FirstMold Half Logo

Цикл литья под давлением и методы сокращения времени цикла

Поделитесь этой статьей:
Изображение цикла литья под давлением

Если вы читали мою предыдущую статью о литье под давлением, то, скорее всего, имеете базовое представление о том, что такое литье под давлением. процесс литья под давлением. Тем не менее, цикл литья под давлением является критически важным аспектом всего процесса литья под давлением и заслуживает дальнейшего изучения.

Далее мы поговорим о продвинутых аспектах цикла литья под давлением. Для тех, кто работает в индустрии пресс-форм, овладение этими знаниями крайне важно. Дизайнеры изделий должны понимать основные этапы цикла литья под давлением.

Подготовка к циклу литья под давлением

1. Проверка материалов

Изучив упаковку, форму, размер и цвет материалы для литья под давлениемВы можете убедиться, что они соответствуют типу и модели, требуемой для заказа, и предотвратить использование неправильных материалов. Проверьте, нет ли на упаковке повреждений или следов загрязнения, особенно на прозрачных материалах.

2. Окрашивание и смешивание полимерных материалов

Пластиковые материалы, как правило, бывают натурального, белого, небеленого, светло-желтого или прозрачного цвета. Чтобы удовлетворить требования к цвету продукта, необходимо добавить цветную маточную смесь или порошок перед использованием. Как правило, цвет продукта корректируется на ранней стадии пробного производства, когда устанавливается соотношение цветного порошка и маточной смеси и создаются предельные образцы цвета. При массовом производстве необходимо строго следовать листу требований к материалам и рабочим инструкциям по смешиванию.

Ключевой момент для смешивания

Перед смешиванием очистите внутренние стенки миксера. Миксеры, используемые для цветных материалов, следует очищать с помощью очистителя форм или керосина. По возможности используйте оригинальные упаковочные мешки для материалов или убедитесь, что мешки-заменители чистые и без пыли.

3. Сушка материала

Избыток влаги в материалах может вызвать такие проблемы, как разводы, пузыри и раковины на поверхности изделия, что может привести к ухудшению внешнего вида и качества. Таким образом, сушка пластиковых материалов перед формовкой необходима.

Различные типы пластиковых материалов имеют разный уровень поглощения влаги, поэтому их подразделяют на влагопоглощающие (например, ABS, PA, PC, PMMA) и невлагопоглощающие (например, PE, PP, PS, PVC, POM). Эффективность сушки зависит от трех факторов: температуры сушки, времени и толщины материала. Материалы могут повторно впитывать влагу после сушки, поэтому, если они не используются в течение длительного времени, их следует высушить еще раз при тех же условиях.

4. Очистка оборудования

В разных пресс-формах, изделиях или заказах могут использоваться разные типы пластиковых материалов или цветов. Эти различные материалы и цвета не могут полностью смешиваться при пластификации в барабане машины для литья под давлением, что приводит к потенциальным проблемам с качеством, таким как легкое разрушение, недостаточная эластичность, значительные отклонения в цвете или наличие черных пятен. Производство пресс-форм также может стать нестабильным, а некоторые процессы - невыполнимыми (например, засорение сопла).

Поэтому при смене пресс-форм очень важно тщательно очистить машину от остатков предыдущих пресс-форм или изделий.

5. Подготовка пресс-формы

Очистка от плесени

Перед литьем под давлением очистите поверхность формы, полости, зазоры вокруг вставкиОчистите форсунки, сопла и бегунки от масла, предотвращающего появление ржавчины, чтобы оно не прилипло к изделию и не забило вентиляционные отверстия формы, нарушив стабильность формовки.

Для зеркальных изделий, гальванопластических корпусов или пресс-форм со строгими требованиями к внешнему виду после обработки избегайте использования ватных тампонов, тряпок или старых перчаток для очистки, чтобы избежать появления царапин на поверхности пресс-формы. Как правило, промойте пресс-форму очистителем и высушите воздушным пистолетом.

В процессе очистки следите за тем, чтобы не касаться поверхности пресс-формы воздушным пистолетом или другими предметами. При разборке пресс-формы для очистки поместите разобранные вставки и корпуса пресс-формы в специальные пластиковые коробки и, при необходимости, заверните их в поролон или мягкую ткань для хранения. Непрофессионалы не должны выполнять разборку и очистку пресс-формы. Лучше всего очищать пресс-форму перед установкой ее на станок, чтобы облегчить очистку, обеспечить качество и сэкономить время при смене пресс-форм.

Подключение к водопроводу

Для сохранения внешнего вида и производительности изделия подключите пресс-форму к воде, контроллерам температуры пресс-формы и охладителям, чтобы поддерживать идеальную, относительно стабильную температуру при минимальном внешнем воздействии. После подключения воды и запуска регулятора температуры пресс-формы, как правило, требуется от 15 до 30 минут для достижения желаемой температуры.

Подключение источника питания для горячего запуска:

Для пресс-форм, использующих горячие бегуны, подключите источник питания горячего бегуна после установки пресс-формы и предварительно нагрейте его в течение 15-30 минут. Начинайте пробное литье только после того, как значение на дисплее блока управления горячим бегуном достигнет заданного значения.

Этапы цикла литья под давлением

1. Зажим

Зажим в литье под давлением означает фиксацию и удержание пресс-формы в закрытом состоянии перед этапами впрыска и охлаждения. При этом к пресс-форме прикладывается определенное усилие, чтобы противодействовать высокому давлению, создаваемому расплавленным пластиковым материалом во время впрыска.

Мы называем это определенное усилие силой зажима.

Наверняка многие слышали о машинах для литья под давлением с грузоподъемностью 1000 тонн или 500 тонн. Однако важно отметить, что эти тонны относятся к максимальному усилию смыкания, оказываемому машиной, а не к ее весу. В дальнейшем я подробно расскажу о силе смыкания и ее значении в процессе литья под давлением.

В общем смысле узел смыкания играет важную роль в надежном закреплении сердцевины и полости пресс-формы. Этот узел состоит из различных важных компонентов, таких как неподвижная плита, подвижная плита, стяжки, перекидной механизм (в системах смыкания) или гидравлические цилиндры (в гидравлических системах смыкания). Каждый элемент гармонично взаимодействует друг с другом, обеспечивая необходимое усилие для надежного удержания и герметизации пресс-формы.

2. Инъекция

Как уже упоминалось, перед началом цикла литья под давлением пластиковый материал подвергается процессу нагрева, называемому пластификацией, в результате чего он переходит в расплавленное состояние. На этапе впрыска шнек или плунжер машины для литья под давлением движется вперед, проталкивая расплавленный пластиковый материал через сопло в полость формы.

Благодаря этому регулируемому движению обеспечивается точное и равномерное поступление расплавленного пластика в форму. Под действием давления шнек или плунжер проталкивает расплавленный пластик через сопло в полость формы, придавая ей желаемую форму и рисунок.

Этот важнейший этап требует тщательного контроля скорости, давления и времени впрыска для достижения оптимального качества детали. Расплавленный пластиковый материал принимает форму и размеры полости пресс-формы по мере того, как он в нее поступает. Поддержание правильного баланса между скоростью впрыска, давлением и временем охлаждения очень важно для получения высококачественных литых деталей без дефектов.

Этап впрыска часто называют также процессом наполнения.

3. Жилище или охлаждение

Во время засыпки или охлаждения форма остается закрытой, чтобы поддерживать давление на застывающий пластик. Это помогает предотвратить усадку или деформацию, если деталь преждевременно извлечена из формы. Продолжительность охлаждения может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, включая используемый материал, геометрию детали и другие соображения.

Правильное охлаждение имеет решающее значение для получения высококачественных литых деталей. Оно позволяет пластику полностью затвердеть, обеспечивая однородность и прочность всей детали. Процесс охлаждения можно улучшить с помощью различных методов, таких как использование каналов охлаждения или применение внешних методов охлаждения, таких как воздушное или водяное охлаждение.

4. Открытие пресс-формы

На этом этапе узел смыкания машины для литья под давлением ослабляет усилие смыкания, чтобы разделить сердцевину и полость.

Процесс раскрытия формы начинается с перемещения подвижной плиты, которая соединена с подвижной стороной формы. Механизм смыкания, например, гидравлические цилиндры или перекидные механизмы, приводится в действие, чтобы втянуть подвижную плиту и отделить ее от неподвижной плиты. При этом образуется зазор между половинками пресс-формы, что позволяет извлечь отформованную деталь.

5. Выброс

Выталкивание - это процесс извлечения отформованной детали из полости формы после ее освобождения на этапе раскрытия формы. Здесь следует особо отметить: С ростом популярности автоматизации большинство китайских компаний, занимающихся литьем под давлением, используют автоматические роботы для получения формованных деталей.

Процесс выталкивания обычно включает в себя использование системы выталкивателей, состоящей из штифтов или плит, стратегически расположенных в пресс-форме. Выталкивающие штифты или плиты приводятся в действие, чтобы с силой вытолкнуть детали из полости пресс-формы. Конструкция пресс-формы включает такие элементы, как отверстия для выталкивающих штифтов или выталкивающие пластины, чтобы облегчить процесс выталкивания.

После открытия пресс-формы включается система выталкивания, и выталкивающие штифты или пластины выдвигаются в полости пресс-формы. Штифты или пластины соприкасаются с отформованной деталью, прилагая достаточное усилие, чтобы вытолкнуть ее из полости формы. Выталкиваемая деталь направляется и собирается для дальнейшей обработки или контроля.

Выталкивание должно тщательно контролироваться, чтобы обеспечить безопасное и эффективное выталкивание детали, не вызывая ее повреждения или деформации. Сила и скорость выталкивания определяются в зависимости от конкретных характеристик детали, таких как ее размер, форма и свойства материала. Правильное выталкивание помогает предотвратить прилипание детали, деформацию или другие дефекты.

В некоторых случаях в конструкцию пресс-формы могут быть включены дополнительные вспомогательные механизмы выталкивания, такие как воздушные струи, зачистные плиты или роботизированные системы, для облегчения процесса выталкивания, особенно для сложных или хрупких деталей.

6. Закрытие пресс-формы

На этом этапе узел смыкания термопластавтомата прикладывает необходимое усилие, чтобы снова соединить сердцевину и полость пресс-формы. Этот этап обеспечивает правильное выравнивание и закрытие пресс-формы, создавая основу для следующего цикла процесса литья под давлением.

Факторы, влияющие на время цикла литья под давлением

В индустрии литья под давлением для любого проекта, заводы литья под давлением должны составить смету на обработку деталей до изготовления пресс-формы или после получения от клиента уже готовой пресс-формы. Это требует от завода точной оценки времени цикла изготовления изделия для проекта.

Даже при анализе потока время цикла остается приблизительным. Хотя анализ потока может с высокой точностью предсказать время заполнения и охлаждения, он не может предугадать условия работы пресс-формы, машины, а зачастую и оператора. Он также не может предсказать условия процесса на любой конкретной машине, особенно на старой. Таким образом, точная оценка времени цикла имеет решающее значение при составлении сметы на изготовление деталей методом литья под давлением.

Для проектов с небольшим годовым объемом производства недооценка времени цикла не приведет к значительным потерям. Однако для проектов с очень высоким годовым объемом производства точность оценки времени цикла приобретает решающее значение. В индустрии литья под давлением мантрой прибыльного завода может быть "цикл, время, цикл, время, цикл, время".

Факторы, влияющие на время цикла

Общее время цикла изготовления пресс-формы складывается из времени выполнения следующих 11 этапов. При попытке сократить время цикла необходимо оптимизировать эти этапы по отдельности и учитывать их взаимосвязь.

  1. Время закрытия и блокировки пресс-формы.
  2. Время заправки.
  3. Упаковка и время выдержки.
  4. Время задержки винта.
  5. Время пластификации шнека.
  6. Время втягивания винта после вращения.
  7. Время охлаждения.
  8. Задержка охлаждения или время простоя перед открытием пресс-формы.
  9. Время открытия молда.
  10. Время выталкивания деталей (и захвата роботом).
  11. Время возврата механизма выброса (и робота).

Методы сокращения времени цикла литья под давлением

Для заводов по литью под давлением сокращение цикла литья под давлением - это косвенный способ увеличить прибыль. Для тех, кто вводит в эксплуатацию производство продукции, сокращение цикла литья под давлением может повысить эффективность вывода продукции на рынок. Однако при этом необходимо обеспечить качество продукции. Таким образом, поиск точки равновесия, при которой цикл литья сокращается без ущерба для качества продукции, - это то направление, к которому должен стремиться каждый специалист по литью под давлением.

Оптимизация конструкции пресс-формы

Хорошо спроектированная пресс-форма может способствовать сокращению времени цикла. Это включает в себя такие аспекты, как правильное размещение затворов, оптимизированная конструкция бегунков и охлаждающих каналов, а также эффективные механизмы выталкивания деталей. Для выявления потенциальных улучшений конструкции и оптимизации геометрии пресс-формы можно использовать программное обеспечение для анализа потока в пресс-форме.

Оптимизация времени зажима и открывания

Цикл литья под давлением начинается и заканчивается смыканием. Сжатие обычно происходит в четыре этапа: быстрое смыкание, медленное смыкание, защита при низком давлении и смыкание при высоком давлении. Раскрытие обычно состоит из трех этапов: медленное-быстрое-медленное раскрытие. Оптимизация скорости и положения смыкания и размыкания позволяет сократить их время. Новые термопластавтоматы оснащены гидравликой с рекуперативным смыканием (дифференциальное смыкание) для повышения скорости.

Оптимизация времени впрыска

Впрыск начинается после блокировки высокого давления и может включать многоступенчатый впрыск. На этапе впрыска можно использовать высокие скорости впрыска, если они не вызывают дефектов, таких как пузыри или горение.

Оптимизация времени выдержки

Удержание начинается после впрыска, обычно при более низком давлении, чем давление впрыска. Его основная функция - компенсировать усадкаПо мере остывания и сжатия расплавленного материала все впадины заполняются, что обеспечивает полноту готового изделия (без вмятин) при выталкивании. После застывания бегуна давление выдержки становится неэффективным и может быть прекращено. Давление выдержки может варьироваться на нескольких этапах (как правило, постепенно снижаясь), разделенных по времени. Общее время выдержки можно определить, взвесив продукт или убедившись, что на нем нет вмятин. Начните с короткого времени выдержки и немного увеличивайте его с каждым впрыском, пока вес изделия не перестанет увеличиваться или уровень вмятин не станет приемлемым.

Оптимизация времени охлаждения

Время охлаждения", установленное на машине для литья под давлением, - это период от окончания выдержки под давлением до начала открытия формы. Цель "времени охлаждения" - продолжать охлаждать и устанавливать изделие, чтобы оно не деформировалось при выталкивании. Начните с более длительного времени охлаждения и постепенно уменьшайте его с каждым впрыском, пока изделие просто не перестанет деформироваться при выталкивании, тогда время выдержки не нужно уменьшать.

Оптимизация времени зарядки

Зарядка начинается в начале "времени охлаждения". Если время зарядки превышает "время охлаждения", это указывает на недостаточную пластифицирующую способность, что влияет на производственный цикл. Повышение пластифицирующей способности может сократить время цикла, что достигается путем: A. Барьерные шнеки могут увеличить пластифицирующую способность. B. Шнеки большого диаметра могут увеличить производительность пластификации. C. Увеличение глубины канала шнека может повысить производительность пластификации. D. Увеличение скорости шнека может увеличить производительность пластификации (не для чувствительных к сдвигу пластиков, таких как ПВХ, ПЭТ). E. Снижение противодавления может увеличить скорость пластификации. F. Использование гидравлических запорных форсунок позволяет проводить пластификацию во время зажима и открытия. G. Использование оборудования, которое может пластифицировать в течение всего цикла, за исключением инжекции и выдержки.

Оптимизация температуры ствола

Использование самой низкой температуры бочки, обеспечивающей плавное заполнение инжектора, позволяет сократить время "охлаждения".

Оптимизация усилия зажима

Используйте минимально возможное усилие смыкания, не вызывающее вспышек, что сокращает время блокировки под высоким давлением и продлевает срок службы пресс-формы, стяжек, колен и платформы термопластавтомата.

Оптимизация эффективности охлаждения

Оптимизация конструкции водяных каналов пресс-формы позволяет повысить эффективность теплообмена и равномерность охлаждения продукта, сократить время охлаждения. Использование охлаждения ледяной водой может сократить "время охлаждения", если оно соответствует требованиям к качеству продукции.

Оптимизация времени выброса

На небольших термопластавтоматах с малым усилием выталкивания пневматическое выталкивание может быть быстрее, чем гидравлическое. Независимое гидравлическое, пневматическое или электрическое управление позволяет добиться одновременного открытия и выталкивания пресс-формы. При многократном выталкивании использование вибрационного выталкивания на инжекционной машине означает, что штифты выталкивателя не должны полностью втягиваться каждый раз, что сокращает время многократного выталкивания.

Компания FirstMold хотела бы еще раз обратить внимание всех наших коллег: Сокращение цикла литья под давлением должно быть оптимизировано, но при этом качество, размеры, внешний вид, функциональность и материалы изделия должны оставаться неизменными. В противном случае любые усилия по оптимизации будут бессмысленны.

Ключевые параметры цикла литья под давлением

ПараметрПараметрПараметрПараметр
Давление впрыскаСкорость впрыскаДавление удержанияТемпература пресс-формы
Скорость вращения винтаПротиводавлениеТемпература расплаваВентиляция плесени
Зажимное усилиеСодержание влаги в материалеРазмер выстрелаПоложение винта сзади
Давление в полостиТемпература охлаждающей водыСкорость впрыскаМеханизм выталкивания деталей
Бегущая системаОтношение L/D шнекаРазмер литникаДизайн охлаждающей линии

Профессиональная терминология, представленная в этой таблице, очень важна, а некоторые термины даже требуют освоения дизайнерами продукции покупателя. В дальнейшем мы выберем несколько ключевых терминов для подробного ознакомления.

Заключение

Понимание и расчет производственного цикла литья под давлением помогает заводам по литью под давлением управлять каждым аспектом производства продукции заказчика в соответствии с требованиями законодательства. Меня зовут Ли Янг, и я настоятельно рекомендую эту статью коллегам по отрасли или новичкам в области литья под давлением. Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь делиться ими в разделе комментариев к этой статье.

Оглавление
Теги
Вам также может понравиться
Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *