Параметры процесса литья под давлением : исчерпывающее руководство

Предисловие

Основные параметры литья под давлением включают температуру и время сушки, объем впрыска, ход дозирования (ход до пластика), остаточный материал, антизадержку, скорость шнека, противодавление, скорость впрыска, скорость и давление впрыска, давление и время выдержки, температуру бочки, температуру пресс-формы, время охлаждения, скорость и давление открытия и закрытия пресс-формы, скорость выталкивания, давление и время выдува с помощью газа и т.д.

This article will explain the injection molding process parameters in detail and propose adjustment methods for plastic injection molding process parameters.

Каковы параметры литья под давлением

Температура литья под давлением

Температура имеет большое значение, когда речь идет о давлении при литье под давлением. Ствол термопластавтомата имеет 5-6 нагревательных секций, и для каждого материала существует своя температура обработки (конкретную температуру обработки можно узнать у поставщика материала).

Если она слишком низкая, расплав плохо пластифицируется, что портит деталь и затрудняет ее формовку; если слишком высокая - сырье разрушается. В реальной жизни температура впрыска обычно выше, чем температура бочки. Большее число зависит от скорости впрыска и свойств материала и может достигать 30°C.

Это связано с тем, что расплавленный материал при прохождении через затвор впрыска срезается, и при этом выделяется тонна тепла. Есть два способа справиться с этой разницей при анализе течения в пресс-форме. Первый - попытаться измерить температуру расплавленного материала, когда он находится в воздухе, а второй - включить в модель сопло.

Температура ствола

Температура материала для литья под давлением, температура расплава, играет важную роль в текучести расплава. Поскольку у пластика нет определенной температуры плавления, так называемая температура плавления - это диапазон температур в расплавленном состоянии. Структура и состав молекулярной цепи пластика различны, а значит, и влияние на его текучесть также различно.

Температура оказывает более очевидное влияние на жесткие молекулярные цепи, такие как PC, PPS и т.д., в то время как текучесть гибких молекулярных цепей, таких как PA, PP, PE и т.д., не меняется в зависимости от температуры. Поэтому разумную температуру впрыска следует подбирать в соответствии с различными материалами.

Температура и время выпечки

Because most plastics are hygroscopic, they will absorb a small amount of moisture when exposed to the air. When the moisture content in the plastic is higher than a certain level, injection molding quality defects will occur, such as silver streaks, bubbles, brittle cracks, reduced mechanical properties and other defects. Therefore, the plastic needs to be dried before injection molding.

Большинство поставщиков предоставляют рекомендуемые значения температуры и времени запекания. Однако время сушки не должно быть слишком долгим, иначе пластичность пластика ухудшится, что приведет к хрупкости материала.

Для некоторых материалов с сильным водопоглощением, таких как PA, PBT, PET, PEI и PSU, рекомендуется использовать осушительную сушилку для сушки. Для некоторых материалов с низкой гигроскопичностью, таких как PP, PE, PVC, POM и другие материалы, если они запечатаны в нераспечатанные мешки или хранились в сухом помещении, их не нужно сушить.

Температура пресс-формы

Температура пресс-формы. Некоторые пластиковые материалы нуждаются в более высокой температуре пресс-формы, поскольку имеют высокую температуру кристаллизации и медленную скорость кристаллизации. Некоторым требуется более высокая или более низкая температура из-за необходимости контроля размеров, деформации или распалубки.

Например, для PC обычно требуется более 60 градусов, а для PPS иногда требуется более 160 градусов температуры пресс-формы, чтобы получить лучший внешний вид и улучшить текучесть. Таким образом, температура пресс-формы оказывает неоценимое влияние на улучшение внешнего вида, деформацию, размер и пластичность изделия.

Температура сопла

Сопло выполняет функцию ускорения потока расплава и поддержания его температуры. Во время процесса литья под давлением сопло находится в непосредственном контакте с пресс-формой, что приводит к быстрому падению температуры сопла, в результате чего расплавленный материал конденсируется на сопле и блокирует отверстие сопла или систему заливки пресс-формы.

Кроме того, сконденсировавшийся материал повлияет на качество поверхности и характеристики изделия после впрыска в форму, поэтому необходимо контролировать температуру сопла.

рассчитать давление впрыска

Давление впрыска обеспечивается гидравлической системой литьевой машины. Давление гидравлического цилиндра передается на расплав пластмассы через шнек термопластавтомата.

Под давлением расплав пластмассы поступает в вертикальный проточный канал (также основной проточный канал для некоторых пресс-форм), основной проточный канал, ответвление проточного канала пресс-формы через сопло термопластавтомата, и попадает в полость пресс-формы через затвор.

Этот процесс - процесс литья под давлением, или процесс заполнения. Цель давления - преодолеть сопротивление в потоке расплава, или, наоборот, сопротивление в потоке должно быть преодолено давлением термопластавтомата, чтобы обеспечить плавный процесс заполнения.

При литье под давлением давление в сопле термопластавтомата самое высокое, поскольку на протяжении всего процесса приходится преодолевать сопротивление потока расплава. Затем давление постепенно снижается по длине потока к переднему концу волнового фронта расплава. Если вытяжка внутри полости пресс-формы хорошая, конечное давление на переднем конце расплава равно атмосферному.

На давление заливки расплава влияет множество факторов, которые можно свести к трем категориям: Факторы материала, такие как тип и вязкость пластика; Структурные факторы, такие как тип, количество и расположение литниковой системы, форма полости пресс-формы и толщина изделия; Элементы процесса формования.

Давление удержания

Прессование - это когда вы сжимаете и уменьшаете расплав в форме после заполнения формы. Давление, которое вы используете для этого, называется давлением выдержки.

В реальном производстве давление выдержки может быть установлено равным давлению впрыска, но обычно оно немного ниже давления впрыска. При высоком давлении выдержки уменьшается скорость усадки изделия, повышается качество обработки поверхности и плотность, увеличивается прочность сварного шва, а размер изделия остается стабильным.

Недостатком является то, что остаточное напряжение в изделии во время распалубки велико, и легко образуется перелив.

Время удержания пресса

Время выдержки - это время уплотнения и компенсации усадки пластика в полости формы, которое составляет большую часть всего времени впрыска. Для изделий простой формы время выдержки также может быть очень коротким.

Время, в течение которого вы держите расплав у ворот, прежде чем он застынет, оказывает большое влияние на то, насколько качественной будет ваша деталь. Если вы выдержите его недолго, деталь будет низкой плотности, маленькой и со следами раковины. Если держать долго, деталь будет иметь большое внутреннее напряжение, будет слабой и ее будет трудно извлечь из формы.

Кроме того, время выдержки зависит от температуры материала, температуры пресс-формы, размера основного проточного канала и размера затвора. Если параметры процесса в норме, а система затворов спроектирована разумно, оптимальное время выдержки обычно соответствует наименьшему диапазону колебаний усадки изделия.

Когда вы решаете, как долго держать пластик в форме, вам нужно подумать о нескольких вещах. Во-первых, нужно подумать о том, какой пластик вы используете и насколько хорошо он работает.

Во-вторых, вам нужно подумать об условиях, например, о том, что вы производите и какова форма. В-третьих, вам нужно подумать о других вещах, которые происходят в процессе инжекции, например, насколько горячо, какое давление, как быстро пластик поступает внутрь, как быстро вращается шнек и другие подобные вещи.

Противодавление

Back pressure is the pressure that the screw has to overcome when it reverses and retreats to store material. High back pressure is good for color dispersion and plastic melting, but it also makes the screw take longer to retract, makes the plastic fibers shorter, and increases the pressure of the injection molding machine.

Поэтому противодавление должно быть меньше, обычно не превышая 20% от давления впрыска. При инжекции пенопласта противодавление должно быть выше, чем давление, создаваемое газом, иначе шнек будет вытолкнут из ствола.

Некоторые машины для литья под давлением могут программировать противодавление, чтобы компенсировать уменьшение длины шнека во время плавления, что приведет к уменьшению потребляемого тепла и снижению температуры. Однако, поскольку результат этого изменения трудно оценить, нелегко внести соответствующие изменения в машину.

Дозирующий ход (предпластический ход)

После окончания каждой команды впрыска шнек находится на переднем конце ствола. Когда подается команда на предварительную пластику, шнек начинает вращаться, и материал перемещается к головке шнека. Под действием противодавления резинового материала шнек отходит назад, пока не попадет в концевой выключатель.

th: 600px) 100vw, 600px” />

Это называется процессом дозирования или предварительной пластики, а расстояние, на которое шнек возвращается назад, называется ходом дозирования или ходом предварительной пластики. Таким образом, объем резинового материала на головке шнека - это объем дозирования, осуществляемый шнеком, идущим назад, а его ход дозирования - это ход впрыска. От того, насколько хорошо повторяется ход дозирования, зависит величина колебаний объема впрыска.

Остаточный материал

После впрыска шнека расплавленный материал на головке шнека не может быть полностью впрыснут, и часть его должна остаться для образования остаточного материала.

Таким образом, с одной стороны, можно предотвратить соприкосновение головки шнека и сопла и вызвать механическое столкновение; с другой стороны, эта прокладка из остаточного материала может использоваться для контроля повторяемости объема впрыска для достижения цели стабилизации качества литьевого изделия. Как правило, остаточный материал устанавливается на уровне 1,5~2,5 мм.

Антизадержка (Отступление)

Антизамедление относится к процессу, при котором шнековый дозатор (предварительная пластификация) находится на месте, а затем отходит на определенное расстояние по прямой линии, так что внутреннее давление расплава в дозирующей камере снижается и расплав не вытекает из дозирующей камеры (через сопло или зазор).

Еще одно назначение противооткатного устройства - снизить давление в системе каналов сопла и уменьшить внутреннее напряжение; а также облегчить извлечение стержня материала при открытии пресс-формы. Настройка противооткатного устройства зависит от вязкости пластика и состояния изделия.

Чрезмерный обратный поток приведет к образованию пузырьков в расплаве в дозирующей камере, что серьезно повлияет на качество продукта. Для материалов с высокой вязкостью обратный поток не требуется. Обычно противоток устанавливается на 1~2% хода шнека.

Время введения

Под временем впрыска здесь понимается время, необходимое для заполнения полости расплавом пластика, без учета вспомогательного времени, такого как открытие и закрытие пресс-формы.

Несмотря на то, что время впрыска невелико и не сильно влияет на цикл формования, регулировка времени впрыска важна для контроля давления в затворе, бегунке и полости. Разумное время впрыска помогает расплаву хорошо заполниться, что важно для улучшения качества поверхности изделия и уменьшения допусков на размеры.

Время впрыска значительно меньше времени охлаждения, которое составляет примерно 1/10-1/15 от времени охлаждения. Это правило можно использовать в качестве основы для прогнозирования общего времени формования пластмассовых деталей.

При выполнении анализа течения в пресс-форме время впрыска в результате анализа равно времени впрыска, заданному в условиях процесса, только когда расплав полностью проталкивается шнеком для заполнения полости. Если переключатель удержания давления шнека происходит до заполнения полости, результат анализа будет больше, чем задано в условиях процесса.

Скорость впрыска

Скорость впрыска - это скорость движения расплава в стволе (также известная как скорость движения шнека) (мм/с). Скорость впрыска определяет внешний вид, размер, усадку, распределение потока и т. д. продукта.

Как правило, сначала медленно - быстро - потом медленно, то есть сначала используется более высокая скорость, чтобы расплав прошел через главный канал, канал ответвления и затвор для достижения цели сбалансированного впрыска, а затем быстро заполнил всю полость формы, а затем используется более медленная скорость для восполнения недостаточного количества клея, вызванного усадкой и обратным током, пока затвор не застынет, что позволяет преодолеть низкое качество, такое как горение, следы газа и усадка.

Скорость вращения винта

Скорость вращения шнека влияет на тепловую историю и эффект сдвига материала для литья под давлением во время транспортировки и пластификации в шнеке и является важным параметром, влияющим на такие факторы, как производительность пластификации, качество пластификации и цикл формования. С увеличением скорости шнека улучшается производительность пластификации, температура расплава и равномерность температуры расплава.

Настройка скорости шнека определяется его диаметром. Каждый пластиковый материал имеет максимальное значение линейной скорости O.D. (внешний диаметр), обычно выраженное в м/с. При пересчете на скорость шнека диапазон скоростей шнека обычно составляет 30-120 об/мин.

Конкретная максимальная линейная скорость показана на рисунке 31 ниже. Для различных пластиковых материалов поставщик материала рекомендует значение скорости вращения шнека в номере спецификации.

Для маленьких винтов глубина винтовой канавки относительно невелика, поэтому резина быстро поглощает тепло, которого достаточно для размягчения резины на участке сжатия. Кроме того, теплота трения между винтом и стволом мала, поэтому можно использовать более высокую скорость. Для больших винтов, наоборот, нелегко использовать высокую скорость, чтобы избежать неравномерной пластификации и чрезмерного нагрева при трении.

Для термочувствительных пластмасс (таких как ПВХ, ПОМ и т.д.) используйте низкую скорость вращения шнека, чтобы избежать разложения материала; для пластмасс с высокой вязкостью расплава (таких как ПК, ПСФ, ППО и т.д.) также используйте низкую скорость вращения шнека.

Скорость и давление открытия и закрытия

Сайт clamping force calculation speed usually needs to be set with two speeds for opening and closing. First, the mold is closed quickly, and then it is closed slowly before the front and rear molds touch to avoid damaging the mold.

Точка установки силы блокировки: при низком давлении передняя и задняя формы соединяются вместе, чтобы защитить форму от низкого давления; затем используйте высокое давление для блокировки формы.

Сила и скорость выброса

Когда изделие извлекается из формы, необходимо приложить внешнюю силу, чтобы преодолеть сцепление между изделием и формой. Эта внешняя сила называется выталкивающей силой. Если выталкивающая сила слишком мала, изделие невозможно извлечь из формы; если выталкивающая сила слишком велика, изделие будет деформировано или даже повреждено.

Кроме того, скорость и расстояние выталкивания также влияют на выталкивание. Если скорость выброса высокая, изделие может деформироваться и повредиться; если расстояние выброса мало, изделие может деформироваться и повредиться. Изделие нелегко снять.

Метод настройки параметров процессов литья под давлением

Контроль температуры

Термопары также широко используются в качестве датчиков в системах контроля температуры. На контрольном приборе вы задаете нужную температуру, а показания датчика сравниваются с температурой, полученной в заданной точке.

В этом Термопары также широко используются в качестве датчиков в системах контроля температуры. На контрольном приборе задается необходимая температура, и показания датчика сравниваются с температурой, полученной при заданном значении. В простейшей системе, когда температура достигает заданного значения, она выключается, а после снижения температуры снова включается. Такая система называется управлением включением-выключением, поскольку она либо включается, либо выключается.

Температура

Измерение и контроль температуры очень важны для литья под давлением. Измерить температуру довольно просто, но большинство литьё под давлением В машинах не хватает точек или линий отбора проб температуры.

В большинстве машин для литья под давлением используются термопары для определения температуры. Термопара - это два разных провода, соединенных на одном конце. Если один конец провода горячее другого, генерируется небольшой электрический сигнал. Чем выше температура, тем сильнее сигнал.

Температура расплава

Температура расплава очень важна, а температура используемого цилиндра для впрыска - это лишь ориентир. Температуру расплава можно измерить на сопле или с помощью метода впрыска воздуха. Настройка температуры цилиндра впрыска зависит от температуры расплава, скорости вращения шнека, противодавления, размера дроби и цикла впрыска.  

Если вы не знаете, какую температуру использовать для конкретного пластика, начните с самой низкой. Цилиндр для дробей разделен на зоны, но все они настроены на разную температуру.

Если время работы велико или при высоких температурах, установите более низкое значение температуры первой зоны. Это предотвратит преждевременное плавление и отвод пластика. Перед началом впрыска убедитесь, что гидравлическое масло, доводчик бункера, пресс-форма и цилиндр выстрела имеют нужную температуру.

Давление впрыска

Это давление, которое заставляет пластик течь, и которое может быть измерено датчиком на сопле или гидравлической линии. Оно не имеет фиксированного значения, но чем сложнее заполнить форму, тем выше давление впрыска. Существует прямая зависимость между давлением в линии впрыска и давлением впрыска.

При заполнении формы вам может потребоваться высокое давление, чтобы поддерживать нужную скорость впрыска. После заполнения формы высокое давление не требуется. Но иногда при впрыске некоторых полукристаллических термопластов (например, PA и POM) изменение давления приводит к нарушению структуры, поэтому не нужно использовать давление для упаковки.

Зажимное давление

Чтобы противостоять давлению впрыска, необходимо использовать зажимное давление. Не просто автоматически выбирайте максимальное значение, а учитывайте проектируемую площадь и рассчитывайте подходящее значение. Проектируемая площадь литьевой детали - это наибольшая площадь, видимая с направления силы смыкания.

Для большинства случаев литья под давлением это около 2 тонн на квадратный дюйм, или 31 меганьютон на квадратный метр. Но это лишь грубое правило, и его следует использовать как очень грубое, потому что, как только литьевые детали имеют какую-либо глубину, необходимо учитывать боковые стенки.

Противодавление

Это давление, которое должно быть создано и превышено, чтобы шнек отступил. Хотя высокое противодавление благоприятно для равномерного распределения цвета и плавления пластика, оно также увеличивает время возврата среднего шнека, уменьшает длину волокон, содержащихся в наполненном пластике, и увеличивает нагрузку на термопластавтомат.

68.jpg 300w” sizes=”(max-width: 600px) 100vw, 600px” />

Поэтому чем меньше противодавление, тем лучше. В любом случае, оно не должно превышать 20% давления впрыска (максимального номинала) термопластавтомата.

Скорость впрыска

Речь идет о том, как быстро заполняется форма, когда винт используется как пуансон. Когда вы снимаете тонкостенные изделия, нужно снимать быстро, чтобы форма заполнилась до того, как пластик станет твердым и образует более гладкую поверхность.

Мы используем разные скорости съемки при заполнении формы, чтобы избежать таких проблем, как разбрызгивание или попадание воздуха. Мы можем впрыскивать пластик в форму, используя систему управления с открытым или закрытым контуром.

Давление форсунки

Давление в сопле - это давление внутри сопла. Под этим давлением расплавляется пластик. Оно не имеет фиксированного значения, а возрастает по мере увеличения сложности заполнения формы. Существует прямая зависимость между давлением в сопле, давлением в линии и давлением впрыска.

В шнековой машине для литья под давлением давление в сопле примерно на 10% меньше, чем давление впрыска. На поршневом термопластавтомате потеря давления может достигать около 10%. На поршневом термопластавтомате потеря давления может достигать 50%.

Заключение

Литье под давлением - очень распространенный метод, и настройка параметров процесса очень важна для производительности и качества продукции.

В литьё под давлением Разумная настройка таких параметров, как температура, давление и скорость, может эффективно улучшить физические свойства, размер, внешний вид и качество поверхности изделия. Таким образом, в реальной жизни вам придется внести некоторые изменения в изделие, чтобы сделать его лучше.