فرآیند قالب گیری تزریقی
فرآیند قالب گیری تزریقی عمدتاً شامل 6 مرحله است که شامل بسته شدن قالب - پر کردن - فشار نگه داشتن - خنک سازی - باز کردن قالب - قالب گیری می شود.این شش مرحله مستقیماً کیفیت قالب گیری محصولات را تعیین می کند و این شش مرحله یک فرآیند کامل و مستمر است.
فرآیند قالب گیری تزریقی - مرحله پر کردن
پر کردن اولین مرحله در کل چرخه قالب گیری تزریقی است و زمان از شروع قالب گیری تزریقی که قالب بسته می شود تا زمانی که حفره قالب تا حدود 95 درصد پر شود شمارش می شود.از نظر تئوری، هرچه زمان پر شدن کوتاهتر باشد، راندمان قالب گیری بالاتر است.با این حال، در تولید واقعی، زمان قالب گیری تابع شرایط بسیاری است.
پر کردن با سرعت بالاپر کردن با سرعت بالا با سرعت برش بالا، پلاستیک به دلیل اثر نازک شدن برشی و وجود کاهش ویسکوزیته، به طوری که مقاومت جریان کلی کاهش می یابد.اثر گرمایش چسبناک موضعی نیز ضخامت لایه پخت را نازک تر می کند.بنابراین، در مرحله کنترل جریان، رفتار پر کردن اغلب به اندازه حجمی که باید پر شود بستگی دارد.یعنی در مرحله کنترل جریان، اثر نازک شدن برشی مذاب اغلب به دلیل پر شدن با سرعت بالا زیاد است، در حالی که اثر خنک کنندگی دیواره های نازک آشکار نیست، بنابراین سودمندی نرخ غالب است.
پر کردن با نرخ پایینپر کردن با سرعت کم کنترل شده با انتقال حرارت دارای نرخ برشی کمتر، ویسکوزیته موضعی بالاتر و مقاومت جریان بالاتر است.با توجه به سرعت آهسته تر پر کردن ترموپلاستیک، جریان آهسته تر است، به طوری که اثر انتقال حرارت بارزتر است و گرما به سرعت برای دیواره قالب سرد گرفته می شود.همراه با مقدار کمتری از پدیده گرمایش چسبناک، ضخامت لایه پخت ضخیم تر است و مقاومت جریان در قسمت نازک تر دیوار را بیشتر می کند.
با توجه به جریان چشمه، در مقابل موج جریان از زنجیره پلیمری پلاستیکی ردیفی تقریباً موازی با جلوی موج جریان است.بنابراین، هنگامی که دو پلاستیک مذاب تلاقی می کنند، زنجیره های پلیمری در سطح تماس با یکدیگر موازی هستند.همراه با ماهیت متفاوت دو پلاستیک مذاب، که منجر به استحکام ساختاری ضعیف از نظر میکروسکوپی ناحیه تقاطع مذاب می شود.هنگامی که قطعه با زاویه مناسب در زیر نور قرار می گیرد و با چشم غیر مسلح مشاهده می شود، می توان متوجه شد که خطوط مفصلی آشکاری وجود دارد که مکانیسم تشکیل علائم مذاب است.علائم همجوشی نه تنها بر ظاهر قطعه پلاستیکی تأثیر می گذارد، بلکه دارای ریزساختار شل است که به راحتی می تواند باعث تمرکز تنش شود و در نتیجه استحکام قطعه را کاهش داده و باعث شکستگی آن شود.
به طور کلی، استحکام علائم همجوشی زمانی بهتر است که همجوشی در منطقه با دمای بالا انجام شود.علاوه بر این، دمای دو رشته مذاب در ناحیه دمای بالا نزدیک به یکدیگر است و خواص حرارتی مذاب تقریباً یکسان است که باعث افزایش قدرت ناحیه همجوشی می شود.برعکس، در منطقه دمای پایین، استحکام همجوشی ضعیف است.
فرآیند قالب گیری تزریقی - مرحله برگزاری
نقش مرحله نگهدارنده اعمال فشار مداوم برای فشرده سازی مذاب و افزایش چگالی پلاستیک برای جبران رفتار جمع شدگی پلاستیک است.در طول فرآیند فشار نگه داشتن، فشار برگشتی بیشتر است زیرا حفره قالب از قبل با پلاستیک پر شده است.در فرآیند نگه‌داشتن فشردگی فشار، پیچ دستگاه قالب‌گیری تزریقی تنها می‌تواند به آرامی برای یک حرکت کوچک به جلو حرکت کند و سرعت جریان پلاستیک نیز کندتر است که به آن جریان فشار نگهدارنده می‌گویند.همانطور که پلاستیک توسط دیواره قالب خنک و سخت می شود، ویسکوزیته مذاب به سرعت افزایش می یابد، بنابراین مقاومت در حفره قالب عالی است.در مرحله بعدی نگه داشتن فشار، چگالی مواد همچنان افزایش می یابد و قسمت قالب گیری شده به تدریج تشکیل می شود.فاز فشار نگهدارنده باید تا زمانی ادامه یابد که گیت پخت و آب بندی شود، در این زمان فشار حفره در فاز فشار نگهدارنده به بالاترین مقدار می رسد.
در مرحله نگهداری، پلاستیک تا حدی قابل تراکم است زیرا فشار بسیار زیاد است.در ناحیه فشار بالاتر، پلاستیک متراکم تر و چگالی بالاتر است.در ناحیه فشار کمتر، پلاستیک شلتر و چگالی کمتر است، بنابراین باعث می شود توزیع چگالی با موقعیت و زمان تغییر کند.سرعت جریان پلاستیک در طول فرآیند نگهداری بسیار کم است و جریان دیگر نقش غالب را ایفا نمی کند.فشار عامل اصلی موثر بر فرآیند نگهداری است.در طی فرآیند نگهداری، پلاستیک با حفره قالب پر شده است و مذاب به تدریج پخته شده به عنوان واسطه ای برای انتقال فشار استفاده می شود.فشار موجود در حفره قالب به کمک پلاستیک به سطح دیواره قالب منتقل می شود که تمایل به باز شدن قالب دارد و بنابراین نیاز به نیروی گیره مناسب برای قفل شدن قالب دارد.
در محیط قالب‌گیری تزریقی جدید، باید برخی از فرآیندهای قالب‌گیری تزریقی جدید مانند قالب‌گیری به کمک گاز، قالب‌گیری به کمک آب، قالب‌گیری تزریق فوم و غیره را در نظر بگیریم.
فرآیند قالب گیری تزریقی - مرحله خنک سازی
که در قالب گیری تزریقی ، طراحی سیستم خنک کننده بسیار مهم است.این به این دلیل است که تنها زمانی که محصولات پلاستیکی قالب‌گیری شده خنک شده و تا حد خاصی سخت می‌شوند، محصولات پلاستیکی می‌توانند از قالب خارج شوند تا از تغییر شکل در اثر نیروهای خارجی جلوگیری شود.از آنجایی که زمان خنک‌سازی حدود 70 تا 80 درصد کل چرخه قالب‌گیری را تشکیل می‌دهد، یک سیستم خنک‌کننده با طراحی خوب می‌تواند زمان قالب‌گیری را به میزان قابل توجهی کوتاه کند، بهره‌وری قالب‌گیری تزریقی را بهبود بخشد و هزینه‌ها را کاهش دهد.طراحی نامناسب سیستم خنک کننده باعث طولانی تر شدن زمان قالب گیری و افزایش هزینه می شود.خنک شدن ناهموار بیشتر باعث تاب برداشتن و تغییر شکل محصولات پلاستیکی می شود.
بر اساس آزمایشات، گرمای ورودی از مذاب به داخل قالب در دو قسمت ساطع می شود که بخشی از 5 درصد آن توسط تابش و همرفت به جو منتقل می شود و 95 درصد باقی مانده از مذاب به قالب هدایت می شود.محصولات پلاستیکی در قالب به دلیل نقش لوله آب خنک کننده، گرما را از پلاستیک در حفره قالب از طریق هدایت گرما از طریق قاب قالب به لوله آب خنک کننده و سپس از طریق انتقال حرارتی توسط مایع خنک کننده دور می کنند.مقدار کمی از گرما که توسط آب خنک کننده منتقل نمی شود، همچنان در قالب هدایت می شود تا زمانی که پس از تماس با دنیای خارج در هوا پخش شود.
چرخه قالب‌گیری قالب‌گیری تزریقی شامل زمان بسته شدن قالب، زمان پر شدن، زمان نگهداری، زمان خنک‌سازی و زمان قالب‌گیری است.در میان آنها، زمان خنک سازی بیشترین سهم را به خود اختصاص می دهد که حدود 70 تا 80 درصد است.بنابراین، زمان خنک‌سازی مستقیماً بر طول چرخه قالب‌گیری و بازده محصولات پلاستیکی تأثیر می‌گذارد.دمای محصولات پلاستیکی در مرحله قالب‌گیری باید تا دمایی کمتر از دمای تغییر شکل حرارتی محصولات پلاستیکی خنک شود تا از شل شدن محصولات پلاستیکی در اثر تنش‌های پسماند یا تاب برداشتن و تغییر شکل ناشی از نیروهای خارجی قالب‌گیری جلوگیری شود.
عواملی که بر سرعت خنک شدن محصول تاثیر می گذارند عبارتند از:
جنبه های طراحی محصول پلاستیکیبه طور عمده ضخامت دیواره محصولات پلاستیکی.هر چه ضخامت محصول بیشتر باشد، زمان خنک شدن بیشتر می شود.به طور کلی، زمان خنک شدن تقریباً متناسب با مربع ضخامت محصول پلاستیکی یا متناسب با 1.6 برابر حداکثر قطر دونده است.یعنی دو برابر شدن ضخامت محصول پلاستیکی زمان خنک شدن را 4 برابر افزایش می دهد.
مواد قالب و روش خنک سازی آنمواد قالب، از جمله هسته قالب، مواد حفره و مواد قاب قالب، تأثیر زیادی بر سرعت خنک‌سازی دارند.هرچه ضریب هدایت حرارتی مواد قالب بیشتر باشد، تأثیر انتقال حرارت از پلاستیک در واحد زمان بهتر است و زمان خنک‌سازی کوتاهتر می‌شود.
نحوه پیکربندی لوله آب خنک کننده.هر چه لوله آب خنک کننده به حفره قالب نزدیکتر باشد، قطر لوله بیشتر و تعداد آن بیشتر می شود، اثر خنک کننده بهتر و زمان خنک شدن کوتاهتر می شود.
سرعت جریان مایع خنک کنندههرچه جریان آب خنک‌کننده بیشتر باشد، تأثیر آب خنک‌کننده برای از بین بردن گرما توسط همرفت حرارتی بهتر است.
ماهیت مایع خنک کنندهویسکوزیته و ضریب انتقال حرارت مایع خنک کننده نیز بر اثر انتقال حرارت قالب تأثیر می گذارد.هرچه ویسکوزیته مایع خنک کننده کمتر باشد، ضریب انتقال حرارت بیشتر باشد، دما پایین تر، اثر خنک کنندگی بهتری دارد.
انتخاب پلاستیکپلاستیک معیاری است که نشان می دهد پلاستیک با چه سرعتی گرما را از یک مکان گرم به یک مکان سرد هدایت می کند.هرچه رسانایی حرارتی پلاستیک بیشتر باشد، رسانایی حرارتی بهتر یا گرمای ویژه پلاستیک کمتر باشد، تغییر دما آسان‌تر می‌شود، بنابراین گرما به راحتی می‌تواند از آن خارج شود، هدایت حرارتی بهتری دارد و زمان خنک‌شدن کوتاهتر می‌شود. ضروری.
تنظیم پارامترهای پردازشهرچه دمای مواد بیشتر باشد، دمای قالب بالاتر باشد، دمای تخلیه کمتر، زمان خنک‌سازی بیشتر می‌شود.
قوانین طراحی سیستم خنک کننده:
کانال خنک کننده باید به گونه ای طراحی شود که اثر خنک کننده یکنواخت و سریع باشد.
هدف از سیستم خنک کننده حفظ خنک سازی مناسب و کارآمد قالب است.سوراخ های خنک کننده باید اندازه استاندارد داشته باشند تا پردازش و مونتاژ آسان شود.
هنگام طراحی یک سیستم خنک کننده، طراح قالب باید پارامترهای طراحی زیر را بر اساس ضخامت دیواره و حجم قطعه قالب گیری تعیین کند - محل و اندازه سوراخ های خنک کننده، طول سوراخ ها، نوع سوراخ ها، پیکربندی و اتصال سوراخ ها و سرعت جریان و خواص انتقال حرارت مایع خنک کننده.
فرآیند قالب گیری تزریقی - فاز تخریب
قالب گیری آخرین بخش از چرخه قالب گیری تزریقی است.اگرچه این محصول در حالت سرد قرار گرفته است، اما قالب گیری هنوز هم تأثیر مهمی بر کیفیت محصول دارد.قالب‌گیری نامناسب ممکن است منجر به ایجاد نیروی ناهموار در هنگام قالب‌گیری و تغییر شکل محصول در حین پرتاب شود.دو روش اصلی برای قالب‌گیری وجود دارد: قالب‌گیری میله‌های بالا و قالب‌گیری صفحه‌کشی.هنگام طراحی قالب، باید با توجه به ویژگی های ساختاری محصول، روش قالب گیری مناسب را انتخاب کنیم تا از کیفیت محصول اطمینان حاصل کنیم.
برای قالب‌هایی که میله بالایی دارند، میله بالایی باید تا حد امکان به طور یکنواخت تنظیم شود و موقعیت باید در محلی با بیشترین مقاومت آزادسازی و بیشترین استحکام و سفتی قطعه پلاستیکی انتخاب شود تا از تغییر شکل و آسیب به قسمت پلاستیکی جلوگیری شود. .
صفحه سلب معمولاً برای قالب‌گیری ظروف دیواره نازک با حفره عمیق و محصولات شفاف که اجازه اثری از میله فشار را نمی‌دهد استفاده می‌شود.از ویژگی های این مکانیزم می توان به نیروی قالب گیری بزرگ و یکنواخت، حرکت نرم و عدم باقی ماندن آثار آشکار اشاره کرد.
