Время заполнения машины для литья под давлением - один из самых важных факторов в литье под давлением. Оно связано не только с качеством продаваемой продукции, но и напрямую с количеством продаж и стоимостью продукта. В связи с этим подаваемое давление выдержки является очень важной частью машины для литья под давлением при оценке времени, затрачиваемого на заполнение формы, а значит, может быть использовано для оптимизации и повышения качества материалов в литьевой форме с целью снижения сопутствующих затрат. В этой статье мы рассмотрим эффективность инженерного рабочего места и расчет времени, необходимого для заполнения бочки термопластавтомата; влияние некоторых факторов на время заполнения и практику расчетов.

Обзор процесса литья под давлением

Литье под давлением это процесс, при котором под давлением в форму впрыскивается расплавленный пластик, а затем ему дают остыть, чтобы он затвердел и приобрел нужную форму. Процесс включает в себя следующие этапы:

1. Пластификация: Термопласты расплавляются в бочке, которая при высоких температурах формирует гранулы.

2. Инъекция: Затем расплавленный пластик выталкивается в полость формы.

3. Упаковка: Во-вторых, после впрыска поддерживается давление, чтобы противодействовать тенденции впрыснутого материала к усадке.

4. Охлаждение: Давление поддерживается, пока пластик остывает и застывает в форме.

5. Открытие пресс-формы и извлечение деталей: Затем деталь извлекается при открытии формы.

Одной из составляющих процесса литья является время заполнения или время впрыска - время, необходимое для того, чтобы расплавленный пластик прошел от шнека через ствол в полость формы и был завершен.

Важность заполнения времени

Точное время заполнения имеет решающее значение для литья под давлением, что в первую очередь отражается в следующих аспектах:

1. Качество продукции: Продолжительность процесса омовения оказывает значительное влияние на качество продукта с точки зрения качества поверхности, глобальных допусков и, в частности, сложности полости изделия. В этом случае продукт будет несовершенным - при слишком долгом времени наполнения он будет иметь дефекты поверхности, при слишком коротком - нестабильные размеры, а при слишком долгом или коротком - красные или белые пузырьки внутри.

2. Эффективность производства: Количество времени, необходимое для производственного процесса, является важным фактором, начиная с начального производства и заканчивая выпуском продукции на рынок. Это может усилить пик работы и повысить эффективность, если выбрать подходящее время для заполнения оборудования.

3. Контроль затрат: Использование опции увеличения времени заполнения для оптимизации позволяет сократить количество используемых материалов и энергии, а также снизить себестоимость продукции.

Факторы, влияющие на время заполнения

Время заполнения литьевой формы зависит от различных факторов, в основном включающих следующие аспекты:

1. Свойства материала: Пластмассы могут иметь различные текучие свойства, то есть некоторые могут плавиться при более низкой температуре, другие - при более высокой; некоторые могут быть более вязкими, чем другие, а некоторые могут иметь плохую текучесть, чем другие, что, соответственно, приводит к тому, что время заполнения варьируется от одного материала к другому. Например, высокая вязкость материала увеличивает время заполнения формы.

2. Параметры машины для литья под давлением: Время заполнения сильно зависит от параметров системы литья под давлением, например, от скорости шнека, давления впрыска или диаметра шнека. Увеличение скорости и давления впрыска может способствовать минимизации времени заполнения.

3. Дизайн пресс-формы: Диаметр бегунка, расстояние между консолями и количество затворов, а также форма полости пресс-формы также влияют на время заполнения. В качестве примера можно привести специальную конструкцию пресс-формы, которая иногда также может повлиять на время заполнения.

4. Условия процесса: Время заполнения зависит от условий обработки, таких как температура пресс-формы, температура расплава и время охлаждения. Правильный выбор параметров процесса поможет сократить время, необходимое для заполнения трубы.

Методы расчета времени заполнения

1. Метод эмпирических формул

В реальной жизни мы часто используем формулы для расчета времени заполнения. Эти формулы обычно создаются путем изучения большого количества данных и выполнения некоторых математических действий. Вот одна из распространенных формул:

t_f=𝑉/𝑄

где:

• t_fвремя заполнения;
• 𝑉 - объем полости пресс-формы;
• 𝑄 - скорость потока при впрыске.

Расход впрыска 𝑄 может быть рассчитан по следующей формуле:

𝑄=𝐴⋅𝑣

где:

• 𝐴 - площадь поперечного сечения диаметра винта;
• 𝑣 - скорость вращения шнека.

2. Метод реологических моделей

Метод реологической модели основан на реологических свойствах пластикового материала. Он рассчитывает поведение материала при течении в пресс-форме для определения времени заполнения. К распространенным реологическим моделям относятся модель ньютоновской жидкости и модель неньютоновской жидкости.

Модель ньютоновской жидкости

Для ньютоновских жидкостей поведение потока удовлетворяет следующей формуле:

𝜏=𝜂⋅𝛾˙

где:

• τ напряжение сдвига;
• η динамическая вязкость;
• γ˙ - скорость сдвига.

В модели ньютоновской жидкости время заполнения может быть рассчитано по следующей формуле:

𝑡_𝑓=𝑉/(𝐴⋅𝑣)

Модель неньютоновской жидкости

Для неньютоновских жидкостей поведение потока более сложное и часто описывается моделью силового закона. Поведение потока в модели жидкости с силовым законом описывается следующим уравнением:

𝜏=𝑘⋅𝛾˙^𝑛

где:

• 𝑘 - индекс согласованности потока;
• 𝑛 - индекс поведения потока.

В модели неньютоновской жидкости при расчете времени заполнения необходимо учитывать нелинейные характеристики течения материала, что обычно выполняется с помощью численного моделирования.

3. Метод численного моделирования

Лучший способ узнать, сколько времени потребуется для заливки формы, - это математика. Для этого можно использовать специальные компьютерные программы, такие как Moldflow, Moldex3D и другие. Эти программы используют математику, чтобы определить, как пластик поступает в форму.

Вот как вы это сделаете:

1. Моделирование: Некоторые из них позволяют использовать 3D-модель пресс-формы со всеми деталями, такими как полости, затворы и бегунки.

2. Установка параметров материала: Вы должны ввести значения, которые указывают программе, как перемещается пластик и насколько он нагрет.

3. Установка параметров процесса: Вам нужно ввести данные, которые подскажут программе, как управлять машиной, например, с какой силой давить на пластик, как нагревать форму.

4. Запуск симуляции: Это означает, что необходимо запустить компьютерную программу, чтобы визуализировать, что происходит, когда пластик вводится в форму.

5. Анализ результатов: Вы должны оценить ответы, которые выдает программа, относительно времени, необходимого для заполнения формы, и температуры.

Численное моделирование лучше, чем аналитический метод, так как оно точно подходит для сложных форм и материалов со сложными свойствами, но требует специального программного обеспечения и больших вычислительных мощностей.

4. Метод экспериментальной проверки

При расчете времени наполнения методом экспериментальной проверки я хотел бы отметить, что это метод оценки времени наполнения. Для практического процесса изготовления вкуса время фасовки увеличивается с небольшим шагом на соответствующее количество раз, пока не будет достигнут оптимальный уровень.

Этапы метода экспериментальной проверки следующие:Этапы метода экспериментальной проверки следующие:

1. Предварительная настройка параметров: Сначала оцените параметры конструкции, например, давление впрыска или скорость впрыска, на основе теоретических моделей или вычислительного моделирования.

2. Пробное производство: Проводятся испытания, фиксируется время заполнения формы и качество деталей, с целью изучения степени точности результатов, полученных с помощью интегральной модели для прогнозирования заполнения формы и качества деталей.

3. Настройте и оптимизируйте: Оцените результаты испытаний, сформулируйте модель для точного изменения параметров процесса или оптимизации времени заполнения.

4. Определите параметры: После проведения ряда испытаний и корректировок установите идеальное время заполнения.

Сильной стороной метода экспериментальной проверки является то, что он прост и воспроизводим, но, тем не менее, он дорогостоящий и требует много времени для проведения эксперимента.

Практическое применение Анализ кейса

Чтобы лучше понять методы расчета времени заполнения, мы разберем практический случай.

История болезни

Компании необходимо изготовить партию пластиковых корпусов. Материал - полипропилен (PP). Конструкция пресс-формы выглядит следующим образом:

• Объем полости: 200 см³
• Диаметр затвора: 2 мм
• Количество ворот: 1

Литье под давлением Параметры машины следующие:

• Диаметр винта: 30 мм
• Скорость впрыска: 100 мм/с

Шаги расчета

1. Метод эмпирических формул:

Сначала рассчитайте скорость потока при впрыске:

A=π⋅(D/2)²=π⋅(30/2)²=706,86 мм²

𝑄=𝐴⋅𝑣=706,86 мм²⋅100 мм/с=70686 мм³/𝑠=70,686 см.³𝑠

Затем рассчитайте время заполнения:

𝑡_𝑓=𝑉/𝑄=200 см.³/70,686 см³/𝑠≈2.83s

2. Метод реологических моделей:

Предполагается, что при этой температуре полипропилен ведет себя как ньютоновская жидкость, и его поведение при течении можно упростить:

𝑡_𝑓=𝑉/(𝐴⋅𝑣)=200 см³/(706,86 мм²⋅100 мм/с)=200 см³/70,686 см³/𝑠≈2.83s

3. Метод численного моделирования:

С помощью программы Moldflow смоделированы параметры пресс-формы и материала, заданы условия процесса и запущено моделирование. Время заполнения составило около 2,85 секунды.

4. Метод экспериментальной проверки:

Пробное производство зафиксировало время наполнения примерно 2,8 секунды. После многочисленных корректировок окончательное время заполнения составило 2,8 секунды.

Стратегии оптимизации времени заполнения

Важно не только точно рассчитать время заполнения, но и оптимизировать его. Вот несколько стратегий оптимизации времени заполнения:

Оптимизация параметров машины для литья под давлением

1. Скорость впрыска: Скорость впрыска, которую вы выбрали, хороша тем, что вы минимизировали время заполнения, а также тем, что материал не смешивается при движении через машину на высокой скорости.

2. Давление впрыска: Если он низкий, это означает, что для заполнения формы жидкостью потребуется больше времени, а если высокий, это означает, что жидкость можно заливать немного быстрее, но если он слишком высок, то в итоге форма может треснуть или образоваться вспышка.

3. Винтовая конструкция: Такие изменения, как придание шнеку более высокой степени сжатия, также могут помочь больше расплавить материал и лучше перемешать его при заполнении формы.

Улучшение конструкции пресс-формы

1. Дизайн ворот: Они сказали, что если добавить больше ворот или передвинуть их, то можно сделать так, чтобы пластик лучше стекал и быстрее наполнялся.

2. Дизайн бегунка: Если вы сделаете бегунки более узкими, короткими и измените их форму, пластик будет лучше растекаться.

3. Дизайн вентиляционного отверстия: Если вы сделаете больше отверстий в форме, чтобы воздух мог лучше выходить из формы, вы не получите пузырьков, и пластик будет лучше заполняться.

Настройка параметров процесса

1. Температура формы: Если увеличить температуру формы, это замедлит скорость остывания материала и увеличит время упаковки.

2. Температура расплава: Если вы повысите температуру расплава, это снизит вязкость материала и сделает его более текучим при заполнении формы.

3. Время введения: Следите за тем, чтобы время впрыска не было слишком длинным или слишком коротким, иначе вы получите плохие детали.

Использование передовых технологий

1. Численное моделирование: Исследования в области технологии численного моделирования могут помочь нам обнаружить проблему заполнения на ранней стадии, скорректировать параметры процесса и конструкцию пресс-формы.

2. Интеллектуальное управление: Мы можем использовать интеллектуальное управление для оптимизации работы термопластавтомата, например, с помощью системы контроля давления для управления давлением в системе впрыска и тонкой настройки процесса впрыска для повышения стабильности и точности процесса заполнения.

3. Новые материалы: Разработка новых высокопоточных материалов может эффективно сократить время заполнения и повысить эффективность производства.

Анализ практических примеров (продолжение)

Чтобы лучше понять стратегии оптимизации времени заполнения, продолжим анализ предыдущего практического случая.

Оптимизация параметров машины для литья под давлением

Проведя ряд экспериментов, мы обнаружили, что, увеличив скорость впрыска до 150 мм/с, можно значительно сократить время розлива без ущерба для качества продукта. Вот новые значения времени розлива, которые мы рассчитали:

𝑄=706,86 мм²⋅150 мм/с=106029 мм³/𝑠=106,029 см.³/𝑠

𝑡_𝑓=200 см³/106,029 см³/𝑠≈1.89s

Улучшение конструкции пресс-формы

Численное моделирование показало, что добавление еще одного затвора будет хорошим способом улучшить поток материала и сократить время заполнения. Мы модифицировали пресс-форму, добавив еще один затвор, и снова запустили симуляцию заполнения. В результате время заполнения составило около 1,75 секунды.

Настройка параметров процесса

Мы также провели эксперимент с температурой формы 80°C и температурой расплава 220°C. Общее время заполнения составило около 1. 70 секунд.

Использование передовых технологий

Мы использовали систему управления в реальном времени для оптимизации процесса впрыска, регулируя определенные факторы для сокращения времени впрыска. Общее оптимизированное время заполнения составило 1,68 секунды.

Заключение

В данной статье подробно рассматриваются различные методы, которые могут быть использованы для расчета процесса заполнения литьевой машины, а именно: эмпирическая формула, уравнение реологической модели, численное моделирование и экспериментальное подтверждение, и объясняется это на примере. К ним относятся: Более широкая оптимизация параметров машины для литья под давлением; Улучшение конструкции пресс-форм; Корректировка параметров процесса и использование технологии; Все эти меры могут способствовать повышению эффективности заполнения до такой степени, что это, вероятно, обеспечит качество продукции.

Эти соображения очень важны с точки зрения расчета и оптимизации оптимальной скорости заполнения при литье под давлением. Они не только повышают производительность и экономят затраты, но и значительно улучшают качество продукции. В данной статье представлен технический анализ и методы расчета времени заполнения в процесс литья под давлением, которые могут быть использованы в качестве справочных материалов для расчета и оптимизации времени заполнения в процессе литья под давлением.

Литье под давлением продолжает набирать обороты благодаря инновациям, и признаков замедления темпов роста не предвидится. В будущем процесс расчета и оптимизации времени заполнения будет смещен в сторону более широкого применения интеллектуальных и цифровых технологий. Например, машины, автоматизированные с помощью искусственного интеллекта и больших данных, смогут анализировать огромные объемы производства для корректировки настроек процесса литья под давлением, что позволит повысить эффективность заполнения и качество продукции. Кроме того, появление новых материалов будет способствовать дальнейшему развитию современных технологий, позволяющих сократить время заполнения и снизить производственные затраты в процессе литья под давлением.

В заключение следует отметить, что расчет и оптимизация времени розлива также является сложным вопросом, и многие вопросы должны быть рассмотрены в процессе розлива, а каждый процесс розлива должен быть проверен и улучшен. При дальнейшем совершенствовании и улучшении технологии литья под давлением Мы сможем получить более надежные, эффективные и стабильные процессы для этих приложений и тем самым оказать более положительное влияние на наши отрасли.