Ako realizovať tenkostenné vstrekovanie s tradičným zariadením?

V procese vstrekovania plastov je hrúbka steny dielu veľmi kritickým parametrom. Tenkostenné diely na vstrekovanie majú mnoho výhod, ako je zníženie hmotnosti dielov, rozsah výroby, náklady na materiál a cyklus formovania. Nie je však nákladovo efektívne používať drahé vysokorýchlostné vstrekovacie stroje na výrobu tenkostenných výrobkov.
Či už je tradičný vstrekovací stroj kompetentný alebo nie, analyzujme tento problém:
Najprv musíme pochopiť, čo je tenkostenné vstrekovanie. Vo všeobecnosti sa pod tenkostenným vstrekovaním rozumie diel na vstrekovanie s povrchom 50 štvorcových centimetrov a hrúbkou steny 1 mm. Túto úroveň vstrekovania možno nazvať tenkostenné vstrekovanie.
Tradičný vstrekovací stroj však nemôže spĺňať požiadavky na tenkostenné vstrekovanie. Ako príklad si vezmite tradičný vstrekovací stroj na výrobu dielov s hrúbkou steny 3 mm: keď predná časť roztaveného termoplastu preteká dutinou formy, bude v kontakte s jadrom alebo vnútornou stenou dutiny formy s nižšou teplotou a tvarom. stuhnutú tenkú šupku. Tento druh predčasne stuhnutej kože tvorí asi 20 percent celkovej hrúbky steny.
Vnútri tejto vrstvy kože vstrekovaný roztavený materiál stále prúdi dopredu. Je zrejmé, že ak sa hrúbka steny dielu zmenší na tenkú stenu, zrýchli sa aj rýchlosť jeho ochladzovania, čo má za následok zvýšenie podielu stuhnutej kože na celej hrúbke steny, teda jej následné roztavené jadro. zatekanie do dutiny formy sa zníži. Naopak, skracuje sa časový interval na kondenzáciu dielov. To všetko sťažuje nepretržitý tok materiálov, čo sťažuje súčiastky dosiahnuť požiadavky na plnenie pred kondenzáciou.
Na prekonanie ťažkostí s plnením tenkostenného vstrekovania je zvyčajne potrebná špeciálna konštrukcia alebo úprava vstrekovacieho stroja, ako je použitie viackanálových vstrekovacích portov, aplikácia vstrekovacieho tlaku až do 241 Pa a rýchlosť vstrekovania. 1000 MM/S. Tieto praktiky však budú stáť nemalé peniaze.
Môžeme teda ovládať niektoré parametre procesu na tradičnom nemodifikovanom štandardnom vstrekovacom stroji, aby sme splnili požiadavky na tenkostenné vstrekovanie?
Odpoveď je áno. Bolo hlásené, že niekto urobil tento experiment na tradičnom vstrekovacom stroji s maximálnou upínacou silou 90 hektárov a maximálnym vstrekovacím objemom 170 g: forma s vejárovitou vstrekovacou vložkou, vstrekovacím portom a dutinou bola umiestnená na tento stroj. Pomer dĺžky k hrúbke vložky je 140:1 a hrúbka dutiny je 1 mm. Použité plasty sú Lexan SP7602 a Magnum 9015.
Hmotnosť časti výrobku je jedinou variabilnou výstupnou hodnotou. Za rovnakých podmienok dutiny formy je zmena hmotnosti dielu zjavne úzko spojená so stupňom naplnenia dutiny formy roztaveným materiálom počas procesu vstrekovania. Hovorí sa, že spoľahlivosť výsledkov analýzy zmeny hmotnosti dielov môže byť až 95 percent. Preto je tento experiment založený na vzťahu medzi parametrami procesu a hmotnosťou dielov. Z tohto dôvodu je v dutine formy špeciálne inštalovaných päť meničov tlaku a teploty. Systém kontroly údajov sleduje krivku tlaku a teploty v dutine.
Experiment využíva dizajn polovičného zlomkového faktora na štúdium teploty dýzy, teploty formy, času chladenia, rýchlosti vstrekovania a udržiavacieho tlaku bielenia. Hovorí sa, že týchto päť parametrov môže ovplyvniť hmotnosť dielov. Na stanovenie týchto parametrov na určenie ich vplyvu na hmotnosť dielov sa na vstrekovanie používajú rôzne kombinácie vysokých a nízkych hodnôt.
Boli testované PC a ABS. Experimentálne podmienky sú: príslušná teplota tavenia, štandardná teplota formy a hmotnosť dielu, štandardná pevnosť v ťahu dielu a maximálna povolená rýchlosť vstrekovania. Okrem toho je možné stanoviť relatívnu viskozitu oboch materiálov pri rôznych šmykových rýchlostiach.
Experimentálne výsledky sú nasledovné:
1. Keď teplota tavenia materiálu ABS stúpne z 260 stupňov na 280 stupňov, hmotnosť jeho častí sa zvýši zo 6,6 g na 7,4 g, teda o 12 percent.
2. V prípade PC materiálov, keď sa teplota topenia zvýši z 290 stupňov na 300 stupňov, hmotnosť dielov sa zvýši zo 7,3 g na 8,9 g, čo je 22 percent
3. Keď teplota formy stúpne z 80 stupňov na 90 stupňov, zvyšuje sa hmotnosť dielov vyrobených z PC a ABS, ale PC je citlivejšie. Hmotnosť dielov vyrobených z posledne menovaného sa môže zvýšiť z 8,4 g na 8,8 g, čo predstavuje nárast o 4,8 percenta.
4. Zmeny teploty tavenia a teploty formy budú viesť k zmenám pevnosti dielov v ťahu. Zvýšenie teploty tavenia však zníži pevnosť, zatiaľ čo zvýšenie teploty formy zvýši pevnosť.
5. Skrátenie doby chladenia a zvýšenie rýchlosti vstrekovania zvýši hmotnosť PC dielov, pričom ABS materiály nie sú ovplyvnené týmito dvoma parametrami.
Analýza výsledkov:
Pre PC materiály sú kľúčovými parametrami, ktoré ovplyvňujú hmotnosť dielov, teplota topenia, teplota formy, čas chladenia a rýchlosť vstrekovania; Pre ABS sú parametrami, ktoré ovplyvňujú hmotnosť jeho častí, iba teplota topenia a teplota formy.
Zvýšenie teploty tavenia spôsobí, že materiál bude mať vyššiu tepelnú energiu a nižšiu viskozitu, vďaka čomu bude roztavený materiál ľahšie prúdiť, vytvorí sa väčšia dĺžka streamera a dutina sa vyplní hladšie. Ak je však teplota topenia príliš vysoká, materiál sa znehodnotí a znehodnotí. Preto je možné tento parameter použiť len na zabezpečenie vyplnenia dutiny v rámci hornej hranice povolenej materiálom.
Zvýšenie teploty formy zníži kondenzačnú vrstvu materiálu v dutine formy a uľahčí tok roztaveného materiálu v dutine formy, aby sa dosiahla väčšia hmotnosť dielu a lepšia kvalita povrchu.
Kratší čas chladenia môže spôsobiť, že roztavený materiál zostane v nádobe kratší a zníži sa možnosť degradácie. Predpokladá sa, že zníženie hrúbky steny o 50 percent povedie k 4-násobnému skráteniu času chladenia. Okrem toho čas chladenia tvorí asi 70 percent cyklu tvárnenia a jeho skrátenie znamená zlepšenie efektívnosti výroby.
Vstrekovací objem stroja by mal byť čo najvyšší. To tiež pomáha skrátiť čas zotrvania roztavených materiálov v nádobe. Zvýšenie rýchlosti vstrekovania tiež zníži relatívnu viskozitu roztaveného materiálu, ktorá je výsledkom vplyvu pseudoplastu, keď sa strih stane tenším. Súčasne k tomuto šmykovému ohrevu dôjde len za menej ako sekundu, čo je nevýznamné pre spôsobenie zjavnej degradácie.
Zvýšenie rýchlosti vstrekovania zníži viskozitu PC materiálu a zvýši hmotnosť dielov, ale je to oveľa menšie ako pri dieloch s vyššou teplotou tavenia. Pretože však môže tiež spôsobiť, že materiál bude odolnejší voči degradácii, je vhodné zlepšiť rýchlosť vstrekovania.
Zmena rýchlosti vstrekovania nemá takmer žiadny vplyv na materiál ABS, pretože jeho relatívna viskozita sa v súčasnosti výrazne neznížila.
Zmenou niektorých parametrov procesu v podmienkach tradičného vstrekovacieho stroja sa zvýšila hmotnosť dielov.
Tento výsledok v skutočnosti odráža zvýšenie schopnosti plastu vyplniť 1 mm dutinu v roztavenom stave, čo má zlepšiť schopnosť tvárnenia tenkej steny.
Podľa experimentálnych výsledkov je možné spracovať aj tenkostenné diely na tradičných vstrekovacích lisoch. Počas prevádzky je možné rýchlosť vstrekovania nastaviť na maximálnu povolenú hornú hranicu. Na tomto základe môžu byť tieto dva parametre čo najviac vylepšené podľa maximálnej hranice teploty topenia a normy maximálnej teploty formy odporúčanej materiálom. Toto je hlavné protiopatrenie na dosiahnutie vysokokvalitného vstrekovania tenkostenných foriem s lacným výberom na tradičných vstrekovacích lisoch.