Ruiskuvaluprosessin elementtien analyysi pystyruiskuvalukoneille

1, pystysuora ruiskuvalukone ruiskuvaluprosessin kutistumisnopeus
Kutistumisen muodot ja laskelmat kestomuovimateriaalien muovauksen aikana pystyruiskuvalukoneissa ovat edellä mainitut. Tekijät, jotka vaikuttavat kutistumiseen termoplastisten materiaalien muovauksen aikana pystyruiskuvalukoneissa ovat seuraavat:
1.1 Pystyruiskuvalukoneen muovilajikkeet: Kestomuovien muovausprosessin aikana kiteytymisen aiheuttamien tilavuusmuutosten, voimakkaan sisäisen jännityksen, muoviin jäätyneen suuren jäännösjännityksen ja vahvan molekyylisuuntauksen vuoksi lämpökovettuviin muoveihin verrattuna kutistumisnopeus on suurempi, laajalla alueella ja selvällä suuntauksella. Lisäksi kutistumisnopeus muovauksen, hehkutuksen tai kosteudensäätökäsittelyn jälkeen on yleensä suurempi kuin lämpökovettuvilla muoveilla.
Pystysuora ruiskuvalukone
1.2 Pystyruiskupuristuskoneen ominaisuudet Muoviosia muovattaessa sula materiaali jäähtyy välittömästi muodostaen pienitiheyksisen kiinteän kuoren joutuessaan kosketuksiin muottipesän pinnan kanssa. Muovin huonosta lämmönjohtavuudesta johtuen muoviosan sisäkerros jäähtyy hitaasti ja muodostaa tiheästi kiinteän kerroksen, jossa on suuri kutistuminen. Joten ne, joilla on paksut seinät, hidas jäähtyminen ja paksut tiheät kerrokset, taipumus kutistua enemmän. Lisäksi sisäosien olemassaolo tai puuttuminen sekä välien asettelu ja määrä vaikuttavat suoraan materiaalin virtauksen suuntaan, tiheyteen ja kutistumiskestävyyteen, joten muoviosien ominaisuuksilla on suurempi vaikutus kutistumisen kokoon ja suuntaan.
1.3 Pystysuoran ruiskuvalukoneen syöttöaukon muoto, koko ja jakautuminen vaikuttavat suoraan materiaalin virtaussuuntaan, tiheyden jakautumiseen, paineen ylläpitämiseen ja syöttövaikutukseen sekä muovausaikaan. Suorasyöttöaukon ja syöttöaukon suuren poikkileikkauksen (erityisesti paksumman poikkileikkauksen omaavat) kutistuminen on pienempi, mutta suuntaavuus suurempi, kun taas syöttöaukon leveys ja pituus lyhyemmät suuntaavuus on pienempi. Ne, jotka ovat lähellä syöttöaukkoa tai samansuuntaisia ​​materiaalin virtaussuunnan kanssa, kutistuvat enemmän.
1.4 Muovausolosuhteet: Korkea muotin lämpötila, sulan materiaalin hidas jäähtyminen, suuri tiheys ja suuri kutistuminen, erityisesti kiteisille materiaaleille korkean kiteisyyden ja suurien tilavuusmuutosten vuoksi, mikä johtaa suurempaan kutistumiseen. Muotin lämpötilan jakautuminen liittyy myös muoviosien sisäiseen ja ulkoiseen jäähdytykseen ja tiheyden tasaisuuteen, mikä vaikuttaa suoraan kunkin osan kutistumisen kokoon ja suuntautumiseen. Lisäksi paineen ja ajan ylläpitämisellä on myös merkittävä vaikutus supistumiseen, koska korkea paine ja pitkä aika johtavat pieneen mutta suuntautuneeseen supistukseen. Injektiopaine on korkea, sulan materiaalin viskositeettiero on pieni, kerrosten välinen leikkausjännitys on pieni ja elastinen palautus muotin purkamisen jälkeen on suuri, joten kutistumista voidaan myös vähentää. Materiaalin lämpötila on korkea, kutistuma suuri, mutta suuntaus on pieni. Siksi säätötekijät, kuten muotin lämpötila, paine, ruiskutusnopeus ja jäähdytysaika muovauksen aikana, voivat myös muuttaa muoviosan kutistumista asianmukaisesti. Muotia suunniteltaessa eri muovien kutistuvuusalueeseen, muoviosan seinämänpaksuuteen ja muotoon, syöttöaukon kokoon ja jakautumiseen, muoviosan kunkin osan kutistumisnopeus määritetään kokemuksen perusteella ja sitten ontelon koko lasketaan. Kun erittäin tarkkojen muoviosien kutistumisnopeutta on vaikea hallita, muotin suunnittelussa tulisi yleensä käyttää seuraavia menetelmiä:
① Pystysuorissa ruiskuvalukoneissa on pienempi kutistumisnopeus muoviosien ulkohalkaisijalle ja suurempi kutistumisnopeus sisähalkaisijalle, jotta muottitestauksen jälkeen jää tilaa korjauksille.
② Määritä kaatojärjestelmän muoto, koko ja muovausolosuhteet muottitestauksella.
③ Pystyruiskupuristuskoneen jälkikäsiteltävissä olevien muoviosien koon muutos on määritettävä 24 tunnin muotista purkamisen jälkeen mittauksen aikana.
④ Korjaa muotti todellisen kutistumistilanteen mukaan.
⑤ Kokeile muottia uudelleen ja säädä prosessiolosuhteita hieman säätääksesi kutistumisarvoa muoviosan vaatimusten mukaisesti.
2, pystysuora ruiskuvalukone ruiskuvaluprosessin juoksevuus
2.1 Kestomuovien juoksevuus voidaan yleensä analysoida useiden indeksien perusteella, kuten molekyylipaino, sulaindeksi, Archimedes-spiraalivirtauspituus, näennäinen viskositeetti ja virtaussuhde (virtauksen pituus / muoviosan seinämän paksuus). Pienellä molekyylipainolla, laajalla molekyylipainojakaumalla, huonolla molekyylirakenteen säännöllisyydellä, korkealla sulaindeksillä, pitkällä spiraalivirtauspituudella, alhaisella näennäisviskositeetilla ja suurella virtaussuhteella juoksevuus on hyvä. Muoveille, joilla on sama tuotenimi, tulee tarkistaa ohjeesta, sopiiko juoksevuus ruiskupuristukseen. Muottien suunnitteluvaatimusten mukaan yleisesti käytettyjen muovien juoksevuus voidaan jakaa karkeasti kolmeen luokkaan:
① Hyvä juoksevuus PA, PE, PS, PP, CA, poly (4) metyleeni;
② Kohtalaisen juoksevuuden polystyreenisarjan hartsit (kuten ABS, AS), PMMA, POM, polyfenyleenieetteri;
③ Huono juoksevuus PC, kova PVC, polyfenyleenieetteri, polysulfoni, polyaryylisulfoni, fluoroplastit.
2.2 Muovin juoksevuus erilaisissa pystyruiskuvalukoneissa vaihtelee myös eri muovaustekijöistä johtuen, ja tärkeimmät vaikuttavat tekijät ovat seuraavat:
① Kun materiaalin lämpötila on korkea, juoksevuus paranee, mutta myös eri muoveissa on eroja. Muovien, kuten PS (etenkin korkea iskunkestävyys ja MFR-arvo), PP, PA, PMMA, modifioitu polystyreeni (esim. ABS, AS), PC, CA jne., juoksevuus vaihtelee suuresti lämpötilan mukaan. PE:n ja POM:n tapauksessa lämpötilan nousulla tai laskulla on vain vähän vaikutusta niiden juoksevuuteen. Joten edellisen tulisi säätää lämpötilaa sujuvuuden hallitsemiseksi muovauksen aikana.
② Kun paineen pystysuoran ruiskuvalukoneen ruiskutuspaine kasvaa, sulaan materiaaliin kohdistuu suurempi leikkausvoima, ja myös juoksevuus kasvaa, erityisesti PE ja POM ovat herkempiä. Siksi on suositeltavaa säätää ruiskutuspainetta muovauksen aikana juoksevuuden säätelemiseksi.
③ Pystysuoran ruiskuvalukoneen muottirakenteen kaatojärjestelmän muoto, koko, järjestely, jäähdytysjärjestelmän suunnittelu ja virtausvastus (kuten pinnan sileys, materiaalikanavan poikkileikkauksen paksuus, ontelon muoto, pakojärjestelmä) suoraan vaikuttaa sulan materiaalin todelliseen virtaukseen ontelossa. Ne tekijät, jotka edistävät lämpötilan laskua ja lisäävät sulan materiaalin virtausvastusta, vähentävät sen virtausvastusta. Muotia suunniteltaessa tulee valita järkevä rakenne käytetyn muovin juoksevuuden perusteella. Muovauksen aikana voidaan myös ohjata tekijöitä, kuten materiaalin lämpötila, muotin lämpötila, ruiskutuspaine ja ruiskutusnopeus, jotta täyttötilanne voidaan säätää sopivasti muovaustarpeiden mukaan.
3, pystysuora ruiskuvalukone ruiskuvaluprosessin kiteisyys
Kestomuovit voidaan jakaa kahteen luokkaan: kiteiset muovit ja amorfiset (tunnetaan myös nimellä amorfiset) muovit sen perusteella, että ne eivät kiteydy kondensaation aikana.
Ns. kiteytysilmiöllä tarkoitetaan ilmiötä, jossa muovimolekyylit liikkuvat itsenäisesti ja ovat täysin epäjärjestyneessä tilassa sulasta kondensaatiotilaan, jolloin molekyylit pysäyttävät vapaan liikkeen ja seuraavat hieman kiinteää asentoa, ja niillä on taipumus järjestyä. molekyylit säännölliseen malliin.
Ulkonäköstandardi näiden kahden muovityypin erottamiseksi riippuu paksuseinäisten muoviosien läpinäkyvyydestä. Yleensä kiteiset materiaalit ovat läpikuultamattomia tai puoliläpinäkyviä (kuten POM), kun taas amorfiset materiaalit ovat läpinäkyviä (kuten PMMA). On kuitenkin myös poikkeuksia, kuten poly(4)metyleeni, joka on kiteistä muovia, mutta jolla on korkea läpinäkyvyys, ja ABS, joka on amorfinen materiaali, mutta ei läpinäkyvä.
Muotteja suunniteltaessa ja ruiskuvalukoneita valittaessa tulee kiinnittää huomiota seuraaviin kidemuoveja koskeviin vaatimuksiin ja varotoimiin:
① Materiaalin lämpötilan nostamiseen muovauslämpötilaan tarvittava lämpömäärä edellyttää korkean pehmitinkapasiteetin omaavien laitteiden käyttöä.
② Jäähdyttämisen ja kierrätyksen aikana vapautuu suuri määrä lämpöä ja riittävä jäähdytys on tarpeen.
③ Ero ominaispainossa sulan ja kiinteän tilan välillä on suuri, mikä johtaa suureen puristuskutistumiseen ja kutistumisalttiuteen ja huokoisuuteen.
④ Nopea jäähdytys, alhainen kiteisyys, pieni kutistuminen ja korkea läpinäkyvyys. Kiteisyys liittyy muoviosien seinämän paksuuteen, mikä johtaa hitaaseen jäähtymiseen, korkeaan kiteisyyteen, suureen kutistumiseen ja hyviin fysikaalisiin ominaisuuksiin. Siksi muotin lämpötilaa on säädettävä kiteisille materiaaleille asetettujen vaatimusten mukaisesti.
⑤ Merkittävä anisotropia ja suuri sisäinen jännitys. Molekyylit, jotka eivät ole kiteytyneet muotin purkamisen jälkeen, jatkavat kiteytymistä, pysyvät energiaepätasapainotilassa ja ovat alttiita muodonmuutokselle ja vääntymiselle.
⑥ Kiteytyslämpötila-alue on kapea, ja sulamatonta materiaalia on helppo ruiskuttaa muottiin tai tukkia syöttöaukko.
4, pystysuora ruiskuvalukone ruiskuvaluprosessi lämpöherkille muoveille ja helposti hydrolysoituville muoveille
4.1 Lämpöherkkyydellä tarkoitetaan tiettyjen muovien taipumusta muuttaa väriä, hajota ja hajota materiaalin lämpötilan noustessa niiden lämpöherkkyyden, pitkittyneen kuumennusajan korkeissa lämpötiloissa tai syöttöaukon pienen poikkileikkausalan ja suuren leikkausvoiman vuoksi. toiminta. Muoveja, joilla on tämä ominaisuus, kutsutaan lämpöherkäksi muoviksi. Kuten kova PVC, polyvinylideenikloridi, vinyyliasetaattikopolymeeri, POM, polytetrafluorikloorieteeni jne. Lämpöherkät muovit tuottavat hajoamisen aikana sivutuotteita, kuten monomeerejä, kaasuja ja kiinteitä aineita, erityisesti joitain hajoamiskaasuja, joilla on ärsyttäviä, syövyttäviä tai myrkyllisiä vaikutuksia. ihmiskeho, laitteet ja muotit. Siksi huomiota tulee kiinnittää muottien suunnitteluun, ruiskuvalukoneiden valintaan ja muovaukseen. Ruuvityyppistä ruiskuvalukonetta tulisi käyttää, ja kaatojärjestelmän poikkileikkauksen tulee olla suuri. Muotin ja materiaalisäiliön tulee olla kromattu, eikä kulmassa saa olla viivettä. Muovauslämpötilaa on valvottava tarkasti ja muoviin on lisättävä stabilointiaineita sen lämpöherkkyyden heikentämiseksi.
4.2 Jotkut muovit (kuten PC), vaikka ne sisältävät pienen määrän vettä, hajoavat korkeassa lämpötilassa ja paineessa. Tätä ominaisuutta kutsutaan hydrofiilisyydeksi, ja se on esilämmitettävä ja kuivattava.
5, pystysuora ruiskuvalukone ruiskuvaluprosessi jännityshalkeilu ja sulamurtuma
5.1 Jotkut muovit ovat herkkiä jännitykselle ja ovat alttiita sisäiselle jännitykselle ja halkeilulle muovauksen aikana. Muoviosat voivat halkeilla ulkoisten voimien tai liuottimien vaikutuksesta. Siksi raaka-aineiden halkeilukestävyyttä parantavien lisäaineiden lisäämisen lisäksi tulee kiinnittää huomiota kuivuuteen ja kohtuulliseen muodostusolosuhteiden valintaan sisäisen jännityksen vähentämiseksi ja halkeilukestävyyden lisäämiseksi. Ja kohtuullinen muovimuoto tulisi valita, eikä toimenpiteitä, kuten upotettuja osia, pidä ryhtyä jännityskeskittymien minimoimiseksi mahdollisimman paljon. Muotia suunniteltaessa tulee nostaa irrotuskulmaa ja valita järkevät syöttöaukot ja poistomekanismit. Muotin aikana materiaalin lämpötilaa, muotin lämpötilaa, ruiskutuspainetta ja jäähdytysaikaa on säädettävä asianmukaisesti, jotta vältetään irtoaminen, kun muoviosa on liian kylmä ja hauras. Muovauksen jälkeen muoviosalle tulee myös tehdä jälkikäsittely sen halkeilukestävyyden parantamiseksi, sisäisen jännityksen poistamiseksi ja kosketuksen estämiseksi liuottimien kanssa.
5.2 Kun polymeerisula, jolla on tietty sulavirtausnopeus, kulkee suuttimen reiän läpi vakiolämpötilassa ja sen virtausnopeus ylittää tietyn arvon, sulatteen pintaan syntyy ilmeisiä poikittaisia ​​halkeamia, joita kutsutaan sulamurtumaksi ja jotka voivat vahingoittaa ulkonäköä ja muoviosan fysikaaliset ominaisuudet. Siksi valittaessa polymeerejä, joilla on korkea sulavirtaus, on tarpeen lisätä suuttimien, jakoputkien ja syöttöaukkojen poikkileikkausta, vähentää ruiskupuristusnopeutta ja nostaa materiaalin lämpötilaa.
6, vertikaalisen ruiskuvalukoneen ruiskuvaluprosessin lämpöteho ja jäähdytysnopeus
6.1 Pystyruiskuvalukoneilla on erilaiset lämpöominaisuudet, kuten ominaislämpö, ​​lämmönjohtavuus ja lämpömuodonmuutoslämpötila eri muoveille. Kun pehmitetään suurella ominaislämmöllä, vaaditaan korkeaa lämpöä ja tulee valita ruiskupuristuskone, jolla on korkea pehmityskapasiteetti. Korkean lämpömuodonmuutoslämpötilan omaavien muovien jäähtymisaika voi olla lyhyt ja purkaa muotista aikaisin, mutta jäähdytysmuodonmuutos tulee estää purkamisen jälkeen. Muoveilla, joilla on alhainen lämmönjohtavuus, on hidas jäähtymisnopeus (kuten ionipolymeerit, jotka ovat erittäin hitaita), joten riittävä jäähdytys on tarpeen muotin jäähdytysvaikutuksen tehostamiseksi. Kuumakanavamuotit soveltuvat muoveille, joilla on alhainen ominaislämpö ja korkea lämmönjohtavuus. Muovit, joilla on korkea ominaislämpö, ​​alhainen lämmönjohtavuus, alhainen lämpömuodonmuutoslämpötila ja hidas jäähdytysnopeus, eivät edistä nopeaa muovausta. On tarpeen valita sopivat ruiskuvalukoneet ja vahvistaa muotin jäähdytystä.
6.2 Pystysuora ruiskuvalukone: Erilaisten muovien on säilytettävä sopiva jäähdytysnopeus niiden tyyppien, ominaisuuksien ja muotojen mukaan. Joten pystysuora ruiskuvalukoneen muotti on varustettava lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmillä muovausvaatimusten mukaisesti tietyn muotin lämpötilan ylläpitämiseksi. Kun materiaalin lämpötila nostaa muotin lämpötilaa, se tulee jäähdyttää muoviosan muodonmuutoksen estämiseksi muotin purkamisen jälkeen, lyhentää muodostusjaksoa ja vähentää kiteisyyttä. Kun muovin jäännöslämpö ei riitä pitämään muotissa tiettyä lämpötilaa, on asennettava lämmitysjärjestelmä, joka pitää muotin tietyssä lämpötilassa jäähdytysnopeuden säätelemiseksi, juoksevuuden varmistamiseksi, täyttöolosuhteiden parantamiseksi tai hidasta muoviosien jäähtymistä, estää paksuseinäisten muoviosien epätasaisen sisäisen ja ulkoisen jäähtymisen ja lisää kiteisyyttä. Materiaaleille, joilla on hyvä juoksevuus, suuri muovauspinta-ala ja epätasainen materiaalilämpötila, on joskus tarpeen käyttää lämmitystä tai jäähdytystä vuorotellen tai paikallisesti muoviosan muovaustilanteen mukaan. Tätä tarkoitusta varten muotti tulee varustaa vastaavilla jäähdytys- tai lämmitysjärjestelmillä.
7, pystysuoran ruiskuvalukoneen ruiskuvaluprosessin kosteuden imeytyminen
Muovien eri lisäaineista johtuen niillä on eriasteinen affiniteetti veteen, joten muovit voidaan karkeasti jakaa kahteen tyyppiin: hygroskooppisiin, tarttuviin ja ei-imukykyisiin. Materiaalien vesipitoisuutta on säädettävä sallitulla alueella, muuten vesi muuttuu kaasuksi tai hydrolysoituu korkeassa lämpötilassa ja paineessa, mikä johtaa hartsin vaahtoamiseen, alentuneeseen nestemäisyyteen sekä huonoon ulkonäköön ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Siksi hygroskooppiset muovit on esilämmitettävä asianmukaisilla lämmitysmenetelmillä ja spesifikaatioilla tarpeen mukaan, jotta estetään kosteuden imeytyminen käytön aikana.