注射成型和保压注射。
理论与实践
理论是从实践中总结的。注塑工艺也是如此。
当注塑机用于1950年代时,我们用注射压力填充模具型腔。后来发展到二级注射,二级注射就是“保压”的前身。
注射和保压是分开的,因为作用不同,对速度和压力的侧重点不同。特别是在高质量注塑成型、薄壁注塑成型和T型模具的应用中,有必要区分两者。
注射的效果
注射的作用是填充型腔,并施加压力将型腔和型芯的形状,甚至是最小的地方,传递给熔体。
速度优势
在模具型腔充满之前,注射压力(从压力表读取)非常低,因为只需要克服喷嘴、流道和模具型腔中熔体流动的阻力。这种情况一直持续到空腔充满100%。
还要明确一点,注塑机的压力控制只是压力上限控制。例如,如果注射部分的压力被设置为90巴,这仅仅意味着该部分中的压力不能超过90巴,但是哪个压力低于90巴由熔化阻力决定。该压力可在注射过程中从压力表中读取。
因此,在型腔填充之前,注塑机不能由压力控制,只能由速度控制。压力来自阻力,这不是注塑机能控制的。
注塑制品的稳定性与注射速度的稳定性密切相关。所有闭环注射都是为了在每次注射中达到规定的注射速度。
对于注射部分的压力设置,请使用系统压力,即最高压力,如140 bar或160 bar。有足够的压力保证注射速度可控。因为模具型腔不是满的,高压设定不会是产生毛刺的原因。型腔充满后,并不意味着注射过程结束,还需要挤出。
挤压
其实注射和其他成型方式最大的区别就是极高的注射压力。这个压力通常在1000到2000巴之间。要知道,在地球上最深的深渊底部,水压不到2000巴。正是型腔充满后如此大的注射压力的挤压,才使得小到CD的信息,大到“镜子”的光泽,都能转移到熔体中。
挤出是通过熔体的压缩和螺杆的连续注射产生的,这也可以被视为过量填充。相当于型腔体积几个百分点的熔体在型腔充满后被挤入,使得压力急剧上升。挤出段其实是最后一个注射段,只有挤出段需要控制注射压力,设置上限,防止出现毛刺。挤压结束后,保持压力。这个螺钉位置被称为“压力保持点”,并在计算机屏幕上设置。
保压功能
保压的作用是在熔体冷却/凝固收缩时保持一个压力,继续注射熔体填充收缩空间,以减少或避免凹痕的产生。
保持段的设定压力不能超过挤出段的设定压力,否则保持段可能会产生毛刺。
多级保压是每级递减,理想的递减是线性、无阶梯递减,以满足逐渐收缩的实际需要。
因为收缩慢,螺杆的前进速度也慢,比如2%的速度就够了。注塑机的节能主要是在保压时将泵的流量降低到3%,比流量永远为100%的固定泵节能97%。保压时间越长(超厚壁),省电越多。
由此可见,只需要控制压力而不需要控制流量,因为收缩率不是注塑机控制的。这与注射的第一阶段正好相反。
关于保持时间的长短,当生产重量不再上升或凹痕可接受时,可以停止保持。下一步是塑化。它与“冷却时间”同时开始。
判断空洞填充。
可以说“保压点”就是螺杆分别注射(包括挤出)和保压的位置。操作者要设置保压点,也就是要找出模腔充满时的螺杆位置。有三种方法。
1.理论计算。
如d =螺杆直径,mm
S =螺杆冲程,mm
W =塑料零件的总重量(包括冷流道重量),g
ρ =塑料的室温密度,g/cc
w可以这样表达
w =(πD2)/(400)×s/10×0.85×ρ,其中0.85为系数。因此,s =(4000 w)/(0.85ρπD2)=(1497.9 w)/(ρD2)。
和压力保持点,mm
h = p - s
P =塑化后的螺杆位置,mm
2.当型腔充满时,螺杆的前进速度会突然下降。这可以从注射保压时注塑机螺杆位置的(机械)指针上观察到,减速瞬间的螺杆位置可以从指针后面的纸尺上读出。将该位置设置为“压力保持点”的值。
3.在注射和压力维持期间,观察系统压力表。当模具型腔充满时,油压急剧上升。这时,观测者喊出来,另一个观测者读出指针或电脑显示的螺丝位置。将该位置设置为“压力保持点”的值。这种方法只适用于注射速度较慢的厚壁注射成型。
压力控制还是速度控制?
综合以上几点,注射、挤出、保压的控制列举如下。注射部分由螺杆位置分开,这是最常见的,但这是有保证的
新闻部只能按时间分开。
注塑机操作
从操作层面看,注入和保压有以下相似之处。
1.除非使用注射伺服阀,否则注射方向阀在注射和保压期间是打开的,在此期间不会关闭(当然不是。
会转)。
2.在通用计算机屏幕上,注射和保压都由速度和压力控制。
3.注射的分段,虽然螺杆位置最准确,但也可以通过时间,(称为定时注射)和保护来区分。
压力段是相同的。
因此,一些操作者根本不使用保压段,而是使用注射的后一段或后几段进行保压。在简单注塑的情况下,比如两级注塑,两级保压,是可以的,如下图,但是在更高档的应用,优化,概念上会有问题。
注意,如果注射3和注射4选择定时注射,这也限制了注射1和注射2(挤出段)只能使用定时注射,而不能用更精确的位置注射来区分。
电脑注塑机有以下两个功能。
1.在“位置+时间”模式下,可以指定喷射时间的上限。在达到注射上限时间之后,螺杆还没有到达压力保持点,
该过程仍将转向保持压力。当多型腔注射成型中存在型腔时,会出现这种情况。不使用保压段时,不使用该模式,只能使用定时注射。
2.“保压点”前后有两个超出范围的报警区域。螺杆没有到位的区域称为欠注区,螺杆已经过了保压点。
它被称为闪光地带。两者都有机会产生废品,通知操作者处理。没有保压段,此功能无法使用。
如果计算机可以提供压力保持部分的线性逐渐压降,则在不使用压力保持部分的情况下,将不会使用该功能。
精密和薄壁注塑将采用闭环控制。闭环控制只允许在注射段进行速度控制,在挤出段进行压力上限控制,在保压段进行压力控制。
欧美的注塑机/电脑在注射前端没有配备压力控制,只在挤出段配备压力控制。这样就避免了通过注射来维持压力的可能性。
能量守恒
即使注塑机配备了节能变量泵或变频器,如果保压段的流量设定得较高(> 3%),节能效果也会降低。
摘要
多级喷射和保压的参数很多。在没有理论基础的情况下,盲目设定和寻找优化参数是一个漫长的过程。注射是速度导向,挤压和保压是压力导向的理论,可以把设定的参数减半。这些理论当然是闭环注入所必须的。了解挤压理论,就知道怎么解决毛刺问题了。了解保压点的重要性,可以稳定注塑成型。如果你了解保压理论,你就知道如何解决凹痕问题。当然也可以做节能设置。