Определение и производственный процесс литья под давлением
Литье под давлением — это процесс формования, при котором расплавленный пластик впрыскивается в закрытую полость пресс-формы. После охлаждения и затвердевания получается пластиковое изделие, соответствующее форме полости.
Производственный процесс: подача материала. (Включая сушку: поскольку влага или летучие вещества в сырье могут вызывать дефекты в виде пузырьков, материалы сушат при температуре 80-120°C в течение 2-4 часов перед литьем под давлением. Для повышения эффективности использования оборудования многие производители перешли от сушки материалов в литьевых машинах к использованию централизованных систем сушки, которые автоматически подают высушенные материалы в соответствующие машины). плавления, инъекция, охлаждения, демонтаж, удаление части и закрытие формыВ процессе литья пластмасс под давлением время охлаждения является критически важным параметром. Как чрезмерно длительное или короткое время охлаждения влияет на качество продукции?
Влияние времени охлаждения на качество и эффективность впрыска
В течение всего цикла впрыска, от закрытия пресс-формы до следующего закрытия, фаза выдержки под давлением впрыска занимает 10–20% времени, а стадия охлаждения — другое время. 60% -80%Фаза извлечения из формы составляет 5–15%, а фаза удаления детали и закрытия формы — 5–10%.
Процесс охлаждения включает в себя процесс охлаждения пресс-формы. система охлаждения Охлаждение рассеивает тепло расплава, преобразуя пластик из жидкого состояния в стеклообразное или кристаллическое. Это затвердевание формирует желаемую форму и придает изделию механические свойства. Поскольку фаза охлаждения занимает более половины цикла впрыска, она существенно влияет на точность размеров изделия, качество поверхности и механические свойства. Это также влияет на эффективность производства, что требует определения оптимальной точки управления между высокой скоростью производства и тщательным охлаждением.
I. Последствия недостаточного охлаждения
1. Дефекты внешнего вида изделия
Недостаточное время охлаждения препятствует полному затвердению расплава, вызывая прилипание при извлечении из формы и приводя к дефектам поверхности, таким как царапины, полосы, неровности, неравномерный блеск или помутнение на прозрачных деталях.
Например, компания из Шэньчжэня производит прозрачные крышки для европейского рынка из поликарбоната. В процессе литья под давлением компонентов, при времени охлаждения 18.8 секунд, на поверхности прозрачного корпуса появлялся туманообразный налет. Анализ показал недостаточное время охлаждения для этого сложного изделия. После корректировки времени охлаждения до 19.8 секунд, полученные детали приобрели хорошую прозрачность и соответствовали стандартам качества.
2. Отклонение точности размеров
Недостаточное время охлаждения препятствует полному охлаждению и усадке, вызывая дальнейшую деформацию после извлечения из формы. Это приводит к отклонениям в размерах, усадочным раковинам, короблению и другим проблемам с качеством.
3. Сниженные механические свойства
Короткое время охлаждения приводит к неравномерной кристаллизации в пластмассах (например, полипропилене, полиамиде) или нарушению ориентации молекулярных цепей. Это снижает прочность на разрыв, ударопрочность и термостойкость, повышая хрупкость.
4. Сложности при извлечении из формы и дефекты, вызванные облоем.
Недостаточная прочность при извлечении из формы не полностью затвердевшего расплава может привести к растрескиванию или побелению. Одновременно неполное охлаждение и затвердевание расплава позволяют ему переливаться через зазоры формы под давлением впрыска, образуя облой.
II. Влияние чрезмерного времени охлаждения
1. Прилипание материала к пресс-форме и другие дефекты качества.
Такие материалы, как ПВХ и ТПУ, могут прилипать к формам из-за молекулярной адсорбции при длительном контакте с низкотемпературными формами. Пластиковые поверхности при низких температурах подвержены таким дефектам, как тусклый блеск и трещины.
Например, компания из Шэньчжэня, производящая внутренние уплотнительные ленты из ПВХ для южноамериканского рынка (толщина стенки: 1.8 мм, температура пресс-формы: 28 °C), столкнулась с проблемой прилипания при установленном времени охлаждения в 15 секунд. Анализ показал чрезмерное время охлаждения. После корректировки времени охлаждения до 13 секунд прилипание прекратилось при продолжении производства.
2. Увеличение объемов производства и потребления
Длительная работа системы охлаждения пресс-формы приводит к увеличению потребления охлаждающей воды или других источников холода, что повышает производственные затраты и потребление энергии.
3. Снижение эффективности производства и нерациональное использование производственных мощностей.
С точки зрения времени цикла, на фазу охлаждения, когда расплавленный материал затвердевает после впрыскивания в пресс-форму, время охлаждения составляет приблизительно 60–80% от всего цикла литья под давлением. Если время охлаждения составляет 60% цикла впрыскивания, то дополнительные 6 секунд на каждую пресс-форму снизят эффективность производства почти на 6%.
III. Факторы, влияющие на время охлаждения
1. Система охлаждения.
В качестве распространенных сред охлаждения используются системы с водяным, масляным и воздушным охлаждением. Встроенные каналы охлаждения могут иметь прямую, изогнутую или сетчатую форму в зависимости от геометрии изделия. Для повышения эффективности охлаждения и сокращения времени охлаждения проектируются сложные системы охлаждения в полостях пресс-форм. конформное охлаждение каналы. Это позволяет охлаждающей среде напрямую контактировать с изделием для охлаждения, обеспечивая равномерное охлаждение и уменьшая количество дефектов качества, таких как деформация и коробление. Такой подход может сократить время охлаждения на 30-50%, повышая эффективность охлаждения. На этапе охлаждения при литье под давлением температуру пресс-формы необходимо регулировать в зависимости от типа пластикового материала — например, 40–60 °C для ABS, 80–120 °C для PC.
2. Свойства пластиковых материалов
Различные пластмассы имеют разные температуры плавления. Кристаллические материалы, такие как ПП, ПЭ и ПА, требуют более длительного времени охлаждения для обеспечения полной кристаллизации — например, ПП плавится примерно при 167 °C. Некристаллические материалы, такие как АБС, ПК и ПММА, имеют более низкие температуры плавления и более быстрое время охлаждения — например, АБС плавится примерно при 105 °C, а ПК — при 150 °C. На практике температура литья под давлением должна превышать температуру плавления на 10–50 °C. Например, температура литья под давлением ПП обычно устанавливается в диапазоне 180–220 °C.
Теплопроводность пластмассовых материалов также влияет на время охлаждения. Материалы с высокой теплопроводностью быстрее передают тепло в форму, тем самым сокращая фазу охлаждения; материалы с низкой теплопроводностью остывают медленнее и требуют более длительного времени отверждения для обеспечения стабильности размеров и качества поверхности.
3. Структура продукта
Изделия со сложной формой и большей толщиной стенок (или ребрами жесткости) требуют относительно большего времени охлаждения. И наоборот, изделия с тонкими стенками и простой конструкцией имеют относительно меньшее время охлаждения.
Резюме
В литье под давлением время охлаждения является как критически важным параметром, влияющим на качество продукции, так и ключевой переменной, определяющей эффективность производства. Только при глубоком понимании взаимосвязи между свойствами материала, структурой изделия и конструкцией системы охлаждения пресс-формы можно определить оптимальное время охлаждения для повышения эффективности охлаждения, обеспечивая сочетание стабильного качества и высокой эффективности производства.
