Typowo formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych można kontrolować z dokładnością do 0.005 cala, co czyni je jednym z najbardziej niezawodnych procesów wytwarzania części.
Formowanie wtryskowe obejmuje formy wtryskowe, materiały wtryskowe i wtryskarki, a każdy z tych elementów bezpośrednio wpływa na dokładność procesu.
W tym artykule szczegółowo przeanalizujemy wpływ dokładności wtrysku plastiku z tych 3 aspektów.
Czynniki wpływające na dokładność wymiarową wtryskiwanych produktów
1. Dokładność formy wtryskowej
2. Współczynnik skurczu materiału plastikowego wtrysku
3. Urządzenia maszyny wtryskowej i proces wtrysku
Dokładność formy wtryskowej
Aby osiągnąć wysoką dokładność obróbki formy wtryskowej i zmniejszyć błędy produktów, nie tylko wymagane jest spełnienie wymogów dokładności obróbki formy wtryskowej, ale także ustalenie odpowiedniej tolerancji w procesie obróbki, aby zapewnić płynne wykonanie obróbki formy wtryskowej, a jednocześnie maksymalnie zwiększyć jej dokładność.
O wymaganiach dokładności obróbki formy, obejmujących dokładność obróbki rozmiarów formy wtryskowej, pionowość, współosiowość, równoległość, etc.
a. Ogólnie, dokładność obróbki formy wtryskowej powinna być w zakresie 0.005-0.02mm, pionowość w zakresie 0.01-0.02mm, współosiowość w zakresie 0.01-0.03mm, a równoległość płaszczyzn górnej i dolnej ruchomej i stałej powierzchni rozdzielającej powinna być w zakresie 0.01-0.03mm.
b. Równocześnie, szczelina między powierzchniami rozdzielającymi po zamknięciu formy powinna być mniejsza niż wartość przelewu formowanego plastiku; równoległość pozostałych powierzchni współpracujących płyt wymagana jest w zakresie 0.01-0.02mm; dokładność pasowania części stałych w obróbce formy wtryskowej jest zazwyczaj w zakresie 0.01-0.02mm.
c. Dokładność części ruchowych w obróbce form wtryskowych zazwyczaj wybiera się jako H7/e6, H7/f7, H7/g6. Należy zauważyć, że lustrzane powierzchnie, takie jak wkładki wykonane na stopniach, wymagają, aby pasowanie nie było zbyt ścisłe, ponieważ podczas wybijania wkładki od frontu łatwo dotknąć lustrzanej powierzchni. Bez wpływu na rozmiar produktu można zastosować pasowanie szczelinowe bilateralne 0.01 ~ 0.02mm.
d. Kolejną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest obróbka cieplna przedmiotu obrabianego, wymagająca jego obróbki cieplnej przed rozmiarem preparatu plus 0,25 mm marginesu szlifierki z jednej strony; a dla jądra formy, wkładki wymagają obróbki CNC części, jednostronnego marginesu rezerwy, aby znać rozsądny margines wpłynie również na dokładność przedmiotu obrabianego.
Jak poprawić precyzję formy wtryskowej?
Dokładność formy wtryskowej głównie zależy od dokładności rozmiaru wnęki formy, precyzyjnego pozycjonowania wnęki lub dokładności powierzchni rozdzielającej. Ogólnie, tolerancja rozmiaru precyzyjnej formy wtryskowej powinna być kontrolowana poniżej 1/3 tolerancji rozmiaru produktu.
Obrabialność i sztywność, w projekcie struktury formy, liczba wnęk nie powinna być zbyt duża, a płyta podstawy, płyta nośna, ściana wnęki powinny być grubsze, aby uniknąć części w wysokiej temperaturze, wysokim ciśnieniu pod działaniem gwałtownego odkształcenia sprężystego.
Uwalnianie produktu, forma powinna starać się przyjmować mniej wgłębień, mniej i krótsze prowadnice oraz wyższy stopień wykończenia niż zwykłe formy, co sprzyja uwalnianiu formy.
Jako materiał formy należy wybrać stal stopową o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Materiały do wykonywania wnęk i prowadnic powinny być poddawane ścisłej obróbce cieplnej i wybierać materiały o wysokiej twardości (części formujące powinny osiągnąć około HRC52), dobrej odporności na zużycie i silnej odporności na korozję.
Skurcz formowania
Stopione tworzywo jest wtryskiwane do form pod bardzo wysokim ciśnieniem. Po przyjęciu kształtu formy i zestaleniu tworzywo zostaje wyrzucone z maszyny. Skurcz formowania oznacza procentowe zmniejszenie pierwotnego, nieochłodzonego wymiaru uformowanego detalu, mierzonego po wyjęciu z formy i schłodzeniu do temperatury pokojowej.
Ponieważ skurcz nie jest tylko termicznym rozszerzeniem i kurczem samego żywicy, ale także związany z różnymi czynnikami formowania plastiku, skurcz elementu formowanego po formowaniu plastiku powinien być nazywany skurczem formowania.
Podczas projektowania form wtryskowych często konieczne jest określenie współczynnika skurczu każdej części elementów plastikowych zgodnie z zakresem skurczu różnych plastików, grubością ścianki i kształtem elementu plastikowego, rozmiarem i rozmieszczeniem otworu zasilania, a następnie obliczenie rozmiaru wnęki na podstawie doświadczenia.
Jak uwzględnić współczynnik skurczu w projektowaniu form wtryskowych?
a. Przyjąć mniejszy współczynnik skurczu dla średnicy zewnętrznej i większy współczynnik skurczu dla średnicy wewnętrznej, aby pozostawić miejsce na korektę po próbie formy.
b. Określenie kształtu, rozmiaru i warunków formowania systemu zalewania po próbie formy.
c. Określić zmianę wymiarów uformowanej części po obróbce końcowej (uwaga: pomiar należy wykonać po 24 godzinach od rozformowania).
d. Forma wtryskowa jest korygowana zgodnie z rzeczywistym skurczem.
e. Podczas ponownego testowania formy można odpowiednio zmienić warunki procesu formowania, aby nieznacznie skorygować wartość skurczu, aby spełnić wymagania części z tworzywa sztucznego.
Skurcz wpływający na dokładność formowania wtryskowego
Istnieją cztery czynniki wpływające na skurcz: skurcz termiczny, skurcz związany ze zmianą fazy, skurcz związany z orientacją i skurcz związany z kompresją.
a. Skurcz termiczny jest właściwością termofizyczną nieodłącznie związaną z materiałem formierskim i materiałem formy.
Temperatura formy jest wysoka, temperatura produktu jest również wysoka, a rzeczywisty współczynnik skurczu wzrośnie, więc temperatura formy do precyzyjnego formowania nie powinna być zbyt wysoka.
b. Skurcz spowodowany zmianą fazy nazywany jest skurczem spowodowanym krystalizacją makrocząsteczek w procesie orientacji, któremu towarzyszy zmniejszenie objętości właściwej.
Wysoka temperatura formy, wysoka krystaliczność, duży skurcz; ale z drugiej strony wzrost krystaliczności zwiększy gęstość produktu, zmniejszy współczynnik rozszerzalności liniowej, zmniejszy współczynnik skurczu. Dlatego rzeczywisty współczynnik skurczu jest określany przez połączony efekt obu tych czynników.
c. Skurcz orientacyjny jest spowodowany wymuszonym rozciąganiem łańcuchów molekularnych w kierunku przepływu, tak że makrocząsteczki w chłodzeniu mają tendencję do ponownego zwijania się i odzyskiwania, co spowoduje skurcz w kierunku orientacji.
Stopień orientacji molekularnej jest związany z ciśnieniem wtrysku, prędkością wtrysku, temperaturą żywicy i temperaturą formy. Najważniejsza jest jednak prędkość wtrysku.
d. Skurcz ściskający i odbudowa elastyczna, ogólnie tworzywa sztuczne mają charakter ściskający. Oznacza to, że objętość właściwa zmienia się znacząco pod wpływem wysokiego ciśnienia.
W ogólnej temperaturze, zwiększenie objętości właściwej produktów do formowania ciśnieniowego zmniejszy się, gęstość wzrośnie, współczynnik rozszerzalności zmniejszy się, skurcz zostanie znacznie zmniejszony.
Odpowiednio do ściśliwości, materiał formierski ma efekt resetu elastycznego, dzięki czemu skurcz produktu jest zmniejszony. Czynniki wpływające na kurczenie się formowanego produktu są związane z warunkami formowania i warunkami pracy.
Zasady doboru materiałów do formowania wtryskowego.
Wysoka wytrzymałość mechaniczna, dobra stabilność wymiarowa, dobra odporność na pełzanie i szeroki zakres adaptacji środowiskowej.
Powszechnie stosowane są cztery rodzaje tworzyw konstrukcyjnych
1. POM i wzmocniony włóknem węglowym (CF) lub wzmocniony włóknem szklanym (GF). Materiał ten charakteryzuje się dobrą odpornością na pełzanie, odpornością na zmęczenie, odpornością na warunki atmosferyczne, dobrymi właściwościami dielektrycznymi, trudnopalnością, łatwością uwalniania przez dodanie smaru.
2. PA i PA66 wzmocniony włóknem szklanym, jego charakterystyka: wysoka odporność na uderzenia i zużycie, dobra płynność, może być formowany o grubości ścianki 0,4 mm.
Wzmocniony włóknem szklanym PA66 ma odporność na ciepło (temperatura topnienia 250 ℃), jego wadą jest to, że ma absorpcję wilgoci, zwykle po formowaniu należy go poddać obróbce poprzez kondycjonowanie wilgoci.
3. Poliester wzmocniony PBT, czas formowania jest krótki. Porównanie czasu formowania jest następujące: PBT ≤ POM ≈ PA66 ≤ PA6.
4. PC i GFPC. cechy: dobra odporność na zużycie, zwiększona sztywność, dobra stabilność wymiarowa, odporność na warunki atmosferyczne, trudnopalność i dobra przetwarzalność formowania.
Wyposażenie wtryskarki i proces formowania wtryskowego
Pięć elementów procesu wtrysku obejmuje: ciśnienie, przepływ, temperaturę, czas, pozycję. Dobra maszyna wtryskowa w tych pięciu elementach odzwierciedla większą dokładność i wrażliwość.
1. Temperatura
Temperatura jest pierwszym etapem formowania wtryskowego, temperaturę można podzielić na: temperaturę suszenia, temperaturę materiału, temperaturę formy, są to niektóre istotne czynniki.
Temperatura suszenia ma zapewnić jakość formowania i wcześniejsze suszenie polimeru, aby zapewnić, że polimer jest suchy i mokry w określonej ilości; temperatura materiału ma zapewnić, że plastyfikacja polimeru jest normalna i gładkie wypełnienie formy, formowanie.
2. Prędkość
Prędkość dzieli się na: prędkość wtrysku, temperaturę stopu, prędkość rozluźniania i cofania, prędkość otwierania i zamykania formy, prędkość wyrzutnika do przodu i do tyłu. Prędkość wtrysku wpłynie na wzrost ciśnienia w formie, zwiększenie prędkości wtrysku może zwiększyć długość przepływu, jednolitość jakości produktu w celu zapewnienia jakości produktu, wtrysk z dużą prędkością dla produktów o długim przepływie, niska prędkość kontroli rozmiaru produktu.
Szybkość melt wpływa na zdolność plastifikacji, obróbka formy plastikowej jest ważnym parametrem jakości plastifikacji, im większa szybkość, tym temperatura melt plastifikacji jest większa.
Poluzowanie prędkości wycofywania ma na celu zmniejszenie objętości właściwej stopu, tak aby wnęka stopu Prędkość otwierania i zamykania formy jest jednym z ważnych warunków zapewniających działanie produkcyjne maszyny.
Prędkość wyrzutnika do przodu i do tyłu ma zapewnić płynne uwalnianie produktu, nie powodując jego deformacji ani pęknięć.
3. Ciśnienie
Ciśnienia dzielą się na: ciśnienie wtrysku, docisku, przeciwciśnienie, ciśnienie zwarcia, ochrony formy i wypychania. Podczas formowania wtryskowego obudów z tworzywa ciśnienie wtrysku służy do pokonania strat ciśnienia stopionego materiału na drodze dysza – kanał – przewężka – gniazdo, aby zapewnić pełne wypełnienie gniazda.
Ciśnienie ma na celu zmniejszenie ciśnienia wtrysku części z powodu nadmiernego ciśnienia wtrysku i prowadzi do lepkiego pęknięcia lub zgięcia formy; należy naciskać, aby uniknąć ciał obcych w formie przy dużej prędkości i wysokim ciśnieniu, co prowadzi do zgniecenia formy; ciśnienie wyrzutnika ma na celu zapobieganie opuszczaniu powierzchni formy przez produkt spowodowany złym działaniem.
4. Pozycja
Pozycje można podzielić na: pozycję otwarcia formy, wyrzut do tyłu, skok dozowania, objętość luźnej nogi, skok wtrysku, objętość bufora. Pozycja otwarcia ma na celu zapewnienie, że forma może być zdjęta z normalnej pracy części; wyrzucony skok wsteczny na części sprężyny, aby zresetować rolę zabezpieczenia górnej granicy; skok dozowania ma na celu zapewnienie, że jest wystarczająca ilość tworzywa sztucznego do wypełnienia formy, aby zapewnić jakość produktu.
5. Czas
Czas jest podzielony na: czas chłodzenia, czas topienia, czas suszenia, czas chłodzenia, czas topienia, czas suszenia, cykl, czas wtrysku, czas utrzymywania.
Produkty do natryskiwania powłok z tworzyw sztucznych wymagają pewnego okresu formowania; czas wtrysku w celu określenia rozmiaru produktu; czas utrzymywania ma zapobiegać cofaniu się stopu, roli skurczu chłodzącego; czas chłodzenia, aby zapewnić utwardzanie produktu, aby zapobiec deformacji; czas topienia ma zapewnić, że stop jest wystarczający; czas suszenia, aby zapewnić, że produkt nie stanie się wydłużony, zły i inne czynniki.
Podsumowanie
Aby uzyskać precyzyjne formowanie wtryskowe, już od początku projektowania produktu należy uwzględnić jego konstrukcję, dobór surowców, dokładność formy, urządzenia do precyzyjnego formowania wtryskowego oraz doświadczenie zakładu formowania wtryskowego, co pozwoli ostatecznie otrzymać zadowalające wyroby.
Potrzebujesz wyceny projektu formowania wtryskowego?Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.
Poproś o bezpłatną wycenę → Zapoznaj się z naszym Kompletnym przewodnikiem po formowaniu wtryskowym, aby uzyskać kompleksowy przegląd.
