Прецизностлеене под налягане, както обикновено се разбира, се отнася до шприцовани -продукти, които отговарят на строги изисквания за толеранси на размерите, геометрични толеранси и грапавост на повърхността. Постигането на прецизно леене под налягане изисква много допринасящи фактори, но най-важните са четирите елемента на пластмасови суровини, шприцформи, процес на леене под налягане и оборудване за леене под налягане (машина за леене под налягане).
Прецизно шприцовани-пластмаси
Пластмасите, подходящи за прецизно леене под налягане, трябва да притежават характеристики като висока механична якост, добра стабилност на размерите, отлична устойчивост на пълзене и широк диапазон на адаптивност към околната среда. Следните четири вида пластмаси обикновено се използват за прецизно леене под налягане:
① POM и POM, подсилен с въглеродни влакна (CF), или POM, подсилен със стъклени влакна (GF). Този материал се характеризира с добра устойчивост на пълзене, устойчивост на умора, устойчивост на атмосферни влияния и диелектрични свойства и е-забавител на горенето. Добавянето на лубриканти улеснява освобождаването на формата.
② PA66, подсилен със стъклени влакна. Характеристики: силна устойчивост на удар и износване, добри свойства на течливост и може да се формова в продукти с дебелина на стената от 0,4 mm. Усиленият със стъклени влакна PA66 има добра устойчивост на топлина (точка на топене 250 градуса), но неговият недостатък е хигроскопичността; обикновено изисква кондициониране на влага след формоване.
③ PBT подсилен полиестер. Характеристики: кратък цикъл на формоване. Сравнението на времето за формоване е както следва: PBT По-малко или равно на POM ~ PA66 По-малко или равно на PA6.
④ компютър и компютър, подсилен със стъклени влакна. Характеристики: добра устойчивост на износване, подобрена твърдост след армиране, добра стабилност на размерите, добра устойчивост на атмосферни влияния, забавяне на горенето и добра формоваемост.
Форми за прецизно шприцване
Формите, използвани за прецизно леене под налягане, трябва да притежават следните характеристики:
① Висока точност на формата.
Това основно зависи от това дали размерите на кухината на формата, позиционирането на кухината или точността на разделителната повърхност отговарят на изискванията.
② Добра обработваемост и твърдост.
При проектирането на структурата на матрицата броят на кухините не трябва да бъде прекомерен, а основната плоча, опорната плоча и стените на кухината трябва да са по-дебели, за да се предотврати тежка еластична деформация на частите при висока температура и високо налягане.
③ Добра производителност при изваждане на продукта.
Формата в идеалния случай трябва да има малък брой кухини, по-малко и по-къси канали и по-висока грапавост на повърхността в сравнение с обикновените форми, което улеснява изваждането от формата.
④ Стомана за прецизни форми.
Трябва да се избере-легирана стомана с висока якост; материалите, използвани за кухините и каналите, трябва да бъдат подложени на стриктна топлинна обработка и трябва да се избират материали с висока твърдост (формиращите части трябва да достигнат приблизително 52 HRC), добра устойчивост на износване и силна устойчивост на корозия.
Прецизна машина за леене под налягане
Характеристики по отношение на технически параметри
Въз основа на налягането на впръскване, конвенционалните машини за леене под налягане работят при 147–177 MPa; прецизните машини за леене под налягане работят при 216–243 MPa; и ултра{4}}високо-машини за леене под налягане работят при 243–392 MPa. Машините за прецизно леене под налягане трябва да използват машини за леене под високо-налягане поради следните причини:
①
За подобряване на точността и качеството на прецизните продукти, тъй като налягането на впръскване има най-значително въздействие върху степента на свиване при формоване на продукта. Когато налягането на впръскване достигне 392 MPa, степента на свиване при формоване на продукта е почти нула. В този момент точността на продукта се влияе само от формата или околната среда. Тестовете показват, че увеличаването на налягането на впръскване от 98 MPa до 392 MPa увеличава механичната якост с 3%–33%.
②
За намаляване на дебелината на стената на прецизни продукти и увеличаване на дължината на формоване. Вземайки компютър като пример, конвенционална машина с налягане на впръскване от 177 MPa може да формира продукти с дебелина на стената от 0,2–0,8 mm, докато прецизна машина с налягане на впръскване от 392 MPa може да формира продукти с дебелина между 0,15 и 0,6 mm. Машините за шприцване под ултра{8}}високо{9}}налягане могат да произвеждат продукти с по-голямо съотношение на дължина на потока.
③
Увеличаването на налягането на впръскване може напълно да използва ефективността на скоростта на впръскване. За да се постигне номиналната скорост на впръскване, има само два начина: единият е да се увеличи максималното налягане на впръскване на системата; другото е да модифицирате параметрите на винта, за да увеличите съотношението дължина-към-диаметър. Машините за прецизно шприцване изискват високи скорости на шприцване. Като вземем за пример произведената в Германия машина за прецизно шприцване DEMAG (60–420t), нейната скорост на шприцване може да достигне 1000 mm/s, а шнекът може да постигне ускорение от 12 m/s².
Характеристики на прецизните машини за шприцване по отношение на управлението
① Изисквания за повтаряемост (възпроизводимост) на параметрите на леене под налягане.
② Изисквания за качество на пластификация.
③ Контрол на температурата на работното хидравлично масло.
④ Изисквания за задържане на налягане.
⑤ Изисквания за контрол на температурата на формата.
Хидравличната (маслена верига) система на машина за прецизно леене под налягане
- ① Хидравличната система трябва да използва пропорционални компоненти като пропорционални клапани за налягане, пропорционални клапани за потока или серво променливи помпи.
- ② При механизмите за директно{0}}затягане под налягане хидравличните вериги за затягащите и инжекционните части трябва да бъдат разделени.
- ③ Поради високата скорост на прецизните машини за леене под налягане, скоростта на реакция на хидравличната система трябва да се увеличи.
- ④ Хидравличната система на прецизните машини за леене под налягане трябва напълно да включва интегрирания инженеринг на механични, електрически, хидравлични и инструментални системи.
Структурни характеристики на прецизни машини за шприцване
① Поради високото налягане на впръскване на прецизните машини за леене под налягане, твърдостта на системата за затягане е от решаващо значение и успоредността на движещите се и неподвижни плочи трябва да се контролира в диапазона от 0,05 до 0,08 mm.
② Формите под ниско{0}}налягане трябва да бъдат защитени и точността на силата на затягане трябва да бъде стриктно контролирана, тъй като величината на силата на затягане влияе върху степента на деформация на матрицата, като в крайна сметка се отразява на допустимите отклонения на размерите на формованите части.
③ Скоростта на отваряне и затваряне на формата трябва да е бърза, обикновено около 60 mm/s.
④ Пластифициращи компоненти: Винтът, главата на винта, не{0}}възвратният пръстен и цилиндърът трябва да имат структурна форма, която осигурява силна пластифицираща способност, добра хомогенизация и висока ефективност на инжектиране; въртящият момент на винтовото задвижване трябва да е голям и да може да регулира безстепенно скоростта. Въз основа на това прецизните машини за леене под налягане често използват модулни единици, за да се адаптират към производствените нужди на различни прецизни пластмасови части, както е показано на фигурата.
Ние знаем, че независимо от вида на машината за прецизно леене под налягане, тя в крайна сметка трябва да може стабилно да контролира повторяемостта на размерите и повторяемостта на качеството на формованите продукти.
Основни производители на прецизни машини за леене под налягане
В областта на разработването на прецизни машини за леене под налягане, водещите производители, представляващи сегашното световно напреднало ниво, включват немски компании като KraussMaffei, Demag и Arburg, както и японски компании като Nissei, JSW и Sumitomo Heavy Industries. Сред тях прецизната машина за леене под налягане, пусната от Arburg от Германия, се отличава с конструкция от-тип кутия за своя затягащ механизъм, което значително подобрява точността на затягане.
Проблеми със свиването при прецизно шприцовани пластмасови части.
Има четири фактора, които влияят върху свиването на формованите пластмасови части: термично свиване, свиване при фазов преход, свиване при ориентация и свиване при натиск.
Влиянието на всеки фактор на свиване върху прецизното леене под налягане е анализирано по-долу:
① Термично свиване
② Свиване на фазовия преход
③ Ориентационно свиване
④ Компресионно свиване
① Термично свиване:Термичното свиване е присъща термофизична характеристика на формовъчния материал и материала на матрицата. По-високите температури на формата водят до по-високи температури на продукта, което води до увеличено действително свиване. Следователно температурата на матрицата не трябва да бъде твърде висока при прецизно леене под налягане.
② Свиване на фазовия преход:В кристалните смоли по време на процеса на ориентация настъпва кристализация на макромолекули, което води до свиване поради намаляване на специфичния обем. Това се нарича свиване на фазовия преход. По-високите температури на формата водят до по-висока кристалност и по-голямо свиване; обаче, от друга страна, повишената кристалност увеличава плътността на продукта, намалява коефициента на линейно разширение и по този начин намалява свиването. Следователно действителната скорост на свиване се определя от комбинирания ефект на тези два фактора.
③ Ориентационно свиване:Поради принудителното разтягане на молекулните вериги в посоката на потока, макромолекулите са склонни да се -навиват и възстановяват по време на охлаждане, което води до свиване в посоката на ориентация. Степента на молекулярна ориентация е свързана с налягането на впръскване, скоростта на впръскване, температурата на смолата и температурата на формата, но главно със скоростта на впръскване.
④ Компресионно свиване:Повечето пластмаси са компресируеми, което означава, че техният специфичен обем се променя значително при високо налягане. При нормални температури увеличаването на налягането на впръскване намалява специфичния обем на формования продукт, увеличава неговата плътност, намалява коефициента на линейно разширение и значително намалява свиването. Съответствайки на свиваемостта, формовъчният материал има ефект на еластично възстановяване, което намалява свиването на продукта.