Горячая поверхность пресс-формы поддерживает поверхность пластика в жидком состоянии достаточно долго, чтобы создать давление внутри полости.
Если полость заполнена и давление в полости позволяет прижать мягкий пластик к металлу до того, как застывшая кожа начнет затвердевать, то поверхность полости воспроизводится в высокой степени.
С другой стороны, если пластик, поступающий в полость под низким давлением, находится во взвешенном состоянии, пусть даже на короткое время, то его незначительный контакт с металлом может вызвать окрашивание, иногда называемое размазыванием по воротам.
Для каждого типа пластика и пластиковых деталей существует предельная температура поверхности пресс-формы, за которой может возникнуть один или несколько нежелательных эффектов (например, на деталях могут появиться заусенцы).
Каковы последствия повышения температуры формы?
Более высокая температура пресс-формы означает меньшее сопротивление течению. На многих термопластавтоматах это естественным образом ускоряет поток через литники, впускные каналы и полости, поскольку применяемые клапаны управления потоком впрыска не компенсируют это изменение, а более быстрое заполнение повышает фактическое давление во впускных каналах и полостях. Это может вызвать облой.
Поскольку в более горячей модели пластик, поступающий в зону переливной кромки, не замерзает до создания высокого давления, расплав может перелиться вокруг выталкивающей планки и попасть в зазор между линиями разделения.
Это говорит о необходимости хорошего управления скоростью впрыска, и некоторые современные программы управления потоком действительно могут это делать.
Как правило, повышение температуры пресс-формы уменьшает количество пластика, имеющего конденсационный слой в полости, позволяя расплавленному материалу легче протекать внутри полости, что приводит к увеличению массы детали и улучшению качества поверхности.
В то же время повышение температуры пресс-формы приводит к увеличению прочности деталей на растяжение.
Как выбрать температуру пресс-формы при литье под давлением?
Температура пресс-формы влияет на текучесть расплава пластмассы при ее заполнении и на характеристики пластикового изделия.
Температура пресс-формы определяет скорость охлаждения расплава. Чем выше скорость охлаждения, тем быстрее снижается температура расплава, что увеличивает его вязкость и затрудняет течение, что приводит к увеличению потерь давления при впрыске, снижению эффективного давления заполнения формы и даже к недоливу.
Обычно температура пресс-формы должна определяться в зависимости от свойств перерабатываемого пластика, требований к производительности изделия, формы и размера изделия, условий процесса формовки и т.д. для всестороннего рассмотрения.
(1) Для пластмасс с высокой вязкостью, таких как ПК, следует использовать более высокую температуру пресс-формы; в то время как для пластмасс с небольшой вязкостью, таких как ПА, ПС и т.д., следует использовать более низкую температуру пресс-формы.
При снижении температуры пресс-формы скорость застывания и скорость охлаждения пластика увеличиваются, что благоприятно сказывается на производительности и сокращает производственный цикл.
(2) Чтобы избежать деформации при распалубке, температура пресс-формы обычно должна быть ниже температуры стеклования пластика или температуры, которая с меньшей вероятностью вызовет деформацию изделия, но температура распалубки изделия должна быть немного выше температуры пресс-формы. Температура формования связана с толщиной стенок и остаточным напряжением изделия.
(3) Температура пресс-формы влияет на кристаллизацию пластика, молекулярную ориентацию, напряжение в изделии и различные виды механической новой энергии. Низкая температура пресс-формы способствует кристаллизации полимера.
Для толстостенных изделий, из-за длительного времени заполнения и охлаждения формы, если температура формы слишком низкая, это приведет к образованию вакуумного пузыря и усадке внутри изделия, а также вызовет внутреннее напряжение, поэтому для толстостенных изделий не следует использовать низкую температуру формы.
Система регулирования температуры пресс-формы
Процесс литья пластмасс под давлением заключается во впрыске расплавленной пластмассы в гнездо формы под высоким давлением, после чего расплав охлаждается в гнезде и затвердевает при температуре ниже температуры тепловой деформации пластмассы.
Этот процесс реализуется за счёт разницы температур расплава и пресс-формы. Поскольку разные формовочные материалы требуют разной температуры пресс-формы (она должна быть ниже температуры тепловой деформации пластиковой детали), слишком высокая или слишком низкая температура пресс-формы влияет на качество и производительность изготовления пластиковой детали.
А. Слишком высокий уровень: перелив; усадка; длительное время отверждения пластиковых деталей, длительный цикл литья под давлением и низкая производительность.
Б. Слишком низкий: плохая текучесть расплава, повышенная нагрузка на пластиковую деталь и такие дефекты, как плохое заполнение, следы сплавления, недостаток материала и отсутствие блеска на поверхности.
C. Неравномерность: отклонение степени усадки, деформация пластиковых деталей и т. д.
Поэтому в конструкции пресс-формы необходимо предусмотреть систему охлаждения или нагрева для регулирования температуры пресс-формы и цикла литья под давлением. (1) Если температуры формуемого материала недостаточно для нагрева пресс-формы до температуры, требуемой для литья, следует предусмотреть нагревательное устройство.
(2) При формовании пластиковых деталей с толщиной стенки более 20mm следует предусмотреть нагревательное устройство.
(3) Если температура материала превышает температуру формы, необходимую для формовки, следует рассмотреть возможность использования охлаждающего устройства.
(4) Как правило, при формовании термопластика форму необходимо охладить; для термореактивного пластика форму необходимо нагреть.
Цель регулирования температуры в пресс-форме
A. Сократите цикл формовки: поддерживайте температуру пластика ниже температуры тепловой деформации с помощью эффективных средств охлаждения.
B. Улучшение качества пластиковых деталей: предотвращение деформации при распаковке.
C. Адаптация к особым требованиям: при впрыске кристаллического пластика для управления степенью кристалличности и улучшения его общих характеристик обычно требуется поддерживать более высокую температуру пресс-формы; крупные пресс-формы необходимо предварительно нагревать перед литьём под давлением; для особых задач применяется локальный нагрев пресс-формы; нагрев горячеканальной системы и т. д.
Способы изоляции форм
Многие пресс-формы, особенно для инженерных термопластов, работают при относительно высоких температурах, например 80 градусов Цельсия или 176 градусов по Фаренгейту.
Если форма не изолирована, потери тепла в воздух и термопластавтомат могут быть такими же, как потери в цилиндр впрыска. Изолируйте форму от плиты машины и, если возможно, теплоизолируйте поверхность формы.
Если рассматривается горячеканальная пресс-форма, постарайтесь уменьшить теплообмен между горячеканальной секцией и охлаждаемой деталью, изготовленной литьём под давлением. Такой метод может снизить потери энергии и время предварительного нагрева.
1. Измерение температуры
Измерение и контроль температуры очень важны при литье под давлением. Хотя выполнить эти измерения относительно просто, большинство машин для литья под давлением не имеют достаточных точек или линий измерения температуры.
На большинстве машин для литья пластмасс под давлением температура измеряется термопарами. Термопара состоит из двух разных проводов, соединенных на концах. Если один конец горячее другого, будет сгенерирован слабый электрический сигнал; чем больше он нагревается, тем сильнее сигнал.
2. Контроль температуры
Термопара также широко используется в качестве датчика системы контроля температуры расплава. На контроллере температуры пресс-формы задается желаемая температура расплава, а показания датчика сравниваются с температурой, полученной при заданном значении.
В этой простейшей системе питание отключается, когда температура формования достигает заданного значения, и включается снова, когда температура падает. Такая система называется управлением включением/выключением, поскольку она либо включается, либо выключается.
3. Температура расплава
Температура клея-расплава очень важна, а используемая температура цилиндра дроби является лишь ориентиром. Температуру расплава можно измерить на форсунке или с помощью метода впрыска воздуха.
Температурный режим цилиндра впрыска зависит от температуры расплава, скорости вращения шнека, противодавления, объема впрыска и цикла впрыска.
Резюме
Если у вас нет опыта обработки пластика определенного уровня, начните с самых низких настроек. Для удобства управления инжекционные цилиндры разделены на зоны, но не все они настроены на одинаковую температуру.
При длительной работе или при высоких температурах установите регулятор температуры формы в первой зоне на более низкое значение, что предотвратит преждевременное плавление и смещение пластика.
Перед началом впрыска убедитесь, что гидравлическая жидкость, дозаторы бункеров, формы и цилиндры впрыска имеют фактическую температуру.
Нужно коммерческое предложение для вашего проекта литья под давлением?Получите конкурентную цену, рекомендации DFM и график производства от инженерной команды ZetarMold.
Запросить бесплатное предложение → Подробный обзор см. в нашем Полном руководстве по литью под давлением.
