Kuinka toteuttaa ohutseinämäinen ruiskupuristus perinteisillä laitteilla?

Muovin ruiskuvaluprosessissa osan seinämän paksuus on erittäin kriittinen parametri. Ohutseinäisillä ruiskuvaluosilla on monia etuja, kuten osien painon, tuotannon mittakaavan, materiaalikulujen ja muovaussyklin vähentäminen. Ei kuitenkaan ole kustannustehokasta käyttää ohutseinäisten tuotteiden valmistukseen kalliita nopeita ruiskuvalukoneita.
Onko perinteinen ruiskuvalukone pätevä vai ei, analysoidaan tämä ongelma:
Ensinnäkin meidän on ymmärrettävä, mitä ohutseinäinen ruiskupuristus on. Yleensä ohutseinäisellä ruiskuvalulla tarkoitetaan ruiskupuristusosaa, jonka pinta-ala on 50 neliösenttimetriä ja seinämän paksuus 1 mm. Tätä ruiskupuristustasoa voidaan kutsua ohutseinämäiseksi ruiskuvaluksi.
Perinteinen ruiskuvalukone ei kuitenkaan voi täyttää ohutseinäisen ruiskupuristuksen vaatimuksia. Otetaan esimerkkinä perinteinen ruiskupuristuskone osien, joiden seinämäpaksuus on 3 mm: kun sulan kestomuovin etuosa virtaa muotin ontelon läpi, se koskettaa ytimen tai muottipesän sisäseinää alhaisemmassa lämpötilassa ja muodossa. jähmettynyt ohut iho. Tällainen ennenaikaisesti jähmettynyt iho muodostaa noin 20 prosenttia seinämän kokonaispaksuudesta.
Tämän ihokerroksen sisällä ruiskutettu sula materiaali virtaa edelleen eteenpäin. Ilmeisesti, jos osan seinämän paksuutta pienennetään ohuen seinämän verran, myös sen jäähtymisnopeus kiihtyy, mikä johtaa jähmettyneen ihon osuuden kasvuun koko seinämän paksuuteen eli sen myöhempään sulaan ytimeen. muottipesään virtaaminen vähenee. Päinvastoin, osien kondensoitumisaika lyhenee. Tämä kaikki vaikeuttaa jatkuvaa materiaalivirtausta, mikä vaikeuttaa osien täyttämistä ennen kondensaatiota.
Ohutseinäisen ruiskupuristuksen täyttövaikeuksien voittamiseksi tarvitaan yleensä ruiskupuristuskoneen erikoissuunnittelua tai muunnelmaa, kuten monikanavaisten ruiskutusporttien käyttöä, ruiskutuspaineen käyttöä 241 Pa asti ja ruiskutusnopeutta. 1000 mm/s. Nämä käytännöt maksavat kuitenkin huomattavia kustannuksia.
Joten voimmeko ohjata joitain prosessiparametreja perinteisessä muokkaamattomassa vakioruiskuvalukoneessa ohutseinämäisen ruiskupuristuksen vaatimusten täyttämiseksi?
Vastaus on kyllä. Kerrottiin, että joku oli tehnyt tämän kokeen perinteisellä ruiskupuristuskoneella, jonka suurin puristusvoima oli 90 hehtaaria ja suurin ruiskutustilavuus 170 g: muotti, jossa oli viuhkamainen ruiskutussisäke, ruiskutusaukko ja onkalo asetettiin tämä kone. Sisäosan pituuden ja paksuuden suhde on 140:1 ja ontelon paksuus on 1 mm. Käytetty muovi on Lexan SP7602 ja Magnum 9015.
Tuoteosan paino on ainoa muuttuva lähtöarvo. Samoissa muottiontelo-olosuhteissa osapainon muutos liittyy ilmeisesti läheisesti siihen, kuinka paljon sula materiaali täyttyy muotin ontelossa ruiskupuristusprosessin aikana. Sanotaan, että osien painonmuutosanalyysin tulosten luotettavuus voi olla jopa 95 prosenttia. Siksi tämä koe perustuu prosessiparametrien ja osien painon väliseen suhteeseen. Tästä syystä muottipesään on asennettu erityisesti viisi paine- ja lämpötilamuunninta. Tietojenhallintajärjestelmä seuraa paine- ja lämpötilakäyrää ontelossa.
Kokeessa käytetään puolen murtokertoimen suunnittelua suuttimen lämpötilan, muotin lämpötilan, jäähdytysajan, ruiskutusnopeuden ja valkaisun pitopaineen tutkimiseksi. Sanotaan, että nämä viisi parametria voivat vaikuttaa osien painoon. Näiden parametrien määrittämiseksi niiden vaikutuksen määrittämiseksi osien painoon ruiskuvalussa käytetään erilaisia ​​korkean ja pienen arvojen yhdistelmiä.
PC ja ABS testattiin. Koeolosuhteet ovat: vastaava sulamislämpötila, standardi muotin lämpötila ja osan paino, standardi osan vetolujuus ja suurin sallittu ruiskutusnopeus. Lisäksi näiden kahden materiaalin suhteellinen viskositeetti voidaan määrittää myös eri leikkausnopeuksilla.
Kokeen tulokset ovat seuraavat:
1. Kun ABS-materiaalin sulamislämpötila nousee 260 astetta 280 asteeseen, sen osien paino kasvaa 6,6 g:sta 7,4 g:aan, eli 12 prosenttia.
2. PC-materiaaleille, kun sulamislämpötilaa nostetaan 290 astetta 300 asteeseen, osien paino kasvaa 7,3 g:sta 8,9 g:aan, mikä on 22 prosenttia.
3. Kun muotin lämpötila nousee 80 astetta 90 asteeseen, PC:stä ja ABS:stä valmistettujen osien paino kasvaa, mutta PC on herkempi. Jälkimmäisestä valmistettujen osien paino voi nousta 8,4 grammasta 8,8 grammaan, kasvua 4,8 prosenttia.
4. Muutokset sulamislämpötilassa ja muotin lämpötilassa johtavat muutoksiin osien vetolujuudessa. Sulamislämpötilan nousu kuitenkin vähentää lujuutta, kun taas muotin lämpötilan nousu lisää lujuutta.
5. Jäähdytysajan lyhentäminen ja ruiskutusnopeuden lisääminen lisää PC-osien painoa, kun taas nämä kaksi parametria eivät vaikuta ABS-materiaaleihin.
Tulosanalyysi:
PC-materiaaleille sulamislämpötila, muotin lämpötila, jäähtymisaika ja ruiskutusnopeus ovat tärkeimmät parametrit, jotka vaikuttavat osien painoon; ABS:n osien painoon vaikuttavat parametrit ovat vain sulamislämpötila ja muotin lämpötila.
Sulamislämpötilan nousu lisää materiaalin lämpöenergiaa ja alhaisempaa viskositeettia, mikä saa sulan materiaalin virtaamaan helpommin, muodostaa pidemmän nauhan pituuden ja täyttää ontelon tasaisemmin. Kuitenkin, jos sulamislämpötila on liian korkea, materiaali huononee ja hajoaa. Siksi tätä parametria voidaan käyttää vain varmistamaan onkalon täyttö materiaalin salliman ylärajan sisällä.
Muotin lämpötilan nousu vähentää materiaalin kondensaatiokerrosta muotin ontelossa ja saa sulan materiaalin virtaamaan helpommin muotin ontelossa, jotta saadaan suurempi osapaino ja parempi pinnan laatu.
Lyhyempi jäähdytysaika voi lyhentää sulan materiaalin viipymistä säiliössä ja vähentää hajoamismahdollisuutta. Uskotaan, että seinämän paksuuden vähentäminen 50 prosentilla johtaa 4-kertaiseen lyhenemiseen jäähtymisajassa. Lisäksi jäähdytysaika on noin 70 prosenttia muovausjaksosta ja sen lyhentäminen tarkoittaa tuotannon tehokkuuden parantamista.
Koneen ruiskutustilavuuden tulee olla mahdollisimman suuri. Tämä auttaa myös lyhentämään sulan materiaalin viipymisaikaa säiliössä. Ruiskutusnopeuden lisääminen vähentää myös sulan materiaalin suhteellista viskositeettia, joka on seurausta pseudoplastin vaikutuksesta leikkausvoiman oheneessa. Samaan aikaan tämä leikkauskuumeneminen tapahtuu vain alle sekunnissa, mikä on merkityksetöntä ilmeisen huonontumisen aiheuttamiseksi.
Ruiskutusnopeuden kasvu vähentää PC-materiaalin viskositeettia ja lisää osien painoa, mutta se on paljon pienempi kuin osien, joiden sulamislämpötila on korkeampi. Kuitenkin, koska se voi myös tehdä materiaalista kestävämmän hajoamista vastaan, on suositeltavaa parantaa ruiskutusnopeutta.
Ruiskutusnopeuden muutoksella ei ole juuri mitään vaikutusta ABS-materiaaliin, mikä johtuu siitä, että sen suhteellinen viskositeetti ei ole tällä hetkellä merkittävästi laskenut.
Muutamalla joitain prosessiparametreja perinteisen ruiskuvalukoneen olosuhteissa osien painoa on lisätty.
Tämä tulos heijastaa itse asiassa muovin kyvyn kasvua täyttää 1 mm:n onkalo sulassa tilassa, mikä parantaa ohutseinämäisyyden muodostumista.
Kokeilutulosten mukaan ohutseinäisiä osia on mahdollista työstää myös perinteisillä ruiskuvalukoneilla. Käytön aikana ruiskutusnopeus voidaan säätää suurimpaan sallittuun ylärajaan. Tällä perusteella kahta parametria voidaan parantaa niin paljon kuin mahdollista materiaalin suositteleman maksimisulamislämpötilarajan ja muotin maksimilämpötilastandardin mukaisesti. Tämä on tärkein vastatoimenpide korkealaatuisen ohutseinäisen ruiskupuristuksen saavuttamiseksi edulliseen valikoimaan perinteisissä ruiskuvalukoneissa.