Принцип прецизионного литья под давлением на термопластавтоматах.

Обычно мы говорим о прецизионном литье под давлением, поскольку точность внешнего вида отлитых под давлением изделий должна соответствовать строгим допускам на размеры, геометрические допуски и шероховатость поверхности. Для выполнения прецизионного литья под давлением должно быть много связанных условий, и наиболее важными из них являются четыре основных фактора: пластиковый материал, литьевая форма, процесс литья под давлением и оборудование для литья под давлением. При проектировании пластиковых изделий в первую очередь следует выбирать конструкционные пластики, а для конструкционных пластиков, которые могут подвергаться прецизионному литью под давлением, необходимо выбирать материалы с высокими механическими свойствами, стабильным размером, хорошим сопротивлением ползучести и устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды. Во-вторых, подходящие машины для литья под давлением следует выбирать на основе выбранного пластикового материала, точности размера готового продукта, веса детали, требований к качеству и ожидаемой конструкции пресс-формы. В процессе обработки факторы, влияющие на точность литья под давлением, в основном связаны с температурой формы, контролем процесса литья под давлением, а также диапазоном изменений температуры и влажности окружающей среды на производственной площадке и отжигом полученных изделий. .
С точки зрения точного литья под давлением формы являются одним из ключей к получению прецизионных пластиковых изделий, отвечающих требованиям качества. Формы, используемые для прецизионного литья под давлением, должны эффективно соответствовать требованиям к размеру, точности и форме изделия, а материалы формы должны быть строго отобраны. Тем не менее, даже если точность и размер пресс-формы совпадают, фактический размер формованных пластиковых изделий будет варьироваться из-за различий в усадке. Таким образом, эффективное управление скоростью усадки пластиковых изделий имеет решающее значение в технологии точного литья под давлением.
Рациональность конструкции пресс-формы для литья под давлением напрямую влияет на скорость усадки пластиковых изделий. Поскольку размер полости формы получается путем прибавления расчетной скорости усадки к размеру пластикового изделия, скорость усадки представляет собой диапазон значений, рекомендованных производителем пластика или руководством по техническому пластику. Это связано не только с формой литника, положением литника и распределением формы, но также с ориентацией кристаллов (анизотропией) инженерных пластиков. Форма, размер, расстояние и положение литника пластиковых изделий тесно связаны с система распределения охлаждения пресс-формы. Основные факторы, влияющие на скорость усадки пластмасс, включают термическую усадку, усадку с фазовым переходом, ориентационную усадку, усадку при сжатии и упругое восстановление, которые связаны с формованием или условиями эксплуатации изделий, полученных прецизионным литьем под давлением. Поэтому при проектировании пресс-форм необходимо учитывать взаимосвязь между этими влияющими факторами и условиями литья под давлением, а также их явные факторы, такие как давление литья под давлением и давление в полости и скорость заполнения, температура литья под давлением и температура формы, структура формы. формы и распределения литника, а также влияние площади поперечного сечения литника, толщины стенки изделия, содержания армирующих наполнителей в пластмассах, кристалличности и ориентации пластмасс. Влияние вышеперечисленных факторов также варьируется в зависимости от различных пластиковых материалов, других условий формования, таких как температура, влажность, продолжающаяся кристаллизация, внутреннее напряжение после формования и изменения в машинах для литья под давлением.
Благодаря процессу литья под давлением пластик превращается из твердого вещества (порошок или гранулы) в жидкость (расплав), а затем в твердое вещество (продукт). От сыпучих материалов к расплавам, а затем от расплавов к продуктам в середине есть поля температуры, поля напряжений, поля течения и поля плотности. При совместном воздействии этих полей разные пластики (термореактивные или термопластичные, кристаллические или аморфные, армированные или неармированные и т. д.) имеют различные полимерные структурные формы и реологические свойства. Любые факторы, воздействующие на упомянутое «поле», неизбежно будут сказываться на физико-механических свойствах, размерах, форме, точности и внешнем виде изделий из пластмассы. Таким образом, неотъемлемая связь между технологическими факторами и характеристиками, структурной морфологией и пластическими изделиями из полимеров будет проявляться через пластмассовые изделия. Анализ этих внутренних связей имеет большое значение для обоснованной разработки процессов литья под давлением, проектирования и изготовления пресс-форм по чертежам и даже выбора оборудования для литья под давлением. Существуют также различия в давлении впрыска и скорости впрыска между прецизионным литьем под давлением и обычным литьем под давлением. Прецизионное литье под давлением часто использует впрыск под высоким или сверхвысоким давлением, высокоскоростное впрыскивание для достижения меньшей усадки при литье. Исходя из вышеизложенных причин, при проектировании прецизионных пресс-форм для литья под давлением, в дополнение к рассмотрению элементов конструкции обычных пресс-форм, также необходимо учитывать следующие моменты: ① принятие соответствующих допусков на размер пресс-формы; ② Предотвратить возникновение ошибки усадки при литье под давлением; ③ Предотвратить деформацию при литье под давлением; ④ Предотвратить деформацию при извлечении из формы; ⑤ Минимизация ошибок изготовления пресс-форм; ⑥ Предотвращение ошибок в точности пресс-формы; ⑦ Поддерживайте точность пресс-формы.
Скорость усадки будет изменяться из-за давления впрыска, поэтому для пресс-форм с одной полостью давление в полости внутри полости должно быть как можно более постоянным; Что касается пресс-форм с несколькими полостями, разница в давлении между полостями должна быть очень небольшой. В случае одной полости с несколькими затворами или нескольких полостей с несколькими затворами необходимо закачивать при одном и том же давлении закачки, чтобы обеспечить постоянное давление в полости. Для этого необходимо обеспечить сбалансированное положение ворот. Чтобы поддерживать постоянное давление в полости пресс-формы, лучше всего поддерживать постоянное давление на входе в затвор. Равновесие давления на затворе связано с сопротивлением потоку в рабочем колесе. Таким образом, прежде чем давление на затворе достигнет равновесия, поток должен быть сначала уравновешен.
Из-за влияния температуры расплава и температуры формы на фактическую скорость усадки необходимо обратить внимание на расположение полостей при проектировании прецизионных полостей формы для литья под давлением, чтобы облегчить определение условий формования. Поскольку расплавленный пластик переносит тепло в форму, распределение температурного градиента формы обычно происходит вокруг полости, в концентрической форме с главным желобом в центре.
Следовательно, конструктивные меры, такие как уравновешенные проточные каналы, расположение полостей и концентрическое круговое расположение с центром в основном проточном канале, необходимы для уменьшения ошибки усадки между каждой полостью, расширения допустимого диапазона условий формования и снижения затрат. Расположение полостей прецизионных пресс-форм для литья под давлением должно соответствовать требованиям сбалансированных каналов потока и центрированного расположения с основным каналом потока, а также должно принимать расположение полости с основным каналом потока в качестве симметричной линии, в противном случае это вызовет различия в скорости усадки. каждая полость.
Из-за значительного влияния температуры формы на скорость усадки при литье, а также непосредственного влияния на механические свойства изделий, полученных литьем под давлением, также необходимо поддерживать форму в заданном диапазоне температур и следить за тем, чтобы температура формы не изменение с течением времени. Разность температур между полостями многогнездной формы не должна изменяться. Поэтому в конструкции формы должны быть предприняты меры по контролю температуры для нагрева или охлаждения формы, а для того, чтобы свести к минимуму разницу температур между полостями формы, необходимо уделить внимание конструкции контура охлаждения с контролем температуры. В цепи контроля температуры полости и сердечника в основном используются два метода соединения: последовательное охлаждение и параллельное охлаждение.
С точки зрения эффективности теплообмена поток охлаждающей воды должен быть турбулентным. Однако в параллельном контуре охлаждения скорость потока в контуре, который становится шунтирующим, меньше, чем в последовательном контуре охлаждения, что может привести к ламинарному потоку, и фактическая скорость потока, поступающего в каждый контур, может не обязательно быть одинаковой. Из-за одинаковой температуры охлаждающей воды, поступающей в каждый контур, температура каждой полости формы также должна быть одинаковой. Однако в действительности из-за разной скорости потока в каждом контуре и разной охлаждающей способности каждого контура температура каждой полости пресс-формы не может быть постоянной. Недостатком использования последовательного контура охлаждения является высокое сопротивление потоку охлаждающей воды и значительное отличие температуры охлаждающей воды на входе в переднюю полость от температуры на входе в последнюю полость. Разница температур между входом и выходом охлаждающей воды изменяется в зависимости от расхода. Для небольших прецизионных форм для литья под давлением для обработки пластиковых деталей, как правило, с учетом снижения затрат на пресс-формы, более подходящим является использование последовательного контура охлаждения. Если производительность используемого контроллера регулировки температуры пресс-формы (машины) может контролировать поток охлаждающей воды в пределах 2 градусов, максимальная разница температур каждой полости также может поддерживаться в пределах 2 градусов.
Полость формы и стержень должны иметь собственную систему водяного охлаждения. В конструкции контура охлаждения из-за разного количества тепла, поглощаемого из полости и сердцевины, термическое сопротивление конструкции контура также различается, в результате чего возникает значительная разница температур между температурой воды на входе в полость и сердцевину. . Если используется одна и та же система, конструкция контура охлаждения также усложняется. Как правило, небольшие формы для литья под давлением для пластиковых деталей имеют очень маленькие сердечники, что затрудняет использование системы водяного охлаждения. По возможности сердечник может быть изготовлен из бронзового материала, а для цельных сердечников из бериллиевой бронзы может быть использован метод вставного охлаждения. Кроме того, при принятии мер по предотвращению коробления изделий, полученных литьем под давлением, также надеются поддерживать определенную разницу температур между полостью и сердцевиной. Поэтому при проектировании контура охлаждения полости для сока и сердцевины должна быть предусмотрена возможность раздельного регулирования и контроля температуры. Чтобы сохранить точность пресс-формы под давлением впрыска и запирающим усилием, при проектировании конструкции пресс-формы необходимо учитывать возможность шлифовки, шлифовки и полировки полых частей. Хотя обработка полости и стержня достигла высоких требований к точности и ожидается скорость усадки, из-за отклонения центра во время формования соответствующие размеры внутренней и внешней сторон формованных изделий трудно удовлетворить конструктивным требованиям пластиковые компоненты. Для соблюдения размерной точности подвижных и неподвижных полостей пресс-формы на поверхности разъема, помимо установки обычно используемых направляющих стоек и направляющих втулок для центрирования, необходимо также установить конические установочные штифты или клиновидные блоки для обеспечения точная и надежная точность позиционирования.
Материалы, используемые для изготовления прецизионных пресс-форм, должны представлять собой высококачественную легированную инструментальную сталь с высокими механическими свойствами и низкой термической ползучестью. Материалы пресс-форм для изготовления полостей и бегунков должны быть материалами с высокой твердостью, хорошей износостойкостью, высокой коррозионной стойкостью и устойчивостью к термическим деформациям, прошедшими строгую термическую обработку. В то же время следует также учитывать сложность и экономичность механической и электрической обработки. Для предотвращения изменения точности размеров формы из-за возрастных изменений необходимо при проектировании формы предусмотреть отпускную обработку или низкотемпературную обработку для уменьшения остаточной аустенитной структуры материала формы при термообработке. Для уязвимых частей прецизионных пресс-форм для литья под давлением, особенно полости, стержня и других уязвимых частей, следует учитывать возможность ремонта во время проектирования, чтобы поддерживать высокую точность после ремонта пресс-формы.
Технология прецизионного литья под давлением является основной и ключевой технологией производства пластиковых компонентов, а проектирование прецизионных пресс-форм для литья под давлением является основной частью этой технологии производства. Разумная конструкция прецизионных пресс-форм для литья под давлением является основой и необходимой предпосылкой для получения прецизионных изделий. Разумно определяя размер и допуск пресс-формы, принимая технические меры для предотвращения ошибок усадки, деформации литья под давлением, деформации извлечения из формы, перелива краев и т. Д. В продуктах, изготовленных литьем под давлением, а также обеспечивая точность пресс-формы и применяя правильный прецизионный процесс литья под давлением, подходящий конструкционные пластмассовые материалы, прецизионное оборудование для литья под давлением и прецизионные компоненты цилиндра для литья под давлением, можно достичь наилучшего соответствия!