Этапы процесса литья под давлением: объяснение от зажима до выталкивания

Вы находитесь в процессе пробного запуска совершенно новой формы. Первый кадр мелькает, второй мелькает по линии разъема, и технолог без четкой диагностики приступает к изменению параметров. Реальная проблема редко заключается в одной настройке; это поломка где-то на этапе процесса литья под давлением. Когда у каждого этапа есть определенная задача, найти слабое звено становится намного быстрее.

Контент

1 Краткий обзор этапов процесса литья под давлением
2 Этап 1: Зажим – блокировка формы от давления впрыска
- 2.1 Выбор больших форм и двухплитных машин
3 Этап 2: Инъекция – заполнение формы расплавленным пластиком
- 3.1 Почему помогает инжекторный узел с сервоприводом
4 Этап 3: Удержание давления – компенсация усадки
5 Этап 4: Охлаждение – самая длинная фаза цикла
6 Этап 5. Открытие и извлечение формы – безопасное освобождение детали
7 Постобработка и контроль качества
8 Оптимизация всего цикла литья под давлением
9 Часто задаваемые вопросы об этапах процесса литья под давлением

Краткий обзор этапов процесса литья под давлением

В руководствах иногда описываются четыре или пять этапов, но сам машинный цикл состоит из шести отдельных этапов, которые происходят в фиксированном порядке во время каждого цикла формования:

Зажим – закрытие и фиксация формы
Инъекция — заполнение полости расплавленным пластиком
Удержание давления – компенсация усадки после заливки
Охлаждение – затвердевание детали до безопасной температуры выталкивания
Открытие формы – разделение половинок формы
выброс — снятие готовой детали

Эта последовательность применима практически к каждой работе по формованию термопластов. Для более широкого обсуждения того, как машина и пресс-форма работают вместе, см. нашу статью о основной процесс литьевой машины . На схеме ниже показаны основные компоненты машины, которые выполняют эти этапы.

Типичная схема термопластавтомата: материал пластифицируется в блоке впрыска, затем подается в форму в блоке зажима, а система управления координирует последовательность действий.

Этап 1: Зажим – блокировка формы от давления впрыска

Зажим не просто закрывает форму. Зажимной узел должен создавать достаточную силу, чтобы удерживать форму закрытой, пока расплав прижимается к стенкам полости. Если сила зажима слишком мала, форма слегка приоткрывается на линии разъема и появляется заусенец.

Требуемая сила зажима рассчитывается путем умножения площади выступающей полости на эффективное давление в полости. Деталь с площадью проекции около 200 см² и эффективным давлением в полости 400 бар требует примерно 800 тонн зажимного усилия. Это один из первых расчетов, который необходимо выполнить перед выбором машины.

Выбор больших форм и двухплитных машин

Для крупных деталей, таких как автомобильные панели, поддоны и логистические ящики, машина с двумя плитами часто является лучшим выбором, чем коленно-рычажная машина, поскольку пространство между плитами больше, а занимаемая площадь меньше. Двухплитовая машина для литья под давлением HXZ800 обеспечивает усилие зажима 800 тонн и предназначен для форм больших размеров. При оценке этого этапа также проверьте расстояние между стяжками, максимальную высоту формы и скорость сухого цикла, а не только показатель силы зажима.

HXZ800： two plate injection molding machinery series Suppliers, OEM/ODM Company

HXZ800: серия машин для литья под давлением с двумя пластинами Поставщики, компания OEM / ODM Компания Ningbo Beilun Highsun Machinery Co., Ltd является ведущим поставщиком оборудования для литья под давлением с двумя пластинами HXZ800 и компанией OEM / ODM в Китае. Посмотреть продукт →

Этап 2: Инъекция – заполнение формы расплавленным пластиком

Перед началом впрыска шнек вращается, пластифицируя материал, и возвращается назад, накапливая ванну расплава в передней части цилиндра. Когда шнек перестает вращаться, он действует как плунжер и проталкивает расплав через сопло в полость формы.

Скорость впрыска и давление определяют, как расплав заполняет полость. Типичный профиль многоступенчатого впрыска начинается с низкой скорости, чтобы избежать попадания струи в затвор, затем ускоряется, чтобы заполнить основную часть полости, а затем снова замедляется ближе к концу, чтобы предотвратить переуплотнение. Точка перехода от управления скоростью впрыска к управлению давлением, называемая переключением V/P, оказывает прямое влияние на постоянство веса детали.

Почему помогает инжекторный узел с сервоприводом

Машины с сервоприводом реагируют на изменения скорости и давления быстрее, чем гидравлические системы с фиксированным насосом, что обеспечивает стабильность кривой давления в полости от выстрела к выстрелу. Термопластавтомат с сервоприводом HXM208 использует сервонасос с регулируемой производительностью и систему управления с обратной связью для воспроизведения профиля впрыска с высокой повторяемостью. В многоместных формах эта разница проявляется непосредственно в размерном разбросе деталей.

HXM208: HXM servo injection molding machine Suppliers, OEM/ODM Company - Ningbo

HXM208: Поставщики термопластавтоматов с сервоприводом HXM, компания OEM / ODM - Нинбо Компания Ningbo Beilun Highsun Machinery Co., Ltd является ведущей компанией HXM208: поставщики термопластавтоматов с сервоприводом HXM и компания OEM / ODM в Китае. Посмотреть продукт →

Этап 3: Удержание давления – компенсация усадки

Как только полость заполняется, материал начинает остывать и сжиматься. Удерживающее давление удерживает небольшое количество дополнительного расплава, поступающего в полость, пока литник не замерзнет. На этом этапе контролируются отметки и окончательные размеры детали.

Слишком малое удерживающее давление приводит к появлению вмятин, сильной усадке, а иногда и к коротким ударам в дальнем конце формы. Слишком большое удерживающее давление приводит к переполнению полости, что может вызвать коробление, остаточное напряжение и затрудненное извлечение. Для прецизионных деталей положение, в котором винт останавливается и начинается фиксация, должно быть настроено с помощью данных о давлении в полости, если станок поддерживает это.

Этап 4: Охлаждение – самая длинная фаза цикла

Охлаждение начинается в момент соприкосновения расплава со стенкой полости, но машина обычно отсчитывает фазу охлаждения от окончания выдержки до открытия формы. На этом этапе деталь должна остыть ниже температуры теплового отклонения материала, чтобы выталкивание не деформировало ее.

В типичном цикле формования тонкостенных изделий охлаждение занимает примерно половину времени цикла, как показано на диаграмме ниже. Точная доля зависит от толщины стенки и материала; Толстые инженерные детали могут тратить 70–80% цикла только на охлаждение.

Типичное распределение времени для тонкостенной термопластической детали. Фактические значения зависят от материала, толщины стенок и конструкции системы охлаждения формы.

Таким образом, конструкция охлаждения пресс-формы является важнейшим рычагом сокращения времени цикла. Каналы охлаждения должны повторять форму полости, а температура воды должна быть одинаковой в обеих половинах формы. Разницы температур в 10°C между подвижной и неподвижной сторонами часто бывает достаточно, чтобы вызвать коробление в прочной конструкции.

Этап 5. Открытие и извлечение формы – безопасное освобождение детали

Когда деталь становится достаточно жесткой, форма открывается, и система выталкивателя выталкивает деталь из стержня. Скорость выброса должна быть настолько высокой, насколько позволяет геометрия детали. Глубокие ребра, малые углы наклона и хрупкие детали часто приводят к более медленному выбросу, что увеличивает время цикла.

Если деталь прилипает, проблема обычно находится на более ранних стадиях: чрезмерная усадка сердцевины, малый угол уклона или удерживающее давление, из-за которого деталь была уплотнена. Следы штифтов выталкивателя на видимой поверхности обычно указывают на недостаточную или неравномерную площадь выталкивателя, поэтому расположение выталкивателя следует рассматривать вместе с конструкцией формы.

Постобработка и контроль качества

После выброса деталь отделяется от бегунка, заусенец обрезается, и деталь перемещается на проверку. В полностью автоматизированных камерах это делается за считанные секунды; при мелкосерийном производстве ручная отделка может увеличить время обработки на несколько минут.

Основными показателями качества являются размеры, качество поверхности и вес детали. В стабильных условиях процесса вес термопластической детали обычно варьируется в пределах примерно ±0,5% от среднего значения. Если вес выходит за пределы этого диапазона, это означает, что один из предыдущих этапов процесса вышел за пределы своего окна, и данные проверки указывают на правильный этап.

Оптимизация всего цикла литья под давлением

Цикл формования настолько быстр, насколько быстр его самый медленный этап. Самый практичный способ сократить его — измерить время, затраченное на каждом этапе, и выбрать самый длинный сегмент. Для тонкостенных изделий охлаждение обычно является узким местом; для детали с глубокими ребрами выброс может быть ограничивающим; для большой плоской детали могут доминировать реакция зажима и скорость впрыска.

Таблица 1. Ключевые параметры и типичные проблемы по этапам
Этап	Ключевые параметры	Типичные проблемы
Зажим	Зажим force, mold alignment	Заплатка, износ по линии пробора
Инъекция	Инъекция speed, V/P switch-over	Короткие удары, струи, колебания
Удержание давления	Удержание давления, holding time	Следы раковины, переупаковка
Охлаждение	Охлаждение time, water temperature	Коробление, длительное время цикла
выброс	выброс speed, ejector layout	Деформация, следы от штифтов, залипание

Когда охлаждение является узким местом, наиболее эффективными действиями являются улучшение конструкции охлаждающего канала, снижение температуры расплава, если позволяет качество детали, и выбор машины с коротким временем сухого цикла. Высокоскоростные машины специально созданы для тонкостенных изделий, таких как пищевые контейнеры и одноразовые изделия. HXH388 высокоскоростная литьевая машина сочетает в себе короткое время сухого цикла с быстрым впрыском, что делает его подходящим для тонкостенного формования, где время цикла является разницей между прибылью и убытком.

HXH388: HXH high-speed injection molding machine Suppliers, OEM/ODM Company - Ni

HXH388: Поставщики высокоскоростных термопластавтоматов HXH, компания OEM / ODM - Ni КО. машинного оборудования Нинбо Бэйлун Хайсун, Лтд верхнее ХСХ388: Поставщики высокоскоростных машин для литья под давлением ХСХ и компания ОЭМ/ОДМ в Китае, ... Посмотреть продукт →

Потребление энергии является еще одним аспектом оптимизации цикла. Машины с сервоприводом регулируют мощность двигателя в соответствии с фактической нагрузкой вместо работы стационарного насоса на полную мощность. Согласно опубликованной технической документации HIGHSUN, серия сервоприводов HXM обычно обеспечивает экономию энергии на 20–80% по сравнению с гидравлическими машинами с фиксированным насосом. Фактическая экономия зависит от доли охлаждения, размера формы и продолжительности цикла; диаграмма ниже дает репрезентативное сравнение.

Репрезентативный средний показатель в опубликованном HIGHSUN диапазоне энергосбережения 20–80 % для моделей с сервоприводом. Фактическая экономия зависит от детали, формы и условий цикла.

Стабильность процесса также зависит от подготовки материала и планирования производства. Последовательная сушка гранул, подача и контроль температуры формы уменьшают корректировку параметров между циклами. В приложениях с большим объемом данных, таких как пластиковые логистические ящики Последовательность является частью контракта на закупку, поэтому каждый этап процесса должен оставаться в рамках своего окна.

Часто задаваемые вопросы об этапах процесса литья под давлением

Каковы основные этапы процесса литья под давлением?

Основными этапами являются зажим, впрыск, удержание давления, охлаждение, открытие формы и выталкивание. Постобработка и контроль качества следуют за машинным циклом.

Что такое термопластавтомат и как он работает?

Машина для литья под давлением плавит пластиковые гранулы, впрыскивает расплав в закрытую форму, удерживает давление для компенсации усадки, охлаждает деталь, а затем выбрасывает ее.

Сколько времени занимает цикл литья под давлением?

Время цикла зависит от толщины стенки и материала. Детали с тонкими стенками можно изготовить за 10–20 секунд, а детали из толстого конструкционного пластика — за несколько минут. Охлаждение обычно занимает наибольшую долю.

Что вызывает распространенные дефекты литья под давлением?

Короткие случаи обычно связаны с давлением впрыска или проблемами с потоком материала; мигание указывает на низкую силу зажима; вмятины указывают на недостаточное удерживающее давление; Коробление часто вызвано неравномерным охлаждением.

Как правильно выбрать термопластавтомат?

Подберите силу зажима и размер впрыска к детали, затем проверьте давление и скорость впрыска. Для ПВХ используйте устойчивые к коррозии шнек и ствол; для ПЭТ-преформ выберите специальную конструкцию шнека.

Как я могу сократить время цикла литья под давлением?

Сначала улучшите охлаждение формы, потому что оно доминирует в цикле. Понизьте температуру плавления, если позволяет качество, и используйте сервопривод или высокоскоростную машину, если впрыск и зажим являются узкими местами.