Kurven af flertrinssprøjtestøbningsprocessen afspejler forholdet mellem skruefremføringsslaget ogindsprøjtningstrykog sprøjtehastighed leveret af sprøjtestøbemaskinen. Derfor skal to nøglefaktorer bestemmes, når man designer en flertrins sprøjtestøbningsproces: For det første skruefremføringsslaget og dets segmentering, og for det andet sprøjtetrykket og sprøjtehastigheden.
Figuren viser et typisk produkt (opdelt i 4 sektioner) og dets tilsvarende forhold til sprøjtestøbemaskinens segmenter. Generelt kan segmenteringsreglerne bestemmes baseret på denne overensstemmelse, og de specifikke procesparametre for hvert segment kan bestemmes i overensstemmelse med portsystemets karakteristika.
I den faktiske produktion kan fler-trins injektionskontrolprogrammer bruges til rationelt at indstille injektionstrykket, injektionshastigheden, holdetrykket og smeltepåfyldningsmetoden for hvert trin, baseret på strukturen af løbersystemet, typen af port og plastdelens struktur. Dette hjælper med at forbedre plastificeringseffektiviteten, forbedre produktkvaliteten, reducere antallet af defekter og forlænge levetiden for forme og maskiner.
Graderede indstillinger
Når der designes fler-sprøjtestøbningsprocesser, bør produktet først analyseres for at bestemme områderne for hvert sprøjtetrin. Generelt er det opdelt i 3 til 5 zoner, baseret på produktets formegenskaber, vægtykkelsesvariationer og smeltestrømningsegenskaber. Områder med ensartede eller minimale vægtykkelsesforskelle er udpeget som én zone; overgangspunkterne mellem zoner til fler-indsprøjtning bestemmes af de punkter, hvor materialestrømmen ændrer retning, eller hvor vægtykkelsen ændres væsentligt; portsystemet kan indstilles som en separat zone. I figuren ovenfor er produktet opdelt i zoner baseret på dets ydre karakteristika, hvor det punkt, hvor materialestrømmen ændrer retning, fungerer som ét overgangspunkt (mellem zone 2 og zone 3), og punktet, hvor vægtykkelsen ændres, fungerer som et andet overgangspunkt (mellem zone 3 og zone 4). Derfor er denne plastdel opdelt i 4 zoner til fler-indsprøjtning: 3 zoner til selve produktet og 1 zone til portsystemet.
I praktisk produktion anses det generelt for at være mere videnskabeligt at indstille mindst tre eller fire sprøjtetrin ved støbning af plastdele. Løberen er første etape, porten er anden fase, tredje fase er når produktet er fyldt til omkring 90 %, og den resterende del er fjerde fase (også kaldet sidste fase).
For plastdele med enkle strukturer og lave krav til overfladekvalitet kan der anvendes en tre-trins injektionsproces. Men for plastdele med komplekse strukturer, talrige overfladefejl og høje kvalitetskrav er et injektionskontrolprogram med fire eller flere trin nødvendigt.
I den faktiske produktion skal det specifikke antal krævede injektionstrin bestemmes gennem videnskabelig analyse og rationel indstilling baseret på faktorer som løbestrukturen, porttype, placering, antal og størrelse, delstruktur, produktkrav og formudluftningseffektivitet.
- 1) For produkter med direkte gating kan både enkelt-trins- og fler-indsprøjtningsmetoder bruges. Til små plastdele med enkle strukturer og lave præcisionskrav kan der anvendes en kontrolmetode med færre end tre injektionstrin.
- 2) For store plastprodukter med komplekse strukturer og høje præcisionskrav bør der i princippet vælges en flertrins injektionsproces med fire eller flere trin.
Opsætning af injektionsprocessen
For produktet vist i figuren opdeler ingeniører det i sektioner baseret på dets formegenskaber. Denne opdeling afspejles så i forskellige sektioner af sprøjtestøbemaskinens skrue. Længden af hvert skruesegment kan så estimeres ud fra produktets sektionsopdeling. Først estimeres den nødvendige injektionsvolumen (volumen) for hver sektion efter produktopdelingen. Ved hjælp af en tilsvarende metode kan skruens position i hvert segment beregnes. For eksempel, hvis volumenet af sektion n er Ω, så er slaget af det n'te segment af skruen:
I fler-trins sprøjtestøbningspraksis er metoden til at bestemme skrueindsprøjtningsprocessen som følger:
- Det første trins injektionsvolumen (dvs. slutpositionen af det første trins injektion) er endepunktet for porten i sprøjtestøbesystemet. Bortset fra direkte porte, bruger næsten alle andre medium tryk og medium hastighed, eller medium tryk og lav hastighed. Slutpositionen af anden trins injektion er fra portens endepunkt til 1/2 til 2/3 af hele hulrummet.
- Andet trins injektion skal bruge højt tryk og høj hastighed, højt tryk og medium hastighed, eller medium tryk og medium hastighed; de specifikke værdier afhænger af produktstrukturen og det anvendte plastmateriale.
- Tredje trins injektionsniveau skal helst bruge medium tryk og medium hastighed eller medium tryk og lav hastighed, og positionen er præcis, hvor det resterende hulrum er fyldt. Alle tre trin beskrevet ovenfor hører til smeltepåfyldningsprocessen.
- Det sidste trin af injektion hører til tryksætnings- og holdetrykfasen. Det trykholdende skiftepunkt er mellem slutpositionerne af dette injektionstrin. Der er to metoder til valg af skiftepunkt: tid og position.
Når injektionen begynder, starter injektionstimeren, og termineringspositionerne for hvert injektionstrin beregnes. Hvis injektionsparametrene forbliver uændrede, afhængigt af materialets fluiditet, for materialer med bedre fluiditet, vil sluttrinets termineringsposition nå holdetrykskiftepunktet, før timeren udløber. På dette tidspunkt er påfyldnings- og tryksætningsprocesserne afsluttet, og injektionen går ind i holdetrykfasen. Hvis timeren endnu ikke er udløbet, stopper den med at tælle og går direkte ind i holdetrykfasen. Tilsvarende er der for materialer med dårligere flydeevne, hvis timeren afsluttes, før slutindsprøjtningsafslutningspositionen når koblingspunktet, ingen grund til at vente på, at stillingen nås; processen går direkte ind i holdetrykfasen.
Sammenfattende bør følgende punkter tages i betragtning, når du konfigurerer en fler-injektionsproces:
Til sprøjtestøbning med medium-gennemstrømning af plastmaterialer skal du efter at have bestemt holdetrykpunktet tilføje et par sekunder til tiden som kompensation.
01
Til sprøjtestøbning med dårlig-gennemstrømning af plastmaterialer, såsom plast blandet med genbrugsmaterialer eller plast med lav-viskositet, på grund af den ustabile injektionsproces, er det bedre at bruge tidsstyring. Reducer holdetrykskiftepunktet (indstil generelt slutpositionen til nul), og brug tiden til at styre den automatiske skift til holdetryk.
02
Til sprøjtestøbning med god-gennemstrømning af plastmaterialer er det bedre at styre holdetrykket skifte punkt for position. Forøg tiden, og efter at have nået det indstillede koblingspunkt, gå ind i holdetrykfasen.
03
Holdetrykskiftepunktet er den position, hvor formhulrummet er fuldt udfyldt, og indsprøjtningspositionen ikke længere kan rykke frem. Den digitale forandring er meget langsom. På dette tidspunkt skal trykket skiftes for at sikre fuldstændig støbning af produktet. Denne position kan observeres på sprøjtestøbemaskinens betjeningsskærm (computersprog).
04
Med hensyn til brugen af fler-holdetryk kan det desuden bestemmes i henhold til følgende metoder: For produkter med få forstærkningsribber og lave krav til dimensionsnøjagtighed og produkter fremstillet af materialer med høj-viskositet, skal du bruge enkelt-holdetryk. Holdetrykket er højere end trykket under boostingsprocessen, og holdetiden er kort; mens for produkter med flere forstærkningsribber og lave krav til dimensionsnøjagtighed er der generelt behov for flertrinsholdetryk.
Indstilling af indsprøjtningstryk og indsprøjtningshastighed
① Indsprøjtningstryk og indsprøjtningshastighed for portsystemet. Generelt har portsystemer små løbere, så højere indsprøjtningshastigheder og tryk (typisk 60% til 70% af maksimum) bruges til hurtigt at fylde løberne og indløbene, øge smeltetrykket i løberne og skabe et vist formfyldningspotentiale. For forme med større løbetværsnit- kan lavere indsprøjtningstryk og hastighed indstilles; omvendt er der behov for højere indstillinger for forme med mindre løbetværsnit-.
② Indsprøjtningshastighed og tryk i andet trin. Når smelten fylder løberne og indløbene, overvinder modstanden fra porten (lille tværsnitsareal) og begynder at fylde formhulrummet, er en lavere injektionshastighed nødvendig for at overvinde uønskede strømningsmønstre og forbedre strømningsegenskaberne. I dette trin kan indsprøjtningshastigheden reduceres, mens trykreduktionen er mindre; for større porttværsnit skal indsprøjtningstrykket muligvis ikke reduceres.
③ Indsprøjtningshastighed og tryk i tredje trin. Som vist i figur z svarer det tredje trin til injektionszonen 3, som er hoveddelen af den støbte del. På dette tidspunkt har smelten fuldstændigt fyldt formhulrummet. For at opnå den ideelle diffusionstilstand kræves accelereret formpåfyldning, så sprøjtestøbemaskinen skal give højere sprøjtetryk og hastighed i dette trin. Dette afsnit er også et vendepunkt i smeltestrømmen, hvor strømningsmodstanden øges og tryktabet er betydeligt, hvilket kræver kompensation. Generelt bruger fler-indsprøjtning høj hastighed og højt tryk i dette afsnit.
④ Indsprøjtningshastighed og tryk i fjerde trin. Baseret på det tilsvarende forhold i figuren, når smelten når zone 4, kan delvægtykkelsen variere eller forblive konstant. Smelten har stort set fyldt støbeformens hulrum. Da smelten opnåede højt tryk og hastighed i zone 3, kan buffering udføres i dette trin for at opnå tilnærmelsesvis ensartet lineær strømningshastighed af smelten i alle dele af formhulrummet. Det generelle designprincip er, at når man går ind i zone 4, hvis vægtykkelsen øges, kan hastigheden og trykket reduceres; hvis vægtykkelsen falder, kan hastigheden reduceres uden at reducere trykket, eller hastigheden kan forblive uændret, mens trykket er passende reduceret eller ikke reduceret. Kort sagt, i det fjerde trin bør injektionsprocessen udvise fler-kontrolkarakteristika, og hulrumstrykket bør stige hurtigt.
Figuren viser et eksempel på en flertrins sprøjtestøbningsproces valgt ud fra den geometriske analyse af produktet. På grund af produktets dybe hulrum og tynde vægge danner formhulrummet en lang og smal strømningskanal. Det smeltede materiale skal strømme gennem dette område hurtigt; ellers afkøles og størkner den let, hvilket medfører risiko for ufuldstændig formpåfyldning. Derfor bør høj-indsprøjtning anvendes.
Indsprøjtning med høj-hastighed giver imidlertid betydelig kinetisk energi til det smeltede materiale. Når smelten når enden af hulrummet, vil den generere en stor inertipåvirkning, hvilket potentielt kan føre til energitab og blink. Derfor bør smeltestrømningshastigheden sænkes for at reducere støbetrykket. Trykket skal dog stadig nå det almindeligt omtalte holdetryk (sekundært tryk, opfølgningstryk) for at sikre, at hulrummene forårsaget af smeltekrympning i formhulrummet fyldes, før porten størkner. Dette kræver flere sprøjtehastigheder og tryk under sprøjtestøbningsprocessen. Skruens doseringsslag vist på figuren er indstillet ud fra mængden af materiale, der er brugt til produktet og buffermængden. Indsprøjtningsskruen bevæger sig fra position "97" til "20" for at fylde den tynde{10}}væggede del af produktet. I dette trin indstilles en høj hastighed på 10 for at forhindre det smeltede materiale i at afkøle og størkne på grund af forlænget strømningstid. Når skruen bevæger sig fra position "20" → "15" → "2", indstilles en tilsvarende lav hastighed på 5 for at reducere smelteflowhastigheden og dens kinetiske energi, der påvirker formen. Et højere primært indsprøjtningstryk indstilles, når skruen er i positionerne "97", "20" og "5" for at overvinde formpåfyldningsmodstanden, og et lavere sekundært injektionstryk indstilles fra "5" til "2" for at reducere kinetisk energipåvirkning.
Billedet viser et andet eksempel på hastighedsskift i flere-trin (overgang) af injektionsskruen baseret på forskellige hastigheder indstillet i henhold til procesbetingelser.
Sprøjtestøbning i flere-trin er en af de mere avancerede sprøjtestøbningsteknologier, der er tilgængelige i øjeblikket. I forskningen i fler-sprøjtestøbningsprocesser er bestemmelsen af skrueslagssegmenterne under injektion relativt præcis, mens valget af sprøjtetryk og sprøjtehastighed i hvert segment i vid udstrækning er baseret på erfaring. Den generelle empiriske metode kan kun bestemme det tilsvarende forhold mellem injektionstrykket og injektionshastigheden, der anvendes i hvert segment. Den sædvanlige praksis er at bestemme dette forhold baseret på forholdet mellem tværsnitsarealet af hver del af det støbte produkt. Efter at have designet flertrins sprøjtestøbningsprocessen, kræver det gentagne justeringer gennem flere forsøg for at opnå de optimale værdier for det valgte sprøjtetryk og sprøjtehastighed.