Кривата на много{0}}етапния процес на леене под налягане отразява връзката между хода на подаване на шнека иналягане на впръскванеи скорост на шприцване, осигурена от машината за леене под налягане. Следователно трябва да се определят два ключови фактора, когато се проектира много-етапен процес на леене под налягане: първо, ходът на подаване на шнека и неговото сегментиране, и второ, налягането на впръскване и скоростта на впръскване.
Фигурата показва типичен продукт (разделен на 4 секции) и съответната му връзка със сегментите на машината за леене под налягане. Като цяло, правилата за сегментиране могат да бъдат определени въз основа на това съответствие и специфичните параметри на процеса за всеки сегмент могат да бъдат определени според характеристиките на стробиращата система.
В действителното производство могат да се използват много{0}}етапни програми за контрол на инжектирането за рационално настройване на налягането на впръскване, скоростта на впръскване, налягането на задържане и метода на пълнене със стопилка за всеки етап, въз основа на структурата на системата на циркуляра, типа на затвора и структурата на пластмасовата част. Това помага да се подобри ефективността на пластификацията, да се подобри качеството на продукта, да се намалят нивата на дефекти и да се удължи живота на формите и машините.
Градуирани настройки
При проектиране на много{0}}етапни процеси на шприцване, продуктът трябва първо да се анализира, за да се определят зоните за всеки етап на шприцване. Обикновено той е разделен на 3 до 5 зони, въз основа на характеристиките на формата на продукта, вариациите в дебелината на стената и характеристиките на потока на стопилката. Зоните с постоянни или минимални разлики в дебелината на стените се обозначават като една зона; преходните точки между зоните за много-етапно инжектиране се определят от точките, където потокът на материала променя посоката или където дебелината на стената се променя значително; стробната система може да бъде настроена като отделна зона. На фигурата по-горе продуктът е разделен на зони въз основа на външните му характеристики, като точката, в която материалният поток променя посоката, служи като една преходна точка (между зона 2 и зона 3), а точката, в която се променя дебелината на стената, служи като друга преходна точка (между зона 3 и зона 4). Поради това тази пластмасова част е разделена на 4 зони за много-етапно инжектиране: 3 зони за самия продукт и 1 зона за системата за затваряне.
В практическото производство обикновено се счита за по-научно да се зададат поне три или четири етапа на впръскване при формоване на пластмасови части. Бягачът е първият етап, портата е вторият етап, третият етап е, когато продуктът е напълнен до около 90%, а останалата част е четвъртият етап (наричан още краен етап).
За пластмасови части с прости структури и ниски изисквания за качество на повърхността може да се използва три{0}}етапен процес на шприцване. Въпреки това, за пластмасови части със сложни структури, множество повърхностни дефекти и високи изисквания за качество е необходима програма за контрол на инжектирането с четири или повече етапа.
В действителното производство необходимият брой конкретни етапи на впръскване трябва да се определи чрез научен анализ и рационална настройка въз основа на фактори като структурата на циркуляра, типа на вратата, местоположението, броя и размера, структурата на частите, изискванията към продукта и ефективността на вентилацията на формата.
- 1) За продукти с директен затвор могат да се използват както едно-етапни, така и много-етапни методи на инжектиране. За малки пластмасови части с прости структури и ниски изисквания за точност може да се използва метод за управление с по-малко от три етапа на впръскване.
- 2) За големи пластмасови продукти със сложни структури и високи изисквания за точност по принцип трябва да се избере много-процес на инжектиране с четири или повече етапа.
Настройка на процеса на инжектиране
За продукта, показан на фигурата, инженерите го разделят на секции въз основа на характеристиките на формата му. След това това разделение се отразява в различни секции на винта на машината за леене под налягане. След това дължината на всеки винтов сегмент може да бъде оценена въз основа на разделянето на секциите на продукта. Първо се оценява необходимият инжекционен обем (обем) за всяка секция след разделянето на продукта. С помощта на съответния метод може да се изчисли позицията на винта във всеки сегмент. Например, ако обемът на секцията n е Ω, тогава ходът на n-тия сегмент на винта е:
В много{0}}етапната производствена практика за леене под налягане, методът за определяне на процеса на шприцоване е както следва:
- Обемът на първия етап на инжектиране (т.е. крайната позиция на първия етап на инжектиране) е крайната точка на шибъра в системата за леене под налягане. С изключение на директните врати, почти всички останали използват средно налягане и средна скорост или средно налягане и ниска скорост. Крайната позиция на инжектирането на втория етап е от крайната точка на вратата до 1/2 до 2/3 от цялото пространство на кухината.
- Инжектирането на втория етап трябва да използва високо налягане и висока скорост, високо налягане и средна скорост или средно налягане и средна скорост; специфичните стойности зависят от структурата на продукта и използвания пластмасов материал.
- Нивото на инжектиране на третия етап за предпочитане трябва да използва средно налягане и средна скорост или средно налягане и ниска скорост, а позицията е точно там, където оставащото пространство на кухината е запълнено. Всичките три етапа, описани по-горе, принадлежат към процеса на пълнене на стопилката.
- Последният етап на инжектиране принадлежи към фазата на херметизиране и задържане на налягането. Точката на превключване на задържане на налягането е между крайните позиции на този етап на впръскване. Има два метода за избор на точка на превключване: време и позиция.
Когато инжектирането започне, таймерът за инжектиране започва и се изчисляват крайните позиции за всеки етап на инжектиране. Ако параметрите на впръскване останат непроменени, в зависимост от течливостта на материала, за материали с по-добра течливост, крайната позиция на крайния етап ще достигне точката на превключване на налягането на задържане преди изтичането на таймера. В този момент процесите на пълнене и херметизиране са завършени и впръскването навлиза във фазата на задържане на налягането. Ако таймерът все още не е изтекъл, той спира да брои и директно влиза във фазата на задържане на налягането. По подобен начин, за материали с по-лоша течливост, ако таймерът завърши преди крайната позиция на инжектиране на последния етап да достигне точката на превключване, няма нужда да се чака позицията да бъде достигната; процесът навлиза директно във фазата на задържане на налягането.
В обобщение, трябва да се вземат предвид следните точки, когато се настройва много{0}}етапен процес на инжектиране:
За леене под налягане с пластмасови материали със средна{0}}течливост, след определяне на точката на задържане на натиск, добавете няколко секунди към времето като компенсация.
01
За леене под налягане с пластмасови материали с ниска -течливост, като пластмаси, смесени с рециклирани материали или пластмаси с нисък{1}}вискозитет, поради нестабилния процес на шприцване е по-добре да използвате контрол на времето. Намалете точката на превключване на налягането на задържане (обикновено задайте крайната позиция на нула) и използвайте време, за да контролирате автоматичното превключване към налягане на задържане.
02
За леене под налягане с пластмасови материали с добра{0}}течливост е по-добре да контролирате точката на превключване на налягането на задържане по позиция. Увеличете времето и след достигане на зададената точка на превключване влезте във фазата на задържане на налягането.
03
Точката на превключване на налягането на задържане е позицията, при която кухината на матрицата е напълно запълнена и позицията на инжектиране вече не може да се придвижва. Цифровата промяна е много бавна. В този момент налягането трябва да се превключи, за да се осигури пълно формоване на продукта. Тази позиция може да се наблюдава на работния екран на машината за леене под налягане (компютърен език).
04
В допълнение, по отношение на използването на много-етапно налягане на задържане, то може да се определи съгласно следните методи: За продукти с малко усилващи ребра и ниски изисквания за точност на размерите и продукти, изработени от високо-вискозитетни материали, използвайте едно-етапно налягане на задържане. Задържащото налягане е по-високо от налягането по време на процеса на усилване и времето за задържане е кратко; докато за продукти с повече усилващи ребра и изисквания за ниска точност на размерите обикновено се изисква много-етапно задържане.
Настройка на налягането и скоростта на впръскване
① Налягане на впръскване и скорост на впръскване на литниковата система. Обикновено литниковите системи имат малки канали, така че по-високи скорости и налягания на впръскване (обикновено 60% до 70% от максимума) се използват за бързо запълване на каналите и каналите, увеличавайки налягането на стопилката в каналите и създавайки определен потенциал за запълване на формата. За форми с по-голямо напречно-сечение на плъзгача може да се настрои по-ниско налягане и скорост на впръскване; обратно, за форми с по-малки напречни-сечения на каналите са необходими по-високи настройки.
② Скорост на инжектиране и налягане във втория етап. Когато стопилката запълни каналите и каналите, преодолявайки съпротивлението на шибъра (малка площ на напречното-сечение) и започвайки да запълва кухината на формата, е необходима по-ниска скорост на впръскване, за да се преодолеят нежеланите модели на потока и да се подобрят характеристиките на потока. В този етап скоростта на инжектиране може да бъде намалена, докато намаляването на налягането е по-малко; за по-големи напречни-сечения на затвора може да не е необходимо налягането на впръскване да се намалява.
③ Скорост на впръскване и налягане в третия етап. Както е показано на фигура z, третият етап съответства на инжекционната зона 3, която е основната част на формованата част. В този момент стопилката е изпълнила напълно кухината на формата. За да се постигне идеалното състояние на дифузия, е необходимо ускорено пълнене на формата, така че машината за леене под налягане трябва да осигури по-високо налягане и скорост на впръскване на този етап. Този участък също е повратна точка в потока на стопилката, където съпротивлението на потока се увеличава и загубата на налягане е значителна, което изисква компенсация. Обикновено много{6}}етапното впръскване използва висока скорост и високо налягане в тази секция.
④ Скорост на инжектиране и налягане в четвъртия етап. Въз основа на съответната връзка на фигурата, когато стопилката достигне зона 4, дебелината на стената на частта може да варира или да остане постоянна. Основно стопилката е запълнила кухината на формата. Тъй като стопилката получи високо налягане и скорост в зона 3, на този етап може да се извърши буфериране, за да се постигне приблизително еднаква линейна скорост на потока на стопилката във всички части на кухината на формата. Общият принцип на проектиране е, че при навлизане в зона 4, ако дебелината на стената се увеличи, скоростта и налягането могат да бъдат намалени; ако дебелината на стената намалее, скоростта може да бъде намалена, без да се намалява налягането, или скоростта може да остане непроменена, докато налягането е подходящо намалено или не намалено. Накратко, в четвъртия етап процесът на впръскване трябва да показва много-етапни контролни характеристики и налягането в кухината трябва да нараства бързо.
Фигурата показва пример за много{0}}етапен процес на леене под налягане, избран въз основа на геометричния анализ на продукта. Поради дълбоката кухина и тънките стени на продукта, кухината на формата образува дълъг и тесен канал за потока. Разтопеният материал трябва да тече бързо през тази област; в противен случай ще се охлади и втвърди лесно, което води до риск от непълно запълване на формата. Следователно трябва да се използва-високоскоростно впръскване.
Високо{0}}скоростното впръскване обаче придава значителна кинетична енергия на разтопения материал. Когато стопилката достигне края на кухината, тя ще генерира голям инерционен удар, потенциално водещ до загуба на енергия и мигане. Следователно скоростта на потока на стопилката трябва да се забави, за да се намали налягането при формоване. Въпреки това, налягането все още трябва да достига обичайно споменатото налягане на задържане (вторично налягане, последващо-налягане), за да се гарантира, че кухините, причинени от свиването на стопилката в кухината на матрицата, са запълнени преди преградата да се втвърди. Това изисква множество скорости на шприцване и налягания по време на процеса на леене под налягане. Ходът на дозиране на шнека, показан на фигурата, е зададен въз основа на количеството материал, използван за продукта, и количеството буфер. Инжекционният винт се премества от позиция „97“ до „20“, за да запълни тънко{10}}стенната част на продукта. В този етап е зададена висока скорост от 10, за да се предотврати охлаждането и втвърдяването на разтопения материал поради удълженото време на потока. Когато шнекът се движи от позиция "20" → "15" → "2", съответната ниска скорост от 5 се задава, за да се намали скоростта на потока на стопилката и нейната кинетична енергия, въздействаща върху матрицата. По-високо първично налягане на впръскване се настройва, когато винтът е на позиции "97", "20" и "5", за да се преодолее съпротивлението при пълнене на матрицата, а по-ниско вторично налягане на впръскване се настройва от "5" на "2", за да се намали въздействието на кинетичната енергия.
Изображението показва друг пример за много{0}}степенно превключване на скоростта (преход) на инжекционния винт въз основа на различни скорости, зададени според условията на процеса.
Много{0}}етапното леене под налягане е една от по-напредналите технологии за леене под налягане, налични в момента. При изследването на много-етапни процеси на леене под налягане, определянето на сегментите на хода на винта по време на шприцване е сравнително прецизно, докато изборът на налягането на шприцване и скоростта на шприцване във всеки сегмент до голяма степен се основава на опита. Общият емпиричен метод може да определи само съответната връзка между налягането на впръскване и скоростта на впръскване, използвани във всеки сегмент. Обичайната практика е тази връзка да се определя въз основа на съотношението на площта на напречното-сечение на всяка част от формования продукт. След проектирането на много-етапния процес на леене под налягане, той изисква многократни настройки чрез множество опити, за да се постигнат оптималните стойности за избраното налягане на впръскване и скорост на впръскване.