Wtryskiwanie tworzyw sztucznych jest procesem, w którym części wytwarza się przez wprowadzenie stopionego tworzywa do formy.
Proces wtryskiwania tworzyw sztucznych polega na wprowadzeniu stopionego tworzywa do metalowego narzędzia, w którym materiał stygnie, po czym gotowa część z tworzywa zostaje wypchnięta z prasy wtryskowej.
Plastikowa żywica jest podawana do ładowarki w postaci granulatu. Materiał jest obracany do przodu przez ślimak i styka się z podgrzewaną beczką. Tarcie i rozgrzany bęben topią tworzywo sztuczne, które gromadzi się przed ślimakiem.
Stopione tworzywo jest wtryskiwane do formy pod wysokim ciśnieniem, a następnie pozostawiane do ostygnięcia i zestalenia. Wynikiem jest część formowana wtryskowo. Aby tworzyć formy wtryskowe wytwarzające produkty wysokiej jakości, trzeba rozumieć różne rodzaje stosowanych konstrukcji.
Przed rozpoczęciem obróbki i produkcji formy do tworzyw trzeba zaprojektować ją zgodnie z rysunkiem, czyli opracować jej konstrukcję. Choć konkretna budowa każdej formy zależy od produktu, ogólnie nadal można wyodrębnić podstawowe kategorie konstrukcji.
Kompletna forma składa się zazwyczaj z dwóch głównych części
Część formująca, znana również jako stare jądro, to część, która odnosi się do kształtu i rozmiaru produktu z tworzywa sztucznego.
Część ramy formy, znana również jako zarodek formy, służy do instalacji i mocowania części formującej.
Plastikowe formy wtryskowe dzielą się na dwa główne typy
(a) Forma dwupłytowa Forma dwupłytowa nie ma zastosowania do form z suwakiem po stronie stałej ani do form z przewężką punktową; poza tymi dwiema konstrukcjami można stosować wszystkie pozostałe rozwiązania konstrukcyjne i metody doprowadzania tworzywa.
(b) Forma trójpłytowa Nazywa się ją również formą z przewężką punktową; zależnie od konstrukcji wyróżnia się formę z pełnym układem trójpłytowym, uproszczoną oraz pozornie trójpłytową.
Uproszczona rama formy do drobnej wody nie ma słupka prowadzącego w bocznej płycie tylnej formy, nie ma podkładki ograniczającej na drążku łączącym, nie może zaprojektować struktury płyty dociskowej, zwykle używanej w 500 mm pod małą i średnią formą, partia produktu nie nadaje się do użycia.
(c) Forma pozornie trójpłytowa Korpus formy pozornie trójpłytowej jest przeznaczony specjalnie do form z mechanizmem suwaka po stronie stałej. Nie ma płyty zrywającej i nie nadaje się do form z wlewem punktowym.
Siedem głównych systemów składa się na kompletną formę wtryskową z tworzywa sztucznego
(1) Układ wlewowy Składa się z czterech części: kanału głównego, kanałów rozprowadzających, przewężki i studzienki zimnego tworzywa.
(2) Układ formujący Układ formujący to część mająca bezpośredni kontakt z wyrobem z tworzywa; obejmuje rdzenie przedniej i tylnej połowy formy, wkładki, suwaki, wypychacze skośne i inne mechanizmy.
(3) Układ wypychania Układ wypychania obejmuje wypychacze trzpieniowe, bloki wypychające, tuleje wypychające, wypychacze skośne i inne elementy, które po ostygnięciu oddzielają część formowaną wtryskowo od rdzenia gniazda.
(4) Układ prowadzenia Mechanizm prowadzący obejmuje słupy i tuleje prowadzące, trzpień powrotny płyty wypychaczy, tuleję prowadzącą płyty wypychaczy oraz inne elementy.
W przypadku bardziej wymagających form, czasami należy dodatkowo zwiększyć pomocniczy mechanizm prowadzący, taki jak stożek, prosta powierzchnia, precyzyjne pozycjonowanie stożka itp.
(5) Układ chłodzenia Układ chłodzenia składa się głównie z obiegu medium i może wykorzystywać chłodzenie olejem, wodą, powietrzem itp.
Niektóre formy muszą być ogrzewane, a obieg wody chłodzącej może być wykorzystywany do ogrzewania.
Sama forma jest dużym systemem chłodzenia. Aby osiągnąć lepszy efekt chłodzenia, dla formy zostanie zaprojektowana jedna lub więcej grup kanałów chłodzących.
Zazwyczaj odległość między kanałem chłodzącym a produktem jest dwukrotnie większa od średnicy kanału.
(6) Układ odpowietrzania Obejmuje głównie rowki odpowietrzające, iglice odpowietrzające, wkładki odpowietrzające, zawory odpowietrzające i inne elementy.
(7) Układ zasilania Układ zasilania to droga, którą stopione tworzywo przepływa z dyszy wtryskarki do gniazda formy.
Składa się on z czterech części: wlewu, prowadnicy, bramy i zimnej studzienki.
Zgodnie z wymaganiami procesu i produkcji, część rdzenia formy i formy żeńskiej składa się z kilku części, a inne są wykonane w całości.
A wkładki do form są używane tylko w częściach, które są wrażliwe lub trudne w obróbce.
Aby spełnić wymagania procesu formowania wtryskowego dotyczące temperatury formy, konieczne jest zainstalowanie układu regulacji temperatury do jej dostosowywania.
Wprowadzenie do systemu gorącokanałowego do form plastikowych
(1) Układ gorącokanałowy jest bardzo powszechnie stosowanym układem wlewowym do formowania tworzyw sztucznych. Dzięki urządzeniom grzewczym i elektronicznemu sterowaniu temperaturą stopione tworzywo w układzie wlewowym nie zestala się.
Umożliwia to płynne i uporządkowane napełnianie gniazda formy tworzywem sztucznym.
W przypadku braku ciśnienia wtrysku stopione tworzywo sztuczne nie będzie płynąć automatycznie i nie będzie ciągnięte, przepełnione i inne zjawiska związane z uwalnianiem produktów z tworzyw sztucznych, więc forma gorącokanałowa jest również nazywana formą bez kanału lub mniejszą formą kanału.
(2) Formy gorącokanałowe obsługują szeroki zakres temperatur topnienia tworzyw: zapewniają dobrą płynność w niskiej temperaturze i dobrą stabilność termiczną w wysokiej temperaturze.
Wrażliwy na ciśnienie, brak przepływu bez ciśnienia, przepływ natychmiast po ciśnieniu; dobra przewodność cieplna, szybkie nagrzewanie, szybkie chłodzenie.
Wadą jest to, że mechanizm zajmuje dużo miejsca, ma wysoki koszt, ma poważne straty ciepła, jest trudny do kontrolowania i ma poważną rozszerzalność cieplną po podgrzaniu.
Z kolei materiał termoplastyczny to tworzywo sztuczne, które można stopić, zabarwić, zestalić, a następnie ponownie stopić bez spalania.
W przypadku materiałów termoplastycznych można je ponownie wykorzystać. Czasami dzieje się to bezpośrednio w fabryce.
(3) Podczas projektowania formy gorącokanałowej należy zachować odpowiednią przestrzeń między układem gorącokanałowym a formą, aby uwzględnić rozszerzalność cieplną, oraz unikać styku na dużej powierzchni. Między formą a wtryskarką należy zastosować płytę termoizolacyjną ograniczającą straty ciepła.
Podkładka izolacyjna musi być materiałem izolacyjnym, powszechnie stosowanym jest bakelit, różne płyty plastikowe lub włókno szklane itp.
(4) Układ gorącokanałowy składa się głównie z czterech elementów: głównego regulatora temperatury, tulei przejściowej, kolektora i dyszy gorącokanałowej. Doprowadzenie tworzywa może mieć układ jednopunktowy lub wielopunktowy.
Mechanizm suwakowy i mechanizm pochylonego blatu
a. Mechanizm suwakowy (1) Mechanizm suwakowy, zwany także mechanizmem bocznego podziału i wyciągania rdzenia, służy do uwalniania podcięć wyrobów z tworzyw sztucznych, których nie można płynnie wyjąć z formy.
Gdy bok produktu z tworzywa sztucznego ma wklęsły bok, taki jak okrągły otwór, otwór zwalniający, wypustka, rowek, pręt itp. i nie można go płynnie zwolnić zgodnie z kierunkiem otwierania formy, należy zastosować boczne rozcięcie i mechanizm wyciągania rdzenia, a mechanizm suwakowy jest najczęstszą formą.
(2) Podczas projektowania suwaka, aby nachylona kolumna napędzała ruch suwaka bezpiecznie i płynnie, a nie powodowała samoblokowania lub gryzienia nachylonej kolumny i suwaka w procesie otwierania i zamykania formy, kąt nachylonej kolumny musi być większy niż kąt blokady suwaka 1-3 stopnie.
(3) Kąt suwaka nie powinien być większy niż 25 stopni. Jeśli kształt produktu musi być większy niż 25 stopni, należy zachować ostrożność.
b. Mechanizm wypychacza skośnego (1) Wypychacz skośny pełni tę samą funkcję co suwak. Również przekształca pionowy ruch otwierania i zamykania formy w ruch poziomy, umożliwiając boczne wyciągnięcie rdzenia.
Pochylony blat opiera się głównie na ruchu płyty wyrzutnika. Jest to rozszerzenie systemu wyrzutnika i należy do bocznego mechanizmu wyciągania rdzenia.
Podczas ruchu nachylonego blatu nie tylko może on wyciągać zadziory, ale także może pomóc mechanizmowi wyrzutnika wyrzucać plastikowe produkty z formy, więc nie ma potrzeby umieszczania wyrzutnika w odległości 10-20 mm wokół nachylonego blatu.
(2) Skok wypychania: przy projektowaniu pochylonego wypychacza jego skok musi zapewniać bezpieczne wypchnięcie produktów z tworzywa z formy wtryskowej.
Aby zapewnić bezpieczne uwolnienie formy w tym samym czasie, należy również spróbować skrócić skok wyrzutnika, im większy skok wyrzutnika, tym łatwiej zmęczyć skośną górę, tym krótsza żywotność.
(3) Kąt nachylenia blatu nie powinien być większy niż 12 stopni. Większe kąty powinny być używane z ostrożnością. Im większy kąt nachylenia blatu, tym gorsza wytrzymałość, tym łatwiej go złamać.
Suwak tylnej połowy formy i mechanizm wypychacza skośnego należą do najczęstszych i najbardziej podstawowych konstrukcji form do tworzyw sztucznych.
c**. Konstrukcja suwaka przedniej części formy** Podobnie jak suwak tylnej części formy jest to ważny układ w formie do tworzyw. Mechanizm suwaka przedniej części formy jest potrzebny, gdy produkt spełnia następujące warunki.
(1) Produkty Shell o wysokich wymaganiach dotyczących wyglądu, gdy na ścianach bocznych znajdują się otwory lub rowki, użycie tylnego suwaka formy wpłynie na wygląd.
(2) Wysokość produktu jest bardzo wysoka, gdy pozycja klamry jest daleko od tylnego jądra matrycy, tylny suwak matrycy jest trudniejszy do wykonania, należy rozważyć użycie
(3) Niektóre produkty powłoki, lokalizacja klamry w przedniej części wewnętrznej formy, po prostu nie mogą wykonać tylnego suwaka formy
(4) W niektórych produktach, ze względu na pojawienie się ograniczeń, wygląd produktu nachylenia uwalniania jest mały, łatwy do przyklejenia do przedniej formy
(5) W przypadku niektórych okrągłych, prawie okrągłych lub prostokątnych produktów z głębokim wgłębieniem, gdy cała powierzchnia zewnętrzna ma fazę, należy rozważyć użycie suwaka typu Haff.
Istnieje wiele rodzajów suwaków po stronie stałej formy, a koszt obróbki wtryskowej jest przy nich znacznie wyższy i sama obróbka o wiele trudniejsza. Dlatego podczas projektowania formy należy w miarę możliwości unikać takich suwaków.
Jeżeli wyrób ma podcięcie lub otwór w ściance bocznej, niestandardowa forma do tworzyw sztucznych musi mieć mechanizm bocznego wyciągania rdzenia (suwak), mechanizm skośnego wyciągania rdzenia (wypychacz skośny) albo siłownik olejowy, gdy droga bocznego wyciągania rdzenia jest długa.
Przedni suwak matrycy w porównaniu z tylnym suwakiem matrycy
(1) Przednia część formy z przednim suwakiem formy wymaga jeszcze jednego rozcięcia (z wyjątkiem przedniego suwaka), a cała forma wymaga co najmniej dwóch lub trzech rozcięć. Jeśli jest to forma z podawaniem punktowym, wymaga trzykrotnego; jeśli jest to forma z podawaniem niepunktowym, wymaga dwukrotnego.
(2) Niezależnie od tego, czy dwa czy trzy razy, główna powierzchnia rozdzielająca musi zostać otwarta po raz ostatni
(3) Główna powierzchnia rozdzielająca ma więcej mechanizmu zaciskowego
(4) Słupek prowadzący ramy formy znajduje się zwykle w przedniej części formy.
(5) Indywidualna forma mechanizmu suwaka przedniej formy nie może realizować struktury tylnej płyty dociskowej formy
Podczas projektowania formy mechanizmu suwaka przedniej formy należy zwrócić uwagę na następujące kwestie
(1) Podczas projektowania formy przedniego mechanizmu suwaka formy, jeśli metodą podawania kleju jest podawanie punktowe, należy użyć uchwytu formy z drobnym wylewem lub uproszczonego uchwytu formy z drobnym wylewem.
Jeśli metoda klejenia nie polega na wlewaniu punktowym, należy użyć fałszywego trójpłytowego uchwytu formy, ponieważ fałszywy trójpłytowy uchwyt formy jest przeznaczony do formy przedniego mechanizmu suwaka formy.
(2) Główna powierzchnia rozdzielająca musi mieć bardzo bezpieczny i niezawodny mechanizm zaciskowy, powszechnie stosowany jest otwieracz nylonowy, zapięcie sprężynowe, zapięcie mechaniczne itp.
(3) Musi istnieć bardzo bezpieczny mechanizm ograniczający między górnym szablonem kodu a niektórymi płytkami, powszechnie stosowanymi ze śrubami barkowymi (śruby ograniczające).
(4) Tuleja zasuwy przedniego mechanizmu suwakowego formy i przednie jądro formy są w stanie gwałtownego tarcia przez długi czas, więc przedni koniec tulei zasuwy musi być ścięty, aby pasował.
Potrzebujesz wyceny projektu formowania wtryskowego?Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.
Poproś o bezpłatną wycenę → Zobacz nasz Kompletny przewodnik po wtryskiwaniu, aby uzyskać pełny przegląd.
