В процессе формования, когда частицы пластика превращаются в пластиковые изделия, пластик часто подвергается воздействию высоких температур и давления и течет под высокой скоростью сдвига.
Различные условия и технологии формования по-разному влияют на качество изделий. Литьё под давлением включает четыре составляющие: пластиковое сырьё, литьевую машину, пресс-форму и процесс литья пластмасс под давлением.
Если пластиковое сырье выбрано правильно, технологические параметры машины для литья под давлением и структура пресс-формы соответствуют требованиям условий литья, то качество обработанных изделий напрямую связано с процессом литья под давлением.
Качество продукта включает в себя внутреннее качество материала и качество внешнего вида, внутреннее качество материала - это в основном механическая прочность, а размер внутреннего напряжения напрямую влияет на механическую прочность продукта, основной причиной внутреннего напряжения является кристалличность продукта и ориентация молекул при литье пластмассы и т.д.
Качество внешнего вида изделий - это качество поверхности изделий, но деформация и деформация, вызванная внутренним напряжением, также влияет на качество внешнего вида.
К дефектам внешнего вида изделий относятся недолив, вмятины, линии спая, облой, пузыри, серебристые полосы, чёрные точки, деформация, трещины, расслоение и изменение цвета; все они связаны с температурой, давлением, временем течения и положением при литье под давлением.
Температура формования
Температура бочки, температура пластификации, температура сопла, температура пресс-формы, температура сушки пластика и т.д.
Температура цилиндра: это температура расплава пластика. Если она слишком высока, вязкость расплава снижается, и при том же давлении и расходе скорость впрыска возрастает; в результате на изделиях легко возникают облой, серебристые полосы и изменение цвета, а сами изделия становятся хрупкими.
Если температура в бочке слишком низкая, пластик будет плохо пластифицироваться, вязкость будет высокой, скорость впрыска будет низкой при одинаковом давлении впрыска и скорости потока, и формованные изделия будут легко бракованными, с очевидными следами расплава, нестабильным размером и холодными комками в изделиях.
Температура сопла: при слишком высокой температуре сопла расплав подтекает, из-за чего в изделиях появляются холодные нити материала. Низкая температура сопла вызывает закупорку литниковой системы формы. Для впрыска пластика приходится повышать давление, однако в только что отформованных изделиях остаются комки холодного материала.
Температура формы: при высокой температуре формы можно снизить давление и скорость впрыска, но при неизменных параметрах изделия чаще получают облой, коробятся и деформируются, а также труднее извлекаются из формы. При низкой температуре формы и тех же давлении и скорости возникают недолив, пузыри, линии спая и другие дефекты.
Температура сушки пластика: для разных пластиков требуются разные температуры. ABS обычно сушат при 80–90 ℃; при более низкой температуре влага и остаточный растворитель испаряются недостаточно, поэтому на изделии появляются серебристые полосы и пузыри, а его прочность снижается.
Давление в процессе формования
Существует противодавление перед формованием: давление впрыска, давление смыкания, давление удержания, давление опоры формы и нейтронов, давление стола впрыска и т.д.Предварительное формовочное противодавление: высокая плотность хранения противодавления, большее количество материала в том же объеме хранилища. При низком противодавлении плотность хранения низкая и хранится меньше материала.
После установки положения хранения и последующей регулировки противодавления необходимо обратить внимание на сброс положения хранения, иначе легко вызвать вылет изделий на край или недостаточность.
Давление впрыска: разные виды пластика имеют различную вязкость расплава, а вязкость аморфных пластиков значительно меняется с температурой пластикации.
Давление впрыска устанавливается в соответствии с вязкостью расплава пластика и коэффициентом переработки пластика. Если давление впрыска установлено слишком низким, изделие будет недостаточно заполнено, появятся вмятины, следы слияния и нестабильность размеров. Если давление впрыска слишком высокое, у изделия будут облои, изменение цвета и трудности с извлечением из пресс-формы.
Давление смыкания: выбирается с учётом площади проекции полости формы и величины давления впрыска.
При недостаточном давлении смыкания изделие легко разлетается и увеличивается его вес. Если усилие смыкания слишком велико, будет трудно открыть форму. Общее давление смыкания устанавливается на уровне не более 120 пар/см2.
Давление выдержки: после завершения впрыска на шнек продолжают воздействовать давлением, называемым давлением выдержки, поскольку изделие в полости формы ещё не затвердело. Это давление продолжает заполнять полость и обеспечивает полноту изделия.
Если давление слишком велико, это приведет к сопротивлению формы и сердечника, и изделия будут легко покрываться белым налетом и деформироваться, кроме того, затвор бегунка формы будет легко расширяться под действием пластика, и затвор будет сломан в бегунке. Слишком низкое давление приводит к появлению вмятин и нестабильности размеров изделия.
Принцип настройки давления пресс-формы и нейтрона основывается на размере полости пресс-формы и величине зоны выступания вставляемого сердечника, а также на сложности геометрии формуемого изделия. В целом, давление цилиндров пресс-формы и нейтрона должно быть установлено на уровне, позволяющем продавливать изделие.
Скорость потока
В зависимости от скорости машины для литья под давлением различают скорость шнека, скорость впрыска, скорость лотка, скорость нейтрона и т.д.Скорость вращения шнека: помимо регулирования потока при предварительной пластикации, она главным образом зависит от противодавления пластикации.
Если скорость потока предварительного формования отрегулирована на большую, противодавление предварительного формования высокое, при вращении шнека, пластик в бочке сдвигает силу, молекулярная структура пластика легко разрезается, и продукт имеет черные пятна и черные полосы, влияющие на внешний вид качества и прочности продукта, а температуру нагрева бочки нелегко контролировать.
Скорость потока перед формованием установлена слишком низкой, и время хранения перед формованием увеличивается, что влияет на цикл формования.
Скорость впрыска: её следует задавать обоснованно, иначе пострадает качество изделия. При слишком высокой скорости появляются пузыри, прижоги и изменение цвета. При слишком низкой скорости возникает недолив и линии спая.
Поток формы и гидравлического стержня: значение не должно быть слишком высоким, иначе выталкивание и извлечение сердечника происходят слишком быстро и нестабильно, а на изделии легко появляются белёсые следы от толкателей.
Установка времени
В процессе литья под давлением есть время сушки, время впрыска и выдержки, время охлаждения и т.д.Время сушки: это продолжительность сушки пластикового сырья; для каждого вида пластика существуют оптимальные температура и время. Для ABS это 80–90 ℃ и 2 часа. Обычно за 24 часа ABS поглощает 0,2–0,4 % влаги, а допустимое для литья содержание воды составляет 0,1–0,2 %.
Впрыск и время выдержки: компьютерные методы управления инъекционной машиной оснащены многоступенчатым впрыском, который может быть градуирован для регулирования давления, скорости и регулировки количества впрыскиваемого пластика.
Таким образом, скорость впрыска в полость пресс-формы пластика достигает постоянной скорости, улучшается внешний вид формованных изделий и качество внутреннего материала.
Поэтому в процессе литья под давлением обычно используется позиционное управление, а не временное, давление контролируется по времени, например, если время выдержки велико, плотность и вес изделия увеличиваются, внутренние напряжения возрастают, затрудняется извлечение, возможно побеление при выталкивании, увеличивается время цикла формования. Если время выдержки слишком короткое, изделия склонны к образованию вмятин, и размеры становятся нестабильными.
Время охлаждения обеспечивает стабильность формы изделия. После впрыска пластик должен достаточно охладиться и затвердеть в полости; иначе при раскрытии формы изделие легко коробится и деформируется, а от толкателей появляются белёсые следы. Слишком долгое охлаждение удлиняет цикл и экономически невыгодно.
Управление положением
Некоторые машины для литья под давлением оснащены функциями перемещения пресс-формы, позиционирования лотка, хранения материала и управления позицией впрыска.Положение перемещения формы: так называется полный ход от раскрытия до закрытия и запирания формы. Оптимальный ход должен позволять беспрепятственно извлекать изделия. Излишнее расстояние раскрытия удлиняет цикл формования.
Положение выталкивателя формы следует настроить так, чтобы изделие было удобно снять после выталкивания.
Положение набора дозы: во-первых, оно должно обеспечивать количество пластика, необходимое для одного впрыска, а во-вторых — ограничивать запас материала в цилиндре. Если доза на один впрыск чрезмерна, образуется облой; если недостаточна — возникает недолив.
Слишком большой запас в бочке приводит к тому, что пластик долго остается в бочке, изделия легко теряют цвет и влияют на прочность формованных изделий. Напротив, это влияет на качество пластификации пластика, и материал не будет добавляться в форму при удержании давления, а изделия будут недоформованы с вмятинами.
Заключение
Качество изделий, полученных литьём под давлением, зависит от конструкции изделия, пластика, конструкции и качества изготовления формы, выбора термопластавтомата и настройки процесса.
Для обычных производственных форм единственным способом обеспечить и улучшить качество продукции является регулировка процесса впрыска, то есть регулировка температуры, давления, скорости потока, времени и положения. Регулировка процесса должна быть комплексной и интегрированной.
Если размер изделия сильно меняется, можно начать рассматривать пластиковое сырье, кристаллический пластик или некристаллический пластик, размер молекулярного веса пластика и т.д.
Является кристаллическим пластиком и макромолекулярным пластиком, чтобы учесть кристалличность продукта и молекулярную ориентацию, форма продукта на потоке формования изменяется, и вызывает изменение внутреннего напряжения продукта и размера, что приводит к изменению усадки продукта.
Чтобы уменьшить колебания размеров изделия, можно повысить температуру материала, снизить температуру формы, контролировать дозу и уменьшить давление впрыска, повысить скорость для быстрого заполнения полости, сократить выдержку и увеличить охлаждение, а также при гарантированном заполнении снизить плотность изделия, полученного литьём под давлением. Это уменьшает внутренние напряжения и колебания усадки.
Короче говоря, регулировка процесса впрыска не может быть выполнена из одной точки, но принцип процесса впрыска. Всестороннее и взвешенное рассмотрение проблемы может быть скорректировано с различных аспектов по одному или нескольким вопросам одновременно для корректировки.
Однако способ и принцип регулировки следует определять по качеству выпускаемых в данный момент изделий и текущим условиям процесса литья под давлением.
Нужно коммерческое предложение для вашего проекта литья под давлением?Получите конкурентную цену, рекомендации DFM и график производства от инженерной команды ZetarMold.
Запросить бесплатное предложение → Полный обзор см. в нашем Полном руководстве по литью под давлением.
