Gorąca powierzchnia formy utrzymuje płynną powierzchnię tworzywa sztucznego wystarczająco długo, aby wytworzyć ciśnienie wewnątrz wnęki.
Jeśli wnęka jest wypełniona, a ciśnienie wnęki może docisnąć miękkie tworzywo sztuczne do metalu, zanim zamarznięta skóra stwardnieje, wówczas powierzchnia wnęki replikuje się w wysokim stopniu.
Z drugiej strony, jeśli tworzywo sztuczne wchodzące do wnęki pod niskim ciśnieniem zostanie zawieszone, bez względu na to, jak krótko, wówczas jego niewielki kontakt z metalem może spowodować zabarwienie, czasami określane jako rozmazanie bramki.
Dla każdego rodzaju tworzywa sztucznego i części z tworzywa sztucznego istnieje granica temperatury powierzchni formy, po przekroczeniu której może wystąpić jeden lub więcej niepożądanych efektów (np. elementy mogą mieć zadziory).
Jakie są skutki wyższych temperatur pleśni?
Wyższa temperatura formy oznacza mniejszy opór przepływu. W wielu wtryskarkach prowadzi to naturalnie do szybszego przepływu przez kanały, przewężki i gniazda, ponieważ stosowane zawory sterujące przepływem wtrysku nie kompensują tej zmiany, a szybsze napełnianie powoduje wyższe ciśnienie efektywne w przewężkach i gniazdach. Może to powodować powstawanie wypływek.
Ponieważ gorętszy model nie zamraża tworzywa sztucznego, które wchodzi w obszar krawędzi przelewowej przed wytworzeniem wysokiego ciśnienia, stopiony materiał może przelać się wokół pręta wyrzutnika i rozlać się do szczeliny linii rozdzielającej.
Wskazuje to na potrzebę dobrej kontroli dawki wtrysku, a niektóre nowoczesne programatory kontroli przepływu rzeczywiście mogą to zrobić.
Zazwyczaj wzrost temperatury formy zmniejsza ilość tworzywa sztucznego, które ma poranną warstwę kondensacyjną we wnęce, umożliwiając stopionemu materiałowi łatwiejszy przepływ we wnęce, co skutkuje większą masą części i lepszą jakością powierzchni.
Jednocześnie wzrost temperatury formy skutkuje również zwiększoną wytrzymałością części na rozciąganie.
Jak wybrać temperaturę formy do formowania wtryskowego?
Temperatura formy wpływa na zachowanie przepływu stopionego tworzywa sztucznego podczas napełniania i wpływa na wydajność produktu z tworzywa sztucznego.
Temperatura formy określa szybkość chłodzenia stopionego materiału. Im szybszy jest proces chłodzenia, tym szybciej spada temperatura stopu, co zwiększa lepkość i utrudnia przepływ, powodując zwiększoną utratę ciśnienia wtrysku, niższe efektywne ciśnienie napełniania formy, a nawet powodując niedopełnienie.
Zazwyczaj temperatura formy powinna być określona zgodnie z właściwościami przetwarzanego tworzywa sztucznego, wymaganiami dotyczącymi wydajności produktu, kształtem i rozmiarem produktu oraz warunkami procesu formowania itp. w celu kompleksowego rozważenia.
(1) W przypadku tworzyw sztucznych o wyższej lepkości, takich jak PC, należy stosować wyższą temperaturę formy; natomiast w przypadku tworzyw sztucznych o niskiej lepkości, takich jak PA, PS itp. należy stosować niższą temperaturę formy.
Wraz ze spadkiem temperatury formy wzrasta szybkość krzepnięcia i chłodzenia tworzywa sztucznego, co jest korzystne dla zapewnienia wydajności i skrócenia cyklu produkcyjnego.
(2) Aby uniknąć deformacji podczas rozformowywania, temperatura formy powinna być zwykle niższa niż temperatura zeszklenia tworzywa sztucznego lub temperatura, która z mniejszym prawdopodobieństwem spowoduje deformację produktu, ale temperatura rozformowywania produktu powinna być nieco wyższa niż temperatura formy. Temperatura formowania jest związana z grubością ścianki i naprężeniem szczątkowym produktu.
(3) Temperatura formy wpływa na krystalizację tworzyw sztucznych, orientację molekularną, naprężenia produktu i różne nowe energie mechaniczne. Niska temperatura formy sprzyja krystalizacji polimeru.
W przypadku produktów grubościennych, ze względu na długi czas napełniania formy i chłodzenia, jeśli temperatura formy jest zbyt niska, spowoduje to powstanie pęcherzyków próżniowych i skurcz wewnątrz produktu oraz spowoduje naprężenia wewnętrzne, więc produkty grubościenne nie powinny używać niskiej temperatury formy.
System regulacji temperatury formy
Proces formowania wtryskowego tworzyw polega na wtryskiwaniu stopionego tworzywa do gniazda formy pod wysokim ciśnieniem, po czym materiał jest chłodzony w gnieździe i utwardzany poniżej temperatury ugięcia cieplnego tworzywa.
Proces ten zachodzi dzięki różnicy temperatur między stopem a formą. Ponieważ różne materiały formowane wymagają różnych temperatur formy (temperatura formy powinna być niższa niż temperatura ugięcia cieplnego części z tworzywa sztucznego), zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura formy wpływa na jakość i produkcję części.
A. Zbyt wysoka: wypływki; skurcz; długi czas utwardzania części z tworzywa, długi cykl formowania wtryskowego i niska wydajność.
B. Zbyt niska: słaba płynność stopu, zwiększone naprężenia w części z tworzywa oraz wady, takie jak niedopełnienie, linie łączenia, braki materiału i brak połysku powierzchni.
C. Nierównomierna: różnice skurczu, odkształcenia części z tworzywa itp.
Konstrukcja formy musi zatem uwzględniać urządzenie chłodzące lub grzewcze, które reguluje temperaturę formy i cykl wtrysku. (1) Jeśli temperatura tworzywa podczas formowania nie wystarcza, aby forma osiągnęła temperaturę wymaganą w procesie, należy zastosować urządzenie grzewcze.
(2) Przy formowaniu detali z tworzyw sztucznych o grubości ścianki większej niż 20 mm należy rozważyć zastosowanie urządzenia grzewczego.
(3) Gdy temperatura materiału powoduje, że temperatura formy przekracza temperaturę wymaganą do formowania, należy rozważyć zastosowanie urządzenia chłodzącego.
(4) Ogólnie rzecz biorąc, podczas formowania tworzyw termoplastycznych forma musi zostać schłodzona; w przypadku tworzyw termoutwardzalnych forma musi zostać podgrzana.
Cel regulacji temperatury formy
A. Skrócenie cyklu formowania: utrzymywanie poniżej temperatury odkształcenia cieplnego tworzywa sztucznego za pomocą skutecznych środków chłodzenia.
B. Poprawa jakości części z tworzyw sztucznych: aby zapobiec deformacji odlewu.
C. Dostosowanie do szczególnych potrzeb: podczas wtryskiwania tworzyw krystalicznych zwykle trzeba utrzymywać wyższą temperaturę formy, aby kontrolować krystaliczność tworzywa i poprawić jego ogólne właściwości; duże formy należy wstępnie nagrzewać przed formowaniem wtryskowym; można też lokalnie ogrzewać formę do zastosowań specjalnych oraz ogrzewać system gorącokanałowy.
Sposoby izolowania pleśni
Wiele form, zwłaszcza z termoplastycznych tworzyw konstrukcyjnych, działa w stosunkowo wysokich temperaturach, takich jak 80 stopni Celsjusza lub 176 stopni Fahrenheita.
Jeśli forma nie jest izolowana, do powietrza i wtryskarki może łatwo uciekać tyle samo ciepła, ile traci cylinder wtryskowy. Należy odizolować formę od płyty maszyny i, jeśli to możliwe, zaizolować powierzchnię formy.
Rozważając formę gorącokanałową, należy ograniczyć wymianę ciepła między sekcją gorącego kanału a chłodzoną częścią formowaną wtryskowo. Metoda ta może zmniejszyć straty energii i skrócić czas wstępnego nagrzewania.
1. Pomiar temperatury
Pomiar i kontrola temperatury są bardzo ważne w formowaniu wtryskowym. Choć wykonanie tych pomiarów jest stosunkowo proste, większość wtryskarek nie ma wystarczającej liczby punktów pomiaru temperatury ani przewodów pomiarowych.
W większości maszyn do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych temperaturę mierzą termopary. Termopara składa się z dwóch różnych przewodów połączonych na końcu. Jeśli jeden koniec jest cieplejszy od drugiego, powstaje niewielki sygnał elektryczny; im silniejsze ogrzewanie, tym mocniejszy sygnał.
2. Regulacja temperatury
Termopara jest również szeroko stosowana jako czujnik systemu kontroli temperatury stopu. W regulatorze temperatury formy ustawia się żądaną temperaturę stopu, a wyświetlacz czujnika zostanie porównany z temperaturą wygenerowaną w punkcie nastawy.
W tym najprostszym systemie zasilanie jest wyłączane, gdy temperatura formowania osiągnie wartość zadaną i włączane ponownie, gdy temperatura spadnie. System ten nazywany jest sterowaniem on/off, ponieważ jest albo włączony, albo wyłączony.
3. Temperatura stopu
Temperatura stopionego kleju jest bardzo ważna, a stosowana temperatura cylindra wtryskowego jest jedynie wskazówką. Temperaturę stopionego kleju można zmierzyć w dyszy wtryskowej lub przy użyciu metody wtrysku powietrza.
Ustawienie temperatury cylindra wtryskowego zależy od temperatury stopu, prędkości ślimaka, ciśnienia wstecznego, objętości wtrysku i cyklu wtrysku.
Podsumowanie
Jeśli nie masz doświadczenia w przetwarzaniu określonego poziomu plastiku, powinieneś zacząć od najniższego ustawienia. Cylindry wtryskowe są podzielone na strefy w celu ułatwienia kontroli, ale nie wszystkie są ustawione na tę samą temperaturę.
W przypadku pracy przez długi czas lub w wysokich temperaturach należy ustawić regulator temperatury formy w pierwszej strefie na niższą wartość, co zapobiegnie przedwczesnemu stopieniu i przetoczeniu tworzywa sztucznego.
Przed rozpoczęciem wtrysku należy upewnić się, że płyn hydrauliczny, zamknięcia leja, formy i cylindry wtryskowe mają odpowiednią temperaturę.
Potrzebujesz wyceny projektu formowania wtryskowego?Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.
Poproś o bezpłatną wycenę → Pełny przegląd znajdziesz w naszym Kompletnym przewodniku po formowaniu wtryskowym.
