Лиття під тиском, також відомий як лиття під тиском, це метод формування, який поєднує в собі інжекційне та лиття під тиском. Перевагами методу лиття під тиском є швидка швидкість виробництва та висока ефективність, операцію можна автоматизувати, існує багато дизайнів та кольорів, форми можуть бути від простих до складних, а розміри можуть бути від великих до маленьких, а продукт розміри є точними, вироби легко замінити, і їх можна виготовляти у складні форми Деталі, лиття під тиском підходить для масового виробництва та виробів складної форми та інших сфер обробки лиття.
При певній температурі повністю розплавлений пластиковий матеріал перемішується шнеком, впорскується в порожнину форми під високим тиском, охолоджується і твердне, щоб отримати формований продукт. Цей метод підходить для масового виробництва деталей складної форми і є одним із важливих методів обробки.
- Основна інформація про лиття під тиском
- історія
- Процес лиття під тиском
- Контроль тиску
- Тиск впорскування
- Параметр
- Основна інформація про лиття під тиском
Процес лиття під тиском можна умовно розділити на наступні 6 етапів:
Затискання форми, впорскування клею, підтримка тиску, охолодження, відкриття форми тавидалення продукту.
Повторюючи вищезазначений процес, продукти можна виробляти періодично партіями. Формування термореактивної пластмаси та гуми також включає той самий процес, але температура стовбура нижча, ніж у термопластичних пластмас, а тиск упорскування вищий. Форму нагрівають. Після введення матеріалу він повинен пройти через процес затвердіння або вулканізації у прес-формі, а потім дефільмується, поки він гарячий.
Тенденція сьогоднішньої технології обробки розвивається в бік високих технологій. Ці технології включають: мікролиття під тиском, лиття під тиском композитів з високим наповненням, лиття під тиском за допомогою води, змішане використання різних спеціальних процесів лиття під тиском, лиття під тиском з пінопласту, технологія форм, технологія моделювання тощо.
У 1868 році Хаят розробив пластичний матеріал, який назвав целулоїдом. Целулоїд був винайдений у 1851 році Олександром Парксом. Hyatt вдосконалює його, щоб його можна було переробити в готові форми. Хаятт і його брат Ісайя зареєстрували патент на першу плунжерну ін’єкційну машину в 1872 році. Ця машина відносно простіша за ті, що використовувалися в 20 столітті. Він працює в основному як гігантська підшкірна голка. Ця гігантська голка (дифузійна бочка) впорскує пластик у форму через нагрітий циліндр.
У 1940-х роках Друга світова війна створила величезний попит на дешеву продукцію масового виробництва. , дешева продукція масового виробництва.
У 1946 році американський винахідник Джеймс Уотсон Хендрі побудував першу машину для лиття під тиском, яка дозволяла більш точно контролювати швидкість вприскування та якість вироблених виробів. Ця машина також дозволяє змішувати матеріал перед ін’єкцією, щоб кольоровий або перероблений пластик можна було ретельно змішати з первинною речовиною. У 1951 році Сполучені Штати розробили першу шнекову ін'єкційну машину. Він не подавав заявку на патент, і цей пристрій все ще використовується.
У 1970-х роках Гендрі продовжив розробку першого процесу лиття під тиском із застосуванням газу та дозволив виготовляти складні порожнисті вироби, які швидко охолоджувалися. Це значно збільшує гнучкість конструкції, а також міцність і кінцеві точки виготовлених деталей, одночасно зменшуючи час виробництва, вартість, вагу та відходи.
контроль температури
- Температура стовбура: температури, які необхідно контролювати під час процесу лиття під тиском, включають температуру стовбура, температуру сопла та температуру прес-форми тощо. Перші дві температури в основному впливають на пластифікацію та текучість пластику, тоді як остання температура головним чином впливає на течію та охолодження із пластмас. Кожен пластик має різну температуру потоку. Той самий пластик має різну температуру потоку та температуру розкладання через різні джерела чи сорти. Це пов’язано з різною середньою молекулярною масою та розподілом молекулярної маси. Пластмаси в різних типах лиття під тиском мають різні температури потоку та температури розкладання. Процес пластифікації в машині також різний, тому температура стовбура теж різна.
- Температура сопла: температура сопла зазвичай трохи нижча за максимальну температуру стовбура. Це необхідно для запобігання «слиновиділення», яке може виникнути в прямому соплі. Температура сопла не може бути занадто низькою, інакше це призведе до передчасного затвердіння розплавленого матеріалу та блокування сопла, або передчасне затвердіння матеріалу буде введено в порожнину форми та вплине на продуктивність виробу.
- Температура прес-форми: температура форми має великий вплив на внутрішні характеристики та очевидну якість продукту. Температура прес-форми залежить від кристалічності пластику, розміру та структури продукту, вимог до продуктивності та інших умов процесу (температура розплаву, швидкість і тиск уприскування, цикл формування тощо).
Контроль тиску
Тиск під час процесу лиття під тиском включає тиск пластифікації та тиск інжекції та безпосередньо впливає на пластифікацію пластику та якість продукту.
- Тиск пластифікації: (протитиск) При використанні шнекової інжекційної машини тиск, який чинить розплав у верхній частині шнека, коли гвинт обертається та відступає, називається тиском пластифікації, також відомим як протитиск. Розмір цього тиску можна регулювати за допомогою запобіжного клапана в гідравлічній системі. При ін'єкції величина тиску пластифікації повинна змінюватися залежно від конструкції шнека, вимог до якості продукції та типу пластику. Якщо ці умови та швидкість шнека залишаються незмінними, збільшення тиску пластифікації посилить зсув. Ефект полягає в підвищенні температури розплаву, але це зменшить ефективність пластифікації, збільшить протитечію та витік, а також збільшить рушійну потужність.
Крім того, підвищення тиску пластифікації часто може зробити температуру розплаву рівномірною, кольорові матеріали можна рівномірно змішати, а газ у розплаві можна вивільнити. У загальних операціях тиск пластифікації має бути якомога нижчим, забезпечуючи відмінну якість продукту. Конкретне значення залежить від типу використовуваного пластику, але зазвичай воно рідко перевищує 20 кг/см2.
Тиск впорскування: У поточному виробництві тиск уприскування майже всіх шприц-машин базується на тиску поршня або верхньої частини гвинта на пластик.
Прикладений тиск (перерахований з тиску в масляній магістралі) має переважати. Роль тиску впорскування при лиття під тиском полягає в подоланні опору течії пластику від стовбура до порожнини, забезпеченні швидкості заповнення розплавленого матеріалу та ущільненні розплавленого матеріалу.
- Цикл формування
Час, необхідний для завершення процесу лиття під тиском, називається циклом формування, також відомим як цикл формування. Фактично він включає такі частини: Цикл формування: Цикл формування безпосередньо впливає на продуктивність праці та використання обладнання. Тому під час виробничого процесу необхідно максимально скоротити відповідний час у циклі формування, забезпечуючи при цьому якість. У всьому циклі формування час інжекції та час охолодження є найважливішими, і вони мають вирішальний вплив на якість продукту. Час заповнення в часі впорскування прямо обернено пропорційний швидкості заповнення. Час заповнення у виробництві зазвичай становить близько 3-5 секунд. Час витримки в часі ін’єкції – це час тиску на пластик у порожнині, який становить значну частину всього часу ін’єкції, зазвичай близько 20-120 секунд (до 5-10 хвилин для особливо товстого частини). Час витримки до того, як розплав замерзне на воротах, впливатиме на точність розмірів виробу. Якщо пізніше, це не вплине. Час витримки також має найкраще значення, яке, як відомо, залежить від температури матеріалу, температури форми та розміру основного каналу та воріт. Якщо розміри основного каналу та затвора та умови процесу є нормальними, зазвичай використовується значення тиску з найменшим діапазоном коливань швидкості усадки виробу. Час охолодження в основному залежить від товщини виробу, термічних і кристалізаційних властивостей пластику та температури форми. Кінцева точка часу охолодження повинна ґрунтуватися на принципі забезпечення відсутності змін під час виймання продукту з форми. Зазвичай час охолодження становить від 30 до 120 секунд. Не обов'язково, щоб час охолодження був занадто довгим. Це не тільки знизить ефективність виробництва, але й вплине на якість складних деталей. Це спричинить труднощі під час виймання з форми, і навіть виникне стрес під час виймання з форми під час примусового виймання з форми. Інші часи в циклі формування пов’язані з тим, чи є процес виробництва безперервним і автоматизованим, а також ступенем безперервності та автоматизації.
- Тиск впорскування
Тиск лиття під тиском забезпечується гідравлічною системою системи лиття під тиском. Тиск гідроциліндра передається на розплав пластмаси через шнек термопластавтомату. Під дією тиску розплав пластику надходить у канал вертикального потоку (також основний канал потоку для деяких форм), канал основного потоку та шунтовий потік форми через сопло машини для лиття під тиском. канал, і входить у порожнину форми через ворота. Цей процес є процесом лиття під тиском або називається процесом наповнення. Існування тиску потрібне для подолання опору під час процесу течії розплаву, або навпаки, опір, який існує під час процесу течії, має компенсуватися тиском машини для лиття під тиском, щоб забезпечити плавний процес наповнення.
Під час процесу лиття під тиском тиск на соплі машини для лиття під тиском є найвищим, щоб подолати опір потоку розплаву протягом усього процесу. Після цього тиск поступово зменшується по довжині потоку до фронту передньої хвилі розплаву. Якщо відпрацьовані гази всередині порожнини форми хороші, кінцевий тиск на передньому кінці розплаву є атмосферним.
Є багато факторів, які впливають на тиск заповнення розплавом, які можна узагальнити в три категорії: (1) матеріальні фактори, такі як тип і в'язкість пластику тощо; (2) структурні фактори, такі як тип, кількість і розташування розливної системи, форма порожнини форми та якість продукту. Товщина тощо; (3) Фактори процесу формування.
2.Час лиття під тиском
Згаданий тут час лиття під тиском відноситься до часу, необхідного для того, щоб розплав пластику заповнив порожнину, за винятком допоміжного часу, такого як відкриття та закриття форми. Незважаючи на те, що час впорскування дуже короткий і мало впливає на цикл формування, регулювання часу вприскування має великий вплив на контроль тиску затвора, бігуна та порожнини. Розумний час лиття під тиском допомагає ідеально заповнити розплав і має велике значення для покращення якості поверхні виробу та зменшення допусків на розміри.
Час лиття під тиском набагато менший, ніж час охолодження, приблизно від 1/10 до 1/15 часу охолодження. Це правило можна використовувати як основу для прогнозування всього часу формування пластикових деталей. Під час проведення аналізу течії прес-форми, тільки коли розплав повністю приводиться в обертання шнека для заповнення порожнини, час впорскування в результатах аналізу дорівнюватиме часу впорскування, встановленому в умовах процесу. Якщо перемикання тиску гвинта відбувається до заповнення порожнини, результати аналізу будуть вищими, ніж задані умови процесу.
3. Температура лиття під тиском
Температура лиття під тиском є важливим фактором, що впливає на тиск лиття під тиском. Цилиндр машини для лиття під тиском має від 5 до 6 нагрівальних секцій, і кожна сировина має власну відповідну температуру обробки (докладні температури обробки див. у даних, наданих постачальником матеріалу). Температура лиття під тиском повинна контролюватися в певному діапазоні. Якщо температура занадто низька, розплав буде погано пластифікований, що вплине на якість формованих деталей і збільшить складність процесу; якщо температура занадто висока, сировина легко розкладеться. У фактичному процесі лиття під тиском температура впорскування часто вища за температуру стовбура. Більше значення пов’язане зі швидкістю впорскування та властивостями матеріалу та може досягати 30 градусів. Це пов’язано з тим, що розплавлений матеріал піддається зсуву під час проходження через інжекційний порт і генерує високу температуру. Є два способи компенсувати цю різницю під час аналізу потоку форми. Один — спробувати виміряти температуру розплавленого матеріалу, коли він впорскується в повітря, а інший — включити сопло під час моделювання.
4. Утримання тиску та часу
Ближче до кінця процесу лиття під тиском шнек перестає обертатися і просто штовхається вперед. У цей час лиття під тиском переходить у стадію підтримки тиску. Під час процесу утримання тиску сопло машини для лиття під тиском безперервно поповнює порожнину матеріалом, щоб заповнити об’єм, який звільнився внаслідок усадки деталі. Якщо після заповнення порожнини не підтримувати тиск, деталь стиснеться приблизно на 25%, особливо ребра, які стиснуться занадто сильно та спричинять сліди усадки. Тиск утримування зазвичай становить близько 85% від максимального тиску заповнення, який, звичайно, слід визначати на основі фактичної ситуації.
5. Зворотний тиск
Протитиск означає тиск, який потрібно подолати, коли шнек повертається назад і відступає для зберігання матеріалу. Використання високого зворотного тиску корисно для дисперсії кольорових матеріалів і плавлення пластмас, але воно також подовжує час затягування гвинта, зменшує довжину пластикових волокон і підвищує тиск машини для лиття під тиском. Тому протитиск має бути нижчим, як правило, не більшим, ніж у лиття під тиском. 20% тиску. При нагнітанні пінопласту протитиск повинен бути вище тиску, який утворює газ, інакше шнек буде виштовхуватися зі стовбура. Деякі машини для лиття під тиском можуть запрограмувати протитиск, щоб компенсувати зменшення довжини шнека під час плавлення, що зменшує надходження тепла та призводить до зниження температури. Однак, оскільки результати цієї зміни важко оцінити, непросто внести відповідні налаштування в машину.
