Su Destekli Enjeksiyon Kalıplama Nedir?

Su destekli enjeksiyon teknolojisi gelişmiş bir enjeksiyon kalıplama Eriyiğin bir kısmının kalıp boşluğuna enjekte edildiği ve daha sonra iş parçasını kalıplamak için ekipman aracılığıyla eriyiğe yüksek basınçlı su enjekte edildiği işlem.

Suyun sıkıştırılamazlığı, dolayısıyla suyun ön ucunda katı bir arayüz oluşturması nedeniyle, ürünün iç duvarı bir boşluğa ekstrüde edilir ve suyun ön ucu da hızlı soğutma rolünü oynar.

Bu nedenle, su destekli gaz destekli ile karşılaştırılamayacak birçok avantaja sahiptir. Çalışmalar ve uygulamalar, su destekli yöntemin daha ince ve daha düzgün boşluk duvarları oluşturabildiğini ve yolluk iç duvar yüzeyinin çok düzgün olduğunu göstermiştir.

Özellikle kalın duvarlı iş parçaları için soğutma süresi, gaz destekli ile karşılaştırıldığında su destekli ile önemli ölçüde azaltılabilir.

Su destekli enjeksiyon kalıplama prensibi

Water-assisted injection molding is a development of gas injection technology in which the gas that blows away the melt (usually nitrogen) is replaced by water.

The hot melt can flow into an injection mold. This causes the thicker melt to cool slower because it is insulated by the outside wall. As the inner melt front cools at a different rate from the outside surface, it shrinks and can pull on the outside surface, creating warping and sink marks. temperature regulator hot oil.

WIT kullanımıyla çukur izleri, eğrilme ve sıkıştırma kuvveti gibi yapaylıkları azaltarak malzemeden en yüksek düzeyde yararlanılmasını sağlayabilirsiniz. Daha yüksek malzeme kullanımının bir yan ürünü de daha düşük ağırlıktır, çünkü daha az malzeme israf edilir ve istenmeyen artefaktlar oluşur.

Although both methods can be used to make plastic parts with functional cavities, water-assisted injection molding has proven to be the most suitable for the economical production of parts with large closed sections.

Water-assisted injection molding comes in different forms. During blowing, the mold cavity is partially filled with melt, and then the gas expands (blows up) until the cavity is filled.

Bunun aksine, bir üfleme veya karşı akış işleminde, boşluk eriyikle doldurulur ve ardından akışkan çekirdek taşma boşluğuna üflenir veya malzeme tüpüne geri üflenir.

Su destekli enjeksiyon kalıplamada tipik sorunlar

Su destekli sistemlerde oluşabilecek kusurlar enjeksiyon kalıplama have so far not appeared in gas-assisted injection molding. All defects can be compensated by a proper choice of processing parameters.

Kural olarak, düşük bir enjeksiyon basıncıyla yüksek bir hacimsel debiyi hedeflemek daha iyidir; bu da geri basıncı en aza indirerek ve böylece yeterli bir su tutma süresi elde ederek sağlanabilir.

Enjeksiyon memesi yakınındaki girdapları ve duvardaki dalgalanmaları bastırmak için, su başlangıçta düşük basınçta enjekte edilmeli ve daha sonra basınç mümkün olduğunca hızlı bir şekilde gerçek enjeksiyon basıncına yükseltilmelidir.

Suyun hacimsel akış hızı çok düşük olduğunda, buharın neden olduğu yerel kalıplama meydana gelecektir. Gözenekler ortaya çıkarsa, su basıncı, düşük basınçta zaten oluşmuş olan ince yüzey tabakasının su basıncı tarafından kırılabileceği noktaya kadar yavaşça artar.

Difüzyon işlemi su kabarcığına neden olur ve eriyik kalıbın ve sıvının her iki tarafında düşük basınçta katılaştığında gözeneklilik oluşur ve katı buruşukların dış katmanları arasındaki malzeme vakuol oluşumuna neden olur.

Porozite oluşumunu ortadan kaldırmak veya azaltmak için, enjeksiyon aşamasında ek olarak yüksek hacimli akış hızları ve bekletme veya soğutma aşamasında yüksek su basıncı gereklidir. Malzemenin yavaş katılaşması gözenek oluşumunu engelleyebilir.

Çatallanmalar içeren ortam hatları özel bir zorluk teşkil eder. Çatallanma da dışarı üflenirse, taşma kalıp boşluklarının kontrolü sıkıdır.

Özellikle hızlı sertleşen bir malzeme kullanılıyorsa, ince bir tabaka çatallanma noktasında istenmeyen bir şekilde katılaşacak ve daha sonra tekrar parçalanması gerekecektir. Sonuç olarak dış katmanda çatlaklar oluşur.

Su destekli enjeksiyon kalıplama beş adımdan oluşur

(1) Eriyiğin enjekte edilmesi

(2) Su enjeksiyonu ve çekirdek değişimi

(3) Basınç tutma bölümünde su basıncı bakımı (isteğe bağlı olarak yıkama işlemi dahil)

(4) Basınç tahliyesi ve su tahliyesi

(5) Kalıptan Çıkarma

Su destekli enjeksiyon kalıplamanın özellikleri

Because of the need for a fully formed waterway, process parameters are more important in water-assisted injection molding than in gas-assisted enjeksiyon kalıplama.

Farklı plastik işleme parametrelerinin su penetrasyon uzunlukları üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Polimerik malzemelerin büzülme oranı ve viskozitesinin ve oyuk çekirdeklerin boşluk şekillerinin kalıplanmış ürünlerdeki su penetrasyon uzunluklarını temel olarak belirlediği bulunmuştur.

Suyun sıkıştırılamazlığı daha iyi proses kontrolü sağlar, ancak gerekli hacimsel debiyi sürekli olarak sağlamak zorunda olan su enjeksiyon teknolojisi ünitesine daha büyük talepler getirir.

Suyun gaza göre bir avantajı da bekletme ve soğutma aşamalarındadır: mükemmel soğutma özellikleri eriyiğin içten soğutulmasını ve soğutma süresinin önemli ölçüde azaltılmasını sağlar. Suyun gaza kıyasla daha iyi soğutma etkisi nedeniyle, daha büyük çaplı parçalar işlendiğinde soğutma süresi ve dolayısıyla döngü süresi önemli ölçüde azaltılabilir.

Su tahliyesi birkaç farklı şekilde gerçekleştirilebilir. Poliamidler gibi yüksek işleme sıcaklıklarına sahip malzemeler için buhar basıncı yeterlidir. Yerçekimi de başka bir rol oynar.

Diğer bir yöntem ise suyu dışarı üfleyen ve kurutma etkisi yaratan başka bir şırınga aracılığıyla sıkıştırılmış gaz enjekte etmektir. Seçilen yöntem ne olursa olsun, plastik parçadan çıkan su enjektör aracılığıyla tanka geri akar. İyi bir tahliye sağlamak için su enjektörü kalıbın en alt noktasına yerleştirilmelidir.

Su destekli ve gaz destekli enjeksiyon kalıplamanın karşılaştırılması

Her ne kadar su destekli enjeksiyon kalıplama ve gaz destekli enjeksiyon kalıplama aynıdır, çoğu gözlemci su desteklinin gaz desteklinin yerini almayacağına ve benimsenecek sürecin uygulamaya ve kalıba bağlı olduğuna inanmaktadır.

Water-assisted injection molding is the same as the gas-assisted process. Water injection technology starts with a short section of melt injected into the mold cavity, followed by the injection of water, which squeezes the resin melt to mold the part.

Bazı uygulamalarda, yapısal bileşenlerin nemini tamamen gidermek için yolluktaki suyu sıkmak üzere sıkıştırılmış gaz kullanılır.

Studies and applications have shown that water assist produces thinner and more uniform cavity walls, which means material savings. In addition, water injection nozzles are typically larger than gas nozzles, water-assisted molding produces larger runners with smoother walls than gas-assisted molding.

Su destekli kalıplamanın azotla gaz destekli kalıplamaya göre ana avantajı suyun hızlı soğutma verimliliğidir. Suyun termal iletkenliği nitrojenden 40 kat daha yüksektir ve suyun ısı kapasitesi gazdan 4 kat daha fazladır. Kalın duvarlı iş parçaları için su destekli, gaz destekli ile karşılaştırıldığında soğutma süresini 30-70% azaltabilir.

Gaz ve su arasındaki temel fark, gazın sıkıştırılabilirken suyun sıkıştırılamamasıdır. Suyun daha yüksek viskozitesi ve sıkıştırılamazlığı, suyun ön ucunun katı bir arayüz oluşturmasını sağlar ve bu da iş parçasını oymak için bir sıkma çekici görevi görür. Suyun ön ucu aynı zamanda kalıp boşluğuna doldurulan eriyiğin soğutulmasında da rol oynar.

The advantages of water-assisted injection molding compared with gas-assisted injection molding:

(1) İş parçasının soğuma süresini önemli ölçüde kısaltır

(2) Daha büyük iş parçası kesitleri mümkündür

(3) Pürüzsüz iç duvar

(4) Üniform soğutma nedeniyle iş parçasında daha az deformasyon

(5) Tek tip duvar kesiti

(6) Düşük maliyet ve basınç aracı olarak suya kolay erişim

Potential disadvantages of water-assisted injection molding:

(1) Su kaçağı sorunu

(2) İş parçasının suyunun alınması gerekir

(3) Büyük boy su enjeksiyon makinesi

(4) Tüm iş parçaları için uygun değildir

Su destekli kalıplama için malzemeler

En büyük ilerleme, otomobillerin motor bölümünde sıvı transferi için kullanılan boruların ve metal parçaların poliamid (naylon) tipi malzemelerle değiştirilmesinde kaydedilmiştir.

Bu özel malzemeler, daha yavaş bir kristalleşme hızı elde etmek ve erken sertleşmeyi ve delinmeyi (veya tiftiklenmeyi) önlemek için modifiye edilmiştir. Yeni poliamid malzemeler poliamid-6 veya poliamid-6/6 tipindedir ve çoğunlukla cam elyaf veya cam elyaf-mineral dolgu maddeleri içerir.

Poliamid-6/6 bazlı malzemeler glikol soğutuculara karşı daha iyi korozyon direncine sahiptir. Bazı işleyiciler su destekli proseslerde polipropilen kullanırken, diğerleri dolgusuz akrilonitril-bütadien-stiren kopolimerlerini (ABS), asetal ve polibütilen tereftalat (PBT) ilgili uygulamalar için temel malzemeler olarak değerlendirmektedir.

Su destekli kalıplamanın gelişimi ve uygulama beklentileri

Water-assisted injection molding technology is developing rapidly, and the nozzles have been improved to improve sealing performance and reduce water pump leakage. Nozzles used for water and air injection can also be used as an outlet for water accumulation in the workpiece cavity.

Yeni su besleme kabı şekli, merkezleme işleminin basınç, kapasite ve zamanlama kontrolünün performansını artırmak için daha optimize edilmiştir.

Su destekli enjeksiyon kalıplama teknolojisi esas olarak Avrupa'da geliştirilmiştir, bu da bu teknolojinin ticari uygulamasının Avrupa'da Kuzey Amerika veya Asya'dan daha ileri düzeyde olduğu anlamına gelmektedir. Uygulamaları otomotiv parçaları, tüketici parçaları ve endüstriyel parçaları içermektedir.

WIT Prosesi, su boruları ve kapı kolları gibi içi boş veya kısmen içi boş parçaların çoğu için mükemmeldir. Tipik WIT uygulamaları arasında tutamaklar, üst çerçeveler, külbütör kapakları, kapı blokları, spatulalar, braketler, sandalyeler ve ofis mobilyaları yer almaktadır. Bu boru şeklindeki bileşenlerden bazıları eskiden gaz destekli kalıplama teknolojisine göre daha uygundur, ancak su destekli teknoloji daha uygundur.