Тонкостенное литье под давлением - это процесс, используемый для изготовления тонких пластиковых деталей. Этот процесс обычно используется для изготовления небольших сложных деталей, требующих высокой степени точности. В этой статье блога мы рассмотрим основы тонкостенного литья под давлением и то, как его можно использовать для производства высококачественных пластиковых деталей.

Если толщина стенки менее 1 мм, то она называется тонкостенной. В более широком смысле определение тонкой стенки связано с соотношением толщины стенки и процесса, вязкостью пластика и коэффициентом теплопередачи.

Тонкостенное литье под давлением предъявляет различные требования к конструкции изделия, выбору оборудования, производство пресс-формПроцесс литья и формовки обусловлен уникальными характеристиками формы, и каждый этап влияет на качество конечного продукта.

Что такое тонкая стенка?

В индустрии литья под давлением изделия с толщиной стенки менее 1 мм обычно называют тонкостенными деталями, а этот процесс - тонкостенным литьем под давлением.

По сравнению с традиционным литьем под давлением, толщина стенок изделия намного тоньше, но основным или профессиональным отличием является разница в соотношении длины потока (обычно процесс в конце основного процесса литья называется L, толщина изделия равна t, L/t называется соотношением длины потока), когда L/t>150, это может быть названо тонкостенное литье под давлением.

Зачем использовать тонкостенное литье под давлением?

Стоимость пластика обычно составляет большой процент от стоимости готового изделия, скажем, 50-80%. Тонкая стенка помогает снизить это соотношение.

Поскольку потребительские электронные устройства, такие как сотовые телефоны, цифровые камеры и КПК, становятся все меньше и легче, пластиковые детали должны быть все тоньше и тоньше.

Природа тонкостенного заполнения

Стенка формы холодная, и когда расплав заполняет полость формы, на стенке формы образуется затвердевший слой, что приводит к уменьшению толщины текучего канала. Эта ситуация более серьезная, если толщина стенки меньше. При толщине стенки 1 мм толщина затвердевшего слоя составляет 0,2 мм, а толщина проточного канала - 0,6 мм.

При толщине стенок 0,5 мм толщина отвержденного слоя составляет 0,2 мм, а толщина канала потока - 0,1 мм. Если заполнение не завершено и канал потока исчезает из-за толстого отвердевшего слоя, готовый продукт не будет заполнен.

Другие особенности тонкостенного литья под давлением

Высокоскоростное наполнение

Тонкостенное литье под давлениемПоэтому требуется высокая скорость впрыска для заполнения полости литьевой формы, когда отвержденный слой не слишком толстый.

Высокое давление впрыска не обязательно. Он просто компенсирует недостаток скорости впрыска, интенсивно впрыскивая расплав в незаполненную полость. Это не только увеличивает требуемое усилие смыкания, но и создает высокие внутренние напряжения в готовом изделии, которое деформируется после распалубки.

Скорость впрыска литьевой машины общего назначения составляет около 100 мм/с, что не позволяет справиться с впрыском тонких стенок. Скорость впрыска может быть увеличена на 25% за счет увеличения масляного насоса. Скорость впрыска с двойным насосом выше на 70%.

Некоторые производители используют регенеративный впрыск для замены давления впрыска на скорость впрыска. Он используется, когда для первоначального впрыска не требуется высокое давление впрыска. Скорость впрыска может быть увеличена более чем на 100%.

Азотный баллон может накапливать энергию масляного насоса в виде давления и высвобождать ее во время впрыска, что является формальным методом значительного увеличения скорости впрыска. Скорость впрыска подразделяется на следующие четыре категории.

Низкая скорость 200-300 мм/с; средняя скорость 300-600 мм/с; высокая скорость 600-1000 мм/с; сверхвысокая скорость 1000-2000 мм/с. Отечественные термопластавтоматы могут достигать средней скорости.

Низкоинерционный впрыск

Единственный высокоскоростной впрыск не может удовлетворить все требования тонкостенного впрыска. Необходимо также учитывать высокие ускорения и замедления. В начале впрыска шнек неподвижен. От остановки до полной скорости, например, 400 мм/с, шнек должен быть ускорен.

Если время впрыска составляет всего 0,5 с, желательно, чтобы полная скорость достигалась за 0,05 с, а скорость ускорения превышала 8 G. Напротив, если время разгона составляет 0,3 с, это не подходит. Причина в том, что средняя скорость снижается из-за низкого ускорения.

Если пренебречь сопротивлением вязкости расплава, то a=F/m. a - скорость ускорения, F - сила тяги, а m - масса. Поэтому для тонкостенного впрыска также требуется большая сила тяги и малая масса.

Масляный контур высокой жесткости

Масло под давлением обладает упругостью, и это следует учитывать, когда речь идет об ускорении 0,05 с. Большая площадь поршня цилиндра, короткий ход и короткая трубка могут уменьшить эффект упругости. Жесткость масляного контура также улучшится, если заменить шланг на жесткий.

Сервоклапан

Реакция сервоклапана быстрее, чем у обычного пропорционального клапана. Он может быть наиболее эффективным при заполнении полости пресс-формы и переходе к удержанию давления. Если реакция не будет своевременной, пластиковый материал будет переполнен, а готовое изделие будет иметь заусенцы.

Полностью замкнутый контур управления

Использование сервоклапанов, как правило, с полным замкнутым циклом управления, позволяет регулировать скорость впрыска, давление удержания и противодавление.

Полностью замкнутый контур управления контролирует соответствующую переменную (скорость или давление) и уведомляет сервоклапан о необходимости корректировки при отклонении от заданного значения.

Проще говоря, полностью замкнутый контур управления повышает стабильность (повторяемость) литьё под давлением и снижает количество брака.

Контроллер

Контроллер, обычно называемый компьютером, должен выдать команду на завершение впрыска и переключиться на удержание давления в момент заполнения полости пресс-формы.

Если скорость впрыска составляет 400 мм/с, а допустимое отклонение электронной шкалы - 0,1 мм, контроллер может иметь отклонение только 0,25 мс. Контроллер должен сканировать электронную шкалу впрыска каждые 0,1 мс.

Если контроллер использует управление "в реальном времени", он не использует сканирование, и когда электронная линейка измеряет, что точка удержания давления достигнута, она генерирует прерывание, и контроллер обрабатывает его "мгновенно", что также может достичь требования высокой стабильности.

Короткий цикл впрыска

Время цикла может быть сэкономлено за счет одновременного открытия пресс-формы и ее выталкивания, что составляет около одной секунды.

Механическая структура

Чтобы достичь времени цикла в четыре секунды, открытие и закрытие пресс-формы должно быть быстрым и стабильным (без вибрации).

Для открытия и закрытия пресс-формы используется пропорциональный клапан с функцией торможения. Высокая жесткость рамы также способствует этому. Изменение плиты пресс-формы напрямую влияет на толщину полости пресс-формы.

При равномерной толщине стенок 0,5 мм деформация плиты формы должна контролироваться на уровне менее 0,05 мм. Таким образом, жесткость литьевая форма плита должна быть высокой (соответствующее армирование, надлежащая толщина плиты формы), а пространство между четырьмя колоннами не должно быть слишком большим.

Пластифицирующая способность

Для качественной пластификации за четырехсекундный цикл следует увеличить пластифицирующую способность шнека или использовать пневматическую уплотнительную насадку для увеличения времени пластификации.

Двойная резьба улучшает пластифицирующую способность. Более длинный шнек с соотношением L/D 24-25 может увеличить площадь поглощения тепла, а также повысить эффективность пластификации.

Сверхвысокая скорость шнека увеличивает скорость поверхности шнека более чем до 1 м/с, что не оказывает негативного влияния на широко используемые полипропиленовые материалы.

Пневматическое сопло позволяет продолжать пластификацию при открытии и закрытии формы, но литьё под давлением Для этого машина должна иметь два источника питания, например, два масляных насоса.

Плесень

Как и шаблон машины для литья под давлением, шаблон пресс-формы должен быть толстым, чтобы уменьшить отклонения.

Высокоскоростное литье под давлением должны быть хорошо отработаны. Для этого используются достаточное количество выпускных отверстий, воздухопроницаемая формовочная сталь и вакуум. Точность обработки пресс-формы необходима для достижения равномерной толщины по окружности четырех тонких стенок.

Требования к многогнездным пресс-формам еще выше. Формы оснащены выталкивателем и выдувным устройством, чтобы готовые изделия быстрее падали после распалубки и сразу же закрывали форму.

Пластик

Индекс расплава (MI) полипропиленового пластика достигает 60 (г/10мин), например, Moplen RP1086 от Basell. Многие готовые изделия изготавливаются из PS/ABS благодаря прочности PC и текучести ABS, которые также подходят для тонкостенное литье под давлением.

Выбор материала с высокой текучестью для тонкостенного литья под давлением

С точки зрения выбора материала, поскольку толщина упаковочных тонкостенных изделий составляет менее 0,6 мм, а соотношение длины потока обычно превышает 200, цикл формования тонкостенных изделий под давлением очень короткий, и изделия очень быстро охлаждаются в процессе формования. литьё под давлением Процесс, который требует очень высокой текучести материала для достижения быстрого впрыска и заполнения.

В настоящее время тонкостенное литье под давлением в основном используется в полиолефиновых материалах, таких как полипропилен и полиэтилен, в дополнение к ПЭТ, ПС, ПЭ, АБС, ПК и других областях применения.

Конструкция тонкостенного изделия для литья под давлением с учетом расположения впускного отверстия

Дизайн продукции тонкостенное литье под давлением следует обратить особое внимание на расположение входного отверстия, чтобы максимально сбалансировать входной клей и обеспечить сбалансированное заполнение всего продукта.

Кроме того, особое внимание следует уделить конструкции вытяжки. Для некоторых изделий с широкими и тонкими стенками можно использовать лист для выхлопа. Обратите внимание на то, что расположение выхлопного листа должно быть максимально перпендикулярно линии конечного схождения, что позволяет наиболее эффективно повысить эффективность выхлопа.

Например, в корпусе батареи сотового телефона, потому что толщина сотового телефона становится все тоньше и тоньше, электромагнитный корпус также надеется сделать толщину как можно тоньше. Поэтому в задней части корпуса батареи обычно делают выхлопную часть, при заполнении которой газ может эффективно выходить из формы.

Тонкостенный материал пресс-формы для литья под давлением, выпускная щель и конструкция затвора

Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при тонкостенное литье под давлениемТакие как материал пресс-формы, вытяжка, ворота и т.д.

Прежде всегоМатериал пресс-формы очень важен, потому что тонкостенное литье под давлением обычно используется для высокого давления и быстрого заполнения, поэтому воздействие материала на поверхность пресс-формы будет особенно сильным, поэтому обычно необходимо использовать сталь с твердостью выше HRC55 градусов, и материал должен быть термообработан, что может эффективно предотвратить износ пресс-формы.

Полировка поверхности пресс-формы также очень важна, как можно лучше отполировать место, уменьшить сопротивление потоку и предотвратить трение пластикового наполнителя.

Во-вторыхВыхлоп пресс-формы также очень важен, как уже упоминалось ранее, может быть разработан в структуре продукта выхлопной части, также может быть использован в виде клапана отрицательного давления в пресс-форме, пресс-форма предварительно вакуумируется, а затем заполняется, что может уменьшить сопротивление сжатию воздуха.

Конец выхлопной щели должен быть разработан в соответствии с различными материалами, не только не запускать летающий край также может быть эффективным выхлопом, но в то же время нужно обратить внимание на все выхлопные каналы должны вести к внешней стороне формы.

В конструкции затвора необходимо рассмотреть возможность использования большого затвора или нескольких затворов для подачи резины, или даже рассмотреть возможность использования игольчатого клапана для управления временем подачи резины, чтобы материал мог быть заполнен эффективно, и в то же время, следует отметить, что время охлаждения тонкостенных деталей очень быстрое, и бегунок и затвор должны быть увеличены по толщине, чтобы предотвратить закрытие охлаждения.

Тонкостенное литье под давлением на высокоскоростной машине

Для тонкостенного термопластавтомата необходимо выбрать высокоскоростную машину, можно выбрать машину с механизмом увеличения скорости.

Например, винтовой плунжерный тип является классическим. тонкостенное литье под давлением Машина, используя винт хранения, и плунжер впрыска резины, литье впрыска скорость быстрая, и может хорошо удовлетворить тонкостенные литья под давлением потребностей.

Кроме того, некоторые азотные ускорители, цилиндрические ускорители и другое оборудование также доступны в качестве опций для тонкостенных термопластавтоматов. Чтобы соответствовать требованиям быстрого наполнения, тонкостенный термопластавтомат должен обладать следующими условиями.

Давление впрыска должно быть высоким, 200 МПа или более (общее давление термопластавтомата ниже 200 МПа); сила смыкания большая, сила смыкания, обеспечиваемая механизмом смыкания на площади проекции каждого квадратного дюйма изделия, составляет 5-8 тонн (обычная - 3-5 тонн); скорость реакции быстрая, подразумевается, что скорость впрыска составляет до 2200 мм/с, время реакции - 11 миллисекунд и т.д.

Кроме того, зажимной механизм тонкостенное литье под давлением К станку также предъявляются повышенные требования по точности и плавности движений.

В упаковочной отрасли обычно используется процесс маркировки в пресс-форме, перед инъекцией быстро и точно помещаем этикетку в полость и извлекаем отформованные изделия, что требует высокоэффективной робототехники, требующей точного, быстрого реагирования и плавного движения при открытии и закрытии пресс-формы.

Процесс литья тонкостенных изделий под давлением должен контролировать давление и скорость

Время заполнения тонкостенное литье под давлением очень короткий, во многих случаях время заполнения составляет менее 0,5 с, невозможно следовать кривой скорости или усекать давление за такое короткое время, поэтому необходимо использовать микропроцессор высокого разрешения для управления термопластавтоматом.

Во всем процессе литья под давлением тонкостенных изделий давление и скорость должны контролироваться независимо друг от друга в одно и то же время.

Метод, при котором на стадии выдержки под давлением в обычных термопластавтоматах сначала регулируется скорость, а затем переключается на регулирование давления, больше не применим.

Тонкостенное литье под давлением Обычно используется высокое давление для быстрого заполнения, но мы должны обратить внимание на процесс впрыска может быть сожжен, захваченный газ и другие проблемы, и необходимо контролировать температуру формования и скорость винта и другие параметры в соответствии с теплочувствительными и чувствительными к сдвигу характеристиками пластика. Кроме того, необходимо сочетать с выхлопом пресс-формы, чтобы уменьшить сопротивление заполнению.

Заключение

Тонкостенная лепнина является важной отраслью современной литьё под давлением, который может удовлетворить потребности многих продуктов с точки зрения структуры, легкого веса, времени цикла формования и стоимости.

Тонкостенное литье широко используется в области литья под давлением, мы должны начать с источника проектирования и объединить все факторы машины, формы и процесса, чтобы оптимизировать успешный процесс тонкостенного литья и оптимизировать качество продукции.