Formsprutning, även känd som formsprutning, är en formningsmetod som kombinerar formsprutning och formning. Fördelarna med formsprutningsmetoden är snabb produktionshastighet och hög effektivitet, operationen kan automatiseras, det finns många mönster och färger, formerna kan vara från enkla till komplexa, och storlekarna kan vara från stora till små, och produkten dimensionerna är korrekta, produkterna är lätta att byta ut och kan göras till komplexa former. Delar, formsprutning är lämplig för massproduktion och komplexa produkter och andra gjutningsområden.
Vid en viss temperatur omrörs ett helt smält plastmaterial med en skruv, sprutas in i formhåligheten med högt tryck och kyls och stelnar för att erhålla en formgjuten produkt. Denna metod är lämplig för massproduktion av komponenter med komplexa former och är en av de viktiga bearbetningsmetoderna.
- Grundläggande information om formsprutning
- Historia
- Formsprutningsprocess
- Tryckkontroll
- Insprutningstryck
- Parameter
- Grundläggande information om formsprutning
Formsprutningsprocessen kan grovt delas in i följande 6 steg:
Formklämning, liminsprutning, tryckhållning, kylning, formöppning ochborttagning av produkten.
Genom att upprepa ovanstående process kan produkterna produceras periodiskt i omgångar. Formning av härdplast och gummi innebär också samma process, men trumtemperaturen är lägre än för termoplaster och insprutningstrycket är högre. Formen värms upp. Efter att materialet har injicerats måste det genomgå en härdnings- eller vulkaniseringsprocess i formen och sedan avfilmas medan det är varmt.
Trenden med dagens processteknik utvecklas i riktning mot högteknologi. Dessa teknologier inkluderar: mikroformsprutning, högfylld kompositformsprutning, vattenassisterad formsprutning, blandad användning av olika speciella formsprutningsprocesser, skumformsprutning, formteknik, simuleringsteknik, etc.
1868 utvecklade Hyatt ett plastmaterial som han kallade celluloid. Celluloid uppfanns 1851 av Alexander Parks. Hyatt förbättrar den så att den kan bearbetas till färdiga former. Hyatt och hans bror Isaiah registrerade patentet för den första kolvinsprutningsmaskinen 1872. Denna maskin är relativt enklare än de som användes på 1900-talet. Den fungerar i princip som en gigantisk injektionsnål. Denna gigantiska nål (diffusionsfat) sprutar in plast i formen genom en uppvärmd cylinder.
Under 1940-talet skapade andra världskriget en enorm efterfrågan på billiga, massproducerade produkter. , lågpris, massproducerade produkter.
År 1946 byggde den amerikanske uppfinnaren James Watson Hendry den första formsprutningsmaskinen, som möjliggjorde mer exakt kontroll av insprutningshastigheten och kvaliteten på tillverkade föremål. Denna maskin möjliggör också materialblandning före injektion, så att färgad eller återvunnen plast kan blandas in i jungfruligt material. 1951 utvecklade USA den första skruvinsprutningsmaskinen. Den ansökte inte om något patent, och den här enheten används fortfarande.
På 1970-talet fortsatte Hendry med att utveckla den första gasassisterade formsprutningsprocessen och tillät tillverkning av komplexa, ihåliga produkter som kyldes snabbt. Detta ökar avsevärt designflexibiliteten såväl som styrkan och ändpunkterna hos tillverkade delar samtidigt som produktionstid, kostnad, vikt och avfall minskar.
temperaturkontroll
- Fattemperatur: De temperaturer som behöver kontrolleras under formsprutningsprocessen inkluderar fattemperatur, munstyckstemperatur och formtemperatur etc. De två första temperaturerna påverkar huvudsakligen plasticeringen och flödet av plast, medan den senare temperaturen främst påverkar flödet och kylningen av plast. Varje plast har olika framledningstemperatur. Samma plast har olika flödestemperaturer och nedbrytningstemperaturer på grund av olika källor eller kvaliteter. Detta beror på olika medelmolekylvikter och molekylviktsfördelningar. Plast i olika typer av formsprutning har olika framledningstemperaturer och sönderdelningstemperaturer. Mjukningsprocessen i maskinen är också annorlunda, så temperaturen på fatet är också annorlunda.
- Munstyckstemperatur: Munstyckstemperaturen är vanligtvis något lägre än cylinderns maximala temperatur. Detta för att förhindra den "salivation" som kan uppstå i det raka genomgående munstycket. Munstyckstemperaturen kan inte vara för låg, annars kommer det att orsaka för tidig stelning av det smälta materialet och blockera munstycket, eller så kommer det för tidigt stelnade materialet att injiceras i formhåligheten och påverka produktens prestanda.
- Formtemperatur: Mögeltemperatur har stor inverkan på produktens inneboende prestanda och uppenbara kvalitet. Formtemperaturen beror på plastens kristallinitet, produktens storlek och struktur, prestandakrav och andra processförhållanden (smälttemperatur, insprutningshastighet och tryck, formningscykel, etc.).
Tryckkontroll
Trycket under formsprutningsprocessen inkluderar mjukningstryck och formsprutningstryck, och påverkar direkt plasticeringen av plast och produktkvalitet.
- Mjukgörande tryck: (mottryck) När man använder en skruvinsprutningsmaskin kallas det tryck som utövas av smältan i toppen av skruven när skruven roterar och drar sig tillbaka som mjukgörande tryck, även känt som mottryck. Storleken på detta tryck kan justeras genom övertrycksventilen i hydraulsystemet. Vid injektion måste storleken på mjukgöringstrycket ändras beroende på skruvdesign, produktkvalitetskrav och typ av plast. Om dessa förhållanden och skruvhastigheten förblir oförändrade, kommer ökning av mjukningstrycket att stärka skjuvningen. Effekten är att temperaturen på smältan höjs, men det kommer att minska effektiviteten av plasticeringen, öka motflödet och läckaget och öka drivkraften.
Dessutom kan en ökning av mjukningstrycket ofta göra smältans temperatur enhetlig, färgmaterialen kan blandas jämnt och gasen i smältan kan släppas ut. I allmänna operationer bör mjukningstrycket bestämmas så lågt som möjligt samtidigt som man säkerställer utmärkt produktkvalitet. Det specifika värdet varierar med vilken typ av plast som används, men det överstiger vanligtvis sällan 20 kg/cm2.
Insprutningstryck: I nuvarande produktion är injektionstrycket för nästan alla injektionsmaskiner baserat på trycket från kolven eller toppen av skruven mot plasten.
Det applicerade trycket (omräknat från oljeledningstrycket) ska råda. Injektionstryckets roll vid formsprutning är att övervinna plastens flödesmotstånd från cylindern till kaviteten, ge det smälta materialet en fyllnadshastighet och kompaktera det smälta materialet.
- Formningscykel
Den tid som krävs för att slutföra en formsprutningsprocess kallas formningscykeln, även känd som formningscykeln. Den innehåller faktiskt följande delar: Formningscykel: Formningscykeln påverkar direkt arbetsproduktiviteten och utrustningsutnyttjandet. Därför bör de relevanta tiderna i formningscykeln under tillverkningsprocessen förkortas så mycket som möjligt samtidigt som kvaliteten säkerställs. I hela formningscykeln är insprutningstid och kylningstid de viktigaste, och de har en avgörande inverkan på produktens kvalitet. Fyllningstiden i insprutningstiden är direkt omvänt proportionell mot fyllningshastigheten. Påfyllningstiden i produktionen är i allmänhet cirka 3-5 sekunder. Hålltiden i injektionstiden är trycktiden på plasten i kaviteten, som står för en stor del av hela injektionstiden, vanligtvis cirka 20-120 sekunder (upp till 5-10 minuter för extra tjocklek delar). Hålltiden innan smältan fryses vid porten kommer att ha en inverkan på produktens dimensionella noggrannhet. Om det är senare kommer det inte att påverka. Hålltiden har också ett bästa värde, vilket är känt för att bero på materialtemperaturen, formtemperaturen och storleken på huvudkanalen och grinden. Om dimensionerna på huvudkanalen och grinden och processförhållandena är normala, används vanligtvis tryckvärdet med det minsta fluktuationsområdet för produktens krymphastighet. Kylningstiden beror huvudsakligen på produktens tjocklek, plastens termiska och kristallisationsegenskaper och formtemperaturen. Slutpunkten för kyltiden bör baseras på principen att säkerställa att inga förändringar orsakas när produkten tas ur formen. Kylningstiden är vanligtvis mellan 30 och 120 sekunder. Det är inte nödvändigt att kyltiden är för lång. Det kommer inte bara att minska produktionseffektiviteten, utan också påverka kvaliteten på komplexa delar. Det kommer att förorsaka svårigheter att ta bort formen, och till och med uttagningsstress kommer att uppstå vid forcerad formurtagning. Andra tider i formningscykeln är relaterade till om produktionsprocessen är kontinuerlig och automatiserad samt graden av kontinuitet och automatisering.
- Insprutningstryck
Formsprutningstrycket tillhandahålls av det hydrauliska systemet i formsprutningssystemet. Hydraulcylinderns tryck överförs till plastsmältan genom formsprutningsmaskinens skruv. Drivs av trycket kommer plastsmältan in i den vertikala flödeskanalen (även huvudflödeskanalen för vissa formar), huvudflödeskanalen och shuntflödet av formen genom munstycket på formsprutningsmaskinen. kanal och går in i formhåligheten genom porten. Denna process är formsprutningsprocessen, eller kallad fyllningsprocessen. Förekomsten av tryck är att övervinna motståndet under smältflödesprocessen, eller omvänt måste motståndet som existerar under flödesprocessen kompenseras av trycket från formsprutningsmaskinen för att säkerställa att fyllningsprocessen fortskrider smidigt.
Under formsprutningsprocessen är trycket vid munstycket på formsprutningsmaskinen det högsta för att övervinna smältans flödesmotstånd under hela processen. Därefter minskar trycket gradvis längs flödeslängden mot den främre vågfronten av smältan. Om avgaserna inuti formhåligheten är bra är sluttrycket vid smältans främre ände atmosfärstryck.
Det finns många faktorer som påverkar smältfyllningstrycket, vilket kan sammanfattas i tre kategorier: (1) materialfaktorer, såsom plastens typ och viskositet, etc.; (2) strukturella faktorer, såsom typ, antal och placering av hällsystemet, formen på formhåligheten och produktens kvalitet. Tjocklek, etc.; (3) Processfaktorer för formning.
2.Formsprutningstid
Formsprutningstiden som nämns här avser den tid som krävs för plastsmältan att fylla håligheten, exklusive hjälptid såsom formöppning och stängning. Även om insprutningstiden är mycket kort och har liten inverkan på formningscykeln, har justeringen av insprutningstiden stor effekt på tryckkontrollen av grinden, löparen och kaviteten. Rimlig formsprutningstid hjälper smältan att fyllas på ett idealiskt sätt, och är av stor betydelse för att förbättra ytkvaliteten på produkten och minska dimensionstoleranserna.
Formsprutningstiden är mycket lägre än kylningstiden, cirka 1/10 till 1/15 av kylningstiden. Denna regel kan användas som grund för att förutsäga hela formningstiden för plastdelar. När man gör formflödesanalys, endast när smältan är helt driven av skruvrotation för att fylla kaviteten, kommer injektionstiden i analysresultaten att vara lika med injektionstiden som ställts in under processförhållandena. Om skruvtrycksväxlingen sker innan kaviteten är fylld, blir analysresultaten större än inställningen av processförhållandena.
3. Formsprutningstemperatur
Formsprutningstemperaturen är en viktig faktor som påverkar formsprutningstrycket. Formsprutningsmaskinens cylinder har 5 till 6 uppvärmningssektioner, och varje råmaterial har sin egen lämpliga bearbetningstemperatur (för detaljerade bearbetningstemperaturer, se data från materialleverantören). Formsprutningstemperaturen måste kontrolleras inom ett visst intervall. Om temperaturen är för låg kommer smältan att bli dåligt mjukad, vilket påverkar kvaliteten på de gjutna delarna och ökar processens svårighet; om temperaturen är för hög kommer råvarorna lätt att sönderfalla. I själva formsprutningsprocessen är injektionstemperaturen ofta högre än cylindertemperaturen. Det högre värdet är relaterat till injektionshastigheten och materialegenskaperna och kan nå upp till 30 grader. Detta beror på det faktum att det smälta materialet klipps av när det passerar genom injektionsporten och genererar hög värme. Det finns två sätt att kompensera för denna skillnad när man gör mögelflödesanalys. Den ena är att försöka mäta temperaturen på det smälta materialet när det sprutas in i luften, och det andra är att ta med munstycket vid modellering.
4. Hålla tryck och tid
Nära slutet av formsprutningsprocessen slutar skruven att rotera och trycker bara framåt. Vid denna tidpunkt går formsprutningen in i tryckhållningssteget. Under tryckhållningsprocessen fyller munstycket på formsprutningsmaskinen kontinuerligt på material i hålrummet för att fylla volymen som lämnats på grund av delens krympning. Om inget tryck upprätthålls efter att kaviteten har fyllts, kommer delen att krympa med cirka 25 %, särskilt revbenen som kommer att krympa för mycket och orsaka krympmärken. Hålltrycket är i allmänhet cirka 85 % av det maximala fyllningstrycket, vilket givetvis bör bestämmas utifrån den faktiska situationen.
5. Mottryck
Mottryck avser det tryck som måste övervinnas när skruven vänder och drar sig tillbaka för att lagra material. Att använda högt mottryck är fördelaktigt för spridningen av färgmaterial och smältning av plast, men det förlänger också skruvens indragningstid, minskar längden på plastfibrer och ökar trycket i formsprutningsmaskinen. Därför bör mottrycket vara lägre, i allmänhet inte mer än det för formsprutning. 20% av trycket. Vid insprutning av skumplast bör mottrycket vara högre än trycket som bildas av gasen, annars kommer skruven att tryckas ut ur pipan. Vissa formsprutningsmaskiner kan programmera mottryck för att kompensera för minskningen av skruvlängden under smältning, vilket minskar värmetillförseln och gör att temperaturen sjunker. Men eftersom resultaten av denna förändring är svåra att uppskatta är det inte lätt att göra motsvarande justeringar av maskinen.
