Monivaiheisen ruiskuvaluprosessin käyrä{0}}heijastaa ruuvinsyöttöiskun jaruiskutuspaineja ruiskuvalukoneen tarjoama ruiskutusnopeus. Siksi monivaiheista ruiskuvaluprosessia suunniteltaessa on määritettävä kaksi avaintekijää: ensinnäkin ruuvin syöttöisku ja sen segmentointi ja toiseksi ruiskutuspaine ja ruiskutusnopeus.
Kuvassa on tyypillinen tuote (jaettu 4 osaan) ja sen vastaava suhde ruiskuvalukoneen segmentteihin. Yleensä segmentointisäännöt voidaan määrittää tämän vastaavuuden perusteella, ja kunkin segmentin erityiset prosessiparametrit voidaan määrittää avainnusjärjestelmän ominaisuuksien mukaan.
Varsinaisessa tuotannossa voidaan käyttää monivaiheisia ruiskutusohjausohjelmia, joilla voidaan järkevästi asettaa ruiskutuspaine, ruiskutusnopeus, pitopaine ja sulatäyttömenetelmä kullekin vaiheelle kanavajärjestelmän rakenteen, portin tyypin ja muoviosan rakenteen perusteella. Tämä auttaa parantamaan plastisoinnin tehokkuutta, parantamaan tuotteiden laatua, vähentämään vikojen määrää ja pidentämään muottien ja koneiden käyttöikää.
Arvioidut asetukset
Kun suunnitellaan monivaiheisia{0}}ruiskuvaluprosesseja, tuote tulee ensin analysoida kunkin ruiskutusvaiheen alueen määrittämiseksi. Yleensä se jaetaan 3–5 vyöhykkeeseen tuotteen muotoominaisuuksien, seinämän paksuuden vaihteluiden ja sulavirtausominaisuuksien perusteella. Alueet, joissa seinämän paksuuserot ovat tasaiset tai minimaaliset, merkitään yhdeksi vyöhykkeeksi; monivaiheisen ruiskutuksen vyöhykkeiden väliset siirtymäkohdat määräytyvät kohdista, joissa materiaalivirtauksen suunta muuttuu tai seinämän paksuus muuttuu merkittävästi; porttijärjestelmä voidaan asettaa erilliseksi vyöhykkeeksi. Yllä olevassa kuvassa tuote on jaettu vyöhykkeisiin ulkoisten ominaisuuksiensa perusteella, jolloin yhtenä siirtymäpisteenä toimii materiaalivirtauksen suunnanmuutoskohta (vyöhykkeen 2 ja vyöhykkeen 3 välillä) ja toisena siirtymäkohtana seinämän paksuuden muuttumispiste (vyöhykkeen 3 ja vyöhykkeen 4 välillä). Tästä syystä tämä muoviosa on jaettu neljään vyöhykkeeseen monivaiheista ruiskutusta varten: 3 vyöhykettä itse tuotteelle ja 1 vyöhyke porttijärjestelmää varten.
Käytännön tuotannossa pidetään yleensä tieteellisempää asettaa vähintään kolme tai neljä ruiskutusvaihetta muoviosien muovauksessa. Runner on ensimmäinen vaihe, portti on toinen vaihe, kolmas vaihe on, kun tuote on täytetty noin 90 %:iin ja loppuosa on neljäs vaihe (kutsutaan myös viimeiseksi vaiheeksi).
Muoviosille, joilla on yksinkertainen rakenne ja alhaiset pinnanlaadun vaatimukset, voidaan käyttää kolmivaiheista ruiskutusprosessia-. Kuitenkin muoviosille, joissa on monimutkaisia rakenteita, lukuisia pintavirheitä ja korkeat laatuvaatimukset, tarvitaan ruiskutuksen ohjausohjelma, jossa on vähintään neljä vaihetta.
Varsinaisessa tuotannossa tarvittavien ruiskutusvaiheiden määrä on määritettävä tieteellisen analyysin ja rationaalisten asetusten avulla perustuen tekijöihin, kuten jakokanavan rakenteeseen, portin tyyppiin, sijaintiin, lukumäärään ja kokoon, osan rakenteeseen, tuotevaatimuksiin ja muotin tuuletustehokkuuteen.
- 1) Tuotteissa, joissa on suora portti, voidaan käyttää sekä yksi-- että monivaiheisia{2}}injektiomenetelmiä. Pienille muoviosille, joilla on yksinkertainen rakenne ja alhaiset tarkkuusvaatimukset, voidaan käyttää ohjausmenetelmää, jossa on vähemmän kuin kolme ruiskutusvaihetta.
- 2) Suurille muovituotteille, joilla on monimutkaiset rakenteet ja korkeat tarkkuusvaatimukset, tulisi periaatteessa valita monivaiheinen ruiskutusprosessi, jossa on vähintään neljä vaihetta.
Injektioprosessin määrittäminen
Kuvassa näkyvän tuotteen insinöörit jakavat sen osiin sen muoto-ominaisuuksien perusteella. Tämä jako heijastuu sitten ruiskuvalukoneen ruuvin eri osiin. Kunkin ruuvisegmentin pituus voidaan sitten arvioida tuotteen poikkileikkausjaon perusteella. Ensin arvioidaan tarvittava ruiskutustilavuus (tilavuus) jokaiselle osalle tuotejaon jälkeen. Vastaavalla menetelmällä voidaan laskea ruuvin sijainti kussakin segmentissä. Jos esimerkiksi osan n tilavuus on Ω, niin ruuvin n:nnen segmentin isku on:
Monivaiheisessa ruiskuvalutuotannossa menetelmä ruuviruiskutusprosessin määrittämiseksi on seuraava:
- Ensimmäisen vaiheen ruiskutustilavuus (eli ensimmäisen vaiheen ruiskutuksen pääteasento) on ruiskuvalujärjestelmän portin päätepiste. Suoraa porttia lukuun ottamatta lähes kaikki muut käyttävät keskipainetta ja keskinopeutta tai keskipainetta ja hidasta nopeutta. Toisen vaiheen ruiskutuksen pääteasento on portin päätepisteestä 1/2 - 2/3 koko ontelotilasta.
- Toisen vaiheen ruiskutuksen tulee käyttää korkeaa painetta ja suurta nopeutta, suurta painetta ja keskinopeutta tai keskipainetta ja keskinopeutta; erityiset arvot riippuvat tuotteen rakenteesta ja käytetystä muovimateriaalista.
- Kolmannen vaiheen ruiskutustasolla tulisi mieluiten käyttää keskipainetta ja keskinopeutta tai keskipainetta ja pientä nopeutta, ja paikka on täsmälleen siinä, missä jäljellä oleva ontelotila on täytetty. Kaikki kolme edellä kuvattua vaihetta kuuluvat sulatäyttöprosessiin.
- Ruiskutuksen viimeinen vaihe kuuluu paineistus- ja paineenpitovaiheeseen. Paineenpidätyskytkentäpiste on tämän ruiskutusvaiheen pääteasentojen välissä. Kytkentäpisteen valitsemiseen on kaksi tapaa: aika ja paikka.
Kun ruiskutus alkaa, ruiskutusajastin käynnistyy ja kunkin injektiovaiheen päätepisteet lasketaan. Jos ruiskutusparametrit pysyvät ennallaan materiaalin juoksevuudesta riippuen materiaalien, joiden juoksevuus on parempi, loppuvaiheen pääteasento saavuttaa pitopaineen kytkentäpisteen ennen ajastimen umpeutumista. Tässä vaiheessa täyttö- ja paineistusprosessit ovat valmiit ja ruiskutus siirtyy pitopainevaiheeseen. Jos ajastin ei ole vielä kulunut umpeen, se lopettaa laskemisen ja siirtyy suoraan pitopainevaiheeseen. Vastaavasti materiaaleissa, joiden juoksevuus on huonompi, jos ajastin päättyy ennen kuin viimeisen vaiheen ruiskutuspääteasema saavuttaa kytkentäpisteen, ei tarvitse odottaa asennon saavuttamista; prosessi siirtyy suoraan pitopainevaiheeseen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että seuraavat seikat tulee ottaa huomioon määritettäessä monivaiheista{0}}injektioprosessia:
Ruiskupuristettaessa keskivirtausmuovia{0}}, kun olet määrittänyt pitopainepisteen, lisää aikaa muutama sekunti kompensaatioksi.
01
Ruiskupuristettaessa huonosti{0}}juoksuisia muovimateriaaleja, kuten kierrätysmateriaaleihin sekoitettuja muoveja tai matalaviskositeettisia muoveja, on parempi käyttää ajanhallintaa epävakaan ruiskutusprosessin vuoksi. Pienennä pitopaineen kytkentäpistettä (asetetaan yleensä pääteasento nollaan) ja käytä aikaa automaattisen vaihtopaineen ohjaamiseen.
02
Ruiskuvalussa, jossa on hyvät -virtausmuovimateriaalit, on parempi ohjata pitopaineen kytkentäkohta asennon mukaan. Lisää aikaa ja kun olet saavuttanut asetetun kytkentäpisteen, siirry pitopaineen vaiheeseen.
03
Pitopaineen kytkentäpiste on paikka, jossa muottipesä on täysin täytetty eikä ruiskutusasento voi enää edetä. Digitaalinen muutos on erittäin hidasta. Tässä vaiheessa painetta on vaihdettava tuotteen täydellisen muovauksen varmistamiseksi. Tämä asento voidaan havaita ruiskuvalukoneen käyttönäytöltä (tietokonekieli).
04
Lisäksi, mitä tulee monivaiheisen pitopaineen käyttöön, se voidaan määrittää seuraavilla menetelmillä: Käytä yksivaiheista pitopainetta tuotteissa, joissa on vähän vahvistusripoja ja alhaiset mittatarkkuusvaatimukset, sekä tuotteissa, jotka on valmistettu korkean-viskositeettisista materiaaleista. Pitopaine on korkeampi kuin paine tehostusprosessin aikana, ja pitoaika on lyhyt; kun taas tuotteissa, joissa on enemmän vahvistavia ripoja ja alhaiset mittatarkkuusvaatimukset, vaaditaan yleensä monivaiheinen pitopaine.
Ruiskutuspaineen ja ruiskutusnopeuden asettaminen
① Suojausjärjestelmän ruiskutuspaine ja ruiskutusnopeus. Yleensä porttijärjestelmissä on pienet liukusäätimet, joten korkeampia ruiskutusnopeuksia ja -paineita (yleensä 60–70 % maksimista) käytetään putkien ja putkien nopeaan täyttämiseen, mikä lisää jakoputkien sulatuspainetta ja luo tietyn muotin täyttöpotentiaalin. Muoteille, joilla on suurempi jakoputkien poikkileikkaus-, voidaan asettaa pienempi ruiskutuspaine ja nopeus. päinvastoin, muoteissa, joissa on pienempi jakoputkien poikkileikkaus{5}}, tarvitaan korkeampia asetuksia.
② Ruiskutusnopeus ja paine toisessa vaiheessa. Kun sula täyttää kanavat ja kanavat, voittaa portin vastuksen (pieni poikki-leikkauspinta-ala) ja alkaa täyttää muotin onkaloa, tarvitaan pienempi ruiskutusnopeus ei-toivottujen virtauskuvioiden voittamiseksi ja virtausominaisuuksien parantamiseksi. Tässä vaiheessa ruiskutusnopeutta voidaan vähentää, kun taas paineen alennus on pienempi; suurempien porttien poikkileikkaus-ruiskutuspainetta ei ehkä tarvitse vähentää.
③ Ruiskutusnopeus ja paine kolmannessa vaiheessa. Kuten kuviosta z näkyy, kolmas vaihe vastaa ruiskutusvyöhykettä 3, joka on muovatun osan pääosa. Tässä vaiheessa sulate on täyttänyt muotin ontelon kokonaan. Ihanteellisen diffuusiotilan saavuttamiseksi tarvitaan nopeutettu muotin täyttö, joten ruiskuvalukoneen on tarjottava korkeampi ruiskutuspaine ja nopeus tässä vaiheessa. Tämä osa on myös sulavirtauksen käännekohta, jossa virtausvastus kasvaa ja painehäviö on merkittävä, mikä vaatii kompensaatiota. Yleensä monivaiheinen ruiskutus{6}} käyttää suurta nopeutta ja suurta painetta tässä osiossa.
④ Ruiskutusnopeus ja paine neljännessä vaiheessa. Kuvan vastaavan suhteen perusteella sulan saavuttaessa vyöhykkeen 4 osan seinämän paksuus voi vaihdella tai pysyä vakiona. Sula on periaatteessa täyttänyt muotin ontelon. Koska sula saavutti korkean paineen ja nopeuden vyöhykkeellä 3, puskurointi voidaan suorittaa tässä vaiheessa, jotta saavutetaan suunnilleen tasainen lineaarinen sulan virtausnopeus kaikissa muottipesän osissa. Yleinen suunnitteluperiaate on, että vyöhykkeelle 4 tullessa seinämän paksuuden kasvaessa nopeutta ja painetta voidaan vähentää; jos seinämän paksuus pienenee, nopeutta voidaan vähentää ilman painetta alentamatta tai nopeus voi pysyä ennallaan, kun painetta pienennetään sopivasti tai ei vähennetä. Lyhyesti sanottuna, neljännessä vaiheessa ruiskutusprosessin tulisi olla monivaiheinen ohjausominaisuudet ja onkalopaineen pitäisi kasvaa nopeasti.
Kuvassa on esimerkki monivaiheisesta ruiskuvaluprosessista, joka on valittu tuotteen geometrisen analyysin perusteella. Tuotteen syvän ontelon ja ohuiden seinien ansiosta muottipesä muodostaa pitkän ja kapean virtauskanavan. Sulan materiaalin tulee virrata nopeasti tämän alueen läpi; muuten se jäähtyy ja jähmettyy helposti, mikä johtaa epätäydellisen muotin täyttymisen vaaraan. Siksi on käytettävä nopeaa-injektiota.
Suurinopeuksinen{0}}ruiskutus antaa kuitenkin huomattavan kineettisen energian sulaan materiaaliin. Kun sula saavuttaa onkalon pään, se synnyttää suuren inertiaiskun, joka saattaa johtaa energiahäviöön ja välähdystä. Siksi sulan virtausnopeutta tulee hidastaa muovauspaineen vähentämiseksi. Paineen on kuitenkin edelleen saavutettava yleisesti käytetty pitopaine (toissijainen paine, seurantapaine-), jotta varmistetaan, että sulatteen kutistumisen aiheuttamat tyhjät tilat muottipesässä täyttyvät ennen kuin portti jähmettyy. Tämä vaatii useita ruiskutusnopeuksia ja paineita ruiskuvaluprosessin aikana. Kuvassa näkyvä ruuvinmittausisku asetetaan tuotteessa käytetyn materiaalin ja puskurin määrän perusteella. Ruiskutusruuvi siirtyy asennosta "97" kohtaan "20" täyttääkseen tuotteen ohutseinäisen osan. Tässä vaiheessa asetetaan suuri nopeus 10 estämään sulaa materiaalia jäähtymästä ja jähmettymästä pitkittyneen virtausajan vuoksi. Kun ruuvi liikkuu asennosta "20" → "15" → "2", vastaava alhainen nopeus 5 asetetaan vähentämään sulan virtausnopeutta ja sen kineettistä energiaa, joka vaikuttaa muottiin. Korkeampi ensisijainen ruiskutuspaine asetetaan, kun ruuvi on asennoissa "97", "20" ja "5" muotin täyttövastuksen voittamiseksi, ja alempi toissijainen ruiskutuspaine asetetaan arvosta "5" arvoon "2" kineettisen energian vaikutuksen vähentämiseksi.
Kuvassa on toinen esimerkki ruiskutusruuvin monivaiheisesta nopeuden vaihdosta (siirtymisestä) prosessiolosuhteiden mukaan asetettujen eri nopeuksien perusteella.
Monivaiheinen ruiskuvalu on yksi edistyneimmistä tällä hetkellä saatavilla olevista ruiskuvalutekniikoista. Monivaiheisten ruiskuvaluprosessien tutkimuksessa ruuvin iskun segmenttien määritys ruiskutuksen aikana on suhteellisen tarkkaa, kun taas ruiskutuspaineen ja ruiskutusnopeuden valinta kussakin segmentissä perustuu suurelta osin kokemukseen. Yleisellä empiirisellä menetelmällä voidaan määrittää vain vastaava suhde kussakin segmentissä käytetyn ruiskutuspaineen ja ruiskutusnopeuden välillä. Tavallinen käytäntö on määrittää tämä suhde muovatun tuotteen kunkin osan poikkileikkauspinta-alan suhteen perusteella. Monivaiheisen ruiskuvaluprosessin suunnittelun jälkeen se vaatii toistuvia säätöjä useiden kokeiden kautta optimaalisten arvojen saavuttamiseksi valitulle ruiskutuspaineelle ja ruiskutusnopeudelle.