Пластикова форма в переробці пластику займає дуже важливе місце, рівень дизайну форми та виробничі потужності також відображають промислові стандарти країни. В останні роки виробництво прес-форм для формування пластику та рівень розвитку є дуже швидкими, високою ефективністю, автоматизацією, великою точністю, тривалим терміном служби форми припадає все більша частка наступного від конструкції форми, методів обробки, обладнання для обробки, обробка поверхні та інші аспекти для узагальнення стану розвитку форми.
Способи формування пластмас і конструювання форм
Формування за допомогою газу, формування за допомогою газу не є новою технологією, але в останні роки спостерігається швидкий розвиток і поява деяких нових методів. Інжекція за допомогою скрапленого газу — це попередньо нагріта спеціальна випаровувана рідина, яка впорскується в пластиковий розплав із розпилювача, рідина нагрівається в порожнині форми та розширюється шляхом випаровування, роблячи продукт порожнистим і виштовхуючи розплав до поверхні порожнини форми, цей метод можна використовувати для будь-якого термопласту. Впорскування за допомогою вібраційного газу полягає в застосуванні енергії вібрації до розплаву пластику шляхом коливання стисненого газу продукту для досягнення мети контролю мікроструктури продукту та покращення характеристик продукту. Деякі виробники перетворюють газ, який використовується при формуванні з використанням газу, для формування більш тонких виробів, а також виготовляють великі порожнисті вироби.
Формувальна форма Push-pull, відкрита два або більше каналів навколо порожнини форми та з’єднана з двома або більше ін’єкційними пристроями або поршнями, які можуть рухатися вперед і назад, перед затвердінням розплаву після ін’єкції гвинт ін’єкційного пристрою або поршень рухається вперед і назад щоб штовхати та тягнути розплав у порожнині, ця технологія називається технологією динамічного утримання тиску, її метою є уникнення проблеми формування товстих виробів традиційними методами формування, які матимуть велику усадку.
Вироби з тонкої оболонки, що формуються під високим тиском , вироби з тонкою оболонкою, як правило, є продуктами з тривалим співвідношенням процесу, більше багатоточкової форми для воріт, але багатоточкова заливка спричинить розплавлення швів, для деяких прозорих продуктів вплине на їх візуальний ефект, одна точка в лиття виливання та непросте заповнення порожнини, тому ви можете використовувати технологію лиття під високим тиском для формування, наприклад ВВС США, кабіна винищувача F16 виготовлена за цією технологією, застосувала цю технологію для виробництва лобового скла PC Auto , тиск лиття під високим тиском, як правило, перевищує 200 МПа, тому матеріал форми також повинен вибрати високий модуль Юнга високої міцності, лише формування під високим тиском є ключовим для контролю температури форми, крім того, щоб звернути увагу на форму витяжна порожнина повинна бути плавною. Інакше висока швидкість впорскування призводить до того, що поганий вихлоп обпалить пластик.
Прес-форма для гарячого канання: у прес-формі з декількома порожнинами все більше і більше використовується технологія гарячої канальні, її динамічна технологія в секції є родзинкою технології прес-форми. Це означає, що потік пластику регулюється голчастим клапаном, який можна налаштувати окремо для кожного затвора для часу впорскування, тиску впорскування та інших параметрів, що забезпечує збалансоване та оптимальне забезпечення якості впорскування. Датчик тиску в каналі потоку постійно фіксує рівень тиску в каналі, що, у свою чергу, дозволяє контролювати положення голчастого клапана та регулювати тиск розплаву.
Прес-форми для лиття під тиском: у цьому методі плавке ядро, виготовлене зі сплаву з низькою температурою плавлення, поміщають у форму як вставку для лиття під тиском. Потім плавкий сердечник видаляють шляхом нагрівання продукту, що містить плавкий сердечник. Цей метод формування використовується для виробів зі складною порожнистою формою, таких як масляні або вихлопні труби для автомобілів, а також інші порожнисті пластмасові деталі складної форми. Інші вироби, відлиті за допомогою цього типу прес-форм: ручка тенісної ракетки, автомобільний водяний насос, відцентровий насос гарячої води та масляний насос космічного корабля тощо.
Прес-форми для лиття під тиском/стиснення: лиття під тиском/стиснення може призвести до низького навантаження. Оптичні властивості хороших продуктів, процес такий: закриття форми (але динамічна фіксована форма не закрита повністю, залишаючи зазор для подальшого стиснення), впорскування розплаву, вторинне закриття форми (тобто стиснення, щоб розплав ущільнився в прес-форма), охолодження, відкриття форми та виймання з форми. У конструкції прес-форми слід зазначити, що оскільки форма не повністю закрита на початку закриття форми, структура форми повинна бути розроблена таким чином, щоб запобігти переповненню матеріалу під час ін’єкції.
Ламінована прес-форма: кілька порожнин розташовані так, що вони перекриваються на стороні закриття, замість кількох порожнин в одній площині, що може забезпечити повну пластифікаційну здатність машини для лиття під тиском, і цей тип форми зазвичай використовується в гарячих формах, які можуть значно підвищити ефективність.
Прес-форма для багатошарових продуктів: лиття під тиском, як коекструзія, так і характеристики лиття під тиском, можна досягти будь-якої товщини різних матеріалів у багатошаровій комбінації продукту, товщина кожного шару може бути лише 0,1 ~ 10 мм. досягають тисячі. Ця матриця фактично являє собою комбінацію матриці для ін’єкцій та багатоступінчастої матриці для спільної екструзії.
Формування ковзанням (DSI): цим методом можна формувати порожнисті вироби, а також формувати різні композитні вироби з матеріалів, процес: закрита форма (для порожнистих виробів дві половини порожнини знаходяться в різних положеннях), відповідно, ін’єкція, рух прес-форми до двох половинок порожнини разом, в середині ін’єкції в поєднанні з двома половинками порожнини смоли, цей метод формування виробів у порівнянні з продуктами для видувного формування має гарну точність поверхні, високу точність розмірів, однакову товщину стінки, дизайн свобода. рівномірність товщини стінок, свобода дизайну та інші переваги.
Алюмінієва форма: видатним моментом у технології виробництва пластику є застосування алюмінієвих матеріалів, термін служби пластикової форми з алюмінієвого сплаву, розробленої Corus, може сягати понад 300 000, компанія PechineyRhenalu зі своїм пластиком для виробництва алюмінію MI-600 може досягати понад 500 000 разів.
Високошвидкісне фрезерування: в даний час високошвидкісне різання увійшло в сферу точної обробки, його точність позиціонування було покращено до {+25UM}, використання рідинного гідростатичного підшипника високошвидкісного електричного шпинделя з точністю обертання 0,2 мкм або менше , швидкість шпинделя верстата до 100 000 об/хв, використання повітряного гідростатичного підшипника високошвидкісного електричного обертового шпинделя до 200. Швидка швидкість подачі 00 об/хв може досягати 30 ~ 60 м/хв. 60 м/хв, якщо використовується велика направляюча та кулькова гвинта та високошвидкісний серводвигун, лінійний двигун та прецизійна лінійна напрямна, швидкість подачі може навіть досягати 60 ~ 120 м/хв. час зміни інструменту скорочено до 1 ~ 2 с його шорсткість обробки Ra < 1 мкм. у поєднанні з новими інструментами (металокерамічні інструменти, інструменти PCBN, спеціальні тверді та золоті інструменти тощо), також можна обробити твердість 60HRC. матеріалів. Температура процесу механічної обробки підвищується лише приблизно на 3 градуси, а термічна форма дуже мала, особливо підходить для формування матеріалів, чутливих до термічної деформації температури (таких як магнієвий сплав тощо). Високошвидкісна швидкість різання в 5 ~ 100 м / с, може повністю досягти повороту дзеркальної поверхні та фрезерування дзеркальної поверхні деталей форми. Крім того, сила різання невелика, може обробляти тонкостінні та жорсткі неякісні деталі.
Лазерне зварювання: лазерне зварювальне обладнання можна використовувати для ремонту форми або розплавлення металевого шару для підвищення зносостійкості форми, твердість поверхневого шару форми може досягати 62 HRC після процесу лазерного зварювання. мікроскопічний час зварювання всього 10-9 секунд, що дозволяє уникнути передачі тепла на прилеглі ділянки зварного з'єднання. Використовується загальний процес лазерного зварювання. Це не викликає змін у металургійній організації та властивостях матеріалу, а також не викликає викривлення, деформації чи розтріскування тощо.
EDM фрезерування: також відоме як технологія EDM. Це використання високошвидкісного обертання простого трубчастого електрода для двовимірної або тривимірної контурної обробки, і тому більше не потрібно створювати складні формувальні електроди.
Технологія тривимірної мікрообробки (DEM): технологія DEM усуває недоліки довгих і дорогих циклів обробки технології LIGA, поєднуючи три основні процеси: глибоке травлення, мікрогальванопластику та мікрореплікацію. Можна створювати прес-форми для мікродеталей, таких як шестерні, товщиною всього 100 мкм.
Точне формування тривимірних порожнин і дзеркальна електровогнева обробка лише інтегрована технологія: метод додавання твердого мікродисперсного порошку до звичайної робочої рідини гасу використовується для збільшення міжполюсної відстані обробки, зменшення ефекту електровакансії та збільшення дисперсія розрядного каналу, що може призвести до хорошого видалення стружки, стабільного розряду, покращення ефективності обробки та ефективного зменшення шорсткості обробленої поверхні. У той же час використання змішаної порошкової робочої рідини також може сформувати шар покриття високої твердості на поверхні заготовки форми для підвищення твердості та зносостійкості поверхні порожнини форми.
Обробка поверхні форми
Для того, щоб подовжити термін служби прес-форми, на додаток до звичайних методів термічної обробки, нижче наведено деякі загальні методи обробки поверхні форми та зміцнення.
Хімічна обробка, тенденція її розвитку - від інфільтрації одного елемента до багатоелементної, до спільної інфільтрації з кількома елементами, розвитку складної інфільтрації, від загального розширення, розсіяної інфільтрації до хімічного осадження з парової фази (PVD), фізичного хімічного осадження з парової фази (PCVD). які очікують осадження іонної пари).
Іонна інфільтрація
Лазерна обробка поверхні: 1 Використовуйте лазерний промінь, щоб отримати надзвичайно високу швидкість нагрівання, щоб досягти загартування поверхні металевих матеріалів. На поверхні для отримання дуже дрібних кристалів мартенситу з високим вмістом вуглецю, твердість, ніж звичайний гартувальний шар, на 15% ~ 20% вище, тоді як серцева організація не зміниться, 2, роль лазерного переплавлення поверхні або поверхневого легування для отримання високоефективного поверхневого зміцнення шар. Наприклад, після нелегованого композиційного порошку CrWMn його об’ємний знос становить 1/10 від загартованого CrWMn, а термін служби збільшується в 14 разів.
Обробка лазерним плавленням - це використання високої щільності енергії лазерного променя для розплавлення поверхні металевої охолоджувальної організації обробки, так що металевий поверхневий шар утворює шар рідкої металевої охолоджувальної організації за рахунок нагрівання та охолодження поверхні. шар дуже швидкий, тому отримана організація дуже тонка, якщо швидкість охолодження через зовнішнє середовище досягти достатньо високої, це може загальмувати процес кристалізації та утворення аморфного стану, також відомого як лазерне плавлення та аморфна обробка, також відомий як лазерне скління.
Зміцнення поверхні рідкоземельних елементів: це може покращити структуру поверхні, фізичні, хімічні та механічні властивості сталі тощо. Це може збільшити швидкість проникнення на 25% до 30% і скоротити час обробки більш ніж на 1/3. Зазвичай існує коекструзія рідкоземельного вуглецю, коекструзія рідкоземельного вуглецю та азоту, коекструзія рідкісноземельного бору, рідкоземельного бору та алюмінію тощо.
Хімічне покриття: Це відбувається за допомогою вимірювача хімічних випробувань у розчині Ni PB, такого як відновлювальне осадження на поверхні металу, щоб отримати покриття зі сплаву Ni-P, Ni-B тощо на поверхні металу. Для покращення механічних властивостей металу, стійкості до свічки та продуктивності процесу тощо, також відомий як автокаталітичне відновлювальне покриття, відсутність гальванічного покриття тощо.
Обробка наноповерхні: це технологія, яка базується на застосуванні наноматеріалів та інших низькорозмірних нерівноважних матеріалів протягом певного періоду часу за допомогою спеціальних методів обробки до твердих поверхневих матеріалів протягом певного періоду часу за допомогою спеціальних методів обробки для зміцнення твердої поверхні. або надати поверхні нових функцій.
(1) Нанокомпозитне покриття утворюється шляхом додавання нульвимірних або одновимірних наноплазмонних порошкових матеріалів до звичайного розчину електроосадження для утворення нанокомпозитного покриття. Наноматеріали також можна використовувати для зносостійких композитних покриттів, наприклад, нанопорошкові матеріали n-ZrO2, додані до аморфних композитних покриттів NI-WB, можуть покращити високотемпературне окислення покриття при 550-850C, так що стійкість до корозії покриття збільшується в 2-3 рази, також значно покращується зносостійкість і твердість.
(2) Наноструктуровані покриття мають суттєві покращення в міцності, в’язкості, стійкості до корозії, зносостійкості, термічній втомі та інших аспектах покриття, і покриття може мати декілька властивостей одночасно.
Швидке створення прототипів і швидке виготовлення форм
Процес методу лиття під тиском з розплаву полягає у формуванні шару розплаву металу на поверхні прототипу, а потім шар розплаву зміцнюється, і розплав видаляється, щоб отримати металеву форму, з високою температурою плавлення розплавлений матеріал може зробити форму твердість поверхні 63HRC.
Методи прямого швидкого виготовлення металевих форм (DRMT) це: лазер як джерело тепла для селективного лазерного спікання (SLS) і метод стекування розплаву на основі лазера (LENS), плазмова дуга тощо як джерело тепла для методу плавлення (PDM), метод тривимірного друку (3DP) лиття під тиском і технологія LOM металевих листів, точність виготовлення прес-форм SLS очікує вдосконалення. Усадку було зменшено з початкових 1% до менш ніж 0,2%, щільність виготовлення деталей LENS і механічні властивості є великим покращенням, ніж метод SLS, але все ще залишається близько 5% пористості, вона підходить лише для виготовлення простої геометрії. деталей або форми.
Метод виробництва формоутворення (SDM) , який використовує принцип зварювання для розплавлення зварювального матеріалу (дроту) та принцип термічного розпилення, щоб шар за шаром осаджувати розплавлені краплі надвисокої температури для досягнення міжшарового полімеризуючого зв’язку.
