Precisionformsprutning, som vanligen förstås, hänvisar till formsprutade-produkter som uppfyller stränga krav på dimensionstoleranser, geometriska toleranser och ytråhet. Att uppnå precisionsformsprutning kräver många bidragande faktorer, men de viktigaste är de fyra delarna av plastråmaterial, formsprutningsformar, formsprutningsprocess och formsprutningsutrustning (formsprutningsmaskin).
Precisionssprutad-plast
Plast som lämpar sig för precisionsformsprutning bör ha egenskaper som hög mekanisk hållfasthet, god dimensionsstabilitet, utmärkt krypmotstånd och ett brett utbud av miljöanpassningsförmåga. Följande fyra typer av plaster används vanligtvis för precisionsformsprutning:
① POM och kolfiber (CF) förstärkt POM eller glasfiber (GF) förstärkt POM. Detta material kännetecknas av god krypbeständighet, utmattningsbeständighet, väderbeständighet och dielektriska egenskaper, och är flamskyddande-. Tillsatsen av smörjmedel underlättar mögelsläpp.
② PA och glasfiberförstärkt PA66. Egenskaper: stark slagtålighet och slitstyrka, goda flytegenskaper och kan formas till produkter med en väggtjocklek på 0,4 mm. Glasfiberarmerad PA66 har bra värmebeständighet (smältpunkt 250 grader), men dess nackdel är hygroskopicitet; i allmänhet kräver det fuktkonditionering efter formning.
③ PBT-förstärkt polyester. Funktioner: kort formningscykel. Jämförelsen av formtiden är som följer: PBT Mindre än eller lika med POM ~ PA66 Mindre än eller lika med PA6.
④ PC och glasfiberförstärkt PC. Egenskaper: bra slitstyrka, förbättrad styvhet efter förstärkning, god dimensionsstabilitet, bra väderbeständighet, flamskydd och god formbarhet.
Precisionsformsprutningsformar
Formarna som används för precisionsformsprutning bör ha följande egenskaper:
① Hög formnoggrannhet.
Detta beror i första hand på om formhålighetens dimensioner, kavitetens placering eller avskiljningsytans noggrannhet uppfyller kraven.
② Bra bearbetningsförmåga och styvhet.
Vid formkonstruktion bör antalet hålrum inte vara för stort, och basplattan, stödplattan och hålrummets väggar bör vara tjockare för att förhindra allvarlig elastisk deformation av delarna under hög temperatur och högt tryck.
③ Bra produktuttagningsprestanda.
Formen bör helst ha ett litet antal hålrum, färre och kortare löpare och en högre ytjämnhet än vanliga formar, vilket underlättar urtagningen av formen.
④ Stål för precisionsformar.
Hög-hållfast legerat stål bör väljas; Materialen som används för kaviteterna och löparna måste genomgå strikt värmebehandling, och material med hög hårdhet (formande delar bör nå cirka 52 HRC), god slitstyrka och stark korrosionsbeständighet bör väljas.
Precisionsformsprutningsmaskin
Egenskaper i form av tekniska parametrar
Baserat på formsprutningstrycket arbetar konventionella formsprutningsmaskiner vid 147–177 MPa; precisionsformsprutningsmaskiner arbetar med 216–243 MPa; och formsprutningsmaskiner för ultra-högt-högt tryck arbetar vid 243–392 MPa. Precisionsformsprutningsmaskiner måste använda högtrycksformsprutningsmaskiner av följande skäl:
①
För att förbättra noggrannheten och kvaliteten på precisionsprodukter, eftersom insprutningstrycket har den mest betydande inverkan på produktens krympningshastighet. När insprutningstrycket når 392 MPa är formningskrympningshastigheten för produkten nästan noll. Vid denna tidpunkt påverkas produktens noggrannhet endast av mögeln eller miljön. Tester har visat att en ökning av insprutningstrycket från 98 MPa till 392 MPa ökar den mekaniska hållfastheten med 3 %–33 %.
②
För att minska väggtjockleken på precisionsprodukter och öka formlängden. Med PC som exempel kan en konventionell maskin med ett insprutningstryck på 177 MPa gjuta produkter med en väggtjocklek på 0,2–0,8 mm, medan en precisionsmaskin med ett insprutningstryck på 392 MPa kan gjuta produkter med en tjocklek mellan 0,15 och 0,6 mm. Formsprutningsmaskiner med ultra-högt-tryck kan producera produkter med ett större flödeslängdförhållande.
③
Genom att öka insprutningstrycket kan effektiviteten av insprutningshastigheten utnyttjas fullt ut. För att uppnå den nominella insprutningshastigheten finns det bara två sätt: ett är att öka systemets maximala insprutningstryck; den andra är att modifiera skruvparametrarna för att öka förhållandet längd-till-diameter. Precisionsformsprutningsmaskiner kräver höga formsprutningshastigheter. Om man tar den tysktillverkade-DEMAG precisionsformsprutningsmaskinen (60–420t) som ett exempel, kan dess insprutningshastighet nå 1000 mm/s, och skruven kan uppnå en acceleration på 12 m/s².
Egenskaper för precisionsformsprutningsmaskiner när det gäller kontroll
① Krav på repeterbarhet (reproducerbarhet) av formsprutningsparametrar.
② Krav på mjukningskvalitet.
③ Temperaturreglering av den arbetande hydrauloljan.
④ Krav för att hålla trycket.
⑤ Krav på formtemperaturkontroll.
Det hydrauliska (oljekrets-) systemet i en precisionsformsprutningsmaskin
- ① Hydraulsystemet måste använda proportionella komponenter såsom proportionella tryckventiler, proportionella flödesventiler eller servovariable pumpar.
- ② I klämmekanismer för direkt-tryck bör de hydrauliska kretsarna för kläm- och insprutningsdelarna separeras.
- ③ På grund av den höga hastigheten hos precisionsformsprutningsmaskiner måste reaktionshastigheten för hydraulsystemet ökas.
- ④ Det hydrauliska systemet för precisionsformsprutningsmaskiner bör helt innehålla den integrerade konstruktionen av mekaniska, elektriska, hydrauliska och instrumenteringssystem.
Strukturella egenskaper hos precisionsformsprutningsmaskiner
① På grund av det höga insprutningstrycket hos precisionsformsprutningsmaskiner är fastspänningssystemets styvhet avgörande, och parallelliteten mellan de rörliga och stationära plattorna måste kontrolleras inom intervallet 0,05 till 0,08 mm.
② Lågtrycksformar- måste skyddas och spännkraftens noggrannhet måste kontrolleras strikt, eftersom storleken på spännkraften påverkar graden av formdeformation, vilket i slutändan påverkar dimensionstoleranserna för de formade delarna.
③ Formens öppnings- och stängningshastighet bör vara snabb, vanligtvis runt 60 mm/s.
④ Mjukgörande komponenter: Skruven, skruvhuvudet, icke-återgående ringen och cylindern bör anta en strukturell form som ger stark mjukningsförmåga, god homogenisering och hög injektionseffektivitet; skruvdragningsmomentet ska vara stort och kunna steglös hastighetsreglering. Utifrån detta använder precisionsformsprutningsmaskiner ofta modulära enheter för att anpassa sig till produktionsbehoven för olika precisionsplastdelar, som visas i figuren.
Vi vet att, oavsett vilken typ av precisionsformsprutningsmaskin, den i slutändan måste kunna stabilt kontrollera den dimensionella repeterbarheten och kvalitetsrepeterbarheten för de formade produkterna.
Stora tillverkare av precisionsformsprutningsmaskiner
Inom området för utveckling av precisionsformsprutningsmaskiner inkluderar ledande tillverkare som representerar den nuvarande världens avancerade nivå tyska företag som KraussMaffei, Demag och Arburg, såväl som japanska företag som Nissei, JSW och Sumitomo Heavy Industries. Bland dem har precisionsformsprutningsmaskinen som lanserats av Arburg i Tyskland en box-design för sin spännmekanism, vilket avsevärt förbättrar spännnoggrannheten.
Krympproblem i formsprutade precisionsplastdelar.
Det finns fyra faktorer som påverkar krympningen av gjutna plastdelar: termisk krympning, fasövergångskrympning, orienteringskrympning och kompressionskrympning.
Inverkan av varje krympningsfaktor på precisionsformsprutning analyseras nedan:
① Termisk krympning
② Fasövergångskrympning
③ Orienteringskrympning
④ Kompressionskrympning
① Termisk krympning:Termisk krympning är en inneboende termofysisk egenskap hos formmaterialet och formmaterialet. Högre formtemperaturer resulterar i högre produkttemperaturer, vilket leder till ökad faktisk krympning. Därför bör formtemperaturen inte vara för hög vid precisionsformsprutning.
② Fasövergångskrympning:I kristallina hartser, under orienteringsprocessen, sker kristallisering av makromolekyler, vilket orsakar krympning på grund av en minskning av specifik volym. Detta kallas fasövergångskrympning. Högre formtemperaturer leder till högre kristallinitet och större krympning; å andra sidan ökar emellertid ökad kristallinitet produktens densitet, minskar den linjära expansionskoefficienten och minskar således krympningen. Därför bestäms den faktiska krympningshastigheten av den kombinerade effekten av dessa två faktorer.
③ Orienteringskrympning:På grund av den påtvingade sträckningen av molekylkedjorna i flödesriktningen tenderar makromolekylerna att åter-lindas och återhämta sig under kylning, vilket resulterar i krympning i orienteringsriktningen. Graden av molekylär orientering är relaterad till injektionstryck, injektionshastighet, hartstemperatur och formtemperatur, men främst till injektionshastigheten.
④ Kompressionskrympning:De flesta plaster är komprimerbara, vilket innebär att deras specifika volym förändras avsevärt under högt tryck. Vid normala temperaturer minskar en ökning av insprutningstrycket den specifika volymen av den formade produkten, ökar dess densitet, minskar den linjära expansionskoefficienten och minskar krympningen avsevärt. Motsvarande kompressibilitet har formmaterialet en elastisk återhämtningseffekt, vilket minskar produktens krympning.