden beheerst, waardoor het een van de betrouwbaarste productieprocessen voor onderdelen is.
Bij spuitgieten worden spuitgietmatrijzen, spuitgietmaterialen en spuitgietmachines gebruikt, die allemaal rechtstreeks invloed hebben op de nauwkeurigheid van het spuitgieten.
In dit artikel analyseren we de invloed op de nauwkeurigheid van kunststofspuitgieten vanuit deze 3 aspecten in detail.
Factoren die de maatnauwkeurigheid van geïnjecteerde producten beïnvloeden
1. Nauwkeurigheid van de spuitgietmatrijs
2. Krimppercentage van kunststofmateriaal voor spuitgieten
3. Spuitgietmachine en spuitgietproces
Nauwkeurigheid van spuitgietmatrijs
Om bij de bewerking van spuitgietmatrijzen een hoge nauwkeurigheid en minder productafwijkingen te bereiken, moet niet alleen aan de nauwkeurigheidseisen worden voldaan, maar ook een redelijke bewerkingstoeslag worden ingesteld. Zo verloopt de bewerking soepel en wordt de nauwkeurigheid zo veel mogelijk verhoogd.
Over de nauwkeurigheidseisen voor matrijsbewerking, waaronder de bewerkingsnauwkeurigheid van de afmetingen, haaksheid, coaxialiteit, parallelliteit enzovoort.
a. Over het algemeen moet de bewerkingsnauwkeurigheid van een spuitgietmatrijs binnen 0.005-0.02mm liggen, de haaksheid binnen 0.01-0.02mm, de coaxialiteit binnen 0.01-0.03mm en de evenwijdigheid van de boven- en ondervlakken van de deelvlakken van het bewegende en vaste matrijsdeel binnen 0.01-0.03mm.
b. Tegelijkertijd moet de speling tussen de deelvlakken na het sluiten van de matrijs kleiner zijn dan de braamgrens van de gevormde kunststof; de parallelliteit van de overige pasvlakken van de matrijsplaat moet binnen 0,01–0,02 mm liggen; de passingnauwkeurigheid van het vaste deel van de spuitgietmatrijs ligt doorgaans binnen 0,01–0,02 mm.
c. Voor de nauwkeurigheid van schuivende delen bij spuitgietmatrijsbewerking wordt doorgaans gekozen uit H7/e6, H7/f7 en H7/g6. Let erop dat spiegeloppervlakken, zoals inzetstukken die aan treden hangen, niet te strak mogen passen. Anders raakt het gereedschap bij het vanaf de voorkant terugkloppen van het inzetstuk gemakkelijk het spiegeloppervlak. Zonder de productafmetingen te beïnvloeden kan een tweezijdige spelingspassing van 0,01–0,02 mm worden gebruikt.
d. Een ander ding om op te merken is de warmtebehandeling verwerking van het werkstuk, waarbij de warmtebehandeling voor de grootte van de voorbereiding plus 0,25 mm slijpen machine marge aan de ene kant, en voor de mal kernel, inserts moeten CNC bewerking van het onderdeel, eenzijdige reserve marge, om te weten een redelijke marge zal ook van invloed op de nauwkeurigheid van het werkstuk.
Hoe de precisie van spuitgietmatrijzen verbeteren?
De nauwkeurigheid van een spuitgietmatrijs hangt hoofdzakelijk af van de maatnauwkeurigheid van de vormholte, de nauwkeurige positionering van de holte en de nauwkeurigheid van het deelvlak. In het algemeen moet de maattolerantie van een precisiematrijs kleiner zijn dan een derde van de maattolerantie van het product.
Bewerkbaarheid en stijfheid, in de mal structuur ontwerp, moet het aantal holten niet te veel, en de bodemplaat, steunplaat, holte wand moet dikker zijn, om te voorkomen dat delen in hoge temperatuur, hoge druk onder invloed van gewelddadige elastische vervorming.
Product release, moet de mal proberen om minder holten, minder en kortere lopers en een hogere mate van afwerking dan gewone mallen, die bevorderlijk is voor schimmel release te nemen.
Kies voor het materiaal van de mal het gelegeerde staal met hoge mechanische sterkte. De materialen voor het maken van holtes en lopers moeten een strenge warmtebehandeling ondergaan en kiezen voor materialen met een hoge hardheid (vormdelen moeten ongeveer HRC52 bereiken), goede slijtvastheid en sterke corrosiebestendigheid.
Krimpen bij het gieten
De gesmolten kunststof wordt onder extreme druk in de matrijzen geïnjecteerd. Zodra de gesmolten kunststof de vorm van de matrijzen heeft aangenomen en is uitgehard, wordt deze uit de machine geworpen. Vormkrimp verwijst naar het krimppercentage ten opzichte van de oorspronkelijke ongekoelde afmeting van een vormdeel bij kamertemperatuur nadat het uit de matrijs is genomen en tot kamertemperatuur is afgekoeld.
Omdat krimp niet alleen de thermische uitzetting en samentrekking van de hars zelf is, maar ook verband houdt met diverse kunststofvormfactoren, moet de krimp van het gevormde onderdeel na het kunststofvormen vormkrimp worden genoemd.
Bij het ontwerpen van spuitgietmatrijzen moet vaak het krimppercentage van elk deel van een kunststofonderdeel worden bepaald aan de hand van het krimpbereik van verschillende kunststoffen, de wanddikte en vorm van het onderdeel en de vorm, afmetingen en verdeling van de invoeropening. Vervolgens wordt de grootte van de matrijsholte op basis van ervaring berekend.
Hoe rekening houden met de krimpsnelheid bij het ontwerpen van spuitgietmatrijzen?
a. Neem de kleinste krimpsnelheid voor de buitendiameter en de grootste krimpsnelheid voor de binnendiameter om ruimte te laten voor correctie na de matrijsproef.
b. Bepaal de vorm, grootte en vormcondities van het gietsysteem na de gietproef.
c. Bepaal de dimensionale verandering van het spuitgietproduct na de nabewerking (let op: de meting moet worden uitgevoerd na 24 uur ontvormen).
d. De spuitgietmatrijs wordt gecorrigeerd op basis van de werkelijke krimp.
e. Bij het opnieuw testen van de matrijs kunnen de omstandigheden van het gietproces worden aangepast om de krimpwaarde enigszins te corrigeren zodat deze voldoet aan de eisen van het kunststof onderdeel.
Krimp die de nauwkeurigheid van spuitgieten beïnvloedt
Er zijn vier factoren die krimp beïnvloeden: thermische krimp, krimp door faseverandering, oriëntatiekrimp en compressiekrimp.
a. Thermische krimp is een thermofysische eigenschap die inherent is aan het vormmateriaal en het matrijsmateriaal.
De matrijstemperatuur is hoog, de temperatuur van het product is ook hoog en de werkelijke krimpsnelheid zal toenemen, dus de matrijstemperatuur voor precisiegieten mag niet te hoog zijn.
b. Faseveranderingskrimp wordt faseveranderingskrimp genoemd als gevolg van de kristallisatie van macromoleculen in het oriëntatieproces, wat gepaard gaat met de vermindering van het specifieke volume.
Hoge matrijstemperatuur, hoge kristalliniteit, grote krimp; maar aan de andere kant zal de toename in kristalliniteit de dichtheid van het product verhogen, de lineaire uitzettingscoëfficiënt verlagen, de krimpsnelheid wordt verlaagd. Daarom wordt de werkelijke krimpsnelheid bepaald door het gecombineerde effect van beide.
c. Oriëntatiekrimp wordt veroorzaakt door het geforceerd uitrekken van molecuulketens in de vloeirichting, zodat de macromoleculen in de koeling de neiging hebben om opnieuw te krullen en zich te herstellen, wat krimp in de oriëntatierichting zal veroorzaken.
De mate van moleculaire oriëntatie is gerelateerd aan de injectiedruk, de injectiesnelheid, de harstemperatuur en de matrijstemperatuur. Maar de belangrijkste is de injectiesnelheid.
d. Compressiekrimp en elastisch herstel, algemene kunststoffen hebben een compressief karakter. Dat wil zeggen dat het specifieke volume aanzienlijk verandert onder hoge druk.
In het algemeen temperatuur, verhoging van de druk spuitgieten producten specifieke volume zal afnemen, dichtheid zal toenemen, uitzettingscoëfficiënt zal afnemen, krimp zal aanzienlijk worden verminderd.
Als gevolg van de samendrukbaarheid heeft het vormmateriaal een elastisch reset-effect, zodat het product minder krimpt. De factoren die de krimp van het spuitgietproduct beïnvloeden, hebben te maken met de spuitgietomstandigheden en de bedrijfsomstandigheden.
Principes voor de selectie van spuitgietmaterialen.
Hoge mechanische sterkte, goede maatvastheid, goede kruipweerstand en breed aanpassingsbereik aan de omgeving.
Er zijn vier soorten technische kunststoffen die vaak worden gebruikt
1. POM en koolstofvezel versterkt (CF) of glas versterkt (GF). Dit materiaal wordt gekenmerkt door goede kruipweerstand, weerstand tegen vermoeiing, weerbestendigheid, goede diëlektrische eigenschappen, vlamvertragend, gemakkelijk los te maken door toevoeging van smeermiddel.
2. PA en glasversterkt PA66, de kenmerken: sterke slagvastheid en slijtvastheid, goede stroombaarheid, kan worden gegoten 0,4 mm wanddikte van het product.
Glasvezel versterkt PA66 heeft een hittebestendigheid (smeltpunt van 250 ℃), het nadeel is dat het vocht absorbeert, over het algemeen na het gieten worden verwerkt door vocht conditionering.
3. PBT versterkt polyester, vormtijd is kort. De vergelijking van de vormtijd is als volgt: PBT ≤ POM ≈ PA66 ≤ PA6.
4.PC en GFPC. kenmerken: goede slijtvastheid, verbeterde stijfheid, goede maatvastheid, weerbestendigheid, vlamvertragend en goede vormbaarheid.
Uitrusting voor spuitgietmachines en spuitgietproces
De vijf elementen van het spuitgietproces zijn druk, stroming, temperatuur, tijd en positie. Een goede spuitgietmachine geeft deze vijf elementen nauwkeuriger en gevoeliger weer.
1. Temperatuur
Temperatuur is de eerste stap van het spuitgieten, temperatuur kan worden onderverdeeld in: droogtemperatuur, materiaaltemperatuur, matrijstemperatuur, dit zijn enkele vitale factoren.
Droogtemperatuur is om ervoor te zorgen de molding kwaliteit en voorafgaande drogen van polymeer om ervoor te zorgen dat het polymeer droog en nat zijn in een bepaalde hoeveelheid; materiaal temperatuur is om ervoor te zorgen dat het polymeer weekmaking normaal is, en glad schimmel vullen, gieten.
2. Snelheid
De snelheid is onderverdeeld in: injectiesnelheid, smelttemperatuur, los- en terugtreksnelheid, openen en sluiten van de matrijssnelheid, voorwaartse en achterwaartse snelheid van de uitwerper. De injectiesnelheid heeft invloed op de toename van de matrijsdruk, de injectiesnelheid kan de stroomlengte doen toenemen, de uniformiteit van de productkwaliteit om de productkwaliteit te garanderen, injectie met hoge snelheid voor producten met een lange stroom, controle met lage snelheid van de productgrootte.
De smeltsnelheid beïnvloedt het plastificeervermogen en is bij de verwerking in kunststofmatrijzen een belangrijke parameter voor de plastificeerkwaliteit. Hoe hoger de snelheid, hoe hoger de temperatuur en hoe sterker het plastificeervermogen van de smelt.
De snelheid van het openen en sluiten van de mal is een van de belangrijke voorwaarden om de productiewerking van de machine te garanderen.
De snelheid van voorwaarts en achterwaarts van de uitwerper is om ervoor te zorgen de soepele release van het product niet het product vervorming, top scheur te maken.
3. De druk
De drukken worden onderverdeeld in injectiedruk, nadruk, tegendruk, sluitdruk, matrijsbeschermingsdruk en uitwerpdruk. Bij het spuitgieten van kunststofbehuizingen dient de injectiedruk om het drukverlies van de smelt langs spuitmond, runner, aanspuiting en holte te overwinnen en zo de holte volledig te vullen.
Druk is om de injectiedruk van de onderdelen te verminderen als gevolg van overmatige injectiedruk en leiden tot kleverige schimmel barsten of buigen; worden ingedrukt om vreemde voorwerpen te voorkomen in de mal bij hoge snelheid en hoge druk staat en leiden tot schimmel verpletteren; ejector druk is om te voorkomen dat het product van het verlaten van de mal oppervlak veroorzaakt door slechte.
4. Positie
Positionkan worden onderverdeeld in: schimmel opening positie, uitwerpen terug slag, metering slag, losse been volume, injectie slag, buffer volume. De openingspositie is om ervoor te zorgen dat de mal kan worden genomen uit de normale werking van de onderdelen; uitgeworpen achterwaartse slag op het deel van de veer om de rol van de bovengrens bescherming opnieuw in te stellen; metering slag is om ervoor te zorgen dat er genoeg plastic om de mal te vullen om de kwaliteit van het product te waarborgen.
5. Tijd
De tijd is onderverdeeld in: afkoeltijd, smelttijd, droogtijd, koeltijd, smelttijd, droogtijd, cyclus, injectietijd, wachttijd.
Plastic shell spuiten producten moeten een bepaalde periode van het gieten; injectie tijd om de grootte van het product te bepalen; holding tijd is om de smelt terugstroming te voorkomen, de rol van koeling krimp; koeltijd om ervoor te zorgen dat het product uithardt, om vervorming te voorkomen; smelttijd is om ervoor te zorgen dat de smelt voldoende is; droogtijd om ervoor te zorgen dat het product niet langwerpig, slecht en andere factoren.
Samenvatting
Om nauwkeurig spuitgieten te realiseren, moeten vanaf het begin van het productontwerp de productconstructie, grondstofkeuze, matrijsprecisie, apparatuur voor precisiespuitgieten en de ervaring van de spuitgietfabriek worden meegewogen, zodat uiteindelijk bevredigende producten ontstaan.
Een offerte nodig voor uw spuitgietproject?Ontvang concurrerende prijzen, DFM-feedback en een productieplanning van het engineeringteam van ZetarMold.
Vraag een gratis offerte aan → Bekijk onze Complete gids voor spuitgieten voor een uitgebreid overzicht.
