Wie kann der Spritzgießprozess optimiert werden?

Die Weiterentwicklung der Spritzgießtechnik und die kontinuierliche Verbesserung der Anforderungen an die Produktqualität stellen höhere Anforderungen an die Spritzgießtechnik. Die richtige Auswahl der Einspritzausrüstung, eine angemessene Einstellung des Formprozesses und die Optimierung der Prozessbedingungen sind die Schlüssel zur Verbesserung der Produktqualität.
Richtige Auswahl der Spritzgießmaschine
Die Leistung von Spritzgussmaschinen wirkt sich direkt auf die Qualität von Spritzgussprodukten aus. Die Preise von Spritzgießmaschinen mit unterschiedlichen Spezifikationen und Leistungsanforderungen variieren stark.
Spezifikationsauswahl der Spritzgießmaschine
Bei der Auswahl der Spezifikation der Spritzgießmaschine sollten wir zunächst die Situation der Produktionsform berücksichtigen, da dieselbe Spritzgießmaschine häufig die Produktion mehrerer Formensätze mit unterschiedlichen Größen erfüllen muss. Wir sollten die Spezifikation der Spritzgießmaschine nach dem Gewicht der Teile, der Formgröße usw., dh der maximalen Schließkraft und dem maximalen Einspritzvolumen der Spritzgießmaschine, bestimmen und dann das entsprechende Modell entsprechend auswählen die Spezifikationen und Modelle des Spritzgießmaschinenherstellers. Die meisten Hersteller bieten kundenspezifische Dienstleistungen an, was den Kauf von Spritzgießmaschinen sehr erleichtert. Zweitens ist zu überlegen, ob einige spezielle Konfigurationen erforderlich sind, wie die Auswahl von Spezialschnecken für die Herstellung von PA, PC und anderen Materialien, und die entsprechenden Vorrichtungen zum Formen von Formen mit Kernziehen oder Gewindeentfernung erforderlich sind; Drittens muss bestimmt werden, ob einige Spritzgussmaschinen mit speziellen Funktionen entsprechend der Formstruktur, der Produktqualität und anderen Faktoren ausgewählt werden sollen. Wenn Sie beispielsweise dünnwandige, langfließende Produkte (im Allgemeinen L/D ＞ 300) formen, müssen Spritzgießmaschinen mit hoher Einspritzgeschwindigkeit ausgewählt werden, und präzises elektronisches Zubehör muss Präzisionsspritzgießmaschinen mit vollständig geschlossenem Regelkreis auswählen.
Schließkrafteinstellung
Theoretisch lässt sich die Spannkraft nach folgender Formel berechnen:
Fcm>=K × P Durchschnitt × Produkt A × zehn
Wobei: Fcm - Formschließkraft, (KN)
K – Sicherheitsfaktor, allgemein 1-1.2
P Durchschnitt – durchschnittlicher Druck des Formhohlraums (MPa)
A-Produkt – die maximale projizierte Fläche des Produkts auf der Trennfläche der Form (cm2)
In der tatsächlichen Produktion sollte die Einstellung der Schließkraft auch die Auswirkungen der Wärmeausdehnung der Form während der Produktion berücksichtigen und im Allgemeinen einen Spielraum von 0,1-0,2 mm lassen; Das Einstellprinzip der Formschließkraft besteht darin, die Qualität des Produkts mit geringer Formschließkraft sicherzustellen.
Parametereinstellung des Spritzgießprozesses
Die Zylindertemperatur und die Formtemperatur werden gemäß den Eigenschaften verschiedener Kunststoffmaterialien eingestellt. Die Fasstemperatur ist im Allgemeinen 10 Grad - 30 Grad höher als der Schmelzpunkt des Kunststoffs. Es muss beachtet werden, dass der Schmelzpunkt und die zulässige Verweilzeit im Fass von Materialien, die von verschiedenen Herstellern bereitgestellt werden, auch aufgrund unterschiedlicher Syntheseverfahren oder Arten von Zusatzstoffen variieren. Tabelle 1 auf der folgenden Seite vergleicht den Schmelzpunkt und die zulässige Verweilzeit bei verschiedenen Temperaturen von PA66 (Marke 21SPC) von Solutia und PA66 (Marke 25AE1) von Rhodia.
Die Formtemperatur wird im Allgemeinen durch zirkulierendes Wasser gekühlt, wenn sie eingestellt ist, aber wenn Produkte mit hochpräzisen Größen- oder Oberflächenqualitätsanforderungen hergestellt werden, sollte die Formtemperaturmaschine, die genau gesteuert werden kann, entsprechend den Prozessanforderungen verwendet werden.
Tabelle 1 Vergleich von Schmelzpunkt und zulässiger Verweilzeit verschiedener Marken von PA66
Einspritzhaltezeit und Kühlzeit
Die Einspritzzeit, Druckhaltezeit und Abkühlzeit müssen entsprechend der Produktdicke, Werkzeugtemperatur, Materialeigenschaften usw. eingestellt werden. Die Einspritzzeit wird im Allgemeinen etwas länger eingestellt als die Zeit, die die Schnecke benötigt, um die Einspritzhubbewegung abzuschließen. Eine zu lange Einspritzzeit führt nicht nur zu negativen Effekten wie mechanischem Verschleiß und erhöhtem Energieverbrauch, sondern verlängert auch den Formzyklus. Die Druckhaltezeit wird entsprechend der Produktdicke eingestellt. Die Druckhaltezeit entfällt bei dünnwandigen Produkten beim Formen; Bei der Einstellung der Druckhaltezeit kann, sofern keine deutliche Vertiefung auf der Produktoberfläche vorhanden ist, diese auch durch das Wägeverfahren bestimmt werden. Die beste Druckhaltezeit kann ermittelt werden, indem die Druckhaltezeit schrittweise verlängert wird, bis sich die Produktqualität nicht mehr ändert. Auch die Kühlzeit muss je nach Produktdicke, Werkzeugtemperatur und Materialeigenschaften bestimmt werden. Im Allgemeinen ist die Kühlzeit von amorphem Polymer länger als die von kristallinem Polymer.
Einspritzdruck und -geschwindigkeit
Die Einstellung des Einspritzdrucks sollte eher dem Prinzip „niedrig“ als „hoch“ folgen, solange er genügend Kraft zur Verfügung stellt, um die erforderliche Einspritzgeschwindigkeit zu erreichen, damit die Schmelze den Formhohlraum gleichmäßig füllen kann. Ein zu hoher Druck führt leicht zu inneren Spannungen das Produkt; Wenn jedoch Produkte mit hoher Maßgenauigkeit geformt werden, kann Hochdruckinjektion verwendet werden, um eine übermäßige Schrumpfung der Produkte zu verhindern, um die Schrumpfung der Produkte nach dem Entformen zu verringern.
Die Einspritzgeschwindigkeit wirkt sich auf die Qualität des Aussehens des Produkts aus und ihre Einstellung sollte auf der geometrischen Struktur der Form, dem Abgaszustand usw. basieren. Versuchen Sie im Allgemeinen, die Einspritzgeschwindigkeit zu reduzieren, um ein gutes Aussehen zu gewährleisten die Füllzeit. Wenn beim Spritzgießen die Schmelze in die Form fließt, bildet die Formwand eine aushärtende Schicht, wodurch die Dicke des fließfähigen Kanals reduziert wird. Im Allgemeinen weist die Formwand je nach Formstruktur und Einspritzgeschwindigkeit eine Aushärtungsschicht von etwa 0,2 mm auf. Daher wird beim Formen gewöhnlich eine schnellere Einspritzgeschwindigkeit verwendet.
Einspritzhub, mehrstufige Einspritzparameter
Beim Gießen muss zuerst der Einspritzhub bestimmt werden. Theoretisch lässt sich der Einspritzhub wie folgt berechnen:
S1=4(CVp plus Va)/ ρ Ds2
Wobei: S1 - Einspritzhub Vp - Produktvolumen
ρ– Harzdichte C – Anzahl der Hohlräume
Va – Angussvolumen Ds – Schneckendurchmesser
In der tatsächlichen Produktion kann der Einspritzhub, wenn das Gesamtgewicht von "Produkt plus Anguss" bekannt ist, mit der folgenden Formel berechnet werden:
S1=（M/Mmax）·Smax plus (5~10)mm
Wobei: S1 --- Einspritzhub, mm
M – Gesamtgewicht „Produkt plus Tor“, g
Mmax – maximales Einspritzvolumen der Spritzgießmaschine, g
Smax – maximaler Einspritzhub der Spritzgießmaschine, mm
Aufgrund der unterschiedlichen geometrischen Formen des Angusssystems und verschiedener Teile der Form, um die Anforderungen an die Produktqualität zu erfüllen, stellen verschiedene Teile unterschiedliche Anforderungen an den Fließzustand der formfüllenden Schmelze (bezieht sich hauptsächlich auf den Druck und die Geschwindigkeit während Fluss). Wenn bei einem Spritzgussverfahren die Schnecke die Schmelze in die Form drückt, müssen an verschiedenen Stellen unterschiedliche Drücke und Geschwindigkeiten erreicht werden, was als mehrstufiges Spritzgießen bezeichnet wird.
Im Allgemeinen ist es wissenschaftlicher, mindestens drei oder mehr Einspritzabschnitte für Kunststoffteile während des Spritzgießens einzustellen, d. h. der erste Abschnitt befindet sich am Hauptkanal, der zweite Abschnitt vom Anguss bis zum Anschnitt, der dritte Abschnitt beträgt etwa 90 Prozent des mit dem Produkt gefüllten Hohlraums, und der verbleibende Abschnitt ist der vierte Abschnitt. Das Gewichtsberechnungsverfahren kann verwendet werden, um die Schaltposition jedes Abschnitts zu bestimmen; In der tatsächlichen Produktion sollten die mehrstufigen Einspritzprozessparameter wissenschaftlich analysiert und entsprechend den Produktqualitätsanforderungen, der Angussstruktur, den Formabgasbedingungen usw. angemessen eingestellt werden.
Normalerweise kann die Einstellungs- und Beobachtungsmethode verwendet werden, um den Druck/die Geschwindigkeit des für die Einspritzung erforderlichen Schaltpositionspunkts auf 0 einzustellen, die Schmelzrichtung und den Produktdefektzustand zu beobachten und schrittweise anzupassen, bis ein vernünftiger Positionspunkt erreicht ist gefunden. Beim Debugging- und Beobachtungsprozess muss jedoch auf den Entformungszustand von zu wenig eingespritzten Produkten geachtet werden, um ein Anhaften der Form aufgrund von zu wenig Einspritzen an einigen konkaven Teilen der Form zu vermeiden.
Andere Prozessparameter
Beim Spritzgießen gibt es neben der Einstellung mehrerer Hauptparameter, wie Formtemperatur, Druck, Geschwindigkeit, Zeit und Schaltposition des mehrstufigen Einspritzens, viele weitere Prozessparameter, wie Gegendruck, Schneckendrehzahl, Schneckenrücklauf , Anti-Flow und andere Aktionsparametereinstellungen, die nicht ignoriert werden können.
Beispiel für die Prozessparametereinstellung
Nehmen Sie als Beispiel die Herstellung von Nylon-Kabelbindern, die Anforderungen an die Produktqualität sind: Das Produkt erfüllt die angegebenen Spannungsstandards; Die Oberfläche muss frei von Silberdrähten, Blasen, Schrumpfstellen und anderen unerwünschten Erscheinungen sein; Nach dem Formen hat das Produkt eine gute Festigkeit und keine Lockerheit. Das verwendete Material ist PA66; Die Spritzgussmaschine ist JSW1000-EII-SP, die Formstruktur ist vom Heißkanaltyp und der Angusstyp ist Punktanschnitt.
Zunächst wird das Prinzip der Prozessparametereinstellung entsprechend den Produkteigenschaften und der Formstruktur bestimmt:
(1) Da die Produktfließlänge lang ist, L/t (Verhältnis von Fließen zu Wanddicke) 511 beträgt, sollte Hochgeschwindigkeits-Spritzgießen ausgewählt werden;
(2) Der Angusstyp ist ein Punktanguss, und es muss ein höherer Druck verwendet werden, um den Widerstand während des Flusses zu überwinden;
(3) Um das reibungslose Füllen des Produkts sicherzustellen, muss das geschmolzene Material eine gute Fließfähigkeit haben und die Formtemperatur sollte angemessen hoch sein;
(4) Wenn hoher Druck und hohe Geschwindigkeit bis zum Ende eingespritzt werden, ist es leicht, einen Grat zu erzeugen. Die Formmaschine muss einen niedrigen Trägheitsdruck und eine Geschwindigkeitsumschaltung haben;
(5) Da die Wanddicke des Produkts gering ist, kann keine Druckhaltung verwendet werden; Siehe Tabelle 2 für die wichtigsten Umformprozessparameter.
Tabelle 2 Formprozessparameter von Bandprodukten
Um die Parameter des Spritzgussverfahrens zu formulieren, ist es notwendig, die Informationen über die Geräteleistung, die Formstruktur, die Formmaterialien und die Anforderungen an die Produktqualität zu verstehen und die Formparameter wissenschaftlich und vernünftig einzustellen.
Zunächst sollten die Prozessparameter schrittweise an die Produktbildungsbedingungen angepasst werden. Die richtige Einstellreihenfolge ist Druck → Drehzahl → Temperatur. Bei jeder Änderung des Parameters wurde der eingegebene Parameter vor der nächsten Parameteränderung vom Computer bestätigt. Es sollte vermieden werden, mehr als zwei Parameter gleichzeitig zu ändern; Zweitens müssen im Prozess der stabilen Produktion die Parameter so stabil wie möglich gehalten und detaillierte Aufzeichnungen gemacht werden. Ist die Veränderung zu groß, sollten die Gründe rechtzeitig gefunden werden. Außerdem muss der Formprozess so weit wie möglich festgelegt werden, wenn die Form jedes Mal in Betrieb genommen wird, um die Qualitätskontrolle des Endprodukts zu erleichtern.