Szerokie zastosowanie CAD, CAM i CAE otworzyło nowe możliwości dla naszej technologii kontroli wymiarów geometrycznych form i produktów.
Ponieważ zapotrzebowanie rynku na formy wtryskowe i wyroby z form jest bardzo zróżnicowane, istnieje wiele rodzajów form i produktów, o bardzo zmiennych i wysokich wymaganiach dotyczących kształtu, rozmiaru, materiału oraz konstrukcji. Z tego powodu podczas wytwarzania form i produktów napotykamy liczne problemy i trudności.
Sposób skutecznej kontroli geometrii form i produktów jest również bardzo intuicyjny. Dla różnych typów form i produktów istnieją różne techniki i metody kontroli.
Dziś jestem tu, aby porozmawiać o doświadczeniach w kontroli wymiarów formowania wyrobów wtryskowych. Mówiąc o produktach wtryskowych, trzeba mówić o formie wtryskowej. Ogólnie rzecz biorąc, zacznę od następujących aspektów.
Kontrola projektu formy
1. W pierwszej kolejności należy dokładnie poznać wymagania techniczne użytkownika dotyczące między innymi konstrukcji formy, materiału, twardości i precyzji. Trzeba przy tym sprawdzić, czy przyjęty skurcz tworzywa jest prawidłowy, czy model 3D wyrobu zawiera kompletne wymiary oraz czy analiza technologiczności została przeprowadzona właściwie.
2. Należy w pełni uwzględnić wygląd wyrobów formowanych wtryskowo, w tym skurcz, smugi przepływu, pochylenie formy, linię łączenia i pęknięcia.
3. Maksymalnie uprość metodę obróbki formy bez ograniczania funkcji i wykonywania wzoru wyrobów formowanych wtryskowo.
4. Czy wybór płaszczyzny podziału jest odpowiedni, należy dokonać starannego wyboru dla obróbki formy, wyglądu formowanego i usuwania zadziorów z części wtryskowych.
5. Czy sposób wypychania jest odpowiedni, z użyciem wypychacza trzpieniowego, płyty zdzierającej, tulei wypychającej lub innych rozwiązań, oraz czy położenie wypychacza trzpieniowego i płyty zdzierającej jest właściwe.
6. Sprawdzić, czy mechanizm bocznego wyciągania rdzenia jest prawidłowo dobrany oraz działa płynnie i niezawodnie, bez zacięć.
7. Jaka metoda regulacji temperatury najlepiej nadaje się do wyrobów z tworzyw sztucznych, jaki układ cyrkulacji stosuje się dla oleju termoregulacyjnego, wody termoregulacyjnej i chłodziwa oraz czy wielkość, liczba i położenie kanałów chłodzących są odpowiednie?
8. Kształt wlewka głównego, wymiary kanału doprowadzającego i wlotu oraz prawidłowość położenia i wymiarów wlewka głównego.
9. Wpływ odkształceń po obróbce cieplnej różnych modułów i rdzeni form oraz trafność doboru części standardowych.
10. Czy objętość wtrysku, ciśnienie wtrysku i siła zwarcia wtryskarki są wystarczające oraz czy promień R dyszy, średnica otworu tulei wlewowej itd. są odpowiednio dopasowane?
Z tych aspektów kompleksowej analizy przygotowania, początkowy etap części produktu powinien być ściśle kontrolowany.
Kontrola procesu produkcyjnego
Choć na etapie projektowania przeprowadza się wszechstronną analizę i szczegółowo planuje działania, w rzeczywistej produkcji pojawia się wiele problemów i trudności. Należy dążyć do zachowania pierwotnych założeń projektu, a jednocześnie poszukiwać skuteczniejszych, bardziej ekonomicznych i racjonalnych metod obróbki.
1. Wybierz ekonomiczne dostosowanie wyposażenia obrabiarki do programów obróbki 2D i 3D.
2. Można również rozważyć odpowiednie oprzyrządowanie pomocnicze do przygotowania produkcji oraz racjonalne wykorzystanie narzędzi, aby zapobiegać odkształceniom detali, wahaniom skurczu i zmianom dokładności formy, zwiększać dokładność wykonania formy wtryskowej oraz ograniczać błędy — wraz z szeregiem wymagań i rozwiązań dotyczących procesu produkcyjnego.
3. Poniżej przedstawiono przyczyny błędów wymiarowych wyprasek wskazane przez British Plastics Council (BPF) oraz ich udział w rozkładzie.
A: błąd wykonania formy wynoszący około 1/3, B: błąd wynikający ze zużycia formy — 1/6, C: błąd spowodowany nierównomiernym skurczem formowanych części wynoszący około 1/3, D: błąd wynikający z różnicy między zakładanym a rzeczywistym współczynnikiem skurczu wynoszący około 1/6
Całkowity błąd = A + B + C + D, więc można zauważyć, że tolerancja produkcji formy powinna być mniejsza niż 1/3 tolerancji rozmiaru części formującej, w przeciwnym razie trudno jest zapewnić geometryczny rozmiar części formującej.
Standardowa kontrola produkcji
Wahania geometrii po formowaniu części z tworzyw sztucznych są powszechnym problemem i często występującym zjawiskiem:
1. Temperatura materiału, kontrola temperatury formy
Różne gatunki plastiku wymagają różnych temperatur. Słaba płynność materiału oraz użycie więcej niż dwóch rodzajów materiałów do wtrysku mieszanego powodują różne sytuacje. Przepływ materiału powinien być kontrolowany w najlepszym zakresie wartości płynności, co zazwyczaj jest łatwe do osiągnięcia.
Jednak kontrola temperatury formy jest nieco bardziej skomplikowana, różne geometrie części formującej, rozmiar i jednolity stosunek grubości ścianek różnych systemów chłodzenia mają pewne wymagania, a temperatura formy w dużym stopniu kontroluje czas chłodzenia.
Dlatego należy starać się utrzymywać formę w dopuszczalnie niskiej temperaturze, aby skrócić cykl formowania wtryskowego i poprawić wydajność produkcji.
Zmiany temperatury formy powodują zmianę współczynnika skurczu. Stabilna temperatura formy zapewnia stabilność dokładności wymiarowej, zapobiegając w ten sposób deformacji części wtryskowych, słabemu połyskowi, plamom chłodzenia i innym wadom, utrzymując właściwości fizyczne plastiku w optymalnym stanie. Oczywiście istnieje proces uruchamiania, szczególnie bardziej złożony w przypadku części formowanych w wielu gniazdach.
2. Regulacja i kontrola ciśnienia i wydechu
Podczas uruchamiania formy należy określić odpowiednie dopasowanie ciśnienia wtrysku i siły docisku; powietrze w gnieździe formy i rdzeniu powstałe ze szczelin oraz gazy wytwarzane przez stopiony plastik muszą być usuwane przez szczeliny odpowietrzające na zewnątrz formy wtryskowej. Słabe odpowietrzanie spowoduje niedopełnienie, prowadząc do śladów złączeń lub przypaleń. Te trzy wady formowania czasami pojawiają się okresowo w tej samej części.
Gdy wokół cienkościennej części części formującej znajduje się gruba ściana, temperatura formy jest zbyt niska, nastąpi niedopełnienie, a temperatura formy jest zbyt wysoka, wówczas wystąpią oparzenia, zwykle w obszarze oparzenia, a jednocześnie pojawią się ślady fuzji, szczelina wylotowa jest często ignorowana, ogólnie w niewielkim stanie.
Dlatego też, ogólnie rzecz biorąc, o ile nie powstają zadziory, głębokość ramienia wylotowego powinna być jak największa, a z tyłu ramienia należy otworzyć większą szczelinę wentylacyjną, aby gaz mógł być szybko odprowadzany z formy po przejściu przez ramię.
Jeśli istnieje specjalna potrzeba otwarcia szczeliny wentylacyjnej na górnym pasku, powód jest ten sam, po pierwsze, aby nie pojawiła się latająca krawędź, po drugie, gaz szybko wydostaje się z linii, co może mieć dobry wpływ na linię.
3. Rozmiar formowania wtryskowego dodatkowej kontroli plastiku
Niektóre części z tworzyw sztucznych ze względu na kształt i rozmiar, po wyjęciu z formy wraz ze zmianami temperatury i utraty ciśnienia, będą występować w różnych przypadkach odkształcenia, wypaczenia itp.
Jeżeli niektóre pomocnicze przyrządy można regulować, części z tworzywa sztucznego po wtryskiwaniu można niezwłocznie po wyjęciu z formy poddać szybkim działaniom korygującym, a następnie pozostawić do naturalnego chłodzenia i odkształcenia, aby uzyskać lepszy efekt korekty i regulacji.
Jeśli zapewnimy ścisłą kontrolę nad całym procesem wtryskiwania, wymiary części formowanych wtryskowo będą bardzo dobrze kontrolowane.
Potrzebujesz wyceny projektu formowania wtryskowego?Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.
Poproś o bezpłatną wycenę → Pełne omówienie znajdziesz w naszym Kompletnym przewodniku po wtryskiwaniu.
