Præcisionsprøjtestøbning, som det almindeligvis forstås, refererer til sprøjtestøbte-produkter, der opfylder strenge krav til dimensionstolerancer, geometriske tolerancer og overfladeruhed. At opnå præcisionssprøjtestøbning kræver mange medvirkende faktorer, men de vigtigste er de fire elementer af plastråmaterialer, sprøjtestøbeforme, sprøjtestøbeproces og sprøjtestøbeudstyr (sprøjtestøbemaskine).
Præcisionssprøjtestøbt-plastik
Plast, der er egnet til præcisionssprøjtestøbning, bør have egenskaber såsom høj mekanisk styrke, god dimensionsstabilitet, fremragende krybemodstand og en bred vifte af miljøtilpasningsevne. Følgende fire typer plast er almindeligt anvendt til præcisionssprøjtestøbning:
① POM og kulfiber (CF) forstærket POM eller glasfiber (GF) forstærket POM. Dette materiale er kendetegnet ved god krybemodstand, træthedsmodstand, vejrbestandighed og dielektriske egenskaber og er flammehæmmende-. Tilsætning af smøremidler letter frigivelse af skimmelsvamp.
② PA og glasfiberforstærket PA66. Egenskaber: stærk slagfasthed og slidstyrke, gode flydeegenskaber og kan støbes til produkter med en vægtykkelse på 0,4 mm. Glasfiberforstærket PA66 har god varmebestandighed (smeltepunkt 250 grader), men dens ulempe er hygroskopicitet; generelt kræver det fugtkonditionering efter støbning.
③ PBT-forstærket polyester. Funktioner: kort støbecyklus. Støbetidens sammenligning er som følger: PBT Mindre end eller lig med POM ~ PA66 Mindre end eller lig med PA6.
④ PC og glasfiberforstærket PC. Egenskaber: god slidstyrke, forbedret stivhed efter forstærkning, god dimensionsstabilitet, god vejrbestandighed, flammehæmning og god formbarhed.
Præcisionssprøjtestøbeforme
De forme, der bruges til præcisionssprøjtestøbning, skal have følgende egenskaber:
① Høj formnøjagtighed.
Dette afhænger primært af, om formhulrummets dimensioner, kavitetspositionering eller skillefladenøjagtighed opfylder kravene.
② God bearbejdelighed og stivhed.
I formstrukturdesign bør antallet af hulrum ikke være for stort, og bundpladen, støttepladen og hulrummets vægge skal være tykkere for at forhindre alvorlig elastisk deformation af delene under høj temperatur og højt tryk.
③ God produktudtagningsevne.
Formen bør ideelt set have et lille antal hulrum, færre og kortere løbere og en højere overfladeruhed end almindelige forme, hvilket letter udtagningen af formen.
④ Stål til præcisionsforme.
Høj-legeret stål bør vælges; materialerne, der anvendes til hulrum og løbere, skal gennemgå streng varmebehandling, og der bør vælges materialer med høj hårdhed (dannende dele skal nå ca. 52 HRC), god slidstyrke og stærk korrosionsbestandighed.
Præcisionssprøjtestøbemaskine
Karakteristika i form af tekniske parametre
Baseret på sprøjtetryk kører konventionelle sprøjtestøbemaskiner ved 147-177 MPa; præcisionssprøjtestøbemaskiner fungerer ved 216-243 MPa; og ultra-højtryks--sprøjtestøbemaskiner fungerer ved 243-392 MPa. Præcisionssprøjtestøbemaskiner skal bruge-højtrykssprøjtestøbemaskiner af følgende årsager:
①
For at forbedre nøjagtigheden og kvaliteten af præcisionsprodukter, da indsprøjtningstrykket har den største indflydelse på produktets krympningshastighed. Når injektionstrykket når 392 MPa, er støbekrympningshastigheden for produktet næsten nul. På dette tidspunkt påvirkes produktets nøjagtighed kun af skimmelsvampen eller miljøet. Test har vist, at en forøgelse af indsprøjtningstrykket fra 98 MPa til 392 MPa øger den mekaniske styrke med 3%-33%.
②
For at reducere vægtykkelsen af præcisionsprodukter og øge formlængden. Tager man PC som eksempel, kan en konventionel maskine med et sprøjtetryk på 177 MPa støbe produkter med en vægtykkelse på 0,2-0,8 mm, mens en præcisionsmaskine med et sprøjtetryk på 392 MPa kan støbe produkter med en tykkelse på mellem 0,15 og 0,6 mm. Sprøjtestøbemaskiner med ultra-højt-tryk kan producere produkter med et større flowlængdeforhold.
③
Forøgelse af injektionstrykket kan fuldt ud udnytte effektiviteten af injektionshastigheden. For at opnå den nominelle indsprøjtningshastighed er der kun to måder: Den ene er at øge systemets maksimale indsprøjtningstryk; den anden er at ændre skrueparametrene for at øge længden-til-diameterforholdet. Præcisionssprøjtestøbemaskiner kræver høje sprøjtehastigheder. Tager man den tysk-fremstillede DEMAG præcisionssprøjtestøbemaskine (60–420t) som eksempel, kan dens injektionshastighed nå 1000 mm/s, og skruen kan opnå en acceleration på 12 m/s².
Karakteristika for præcisionssprøjtestøbemaskiner med hensyn til kontrol
① Krav til gentagelighed (reproducerbarhed) af sprøjtestøbningsparametre.
② Krav til plastificeringskvalitet.
③ Temperaturregulering af den arbejdende hydraulikolie.
④ Krav til at holde tryk.
⑤ Krav til regulering af formtemperatur.
Det hydrauliske (oliekredsløb) system i en præcisionssprøjtestøbemaskine
- ① Det hydrauliske system skal bruge proportionale komponenter såsom proportionaltrykventiler, proportionalflowventiler eller servovariable pumper.
- ② I direkte-trykspændemekanismer skal de hydrauliske kredsløb for spænde- og indsprøjtningsdelene adskilles.
- ③ På grund af den høje hastighed af præcisionssprøjtestøbemaskiner, skal reaktionshastigheden af det hydrauliske system øges.
- ④ Det hydrauliske system af præcisionssprøjtestøbemaskiner bør fuldt ud omfatte den integrerede konstruktion af mekaniske, elektriske, hydrauliske og instrumenteringssystemer.
Strukturelle egenskaber ved præcisionssprøjtestøbemaskiner
① På grund af det høje sprøjtetryk fra præcisionssprøjtestøbemaskiner er stivheden af spændesystemet afgørende, og paralleliteten af de bevægelige og stationære plader skal kontrolleres inden for området 0,05 til 0,08 mm.
② Lav--forme skal beskyttes, og nøjagtigheden af spændekraften skal kontrolleres strengt, da størrelsen af spændekraften påvirker graden af støbeformdeformation, hvilket i sidste ende påvirker dimensionstolerancerne for de støbte dele.
③ Formåbnings- og lukkehastigheden skal være hurtig, generelt omkring 60 mm/s.
④ Blødgørende komponenter: Skruen, skruehovedet, den ikke-returgivende ring og cylinderen bør antage en strukturel form, der giver stærk blødgøringsevne, god homogenisering og høj injektionseffektivitet; skruetræksmomentet skal være stort og i stand til trinløs hastighedsregulering. På baggrund af dette anvender præcisionssprøjtestøbemaskiner ofte modulære enheder til at tilpasse sig produktionsbehovene for forskellige præcisionsplastikdele, som vist på figuren.
Vi ved, at uanset typen af præcisionssprøjtestøbemaskine, skal den i sidste ende være i stand til stabilt at kontrollere den formelle repeterbarhed og kvalitetsrepeterbarhed af de støbte produkter.
Større producenter af præcisionssprøjtestøbemaskiner
Inden for udvikling af præcisionssprøjtestøbemaskiner omfatter førende producenter, der repræsenterer det nuværende verdens avancerede niveau, tyske virksomheder som KraussMaffei, Demag og Arburg, såvel som japanske virksomheder som Nissei, JSW og Sumitomo Heavy Industries. Blandt dem har præcisionssprøjtestøbemaskinen, der blev lanceret af Arburg i Tyskland, et kasse-design for sin fastspændingsmekanisme, hvilket forbedrer fastspændingsnøjagtigheden markant.
Krympeproblemer i præcisionssprøjtestøbte plastdele.
Der er fire faktorer, der påvirker krympningen af støbte plastdele: termisk krympning, faseovergangskrympning, orienteringskrympning og kompressionskrympning.
Indflydelsen af hver krympefaktor på præcisionssprøjtestøbning er analyseret nedenfor:
① Termisk krympning
② Faseovergangssvind
③ Orienteringskrympning
④ Kompressionskrympning
① Termisk krympning:Termisk krympning er en iboende termofysisk karakteristik af formmaterialet og formmaterialet. Højere formtemperaturer resulterer i højere produkttemperaturer, hvilket fører til øget faktisk krympning. Derfor bør formtemperaturen ikke være for høj ved præcisionssprøjtestøbning.
② Faseovergangskrympning:I krystallinske harpikser, under orienteringsprocessen, sker krystallisationen af makromolekyler, hvilket forårsager krympning på grund af et fald i specifikt volumen. Dette kaldes faseovergangssvind. Højere formtemperaturer fører til højere krystallinitet og større krympning; på den anden side øger øget krystallinitet imidlertid produktets tæthed, reducerer den lineære ekspansionskoefficient og reducerer således krympning. Derfor er den faktiske svindhastighed bestemt af den kombinerede effekt af disse to faktorer.
③ Orienteringskrympning:På grund af den tvungne strækning af molekylære kæder i strømningsretningen har makromolekylerne en tendens til at -spoles igen og restitueres under afkøling, hvilket resulterer i krympning i orienteringsretningen. Graden af molekylær orientering er relateret til injektionstryk, injektionshastighed, harpikstemperatur og formtemperatur, men hovedsageligt til injektionshastigheden.
④ Kompressionskrympning:De fleste plasttyper er komprimerbare, hvilket betyder, at deres specifikke volumen ændres betydeligt under højt tryk. Ved normale temperaturer reducerer en forøgelse af injektionstrykket det støbte produkts specifikke volumen, øger dets tæthed, reducerer den lineære ekspansionskoefficient og reducerer krympningen betydeligt. Svarende til kompressibilitet har formmaterialet en elastisk genvindingseffekt, som reducerer produktsvind.