การฉีดพลาสติกคืออะไร และทำงานอย่างไร?

กระบวนการฉีดขึ้นรูป

กระบวนการฉีดขึ้นรูปส่วนใหญ่ประกอบด้วย 6 ขั้นตอน ได้แก่ การปิดแม่พิมพ์ - การเติม - แรงดันในการยึด - การทำความเย็น - การเปิดแม่พิมพ์ - การถอดแบบหกขั้นตอนนี้เป็นตัวกำหนดคุณภาพการขึ้นรูปของผลิตภัณฑ์โดยตรง และหกขั้นตอนนี้เป็นกระบวนการที่สมบูรณ์และต่อเนื่อง

กระบวนการฉีดขึ้นรูป - ขั้นตอนการเติม

การบรรจุเป็นขั้นตอนแรกในวงจรการฉีดขึ้นรูปทั้งหมด และเวลาจะถูกนับจากจุดเริ่มต้นของการฉีดขึ้นรูปเมื่อปิดแม่พิมพ์จนถึงโพรงแม่พิมพ์เต็มประมาณ 95%ในทางทฤษฎี ยิ่งเวลาในการเติมสั้นลง ประสิทธิภาพการขึ้นรูปก็จะยิ่งสูงขึ้นอย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง ระยะเวลาในการขึ้นรูปขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ

การเติมความเร็วสูงบรรจุด้วยความเร็วสูงด้วยอัตราเฉือนสูง พลาสติกเนื่องจากแรงเฉือนทำให้ผอมบางและมีความหนืดลดลง เพื่อลดความต้านทานการไหลโดยรวมผลการให้ความร้อนที่มีความหนืดในท้องถิ่นจะทำให้ความหนาของชั้นการบ่มบางลงดังนั้นในขั้นตอนการควบคุมการไหล ลักษณะการเติมมักจะขึ้นอยู่กับขนาดปริมาตรที่จะเติมกล่าวคือ ในขั้นตอนการควบคุมการไหล แรงเฉือนที่บางลงของการหลอมมักจะมีขนาดใหญ่เนื่องจากการเติมด้วยความเร็วสูง ในขณะที่ผลการระบายความร้อนของผนังบางไม่ชัดเจน ดังนั้นประโยชน์ของอัตราจึงมีความสำคัญ

การเติมอัตราต่ำการเติมด้วยความเร็วต่ำที่ควบคุมการถ่ายเทความร้อนมีอัตราเฉือนที่ต่ำกว่า ความหนืดเฉพาะที่สูงกว่า และความต้านทานการไหลที่สูงขึ้นเนื่องจากอัตราการเติมเทอร์โมพลาสติกช้าลง การไหลจึงช้าลง เพื่อให้เอฟเฟกต์การถ่ายเทความร้อนเด่นชัดยิ่งขึ้น และความร้อนจะถูกกำจัดออกไปอย่างรวดเร็วสำหรับผนังแม่พิมพ์เย็นเมื่อรวมกับปรากฏการณ์ความร้อนที่มีความหนืดในปริมาณที่น้อยลง ความหนาของชั้นการบ่มก็จะหนาขึ้น และเพิ่มความต้านทานการไหลที่ส่วนที่บางกว่าของผนังอีกด้วย

เนื่องจากการไหลของน้ำพุ ด้านหน้าของคลื่นการไหลของแถวโซ่พลาสติกโพลีเมอร์จนเกือบจะขนานกับด้านหน้าของคลื่นการไหลดังนั้นเมื่อพลาสติกหลอมเหลวทั้งสองตัดกัน โซ่โพลีเมอร์ที่พื้นผิวสัมผัสจะขนานกันประกอบกับลักษณะที่แตกต่างกันของพลาสติกหลอมเหลวทั้งสอง ส่งผลให้ความแข็งแรงของโครงสร้างบริเวณจุดตัดที่หลอมละลายนั้นต่ำจนแทบมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าเมื่อวางชิ้นส่วนในมุมที่เหมาะสมภายใต้แสงและสังเกตด้วยตาเปล่าจะพบว่ามีเส้นรอยต่อที่ชัดเจนซึ่งเป็นกลไกการก่อตัวของรอยหลอมละลายเครื่องหมายฟิวชันไม่เพียงส่งผลต่อรูปลักษณ์ของชิ้นส่วนพลาสติกเท่านั้น แต่ยังมีโครงสร้างจุลภาคที่หลวม ซึ่งอาจทำให้เกิดความเครียดได้ง่าย ซึ่งจะลดความแข็งแรงของชิ้นส่วนและทำให้เกิดการแตกหัก

โดยทั่วไปแล้ว ความแข็งแรงของเครื่องหมายฟิวชันจะดีกว่าเมื่อทำการฟิวชันในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงนอกจากนี้ อุณหภูมิของเส้นหลอมเหลวทั้งสองในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงนั้นอยู่ใกล้กัน และคุณสมบัติทางความร้อนของการหลอมนั้นเกือบจะเท่ากัน ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงของบริเวณฟิวชันในทางตรงกันข้าม ในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ ความแข็งแรงของฟิวชันไม่ดี

กระบวนการฉีดขึ้นรูป - ขั้นตอนการจับ

บทบาทของขั้นตอนการจับยึดคือการใช้แรงกดอย่างต่อเนื่องเพื่ออัดตัวหลอมและเพิ่มความหนาแน่นของพลาสติกเพื่อชดเชยพฤติกรรมการหดตัวของพลาสติกในระหว่างกระบวนการกดค้าง แรงดันย้อนกลับจะสูงขึ้นเนื่องจากโพรงแม่พิมพ์เต็มไปด้วยพลาสติกอยู่แล้วในกระบวนการยึดอัดแรงดัน สกรูของเครื่องฉีดขึ้นรูปสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอย่างช้าๆ เพื่อการเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น และอัตราการไหลของพลาสติกก็ช้าลงเช่นกัน ซึ่งเรียกว่าการคงการไหลของแรงดันเมื่อพลาสติกถูกทำให้เย็นและแข็งตัวโดยผนังแม่พิมพ์ ความหนืดของการหลอมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นความต้านทานในช่องแม่พิมพ์จึงดีเยี่ยมในระยะหลังของแรงกดค้างไว้ ความหนาแน่นของวัสดุยังคงเพิ่มขึ้น และส่วนที่ขึ้นรูปจะค่อยๆ ก่อตัวขึ้นเฟสแรงดันกักควรดำเนินต่อไปจนกว่าประตูจะหายและปิดผนึก ซึ่ง ณ เวลานั้นความดันโพรงในเฟสแรงดันกักจะถึงค่าสูงสุด

ในขั้นตอนการจับยึดพลาสติกจะถูกอัดบางส่วนเนื่องจากความดันค่อนข้างสูงในบริเวณที่มีความกดอากาศสูงกว่า พลาสติกจะมีความหนาแน่นมากกว่าและมีความหนาแน่นสูงกว่าในบริเวณที่มีความดันต่ำ พลาสติกจะหลวมและความหนาแน่นลดลง ส่งผลให้การกระจายความหนาแน่นเปลี่ยนไปตามตำแหน่งและเวลาอัตราการไหลของพลาสติกต่ำมากในระหว่างกระบวนการจับยึด และการไหลไม่ได้มีบทบาทสำคัญอีกต่อไปแรงกดดันเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อกระบวนการจับยึดในระหว่างกระบวนการจับยึด พลาสติกจะถูกเติมเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ และของเหลวที่ค่อยๆ แข็งตัวจะถูกใช้เป็นตัวกลางในการถ่ายเทแรงดันความดันในช่องแม่พิมพ์จะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวของผนังแม่พิมพ์ด้วยความช่วยเหลือของพลาสติก ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเปิดแม่พิมพ์ ดังนั้นจึงต้องใช้แรงจับยึดที่เหมาะสมสำหรับการล็อคแม่พิมพ์

ในสภาพแวดล้อมการฉีดขึ้นรูปใหม่ เราจำเป็นต้องพิจารณากระบวนการฉีดขึ้นรูปใหม่บางอย่าง เช่น การขึ้นรูปแบบใช้แก๊ส การขึ้นรูปแบบใช้น้ำ การฉีดขึ้นรูปโฟม เป็นต้น

กระบวนการฉีดขึ้นรูป-ขั้นตอนการทำความเย็น

ใน การฉีดขึ้นรูป การออกแบบระบบระบายความร้อนมีความสำคัญมากเนื่องจากเฉพาะเมื่อผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ขึ้นรูปถูกทำให้เย็นและแข็งตัวจนมีความแข็งแกร่งเท่านั้น ผลิตภัณฑ์พลาสติกจึงจะถูกปล่อยออกมาจากแม่พิมพ์เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปเนื่องจากแรงภายนอกเนื่องจากเวลาในการหล่อเย็นคิดเป็นประมาณ 70% ถึง 80% ของรอบการขึ้นรูปทั้งหมด ระบบระบายความร้อนที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีจึงสามารถลดระยะเวลาการขึ้นรูปลงได้อย่างมาก ปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของการฉีดขึ้นรูป และลดต้นทุนระบบระบายความร้อนที่ออกแบบไม่ถูกต้องจะทำให้เวลาในการขึ้นรูปนานขึ้นและเพิ่มต้นทุนการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวและการเสียรูปของผลิตภัณฑ์พลาสติกต่อไป

ตามการทดลอง ความร้อนที่เข้าสู่แม่พิมพ์จากการหลอมจะถูกปล่อยออกมาในสองส่วน ส่วนหนึ่งของ 5% จะถูกถ่ายโอนไปยังชั้นบรรยากาศโดยการแผ่รังสีและการพาความร้อน และอีก 95% ที่เหลือจะดำเนินการจากการหลอมไปยังแม่พิมพ์ผลิตภัณฑ์พลาสติกในแม่พิมพ์เนื่องจากบทบาทของท่อน้ำหล่อเย็น ความร้อนจากพลาสติกในช่องแม่พิมพ์ผ่านการนำความร้อนผ่านโครงแม่พิมพ์ไปยังท่อน้ำหล่อเย็น จากนั้นผ่านการพาความร้อนโดยสารหล่อเย็นออกไปความร้อนจำนวนเล็กน้อยที่ไม่ได้ถูกพาไปโดยน้ำหล่อเย็นจะยังคงถูกดำเนินการในแม่พิมพ์จนกว่าจะกระจายไปในอากาศหลังจากสัมผัสกับโลกภายนอก

วงจรการขึ้นรูปของการฉีดขึ้นรูปประกอบด้วยเวลาปิดแม่พิมพ์ เวลาเติม เวลาพัก เวลาหล่อเย็น และเวลาในการถอดแม่พิมพ์เวลาในการทำความเย็นคิดเป็นสัดส่วนที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 70% ถึง 80%ดังนั้นเวลาในการทำความเย็นจะส่งผลโดยตรงต่อความยาวของวงจรการขึ้นรูปและผลผลิตของผลิตภัณฑ์พลาสติกอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์พลาสติกในขั้นตอนการขึ้นรูปควรทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปด้วยความร้อนของผลิตภัณฑ์พลาสติก เพื่อป้องกันการคลายตัวของผลิตภัณฑ์พลาสติกเนื่องจากความเครียดตกค้างหรือการบิดงอ และการเสียรูปที่เกิดจากแรงภายนอกของการขึ้นรูป

ปัจจัยที่ส่งผลต่ออัตราการทำความเย็นของผลิตภัณฑ์คือ:

ด้านการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกความหนาของผนังของผลิตภัณฑ์พลาสติกเป็นหลักยิ่งความหนาของผลิตภัณฑ์มากเท่าไร ระยะเวลาในการทำความเย็นก็จะนานขึ้นเท่านั้นโดยทั่วไป เวลาในการทำความเย็นเป็นสัดส่วนกับความหนาของผลิตภัณฑ์พลาสติกกำลังสอง หรือสัดส่วนกับ 1.6 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางนักวิ่งสูงสุดนั่นคือการเพิ่มความหนาของผลิตภัณฑ์พลาสติกเป็นสองเท่าจะเพิ่มเวลาในการทำความเย็น 4 เท่า

วัสดุแม่พิมพ์และวิธีการหล่อเย็นวัสดุแม่พิมพ์ รวมถึงแกนแม่พิมพ์ วัสดุโพรง และวัสดุโครงแม่พิมพ์ มีอิทธิพลอย่างมากต่ออัตราการเย็นตัวยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุแม่พิมพ์สูงขึ้น ผลของการถ่ายเทความร้อนจากพลาสติกในหน่วยเวลาก็จะยิ่งดีขึ้น และเวลาในการทำความเย็นก็จะสั้นลงด้วย

วิธีการกำหนดค่าท่อน้ำหล่อเย็นยิ่งท่อน้ำหล่อเย็นอยู่ใกล้กับโพรงแม่พิมพ์มากเท่าใด เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อก็จะใหญ่ขึ้นและมีจำนวนมากขึ้นเท่านั้น ผลการทำความเย็นก็จะยิ่งดีขึ้นและระยะเวลาในการทำความเย็นก็จะสั้นลง

อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นยิ่งการไหลของน้ำหล่อเย็นมีปริมาณมากเท่าไร น้ำหล่อเย็นก็จะยิ่งนำความร้อนออกไปโดยการพาความร้อนได้ดีขึ้นเท่านั้น

ลักษณะของสารหล่อเย็นความหนืดและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของสารหล่อเย็นจะส่งผลต่อการถ่ายเทความร้อนของแม่พิมพ์ด้วยยิ่งความหนืดของสารหล่อเย็นต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนก็จะยิ่งสูงขึ้น อุณหภูมิก็จะยิ่งต่ำลง ผลการทำความเย็นก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

การเลือกพลาสติกพลาสติกเป็นตัววัดว่าพลาสติกนำความร้อนจากที่ร้อนไปยังที่เย็นได้เร็วแค่ไหนยิ่งค่าการนำความร้อนของพลาสติกสูง ค่าการนำความร้อนก็จะดีขึ้น หรือความร้อนจำเพาะของพลาสติกยิ่งต่ำ อุณหภูมิก็จะเปลี่ยนแปลงได้ง่ายขึ้น ดังนั้นความร้อนจึงสามารถหลบหนีออกไปได้ง่าย ค่าการนำความร้อนก็จะดีขึ้น และระยะเวลาในการทำความเย็นจะสั้นลง ที่จำเป็น.

การตั้งค่าพารามิเตอร์การประมวลผลยิ่งอุณหภูมิของวัสดุสูง อุณหภูมิของแม่พิมพ์ก็จะสูงขึ้น อุณหภูมิการดีดออกก็จะยิ่งต่ำลง และต้องใช้เวลาในการทำความเย็นนานขึ้น

กฎการออกแบบระบบทำความเย็น:

ช่องระบายความร้อนควรได้รับการออกแบบในลักษณะที่ให้ผลการทำความเย็นสม่ำเสมอและรวดเร็ว

วัตถุประสงค์ของระบบทำความเย็นคือเพื่อรักษาความเย็นของแม่พิมพ์อย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพรูระบายความร้อนควรมีขนาดมาตรฐานเพื่อความสะดวกในการแปรรูปและการประกอบ

เมื่อออกแบบระบบทำความเย็น ผู้ออกแบบแม่พิมพ์จะต้องกำหนดพารามิเตอร์การออกแบบต่อไปนี้โดยพิจารณาจากความหนาของผนังและปริมาตรของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป - ตำแหน่งและขนาดของรูระบายความร้อน ความยาวของรู ประเภทของรู การกำหนดค่าและ การเชื่อมต่อของรู และอัตราการไหลและคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนของน้ำหล่อเย็น

กระบวนการฉีดขึ้นรูป - ขั้นตอนการรื้อถอน

การรื้อเป็นส่วนสุดท้ายของวงจรการฉีดขึ้นรูปแม้ว่าผลิตภัณฑ์จะผ่านกระบวนการเย็นแล้ว แต่การรื้อยังคงมีผลกระทบสำคัญต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์การถอดชิ้นส่วนที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่แรงที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างการถอดชิ้นส่วนและการเสียรูปของผลิตภัณฑ์ระหว่างการดีดออกมีสองวิธีหลักในการถอดแบบ: การถอดแบบแท่งด้านบนและการถอดแบบแผ่นเมื่อออกแบบแม่พิมพ์ เราควรเลือกวิธีการถอดแม่พิมพ์ที่เหมาะสมตามลักษณะโครงสร้างของผลิตภัณฑ์เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์

สำหรับแม่พิมพ์ที่มีแถบด้านบน ควรตั้งแถบด้านบนให้เท่ากันที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และเลือกตำแหน่งในตำแหน่งที่มีความต้านทานการหลุดออกมากที่สุดและมีความแข็งแรงและความแข็งสูงสุดของชิ้นส่วนพลาสติก เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปและความเสียหายต่อชิ้นส่วนพลาสติก .

โดยทั่วไปแผ่นปอกจะใช้สำหรับการรื้อภาชนะที่มีผนังบางที่มีช่องลึกและผลิตภัณฑ์โปร่งใสที่ไม่ให้มีร่องรอยของก้านกระทุ้งลักษณะของกลไกนี้คือแรงลอกออกที่มีขนาดใหญ่และสม่ำเสมอ การเคลื่อนไหวที่ราบรื่น และไม่มีร่องรอยหลงเหลือให้เห็นชัดเจน