Cum se realizează turnarea prin injecție cu pereți subțiri cu echipamente tradiționale?

În procesul de turnare prin injecție a plasticului, grosimea peretelui piesei este un parametru foarte critic. Piesele de turnare prin injecție cu pereți subțiri au multe avantaje, cum ar fi reducerea greutății pieselor, scara producției, consumul de materiale și ciclul de turnare. Cu toate acestea, nu este rentabil să folosiți mașini scumpe de turnat prin injecție de mare viteză pentru a fabrica produse cu pereți subțiri.
Indiferent dacă mașina tradițională de turnat prin injecție este competentă sau nu, să analizăm această problemă:
În primul rând, trebuie să înțelegem ce este turnarea prin injecție cu pereți subțiri. În general, turnarea prin injecție cu pereți subțiri se referă la o piesă de turnare prin injecție cu o suprafață de 50 de centimetri pătrați și o grosime a peretelui de 1 mm. Acest nivel de turnare prin injecție poate fi numit turnare prin injecție cu pereți subțiri.
Cu toate acestea, mașina tradițională de turnare prin injecție nu poate îndeplini cerințele de turnare prin injecție cu pereți subțiri. Luați ca exemplu o mașină de turnat prin injecție tradițională pentru a face piese cu grosimea peretelui de 3 mm: atunci când partea din față a termoplasticului topit curge prin cavitatea matriței, aceasta va intra în contact cu miezul sau peretele interior al cavității matriței cu temperatură și formă mai scăzute. o piele subțire solidificată. Acest tip de piele solidificată prematur reprezintă aproximativ 20% din grosimea totală a peretelui.
În interiorul acestui strat de piele, materialul topit injectat încă curge înainte. Evident, dacă grosimea peretelui piesei este redusă la măsura peretelui subțire, viteza de răcire a acestuia va fi, de asemenea, accelerată, rezultând o creștere a proporției de piele solidificată față de întreaga grosime a peretelui, adică miezul topit ulterior. curgerea în cavitatea matriței va fi redusă. Dimpotrivă, intervalul de timp pentru condensarea pieselor se scurtează. Toate acestea adaugă dificultăți fluxului continuu de materiale, ceea ce face mai dificilă îndeplinirea cerințelor de umplere înaintea condensării pieselor.
Pentru a depăși dificultățile de umplere ale turnării prin injecție cu pereți subțiri, este de obicei necesară o proiectare specială sau modificare a mașinii de turnat prin injecție, cum ar fi utilizarea orificiilor de injecție cu mai multe canale, aplicarea unei presiuni de injecție de până la 241 Pa și viteza de injecție. de 1000MM/S. Cu toate acestea, aceste practici vor costa bani considerabili.
Deci, putem controla unii parametri de proces pe mașina tradițională de turnare prin injecție standard nemodificată pentru a îndeplini cerințele de turnare prin injecție cu pereți subțiri?
Raspunsul este da. S-a raportat că cineva a făcut acest experiment pe o mașină tradițională de turnat prin injecție cu o forță de strângere maximă de 90 de hectare și un volum maxim de injecție de 170 g: a fost plasată o matriță cu o inserție de injecție în formă de evantai, un orificiu de injecție și o cavitate. Această mașinărie. Raportul dintre lungime și grosime al inserției este de 140:1, iar grosimea cavității este de 1 mm. Materialele plastice folosite sunt Lexan SP7602 și Magnum 9015.
Greutatea piesei de produs este singura valoare variabilă de ieșire. În aceeași condiție a cavității matriței, modificarea greutății părții este evident strâns legată de gradul de umplere a materialului topit în cavitatea matriței în timpul procesului de turnare prin injecție. Se spune că fiabilitatea rezultatelor analizei modificării greutății pieselor poate fi de până la 95 la sută. Prin urmare, acest experiment se bazează pe relația dintre parametrii procesului și greutatea pieselor. Din acest motiv, cinci convertoare de presiune și temperatură sunt instalate special în cavitatea matriței. Un sistem de control al datelor urmărește curba de presiune și temperatură din cavitate.
Experimentul adoptă un design cu jumătate de factor fracționat pentru a studia temperatura duzei, temperatura matriței, timpul de răcire, viteza de injectare și presiunea de menținere a albirii. Se spune că acești cinci parametri pot afecta greutatea pieselor. Pentru stabilirea acestor parametri pentru a determina impactul lor asupra greutății pieselor, pentru turnarea prin injecție se folosesc diferite combinații de valori ridicate și scăzute.
PC și ABS au fost testate. Condițiile experimentale sunt: ​​temperatura de topire respectivă, temperatura matriței standard și greutatea părții, rezistența standard la tracțiune a părții și viteza maximă admisă de injectare. În plus, vâscozitatea relativă a celor două materiale poate fi stabilită și la viteze de forfecare diferite.
Rezultatele experimentale sunt următoarele:
1. Când temperatura de topire a materialului ABS crește de la 260 de grade la 280 de grade, greutatea părților sale va crește de la 6,6 g la 7,4 g, adică 12 la sută.
2. Pentru materiale PC, atunci când temperatura de topire este crescută de la 290 de grade la 300 de grade, greutatea pieselor crește de la 7,3 g la 8,9 g, care este 22 la sută
3. Când temperatura matriței crește de la 80 de grade la 90 de grade, greutatea pieselor din PC și ABS crește, dar PC-ul este mai sensibil. Greutatea pieselor realizate din acesta din urmă poate crește de la 8,4 g la 8,8 g, o creștere de 4,8 la sută.
4. Modificările temperaturii de topire și ale temperaturii matriței vor duce la modificări ale rezistenței la tracțiune a pieselor. Cu toate acestea, creșterea temperaturii de topire va reduce rezistența, în timp ce creșterea temperaturii matriței va crește rezistența.
5. Scurtarea timpului de răcire și creșterea vitezei de injecție va crește greutatea pieselor PC, în timp ce materialele ABS nu sunt afectate de acești doi parametri.
Analiza rezultatelor:
Pentru materialele PC, temperatura de topire, temperatura matriței, timpul de răcire și viteza de injectare sunt parametrii cheie care afectează greutatea pieselor; Pentru ABS, parametrii care afectează greutatea pieselor sale sunt doar temperatura de topire și temperatura matriței.
Creșterea temperaturii de topire va face ca materialul să aibă o energie termică mai mare și o vâscozitate mai mică, ceea ce va face ca materialul topit să curgă mai ușor, să formeze o lungime mai mare a streamerului și să umple cavitatea mai lin. Cu toate acestea, dacă temperatura de topire este prea mare, materialul se va deteriora și se va degrada. Prin urmare, acest parametru poate fi utilizat doar pentru a asigura umplerea cavității în limita superioară permisă de material.
Creșterea temperaturii matriței va reduce stratul de condensare al materialului din cavitatea matriței și va face ca materialul topit să curgă mai ușor în cavitatea matriței, astfel încât să se obțină o greutate mai mare a părții și o calitate mai bună a suprafeței.
Timpul de răcire mai scurt poate face ca materialul topit să rămână în recipient mai scurt și să reducă posibilitatea degradării. Se crede că reducerea grosimii peretelui cu 50% va duce la o 4-reducere a timpului de răcire. În plus, timpul de răcire constituie aproximativ 70 la sută din ciclul de formare, iar reducerea acestuia înseamnă îmbunătățirea eficienței producției.
Volumul de injectare al aparatului trebuie să fie cât mai mare posibil. Acest lucru ajută, de asemenea, la reducerea timpului de rezidență al materialelor topite în recipient. Creșterea vitezei de injecție va reduce și vâscozitatea relativă a materialului topit, care este rezultatul influenței pseudoplasticului atunci când forfecarea devine mai subțire. În același timp, această încălzire prin forfecare are loc doar în mai puțin de o secundă, ceea ce este nesemnificativ pentru a provoca o degradare evidentă.
Creșterea vitezei de injecție va reduce vâscozitatea materialului PC și va crește greutatea pieselor, dar este mult mai mică decât cea a pieselor cu temperatură de topire mai mare. Cu toate acestea, deoarece poate face materialul mai rezistent la degradare, este recomandabil să se îmbunătățească viteza de injecție.
Modificarea vitezei de injecție nu are aproape niciun efect asupra materialului ABS, deoarece vâscozitatea sa relativă nu a scăzut semnificativ în acest moment.
Prin modificarea unor parametri de proces în condițiile unei mașini tradiționale de turnat prin injecție, greutatea pieselor a fost crescută.
Acest rezultat reflectă de fapt creșterea capacității plasticului de a umple cavitatea de 1 mm în stare topită, ceea ce înseamnă îmbunătățirea capacității de formare a pereților subțiri.
Conform rezultatelor experimentale, este posibilă și prelucrarea pieselor cu pereți subțiri pe mașini tradiționale de turnat prin injecție. În timpul funcționării, viteza de injecție poate fi reglată la limita superioară maximă admisă. Pe aceasta baza, cei doi parametri pot fi imbunatatiti pe cat posibil in functie de limita maxima de temperatura de topire si standardul de temperatura maxima a matritei recomandat de material. Aceasta este contramăsura principală pentru a obține turnarea prin injecție cu pereți subțiri de înaltă calitate, cu o selecție la costuri reduse pe mașinile tradiționale de turnat prin injecție.