Zrozumienie prędkości wtrysku i ciśnienia wtrysku

Formowanie wtryskowe obejmuje kilka kluczowych czynników, takich jak temperatura, czas, ciśnienie, prędkość i pozycja. Temperatura, czas i pozycja są stosunkowo proste, ale prędkość wtrysku i ciśnienie wtrysku są bardziej złożone. W szczególności prędkość wtrysku jest trudnym do kontrolowania aspektem procesu formowania, ponieważ nie ma znormalizowanych danych referencyjnych, takich jak inne parametry procesu.

Dzisiaj skupimy się na zrozumieniu prędkości wtrysku, ciśnienia wtrysku i ich wzajemnych powiązań.

Czym jest prędkość wtrysku?

Zazwyczaj ustawiona prędkość wtrysku odnosi się do prędkości postępowej ślimaka. Kluczowa jest jednak prędkość przepływu stopionego materiału w gnieździe formy, która zależy od pola przekroju poprzecznego w kierunku przepływu.

Ścisły związek między prędkością wtrysku a jakością produktu sprawia, że jest to krytyczny parametr w formowaniu wtryskowym. Ustawiając prędkości napełniania w pobliżu wlewu, w korpusie i na końcu przepływu oraz dostosowując odpowiednie pozycje wtrysku, można wytwarzać produkty o dobrym wyglądzie i minimalnych naprężeniach wewnętrznych.

Koncepcja wielostopniowej prędkości wtrysku

Kontrola prędkości wtrysku polega na podzieleniu skoku wtrysku ślimaka na kilka etapów, z których każdy wykorzystuje odpowiednią prędkość wtrysku.

Kroki ustawiania prędkości wtrysku wielostopniowego (przykład z trzema stopniami)

Pierwszy krok: Zacznij od ustawienia V1, V2 i V3 na tę samą prędkość, a następnie stopniowo zwiększaj prędkość wtrysku o 5% od około 5%, obserwując wygląd. Z grubsza zidentyfikuj prędkości, które zapewniają dobry wygląd w pobliżu bramy, w głównym korpusie i na końcu przepływu. Istniejące dane próbne mogą być również wykorzystane do określenia odpowiednich prędkości dla każdego etapu.

Drugi krok: W oparciu o wstępne oszacowanie skoków ślimaka (S1, S2, S3), wprowadź prędkość V1, która zapewnia dobry wygląd wokół bramy dla S1; dla S2, wprowadź prędkość V2, która zapewnia dobry wygląd w głównym korpusie; dla S3, wprowadź prędkość V3 dla dobrego wyglądu w pobliżu końca przepływu i przeprowadź próbny wtrysk.

Trzeci krok: Przesuń "S1" do przodu i do tyłu, aby znaleźć najlepszą pozycję dla dobrego wyglądu w pobliżu bramy i głównego korpusu; następnie wyreguluj "S2", aby znaleźć najlepszą pozycję dla głównego korpusu i końca przepływu. Regulacja pozycji przełączania (S3) może również pomóc w przezwyciężeniu tego problemu. Wady formowania wtryskowego takie jak błysk i słaby wygląd na końcu przepływu.

Zasady ustawiania prędkości wtrysku

1. Prędkość powierzchniowa płynu powinna być stała.

2. Stosować szybki wtrysk, aby zapobiec zamarzaniu stopionego materiału podczas wtrysku.

3. Ustawienia prędkości wtrysku powinny uwzględniać szybkie napełnianie w krytycznych obszarach (takich jak prowadnice) przy jednoczesnym spowolnieniu przy bramie.

4. Upewnij się, że gniazdo formy jest wypełnione, a następnie natychmiast zatrzymaj, aby zapobiec przepełnieniu, zapłonowi i naprężeniom szczątkowym.

5. Segmentacja prędkości musi uwzględniać geometrię formy, inne ograniczenia przepływu i czynniki niestabilności.

Prawidłowe ustawienie prędkości wymaga jasnego zrozumienia procesów formowania wtryskowego i materiałów; w przeciwnym razie jakość produktu będzie trudna do kontrolowania. Ponieważ prędkość przepływu stopu jest trudna do zmierzenia bezpośrednio, można ją obliczyć pośrednio, mierząc prędkość posuwu ślimaka lub ciśnienie w gnieździe (upewniając się, że zawór zwrotny nie przecieka).

Wpływ geometrii formy na ustawienia prędkości wtrysku

1. Cienkościenne sekcje wymagają dużych prędkości wtrysku.
2. Części grubościenne wymagają powolnej, szybkiej i powolnej krzywej prędkości, aby uniknąć defektów.
3. Aby zapewnić standardy jakości produktu, ustawienie prędkości wtrysku powinno utrzymywać stałą prędkość przepływu stopionego materiału. Prędkość przepływu stopionego materiału ma kluczowe znaczenie, ponieważ wpływa na wyrównanie molekularne i stan powierzchni części.
4. Gdy front topnienia osiągnie obszar przekroju, powinien zwolnić.
5. W przypadku form z dyfuzją promieniową należy zapewnić zrównoważony wzrost przepływu stopu.
6. Długie ścieżki przepływu muszą być szybko wypełnione, aby zmniejszyć chłodzenie frontu topnienia.
7. Regulacja prędkości wtrysku może pomóc wyeliminować wady spowodowane powolnym przepływem na bramie. Gdy stopiony materiał przechodzi przez dyszę i prowadnicę, aby dotrzeć do bramki, powierzchnia czoła stopionego materiału może już ostygnąć i zestalić się lub stopiony materiał może utknąć z powodu nagłego zwężenia prowadnicy, dopóki nie zostanie wytworzone wystarczające ciśnienie, aby przepchnąć stopiony materiał przez bramkę, powodując szczyt ciśnienia na bramce.
8. Wysokie ciśnienie może uszkodzić materiał i spowodować wady powierzchniowe, takie jak linie przepływu i przypalenia na bramie. Problem ten można rozwiązać, zwalniając tuż przed bramą, aby zapobiec nadmiernemu ścinaniu na bramie, a następnie zwiększając prędkość wtrysku z powrotem do pierwotnej wartości. Ponieważ precyzyjne kontrolowanie prędkości wtrysku przy bramie jest bardzo trudne, lepszą strategią jest spowolnienie w końcowej części kanału.

Poprawa defektów produktu dzięki szybkości wtrysku

Flash

Kontrolowanie prędkości pod koniec wtrysku pozwala uniknąć lub zredukować defekty, takie jak zapłon, przypalenia i uwięzione powietrze. Spowolnienie na końcu napełniania może zapobiec przepełnieniu gniazda, unikając zapłonu i zmniejszając naprężenia szczątkowe. Uwięzione powietrze spowodowane słabym odpowietrzaniem na końcu ścieżki przepływu formy lub problemami z napełnianiem można również rozwiązać poprzez zmniejszenie prędkości odpowietrzania, zwłaszcza na końcu wtrysku.

Krótkie strzały

Zbyt niskie prędkości przy bramie lub miejscowe blokady przepływu powodują krótkie wtryski z powodu krzepnięcia stopionego materiału. Zwiększenie prędkości wtrysku tuż po przejściu przez bramę lub w miejscu, gdzie występuje miejscowa blokada przepływu, może rozwiązać ten problem. Wady takie jak ślady przepływu, wypalenia na bramie i rozwarstwienia w materiałach wrażliwych na ciepło są spowodowane nadmiernym ścinaniem podczas przechodzenia przez bramę.

Splay Mark

Gładkość części zależy od prędkości wtrysku; materiały wypełnione włóknami szklanymi są szczególnie wrażliwe, zwłaszcza nylon. Splay (falistość) jest spowodowany niestabilnością przepływu spowodowaną zmianami lepkości. Rodzaj defektu - falistość lub nierównomierna mgiełka - zależy od poziomu niestabilności przepływu.

Znak Jetting

Aby zapobiec rozpryskiwaniu, ustawienie prędkości wtrysku musi zapewniać szybkie wypełnienie obszaru kanału, a następnie powolne przejście przez bramę. Określenie tego punktu przejścia prędkości jest krytyczne. Jeśli zostanie on ustawiony zbyt wcześnie, czas napełniania zostanie nadmiernie wydłużony; jeśli zbyt późno, nadmierna bezwładność przepływu może prowadzić do jettingu. Im niższa lepkość stopu i im wyższa temperatura cylindra, tym wyraźniejsza tendencja do rozpryskiwania. Wtrysk z dużą prędkością i pod wysokim ciśnieniem jest konieczny przy małych wlewach, co jest istotnym czynnikiem powodującym wady przepływu.

Sink Mark

Znak opadania można poprawić dzięki bardziej efektywnemu przenoszeniu ciśnienia i mniejszemu spadkowi ciśnienia. Niska temperatura formy i niska prędkość posuwu ślimaka znacznie skracają długość przepływu, co należy skompensować wysoką prędkością wtrysku. Wysoka prędkość przepływu zmniejsza straty ciepła i, ze względu na wysokie ciepło ścinania spowodowane tarciem, powoduje wzrost temperatury stopu, spowalniając tempo zagęszczania zewnętrznych warstw części.

Ciśnienie w układzie wtryskowym i ciśnienie wtrysku

Ciśnienie wtrysku jest dostarczane przez układ hydrauliczny wtryskarki. Ciśnienie w układzie działa lub jest przekazywane do cylindra hydraulicznego wtrysku, a stamtąd, poprzez ślimak, jest przekazywane do stopionego wtrysku. Stopiony materiał przemieszcza się następnie z dyszy do głównego kanału formy i jest wtryskiwany do gniazda formy.

Rola ciśnienia wtryskarki i ciśnienia w układzie

Ciśnienie maszyny wtryskowej: Podczas wtrysku tworzywo sztuczne musi być poddane wysokiemu ciśnieniu wtrysku, aby pokonać opór przepływu i wypełnić gniazdo formy. Poziom ciśnienia wtrysku wpływa nie tylko na jakość i dokładność wymiarową formowanych produktów, ale także na wydajność stopionego tworzywa sztucznego i stabilność procesu wtrysku.

Ciśnienie systemowe: Wielkość ciśnienia w układzie ma bezpośredni wpływ na precyzję, stabilność i zużycie energii w procesie formowania wtryskowego.

Różnice między ciśnieniem wtryskarki a ciśnieniem w układzie

Różne funkcje

Ciśnienie wtrysku działa przede wszystkim na stopiony materiał wtryskiwany do formy, aby pokonać lepkość i opór przepływu tworzywa sztucznego. Ciśnienie systemowe działa na cylinder wtryskowy, przekształcając się w ciśnienie wtrysku, zapewniając natychmiastową energię kinetyczną do napędzania oleju hydraulicznego.

Różne metody regulacji:

Ciśnienie wtrysku jest regulowane za pomocą systemu sterowania PID, podczas gdy ciśnienie w układzie jest regulowane głównie przez obwód sterujący układu hydraulicznego i jego jednostkę doładowującą.

Różne czasy reakcji:

Ciśnienie wtrysku reguluje się szybko, z czasem reakcji w milisekundach, umożliwiając systemowi sterowania szybką reakcję na bieżące wartości ciśnienia. Regulacja ciśnienia w układzie jest wolniejsza i wymaga czasu na zwiększenie ciśnienia w układzie hydraulicznym w celu osiągnięcia żądanego wysokiego ciśnienia.

Wzór obliczania ciśnienia wtrysku

1. Wzór obliczeniowy dla ciśnienia wtrysku wtryskarki jest następujący: P = K × Q / S
   • P: Ciśnienie wtrysku, w MPa
   • K: Współczynnik ciśnienia wtrysku, różny dla różnych tworzyw sztucznych
   • P: Chwilowe natężenie przepływu materiału wtryskowego, w g/s
   • S: Przewidywany obszar części, w centymetrach kwadratowych.
2. Określenie współczynnika ciśnienia wtrysku K a. Właściwości materiału: Różne materiały mają różne charakterystyki płynięcia, co wymaga różnych wartości K dla ciśnienia wtrysku. Podczas produkcji należy wybrać odpowiednią wartość K w oparciu o charakterystykę materiału. b. Proces wtrysku i sprzęt: Wartość K zmienia się również w zależności od różnych procesów wtrysku i sprzętu. Dlatego w produkcji odpowiednia wartość K powinna być wybrana zgodnie z wydajnością wtryskarki i wymaganiami procesu wtrysku.

Obliczanie ciśnienia wtrysku (Pi) i ciśnienia w układzie (ciśnienie pompy)

Wzór na ciśnienie wtrysku Pi (KG/CM2): Pi = P * A / Ao

Pi: Ciśnienie wtrysku

P: Ciśnienie pompy

A: Efektywny obszar cylindra wtryskowego

Ao: Pole przekroju poprzecznego śruby

A = π * D^2 / 4; D: Średnica; π: Pi = 3,14159

Przykład 1: Znane ciśnienie pompy, obliczyć ciśnienie wtrysku?

Ciśnienie pompy = 75 KG/CM2, efektywna powierzchnia cylindra wtryskowego = 150 CM2, powierzchnia przekroju poprzecznego ślimaka = 15,9 CM2 (średnica 45 mm).

Wzór: 2πR2 = 3,1415 * (45mm / 2)^2 = 1589,5 mm2 Pi = 75 * 150 / 15,9 = 707 KG/CM2

Przykład 2: Znane ciśnienie wtrysku, obliczyć ciśnienie pompy?

Wymagane ciśnienie wtrysku = 900 KG/CM2, efektywna powierzchnia cylindra wtryskowego = 150 CM2, powierzchnia przekroju poprzecznego ślimaka = 15,9 CM2 (średnica 45)

Ciśnienie pompy P = Pi * Ao / A = 900 * 15,9 / 150 = 95,4 KG/CM2

Zależność między ciśnieniem wtrysku a prędkością

Zależność między ciśnieniem i prędkością wtrysku jest interaktywna i ma bezpośredni wpływ na formowanie wtryskowe. Ogólnie rzecz biorąc, przy tej samej prędkości wtrysku, wyższe ciśnienie wtrysku poprawia zdolność płynięcia tworzywa sztucznego, zwiększając precyzję wymiarową i gładkość powierzchni produktu. Jednak nadmierne ciśnienie wtrysku może powodować nadmierną siłę formy. Spowoduje to powstanie szczelin i zwiększy obciążenie wtryskarki, destabilizując proces wtrysku. Dlatego w praktyce ciśnienie i prędkość wtrysku muszą być dostosowane do konkretnych wymagań produkcyjnych i właściwości materiału, aby osiągnąć optymalne wyniki formowania.

Wnioski

Spostrzeżenia na temat prędkości i ciśnienia wtrysku przedstawione w tym artykule mogą tylko zarysować powierzchnię. Na przykład, ucząc się o tych czynnikach, specjaliści od formowania wtryskowego powinni również zrozumieć wykresy krzywej wtrysku.

Jestem Lee Young. Dzielę się spostrzeżeniami z Internetu i książek na temat formowania wtryskowego i form, w połączeniu z praktycznym doświadczeniem w formowaniu wtryskowym. Jeśli uważasz, że moje treści są interesujące lub masz jakieś pytania, skontaktuj się ze mną pod adresem [email protected] do dalszej dyskusji.