Analiza elementelor procesului de turnare prin injecție pentru mașini verticale de turnare prin injecție

1, Rata de contracție a procesului de turnare prin injecție verticală a mașinii de turnare prin injecție
Formele și calculele contracției în timpul turnării materialelor termoplastice în mașinile de turnat prin injecție verticale sunt cele menționate mai devreme. Factorii care afectează contracția în timpul turnării materialelor termoplastice în mașinile de turnat prin injecție verticale sunt următorii:
1.1 Soiuri de plastic pentru mașini de turnare prin injecție verticală: în timpul procesului de turnare a materialelor plastice termoplastice, datorită prezenței modificărilor de volum cauzate de cristalizare, stres intern puternic, stres rezidual mare înghețat în plastic și orientări moleculare puternice, în comparație cu materialele plastice termorigide, rata de contracție este mai mare, cu o gamă largă și direcționalitate evidentă. În plus, rata de contracție după turnare, recoacere sau tratament de ajustare a umidității este în general mai mare decât cea a materialelor plastice termorigide.
Mașină de turnat prin injecție verticală
1.2 Caracteristicile mașinii de turnat prin injecție verticală La turnarea pieselor din plastic, materialul topit se răcește imediat pentru a forma o carcasă solidă cu densitate scăzută atunci când intră în contact cu suprafața cavității matriței. Datorită conductivității termice slabe a plasticului, stratul interior al părții din plastic se răcește lent și formează un strat solid de înaltă densitate, cu contracție mare. Deci cei cu pereți groși, răcire lentă și straturi groase de înaltă densitate tind să se contracte mai mult. În plus, prezența sau absența inserțiilor și aspectul și cantitatea inserțiilor afectează direct direcția fluxului de material, distribuția densității și rezistența la contracție, astfel încât caracteristicile pieselor din plastic au un impact mai mare asupra dimensiunii și direcției contracției.
1.3 Forma orificiului de alimentare, dimensiunea și distribuția mașinii de turnat prin injecție verticală afectează direct direcția fluxului de material, distribuția densității, efectul de menținere a presiunii și de alimentare și timpul de turnare. Orificiul de alimentare directă și secțiunea transversală mare a orificiului de alimentare (în special cele cu secțiune transversală mai groasă) au o contracție mai mică, dar o direcționalitate mai mare, în timp ce cele cu lățime și lungime mai mică a orificiului de alimentare au o direcționalitate mai mică. Cei din apropierea orificiului de intrare sau paralel cu direcția fluxului de material vor experimenta o contracție mai mare.
1.4 Condiții de turnare: Temperatură ridicată a matriței, răcire lentă a materialului topit, densitate mare și contracție mare, în special pentru materialele cristaline, datorită cristalinității ridicate și modificărilor mari de volum, rezultând o contracție mai mare. Distribuția temperaturii matriței este, de asemenea, legată de răcirea internă și externă și uniformitatea densității pieselor din plastic, afectând direct dimensiunea și direcționalitatea contracției în fiecare parte. În plus, menținerea presiunii și a timpului are, de asemenea, un impact semnificativ asupra contracției, presiunea ridicată și timpul lung conducând la contracție mică, dar direcțională. Presiunea de injecție este mare, diferența de vâscozitate a materialului topit este mică, tensiunea de forfecare interstrat este mică, iar revenirea elastică după deformare este mare, astfel încât contracția poate fi, de asemenea, redusă moderat. Temperatura materialului este ridicată, contracția este mare, dar direcționalitatea este mică. Prin urmare, factorii de ajustare cum ar fi temperatura matriței, presiunea, viteza de injecție și timpul de răcire în timpul turnării pot, de asemenea, modifica în mod corespunzător contracția piesei din plastic. La proiectarea matriței, pe baza intervalului de contracție a diferitelor materiale plastice, grosimea peretelui și forma piesei din plastic, dimensiunea și distribuția orificiului de alimentare, rata de contracție a fiecărei părți a piesei din plastic este determinată pe baza experienței și apoi se calculează dimensiunea cavității. Atunci când este dificil de controlat rata de contracție a pieselor din plastic de înaltă precizie, următoarele metode ar trebui utilizate în general pentru a proiecta matrița:
① Pentru mașinile de turnat prin injecție verticale, luați o rată de contracție mai mică pentru diametrul exterior al pieselor din plastic și o rată de contracție mai mare pentru diametrul interior pentru a lăsa spațiu pentru corecție după testarea matriței.
② Determinați forma, dimensiunea și condițiile de turnare ale sistemului de turnare prin testarea matriței.
③ Schimbarea dimensiunii pieselor din plastic ale mașinii de turnat prin injecție verticală care urmează să fie tratate ulterior trebuie determinată după 24 de ore de demulare în timpul măsurării.
④ Corectați matrița în funcție de situația reală de contracție.
⑤ Încercați din nou matrița și ajustați ușor condițiile procesului pentru a ajusta valoarea de contracție pentru a îndeplini cerințele piesei din plastic.
2, Mașină de turnare prin injecție verticală fluiditatea procesului de turnare prin injecție
2.1 Fluiditatea materialelor termoplastice poate fi analizată în general dintr-o serie de indici precum greutatea moleculară, indicele de topire, lungimea curgerii în spirală a lui Arhimede, vâscozitatea aparentă și raportul de curgere (lungimea curgerii/grosimea peretelui părții din plastic). Cu greutate moleculară mică, distribuție largă a greutății moleculare, regularitate slabă a structurii moleculare, indice mare de topire, lungime mare de curgere în spirală, vâscozitate aparentă scăzută și raport mare de curgere, fluiditatea este bună. Pentru materialele plastice cu același nume de produs, instrucțiunile trebuie verificate pentru a determina dacă fluiditatea este potrivită pentru turnarea prin injecție. În conformitate cu cerințele de proiectare a matriței, fluiditatea materialelor plastice utilizate în mod obișnuit poate fi împărțită aproximativ în trei categorii:
① Fluxitate bună PA, PE, PS, PP, CA, poli (4) metilen;
② Rășini din seria polistiren cu fluiditate moderată (cum ar fi ABS, AS), PMMA, POM, eter polifenilen;
③ PC cu fluiditate slabă, PVC dur, eter polifenilen, polisulfonă, poliarilsulfonă, fluoroplastice.
2.2 Fluiditatea plasticului în diverse mașini verticale de turnat prin injecție variază, de asemenea, din cauza diferiților factori de turnare, iar principalii factori de influență sunt următorii:
① Când temperatura materialului este ridicată, curgerea crește, dar diferitele materiale plastice au și diferențe. Fluibilitatea materialelor plastice precum PS (în special cele cu rezistență mare la impact și valoare MFR), PP, PA, PMMA, polistiren modificat (cum ar fi ABS, AS), PC, CA etc. variază foarte mult în funcție de temperatură. Pentru PE și POM, creșterea sau scăderea temperaturii are un efect redus asupra fluidității lor. Deci primul ar trebui să ajusteze temperatura pentru a controla fluiditatea în timpul turnării.
② Când presiunea de injecție a mașinii de turnat prin injecție verticală cu presiune crește, materialul topit este supus unei forțe de forfecare mai mari, iar fluiditatea crește, în special, PE și POM sunt mai sensibile. Prin urmare, este recomandabil să reglați presiunea de injecție în timpul turnării pentru a controla fluiditatea.
③ Forma, dimensiunea, aranjarea, proiectarea sistemului de răcire și rezistența la curgere a materialului topit (cum ar fi netezimea suprafeței, grosimea secțiunii transversale a canalului materialului, forma cavității, sistemul de evacuare) a sistemului de turnare al structurii matriței verticale a mașinii de turnat prin injecție direct afectează fluxul real de material topit în cavitate. Acei factori care promovează reducerea temperaturii și cresc rezistența la curgere a materialului topit îi vor reduce rezistența la curgere. La proiectarea matriței, trebuie selectată o structură rezonabilă pe baza fluidității plasticului utilizat. În timpul turnării, factori precum temperatura materialului, temperatura matriței, presiunea de injecție și viteza de injecție pot fi, de asemenea, controlați pentru a ajusta în mod corespunzător situația de umplere pentru a satisface nevoile de turnare.
3, mașină de turnare prin injecție verticală cristalinitatea procesului de turnare prin injecție
Materialele termoplastice pot fi împărțite în două categorii: materiale plastice cristaline și materiale plastice amorfe (cunoscute și ca amorfe) pe baza absenței lor de cristalizare în timpul condensării.
Așa-numitul fenomen de cristalizare se referă la fenomenul în care moleculele de plastic se mișcă independent și sunt complet într-o stare dezordonată de la o stare topită la o stare de condensare, rezultând în moleculele oprirea mișcării libere și urmând o poziție ușor fixă, cu tendință de aranjare. moleculele într-un model obișnuit.
Standardul de aspect pentru distingerea acestor două tipuri de materiale plastice depinde de transparența pieselor din plastic cu pereți groși. În general, materialele cristaline sunt opace sau semi-transparente (cum ar fi POM), în timp ce materialele amorfe sunt transparente (cum ar fi PMMA). Cu toate acestea, există și excepții, cum ar fi poli (4) metilen, care este un plastic cristalin, dar are o transparență ridicată, și ABS, care este un material amorf, dar nu este transparent.
La proiectarea matrițelor și la selectarea mașinilor de turnat prin injecție, trebuie acordată atenție următoarelor cerințe și precauții pentru materialele plastice cristaline:
① Cantitatea de căldură necesară pentru a ridica temperatura materialului la temperatura de formare necesită utilizarea de echipamente cu capacitate mare de plastificare.
② În timpul răcirii și reciclării, se eliberează o cantitate mare de căldură și este necesară o răcire suficientă.
③ Diferența de greutate specifică dintre starea topită și starea solidă este mare, rezultând o contracție mare de turnare și susceptibilitate la contracție și porozitate.
④ Răcire rapidă, cristalinitate scăzută, contracție mică și transparență ridicată. Cristalinitatea este legată de grosimea peretelui pieselor din plastic, ceea ce duce la răcire lentă, cristalinitate ridicată, contracție mare și proprietăți fizice bune. Prin urmare, temperatura matriței trebuie controlată conform cerințelor pentru materialele cristaline.
⑤ Anizotropie semnificativă și stres intern ridicat. Moleculele care nu au cristalizat după deformare tind să continue să cristalizeze, să rămână într-o stare de dezechilibru energetic și sunt predispuse la deformare și deformare.
⑥ Intervalul de temperatură de cristalizare este îngust și este ușor să injectați material netopit în matriță sau să blocați portul de alimentare.
4, Mașină de turnat prin injecție verticală proces de turnare prin injecție pentru materiale plastice termosensibile și materiale plastice ușor hidrolizabile
4.1 Termosensibilitatea se referă la tendința anumitor materiale plastice de a-și schimba culoarea, de a se degrada și de a se descompune pe măsură ce temperatura materialului crește din cauza sensibilității lor la căldură, a timpului prelungit de încălzire la temperaturi ridicate sau a unei secțiuni transversale mici a orificiului de alimentare și a forfecării ridicate. acțiune. Materialele plastice cu această caracteristică se numesc materiale plastice termosensibile. Cum ar fi PVC dur, clorură de poliviniliden, copolimer de acetat de vinil, POM, politetrafluorocloretilenă etc. Materialele plastice termosensibile produc produse secundare, cum ar fi monomeri, gaze și solide în timpul descompunerii, în special unele gaze de descompunere care au efecte iritante, corozive sau toxice asupra corpul uman, echipamentele și matrițele. Prin urmare, trebuie acordată atenție designului matriței, selecției mașinilor de turnat prin injecție și turnării. Trebuie utilizată o mașină de turnat prin injecție de tip șurub, iar secțiunea transversală a sistemului de turnare trebuie să fie mare. Mucegaiul și butoiul de material trebuie să fie cromat și nu ar trebui să existe întârziere de colț. Temperatura de turnare trebuie controlată cu strictețe, iar plasticului trebuie adăugați stabilizatori pentru a-i slăbi sensibilitatea termică.
4.2 Unele materiale plastice (cum ar fi PC-ul), chiar dacă conțin o cantitate mică de apă, se vor descompune la temperaturi și presiune ridicate. Această proprietate se numește hidrofilitate și trebuie preîncălzită și uscată.
5, mașină de turnare prin injecție verticală proces de turnare prin injecție fisurare la stres și fractură de topire
5.1 Unele materiale plastice sunt sensibile la stres și sunt predispuse la stresul intern și la fisurare în timpul turnării. Piesele din plastic pot crăpa sub forțele externe sau solvenți. Prin urmare, pe lângă adăugarea de aditivi pentru a îmbunătăți rezistența la fisurare a materiilor prime, trebuie acordată atenție uscăciunii și selecției rezonabile a condițiilor de formare pentru a reduce stresul intern și a crește rezistența la fisurare. Și trebuie selectată o formă rezonabilă de plastic, iar măsuri precum fixarea pieselor încorporate nu trebuie luate pentru a minimiza concentrația de stres cât mai mult posibil. La proiectarea matriței, unghiul de deformare ar trebui mărit și trebuie selectate porturi de alimentare rezonabile și mecanisme de ejectare. În timpul turnării, temperatura materialului, temperatura matriței, presiunea de injecție și timpul de răcire trebuie ajustate în mod corespunzător pentru a evita deformarea atunci când piesa din plastic este prea rece și fragilă. După turnare, piesa din plastic ar trebui, de asemenea, să fie supusă unui post-tratament pentru a-și îmbunătăți rezistența la fisurare, a elimina stresul intern și a interzice contactul cu solvenții.
5.2 Când o topitură de polimer cu un anumit debit de topire trece prin orificiul duzei la o temperatură constantă și debitul său depășește o anumită valoare, pe suprafața topiturii apar fisuri transversale evidente, care se numește fractură de topitură și poate deteriora aspectul. și proprietățile fizice ale piesei din plastic. Prin urmare, atunci când se selectează polimeri cu viteze mari de topire, este necesar să se mărească secțiunea transversală a duzelor, canalelor și orificiilor de alimentare, se reduce viteza de turnare prin injecție și se crește temperatura materialului.
6, Performanța termică și rata de răcire a procesului de turnare prin injecție a mașinii de turnare prin injecție verticală
6.1 Mașinile de turnat prin injecție verticale au proprietăți termice diferite, cum ar fi căldura specifică, conductibilitatea termică și temperatura de deformare termică pentru diferite materiale plastice. La plastificarea cu căldură specifică mare, este necesară căldură ridicată și trebuie selectată o mașină de turnat prin injecție cu capacitate mare de plastificare. Timpul de răcire a materialelor plastice cu temperatură ridicată de deformare termică poate fi scurt și deformat devreme, dar deformarea la răcire ar trebui prevenită după deformare. Materialele plastice cu conductivitate termică scăzută au o viteză de răcire lentă (cum ar fi polimerii ionici, care sunt extrem de lente), deci este necesară o răcire suficientă pentru a îmbunătăți efectul de răcire al matriței. Formele cu canal cald sunt potrivite pentru materiale plastice cu căldură specifică scăzută și conductivitate termică ridicată. Materialele plastice cu căldură specifică ridicată, conductivitate termică scăzută, temperatură scăzută de deformare termică și viteză lentă de răcire nu sunt propice pentru turnarea de mare viteză. Este necesar să alegeți mașini de turnat prin injecție adecvate și să întăriți răcirea matriței.
6.2 Mașină de turnat prin injecție verticală: Diverse materiale plastice trebuie să mențină o viteză de răcire adecvată în funcție de tipurile, caracteristicile și formele lor. Deci, matrița verticală a mașinii de turnare prin injecție trebuie să fie echipată cu sisteme de încălzire și răcire în conformitate cu cerințele de turnare pentru a menține o anumită temperatură a matriței. Când temperatura materialului crește temperatura matriței, aceasta ar trebui să fie răcită pentru a preveni deformarea piesei din plastic după deformare, pentru a scurta ciclul de formare și pentru a reduce cristalinitatea. Când căldura reziduală a plasticului este insuficientă pentru a menține o anumită temperatură în matriță, trebuie instalat un sistem de încălzire pentru a menține matrița la o anumită temperatură, pentru a controla viteza de răcire, a asigura fluiditatea, a îmbunătăți condițiile de umplere sau a controla răcirea lentă a pieselor din plastic, previne răcirea inegală internă și externă a pieselor din plastic cu pereți groși și crește cristalinitatea. Pentru materiale cu fluiditate bună, zonă mare de formare și temperatură neuniformă a materialului, uneori este necesar să se utilizeze încălzirea sau răcirea alternativ sau local, în funcție de situația de turnare a piesei din plastic. În acest scop, matrița trebuie să fie echipată cu sisteme de răcire sau încălzire corespunzătoare.
7, Absorbția de umiditate a procesului de turnare prin injecție a mașinii de turnare prin injecție verticală
Datorită diferiților aditivi din materiale plastice, acestea au grade diferite de afinitate față de apă, astfel încât materialele plastice pot fi împărțite aproximativ în două tipuri: higroscopice, aderente și neabsorbante. Conținutul de apă din materiale trebuie controlat în intervalul permis, altfel apa va deveni gaz sau hidroliza va avea loc la temperaturi și presiune ridicate, rezultând spumare a rășinii, lichiditate redusă și aspect și proprietăți mecanice slabe. Prin urmare, materialele plastice higroscopice trebuie preîncălzite folosind metode și specificații adecvate de încălzire, după cum este necesar, pentru a preveni absorbția suplimentară a umidității în timpul utilizării.