Analýza prvkov procesu vstrekovania pre vertikálne vstrekovacie stroje

1, vertikálny vstrekovací stroj rýchlosť zmršťovania procesu vstrekovania
Formy a výpočty zmršťovania počas formovania termoplastických materiálov vo vertikálnych vstrekovacích strojoch sú také, ako bolo uvedené vyššie. Faktory, ktoré ovplyvňujú zmršťovanie počas formovania termoplastických materiálov vo vertikálnych vstrekovacích lisoch, sú nasledovné:
1.1 Vertikálne vstrekovacie stroje na plastové odrody: Počas procesu formovania termoplastických plastov v dôsledku prítomnosti objemových zmien spôsobených kryštalizáciou, silného vnútorného napätia, veľkého zvyškového napätia zmrazeného v plaste a silnej molekulárnej orientácie v porovnaní s termosetovými plastmi miera zmrštenia je väčšia, so širokým rozsahom a zjavnou smerovosťou. Okrem toho je miera zmrštenia po lisovaní, žíhaní alebo úprave vlhkosti vo všeobecnosti väčšia ako u termosetových plastov.
Vertikálny vstrekovací stroj
1.2 Charakteristiky vertikálneho vstrekovacieho stroja Pri lisovaní plastových dielov sa roztavený materiál okamžite ochladí a vytvorí pevný obal s nízkou hustotou, keď sa dostane do kontaktu s povrchom dutiny formy. V dôsledku zlej tepelnej vodivosti plastu sa vnútorná vrstva plastového dielu pomaly ochladzuje a vytvára pevnú vrstvu s vysokou hustotou s veľkým zmrštením. Takže tie s hrubými stenami, pomalým chladením a hrubými vrstvami s vysokou hustotou majú tendenciu sa viac sťahovať. Okrem toho prítomnosť alebo neprítomnosť vložiek a rozmiestnenie a množstvo vložiek priamo ovplyvňujú smer toku materiálu, rozloženie hustoty a odolnosť proti zmršťovaniu, takže vlastnosti plastových dielov majú väčší vplyv na veľkosť a smer zmršťovania.
1.3 Forma podávacieho otvoru, veľkosť a distribúcia vertikálneho vstrekovacieho stroja priamo ovplyvňujú smer toku materiálu, rozloženie hustoty, udržiavanie tlaku a účinok podávania a čas formovania. Priamy napájací otvor a veľký prierez napájacieho otvoru (najmä tie s hrubším prierezom) majú menšie zmrštenie, ale väčšiu smerovosť, zatiaľ čo tie s kratšou šírkou a dĺžkou napájacieho otvoru majú menšiu smerovosť. Tie, ktoré sú blízko prívodu alebo rovnobežne so smerom toku materiálu, zažijú väčšie zmrštenie.
1.4 Podmienky formovania: Vysoká teplota formy, pomalé ochladzovanie roztaveného materiálu, vysoká hustota a veľké zmrštenie, najmä pre kryštalické materiály v dôsledku vysokej kryštalinity a veľkých objemových zmien, čo vedie k väčšiemu zmršteniu. Rozloženie teploty formy tiež súvisí s vnútorným a vonkajším chladením a rovnomernosťou hustoty plastových častí, čo priamo ovplyvňuje veľkosť a smer zmršťovania v každej časti. Okrem toho udržiavanie tlaku a času má tiež významný vplyv na kontrakciu, pričom vysoký tlak a dlhý čas vedú k malej, ale smerovej kontrakcii. Vstrekovací tlak je vysoký, rozdiel vo viskozite roztaveného materiálu je malý, šmykové napätie medzi vrstvami je malé a elastický odraz po demontáži je veľký, takže zmršťovanie môže byť tiež mierne znížené. Teplota materiálu je vysoká, zmrštenie je veľké, ale smerovosť je malá. Preto nastavenie faktorov, ako je teplota formy, tlak, rýchlosť vstrekovania a čas chladenia počas formovania, môže tiež primerane zmeniť zmršťovanie plastového dielu. Pri navrhovaní formy na základe rozsahu zmrštenia rôznych plastov, hrúbky steny a tvaru plastového dielu, veľkosti a rozmiestnenia plniaceho otvoru sa na základe skúseností určí miera zmrštenia každej časti plastového dielu a potom sa vypočíta veľkosť dutiny. Ak je ťažké kontrolovať rýchlosť zmršťovania vysoko presných plastových dielov, mali by sa na navrhovanie formy vo všeobecnosti použiť nasledujúce metódy:
① Pri vertikálnych vstrekovacích lisoch použite menšiu mieru zmrštenia pre vonkajší priemer plastových dielov a väčšiu mieru zmrštenia pre vnútorný priemer, aby ste po testovaní formy nechali priestor na korekciu.
② Určte tvar, veľkosť a podmienky formovania lejacieho systému pomocou testovania formy.
③ Zmena veľkosti plastových dielov zvislého vstrekovacieho stroja, ktoré sa majú dodatočne upraviť, sa musí určiť po 24 hodinách odformovania počas merania.
④ Upravte formu podľa skutočnej situácie zmršťovania.
⑤ Skúste formu znova a mierne upravte podmienky procesu, aby ste upravili hodnotu zmrštenia tak, aby vyhovovala požiadavkám plastovej časti.
2, Vertikálny vstrekovací stroj tekutosť vstrekovacieho procesu
2.1 Tekutosť termoplastov možno vo všeobecnosti analyzovať zo série indexov, ako je molekulová hmotnosť, index toku taveniny, dĺžka toku Archimedovej špirály, zdanlivá viskozita a pomer toku (dĺžka toku/hrúbka steny plastovej časti). S nízkou molekulovou hmotnosťou, širokou distribúciou molekulovej hmotnosti, zlou pravidelnosťou molekulárnej štruktúry, vysokým indexom toku taveniny, dlhou dĺžkou špirálového toku, nízkou zdanlivou viskozitou a veľkým pomerom toku je tekutosť dobrá. V prípade plastov s rovnakým názvom produktu je potrebné skontrolovať pokyny, aby sa zistilo, či je tekutosť vhodná na vstrekovanie. Podľa požiadaviek na dizajn formy možno tekutosť bežne používaných plastov rozdeliť do troch kategórií:
① Dobrá tekutosť PA, PE, PS, PP, CA, poly (4) metylén;
② Polystyrénové živice so strednou tekutosťou (ako ABS, AS), PMMA, POM, polyfenylénéter;
③ Slabá tekutosť PC, tvrdé PVC, polyfenylénéter, polysulfón, polyarylsulfón, fluoroplasty.
2.2 Tekutosť plastov v rôznych vertikálnych vstrekovacích lisoch sa tiež mení v dôsledku rôznych faktorov formovania a hlavné ovplyvňujúce faktory sú tieto:
① Keď je teplota materiálu vysoká, tekutosť sa zvyšuje, ale rôzne plasty majú tiež rozdiely. Tekutosť plastov, ako sú PS (najmä tie s vysokou rázovou húževnatosťou a hodnotou MFR), PP, PA, PMMA, modifikovaný polystyrén (ako ABS, AS), PC, CA atď. sa značne líši v závislosti od teploty. Pre PE a POM má zvýšenie alebo zníženie teploty malý vplyv na ich tekutosť. Takže prvý by mal upraviť teplotu na kontrolu tekutosti počas formovania.
② Keď sa vstrekovací tlak tlakového vertikálneho vstrekovacieho stroja zvýši, roztavený materiál je vystavený väčšej šmykovej sile a zvyšuje sa aj tekutosť, najmä PE a POM sú citlivejšie. Preto je vhodné upraviť vstrekovací tlak počas lisovania, aby sa kontrolovala tekutosť.
③ Forma, veľkosť, usporiadanie, dizajn chladiaceho systému a prietokový odpor roztaveného materiálu (ako je hladkosť povrchu, hrúbka prierezu kanála materiálu, tvar dutiny, výfukový systém) priamočiaro lejacieho systému vertikálneho vstrekovacieho stroja ovplyvňujú skutočný tok roztaveného materiálu v dutine. Tie faktory, ktoré podporujú zníženie teploty a zvyšujú prietokový odpor roztaveného materiálu, znížia jeho prietokový odpor. Pri navrhovaní formy by sa mala zvoliť primeraná štruktúra na základe tekutosti použitého plastu. Počas formovania je možné riadiť aj faktory, ako je teplota materiálu, teplota formy, vstrekovací tlak a rýchlosť vstrekovania, aby sa vhodne upravila situácia plnenia tak, aby vyhovovala potrebám formovania.
3, Vertikálny vstrekovací stroj, kryštalinita procesu vstrekovania
Termoplasty možno rozdeliť do dvoch kategórií: kryštalické plasty a amorfné (tiež známe ako amorfné) plasty na základe ich absencie kryštalizácie počas kondenzácie.
Takzvaný fenomén kryštalizácie sa týka javu, keď sa molekuly plastov pohybujú nezávisle a sú úplne v neusporiadanom stave z roztaveného stavu do stavu kondenzácie, čo vedie k tomu, že molekuly zastavujú voľný pohyb a sledujú mierne fixovanú polohu s tendenciou usporiadať sa. molekuly do pravidelného modelu.
Vzhľadový štandard na rozlíšenie týchto dvoch typov plastov závisí od priehľadnosti hrubostenných plastových dielov. Vo všeobecnosti sú kryštalické materiály nepriehľadné alebo polopriehľadné (ako je POM), zatiaľ čo amorfné materiály sú priehľadné (ako je PMMA). Existujú však aj výnimky, ako napríklad poly(4)metylén, čo je kryštalický plast, ale má vysokú priehľadnosť, a ABS, čo je amorfný materiál, ale nie je priehľadný.
Pri navrhovaní foriem a výbere vstrekovacích lisov je potrebné venovať pozornosť nasledujúcim požiadavkám a opatreniam pre kryštalické plasty:
① Množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty materiálu na tvarovaciu teplotu vyžaduje použitie zariadenia s vysokou plastifikačnou kapacitou.
② Počas chladenia a recyklácie sa uvoľňuje veľké množstvo tepla a je potrebné dostatočné chladenie.
③ Rozdiel v špecifickej hmotnosti medzi roztaveným a pevným stavom je veľký, čo vedie k veľkému zmršťovaniu formovania a náchylnosti na zmršťovanie a pórovitosť.
④ Rýchle chladenie, nízka kryštalinita, malé zmrštenie a vysoká priehľadnosť. Kryštalinita súvisí s hrúbkou steny plastových dielov, čo vedie k pomalému chladeniu, vysokej kryštalinite, veľkému zmršťovaniu a dobrým fyzikálnym vlastnostiam. Preto musí byť teplota formy riadená podľa požiadaviek na kryštalické materiály.
⑤ Významná anizotropia a vysoké vnútorné napätie. Molekuly, ktoré po vybratí z formy nevykryštalizovali, majú tendenciu pokračovať v kryštalizácii, zostávajú v stave energetickej nerovnováhy a sú náchylné na deformáciu a deformáciu.
⑥ Rozsah kryštalizačných teplôt je úzky a je ľahké vstreknúť neroztopený materiál do formy alebo zablokovať prívodný port.
4, Vertikálny vstrekovací stroj vstrekovací proces pre termosenzitívne plasty a ľahko hydrolyzovateľné plasty
4.1 Tepelná citlivosť sa vzťahuje na tendenciu určitých plastov meniť farbu, degradovať a rozkladať sa so zvyšovaním teploty materiálu v dôsledku ich citlivosti na teplo, predĺženého času ohrevu pri vysokých teplotách alebo malého prierezu plniaceho otvoru a vysokého strihu. akcie. Plasty s touto charakteristikou sa nazývajú termosenzitívne plasty. Ako tvrdé PVC, polyvinylidénchlorid, kopolymér vinylacetátu, POM, polytetrafluórchlóretylén atď. Plasty citlivé na teplo produkujú vedľajšie produkty, ako sú monoméry, plyny a tuhé látky počas rozkladu, najmä niektoré rozkladné plyny, ktoré majú dráždivé, korozívne alebo toxické účinky na ľudské telo, vybavenie a formy. Preto by sa mala venovať pozornosť dizajnu foriem, výberu vstrekovacích lisov a lisovania. Mal by sa použiť závitovkový vstrekovací stroj a prierez odlievacieho systému by mal byť veľký. Forma a valec materiálu by mali byť pochrómované a nemali by existovať žiadne rohové oneskorenia. Teplota tvarovania musí byť prísne kontrolovaná a do plastu sa musia pridať stabilizátory, aby sa oslabila jeho tepelná citlivosť.
4.2 Niektoré plasty (napríklad PC), aj keď obsahujú malé množstvo vody, sa pri vysokej teplote a tlaku rozložia. Táto vlastnosť sa nazýva hydrofilnosť a musí sa predhriať a vysušiť.
5, Vertikálny vstrekovací stroj, proces vstrekovania, praskanie pod napätím a lom taveniny
5.1 Niektoré plasty sú citlivé na napätie a sú náchylné na vnútorné napätie a praskanie počas lisovania. Plastové diely môžu pod vplyvom vonkajších síl alebo rozpúšťadiel prasknúť. Preto by sa okrem pridávania prísad na zlepšenie odolnosti surovín voči praskaniu mala venovať pozornosť suchosti a rozumnému výberu podmienok tvarovania, aby sa znížilo vnútorné napätie a zvýšila odolnosť voči praskaniu. Mal by sa zvoliť primeraný plastický tvar a nemali by sa robiť opatrenia, ako je nastavenie vložených častí, aby sa čo najviac minimalizovala koncentrácia napätia. Pri navrhovaní formy by sa mal zväčšiť uhol odformovania a mali by sa zvoliť primerané plniace otvory a vyhadzovacie mechanizmy. Počas tvarovania by sa teplota materiálu, teplota formy, tlak vstrekovania a čas chladenia mali vhodne upraviť, aby sa predišlo vybratiu z formy, keď je plastový diel príliš studený a krehký. Po vylisovaní by mal plastový diel prejsť aj dodatočnou úpravou, aby sa zlepšila jeho odolnosť proti praskaniu, eliminovalo sa vnútorné napätie a zabránilo sa kontaktu s rozpúšťadlami.
5.2 Keď tavenina polyméru s určitým prietokom taveniny prechádza otvorom dýzy pri konštantnej teplote a jej prietok prekročí určitú hodnotu, na povrchu taveniny vznikajú zjavné priečne trhliny, ktoré sa nazývajú lom taveniny a môžu poškodiť vzhľad a fyzikálne vlastnosti plastového dielu. Preto pri výbere polymérov s vysokými rýchlosťami toku taveniny je potrebné zväčšiť prierez dýz, bežcov a prívodných otvorov, znížiť rýchlosť vstrekovania a zvýšiť teplotu materiálu.
6, tepelný výkon a rýchlosť chladenia procesu vstrekovania vertikálneho vstrekovacieho stroja
6.1 Vertikálne vstrekovacie stroje majú rôzne tepelné vlastnosti, ako je špecifické teplo, tepelná vodivosť a teplota tepelnej deformácie pre rôzne plasty. Pri plastifikácii vysokým špecifickým teplom je potrebné vysoké teplo a mal by sa zvoliť vstrekovací stroj s vysokou plastifikačnou kapacitou. Doba ochladzovania plastov s vysokou teplotou tepelnej deformácie môže byť krátka a môže byť vybratá skôr, ale po vybratí z formy by sa malo zabrániť deformácii ochladzovaním. Plasty s nízkou tepelnou vodivosťou majú pomalú rýchlosť chladenia (ako napríklad iónové polyméry, ktoré sú extrémne pomalé), preto je potrebné dostatočné chladenie na zvýšenie chladiaceho účinku formy. Horúce vtokové formy sú vhodné pre plasty s nízkym špecifickým teplom a vysokou tepelnou vodivosťou. Plasty s vysokým špecifickým teplom, nízkou tepelnou vodivosťou, nízkou teplotou tepelnej deformácie a nízkou rýchlosťou chladenia neprispievajú k vysokorýchlostnému lisovaniu. Je potrebné zvoliť vhodné vstrekovacie stroje a posilniť chladenie formy.
6.2 Vertikálny vstrekovací stroj: Rôzne plasty si musia udržiavať primeranú rýchlosť chladenia podľa ich typov, charakteristík a tvarov. Takže forma vertikálneho vstrekovacieho lisu musí byť vybavená vykurovacími a chladiacimi systémami podľa požiadaviek na tvarovanie, aby sa udržala určitá teplota formy. Keď teplota materiálu zvýši teplotu formy, mala by sa ochladiť, aby sa zabránilo deformácii plastovej časti po demontáži, skrátil sa cyklus tvarovania a znížila kryštalinita. Ak zvyškové teplo plastu nestačí na udržanie určitej teploty vo forme, mal by byť nainštalovaný vykurovací systém, ktorý formu udrží na určitej teplote, aby bolo možné kontrolovať rýchlosť chladenia, zabezpečiť tekutosť, zlepšiť podmienky plnenia alebo kontrolovať pomalé ochladzovanie plastových dielov, zabraňuje nerovnomernému vnútornému a vonkajšiemu ochladzovaniu hrubostenných plastových dielov a zvyšuje kryštalinitu. Pre materiály s dobrou tekutosťou, veľkou tvarovacou plochou a nerovnomernou teplotou materiálu je niekedy potrebné použiť ohrev alebo chladenie striedavo alebo lokálne podľa situácie lisovania plastového dielu. Na tento účel by mala byť forma vybavená zodpovedajúcimi chladiacimi alebo vykurovacími systémami.
7, Absorpcia vlhkosti procesu vstrekovania vertikálneho vstrekovacieho stroja
Vďaka rôznym prísadám v plastoch majú rôzne stupne afinity k vode, takže plasty možno zhruba rozdeliť na dva typy: hygroskopické, priľnavé a neabsorbujúce. Obsah vody v materiáloch musí byť kontrolovaný v rámci povoleného rozsahu, inak sa voda stane plynom alebo dôjde k hydrolýze pri vysokej teplote a tlaku, čo bude mať za následok penenie živice, zníženú tekutosť a zlý vzhľad a mechanické vlastnosti. Preto sa hygroskopické plasty musia predhrievať pomocou vhodných metód ohrevu a špecifikácií, ako je potrebné, aby sa zabránilo ďalšej absorpcii vlhkosti počas používania.