注塑機(jī)的精細(xì)注塑詳解
精細(xì)便是高的重復(fù)性。制品與制品之間的尺度、厚度、分量、機(jī)械強(qiáng)度等特征的一致性高,被限制在較狹隘的指定規(guī)模內(nèi)。有外表缺陷的制品都不能歸于精細(xì)的。
精細(xì)與準(zhǔn)確
精細(xì)又稱準(zhǔn)確(英語(yǔ)為precise),與準(zhǔn)確(英語(yǔ)為accurate)是兩個(gè)獨(dú)立的概
念。從手表及射擊的例子闡明。
手表
準(zhǔn)確的手表每天的中午都指示相同的時(shí)刻。不準(zhǔn)確的手表不是每天快了少量便是慢了少量。
準(zhǔn)確的手表在中午時(shí)顯現(xiàn)12:00:00,一秒不差。因?yàn)槭直淼娘@現(xiàn)是可調(diào)的,任何手表都能夠在一個(gè)指定的時(shí)刻顯現(xiàn)準(zhǔn)確時(shí)刻。準(zhǔn)確的手表更能在今后的時(shí)刻顯現(xiàn)準(zhǔn)確時(shí)刻。
因?yàn)闀r(shí)區(qū)的別離,一個(gè)準(zhǔn)確及準(zhǔn)確的手表到了另一時(shí)區(qū),便不準(zhǔn)確。調(diào)整時(shí)差后,又回復(fù)準(zhǔn)確。
準(zhǔn)確是手表的特性。在規(guī)劃時(shí)考慮了許多(如溫度)影響準(zhǔn)確性的要素,作出補(bǔ)償。手表商的廣告都著重手表的準(zhǔn)確性,而非準(zhǔn)確性。
精 確 手 表
YES
優(yōu)質(zhì)
NO
殘次
準(zhǔn)確手表
YES
永久正點(diǎn)
只在調(diào)校的
一秒顯現(xiàn)正確
NO
起步不準(zhǔn),
今后也不準(zhǔn)
永久顯現(xiàn)
過(guò)錯(cuò)時(shí)刻
射擊
射擊著重準(zhǔn)確。
一位好的射擊手打靶準(zhǔn)確。配上調(diào)校好的步槍,百發(fā)百中。配上調(diào)校過(guò)錯(cuò)的步槍,全部失敗。
以分量代表
許多研究證明,制品分量的重復(fù)功能代表尺度、厚薄等多種特征的重復(fù)性。因?yàn)檎闪糠至考瓤欤庀穸扔指撸至康闹貜?fù)性便成為最常見的重復(fù)性目標(biāo)。
如W代表分量,重復(fù)性以(W最大—W最小)/W平均或σ/W平均核算,其間σ是標(biāo)準(zhǔn)誤差。此值越小,重復(fù)性越高。大略來(lái)說(shuō),二手注塑機(jī)回收
1%是一般開環(huán)注塑機(jī)能到達(dá)的。
0.1%是精細(xì)注塑機(jī)能到達(dá)的。
為何會(huì)有誤差
塑料的誤差、溫度的誤差及注塑的誤差是主要做成分量誤差的原因。能限制誤差便能到達(dá)精細(xì)注塑。
塑料
塑料是高分子量的聚合物,有長(zhǎng)短不同的分子鏈,沒有一個(gè)穩(wěn)定的分子分量,只要一個(gè)規(guī)模以內(nèi)的分子分量。分子分量影響著塑料的全部特性,包括密度、玻璃轉(zhuǎn)化溫度、粘度、機(jī)械強(qiáng)度等。
因?yàn)榫酆线M(jìn)程操控得宜,優(yōu)質(zhì)的塑料有較狹隘規(guī)模的分子分量。
“晶點(diǎn)”是制品的一種缺陷,是由於高分子量的粉末狀塑膠有高的熔點(diǎn),未能塑化而成。最好用過(guò)濾來(lái)解決。
注塑進(jìn)程會(huì)使塑料降解,破壞了分子鏈,分子分量便下降,做成再生料流動(dòng)性較佳的原因。
破壞制品而得的再生料,顆粒狀的尺度參差不齊,如沒過(guò)濾的話,能小如粉末。不同大小的顆粒,小的吸熱比大的顆粒快,故熔化得快。
“拉粒”將再生料的顆粒均勻化,使加料更安穩(wěn),但拉粒進(jìn)程將塑料熔化,亦添加了降解。
選用份額閥混合再生料于新猜中,準(zhǔn)確性只要1% 。電子磅秤重的方法會(huì)更好。
塑料批與批之間是有誤差的。不同工廠出產(chǎn)的同一型號(hào)、塑料亦不盡相同。倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)出,宜用先進(jìn)先出法。
溫度
溫度分塑料溫度、模具溫度、壓力油溫度及環(huán)境溫度等。
塑料溫度
塑料熔融的溫度極大程度影響它的流動(dòng)性。
注塑機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)螺桿的緊縮段螺紋與塑料顆粒磨擦生熱及料筒加熱瓦的傳導(dǎo)將塑料升溫的。
塑化時(shí)螺桿的旋轉(zhuǎn)慕求堅(jiān)持恒速的,而背壓亦堅(jiān)持穩(wěn)定。故理論上,磨擦生熱也是穩(wěn)定的。
料筒加熱是通過(guò)厚壁的料筒導(dǎo)熱至跟料筒內(nèi)壁觸摸的塑料。在料筒的規(guī)劃存在幾個(gè)問(wèn)題。
料筒的厚壁延遲了熱的傳導(dǎo),操控失宜會(huì)做成溫度波動(dòng)。
咱們只能測(cè)出電熱偶方位的料筒溫度,并不能測(cè)出塑料的溫度。理論上,電熱偶孔越深,測(cè)出的溫度便越挨近塑料溫度。
有單個(gè)廠商在噴咀處運(yùn)用與內(nèi)壁看齊的電熱偶。
一般只要注塑對(duì)溫度敏感的硬PVC才會(huì)選用料筒吹風(fēng)冷卻,但在精細(xì)注塑亦適宜,能在超溫時(shí)盡快降溫。
保溫罩在堅(jiān)持塑料恒溫是十分有用的,能減少環(huán)境(如電扇、室溫)的影響,不要撤除。
加熱區(qū)之間有交叉影響,但可用溫控方法解偶。
PID溫控是常用的溫控核算方法。PID的參數(shù)是否優(yōu)化是要害的。PID亦有許多變種,如模糊PID,能夠下降開機(jī)升溫時(shí)的溫度逾越及安穩(wěn)后的溫度波動(dòng)。
冷水環(huán)處的料筒溫控不宜疏忽。此處堅(jiān)持塑料的固態(tài)對(duì)緊縮段的磨擦生熱是很有關(guān)系的。
模具溫度
模具的溫度是由注入的熔融將它進(jìn)步,由流過(guò)模具的冷卻液將它下降。
全自動(dòng)操作比半自動(dòng)操作精細(xì),是因?yàn)榍罢呤侨コ巳藶榈牟话卜€(wěn)要素。操作員開門、取件、關(guān)門的時(shí)刻有誤差,便影響了以上的熱平衡,從而影響模具的溫度。同樣,料筒內(nèi)熔融溫度亦受影響。故選用機(jī)械手取出,堅(jiān)持全自動(dòng)操作,比半自動(dòng)操作精細(xì)。
模具溫度影響制品的精細(xì)性是清楚明了。假如選用機(jī)鉸鎖模,還會(huì)影響鎖模力,從而影響制品的厚薄。
機(jī)鉸鎖模是靠?jī)砂蹇臻g小于模具厚度(產(chǎn)生攪擾)拉長(zhǎng)拉桿而構(gòu)成的。因?yàn)槟>呃淇s熱脹,模溫影響了模具的厚度,便影響了鎖模力。號(hào)稱精細(xì)的全電機(jī),是用機(jī)鉸鎖模的。解決辦法是多加鎖模力丈量。當(dāng)鎖模力超過(guò)某個(gè)規(guī)模外便作出鎖模力調(diào)整。
直壓鎖模的注塑機(jī),鎖模力不受模溫影響(亦不受油溫影響)。
一般的冰水機(jī)或模溫機(jī)只對(duì)媒體進(jìn)行溫控。當(dāng)管道泄漏、堵塞或破裂,模具溫度便不受操控。宜在模具的多點(diǎn)用磁石吸附的溫度表探溫,并常常留意并紀(jì)錄之。
以冰水機(jī)為例,除冰水溫度外,冰水流量及壓力亦影響冷卻作用,亦要堅(jiān)持穩(wěn)定。冷卻冰水機(jī)的水塔水溫度、流量及壓力亦有“二次”的影響。水溫受氣候影響(溫度與濕度),流量及壓力受其他共用注塑機(jī)及冰水機(jī)運(yùn)用與不運(yùn)用影響。
多腔的模具宜用獨(dú)立(並聯(lián)式)的水道接法,而非串聯(lián)的水道接法。不然下流的冷卻作用比上游的差,腔與腔之間的冷卻作用便不一致。
油溫
油溫影響壓力油的黏度,從而影響動(dòng)作的速度。
黏度低則阻力低,故速度會(huì)變快。然而黏度低則滲漏大,這就下降了速度。
要堅(jiān)持冷卻水的溫度,使流量及壓力恆定。冷卻水要清潔,沒有水藻,最好是軟水,下降水垢在冷卻器管壁上構(gòu)成。
全電機(jī)標(biāo)榜的便是不受油溫影響精細(xì)性。
環(huán)境
沒有空調(diào)的車間,白班與夜班出產(chǎn)的制品受了室內(nèi)溫度的影響而不一致。
在寒冷的冬季,車間的大門偶爾翻開便讓冷空氣進(jìn)入,影響環(huán)境溫度。
拉桿、模溫、料筒溫度及噴咀溫度都受環(huán)境溫度影響。
拉桿的冷縮熱漲影響了機(jī)鉸鎖模的鎖模力。
因?yàn)閲娋讻]有保溫罩,它受搖頭電扇的影響最大。
需要枯燥的塑料只運(yùn)用料斗枯燥器,枯燥作用不安穩(wěn)。這是因?yàn)闊峥諝鈦?lái)自大氣,其濕度因氣候而異。除濕枯燥機(jī)將料斗枯燥器出口的空氣除濕后,再輸出給料斗枯燥器循環(huán)運(yùn)用,便與大氣的濕度絕緣。
注塑機(jī)
注塑機(jī)注塑部份:螺桿料筒、螺桿頭止逆環(huán)介子、法蘭射咀的精細(xì)度配合度。
注塑機(jī)的功能及規(guī)劃,多方面影響制品的精細(xì)性。
打針量
打針和保壓是兩個(gè)最大影響制品分量的進(jìn)程。
打針含“充填”及“壓緊”兩個(gè)部分。“充填”將模腔容積的95-99%填滿。其他及超額的容積在后繼的“壓緊”填進(jìn)去。
因?yàn)槿廴谑强删o縮的,填進(jìn)去的熔融容積比模腔容積大。若在壓緊時(shí)模腔壓力的峰值不安穩(wěn),壓進(jìn)模腔的熔融量便有多有少。
一般的電腦注塑機(jī)均有“時(shí)刻打針”及“方位打針”可選,甚至有“方位及時(shí)刻打針”功能。
“時(shí)刻打針”的精細(xì)度最低。熔融溫度及黏度不安穩(wěn),使打針?biāo)俣茸兓C看味即蜥樝嗤瑫r(shí)刻,注入模腔的熔融量便有不同。
“方位打針”不受這些影響,除了止回閥的洩漏,每次都注入相同的熔融容積。
當(dāng)螺桿方位達(dá)不到停注方位(稱保壓點(diǎn)),“方位及時(shí)刻打針”設(shè)置的打針時(shí)刻到,亦完畢打針,開端保壓。
速度壓力轉(zhuǎn)化
打針的充填段要做到恒速的,保壓段要做到恒壓的。它們之間的轉(zhuǎn)化叫速度壓力轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化點(diǎn)的重復(fù)性高是精細(xì)注塑最要害的。
轉(zhuǎn)化點(diǎn)的測(cè)定以模腔壓力為最佳。
丈量模腔壓力觸及裝置壓力傳感器于模具內(nèi)。該壓力傳感器及其信號(hào)放大器是昂貴的,傳感器亦在制品上留有頂針般的痕跡。
退而求其次便是噴嘴壓力轉(zhuǎn)化。
上述的“方位打針”或“方位及時(shí)刻打針”又次之。
以打針壓力作轉(zhuǎn)化, 常被坊間選用,但被“科學(xué)注塑”倡導(dǎo)者非議。這是因?yàn)槿廴诘酿ざ裙┝蠒r(shí)批與批之間已有誤差,穩(wěn)定的打針壓力會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的
模腔壓力。
“科學(xué)注塑”(Scientific injection molding)由美國(guó)RJG公司及John Bozzelli先生十多年前提出,在美國(guó)頗受歡迎。請(qǐng)參考www.immnet.com 綱頁(yè).
習(xí)慣式操控
一般“方位打針”用兩個(gè)肯定方位的相差,定出打針行程,便是打針的起點(diǎn)及結(jié)尾,均為電子尺的兩個(gè)方位。
習(xí)慣式操控選用相對(duì)方位,相對(duì)于實(shí)踐起點(diǎn),減去穩(wěn)定的打針行程,便是肯定的停止方位。因?yàn)閷?shí)踐起點(diǎn)每次都不同,此停止方位亦每次不同。理論上來(lái)說(shuō),比兩個(gè)肯定方位的精細(xì)度更高。
同樣,塑化量亦能夠做習(xí)慣式操控。
開環(huán),半閉環(huán),3/4閉環(huán),全閉環(huán)
注塑機(jī)的速度及壓力如能精細(xì)操控的話,對(duì)出產(chǎn)精細(xì)制品是很重要的。
開環(huán)注塑機(jī)不丈量速度及壓力,故不能準(zhǔn)確操控它們。
半閉環(huán)注塑機(jī)丈量份額閥的閥芯方位,進(jìn)步了流量及壓力的重復(fù)性,反應(yīng)亦比開環(huán)快。半閉環(huán)操控是用半閉環(huán)份額閥實(shí)現(xiàn)。
3/4閉環(huán)操控是用閉環(huán)變量泵完成。壓力被丈量及操控,故是全閉環(huán);流量則是半閉環(huán)。
全閉環(huán)操控丈量及操控螺桿的打針?biāo)俣龋簤毫Γ芑霓D(zhuǎn)速及背壓的堅(jiān)持。較講究的連模具,頂出及射臺(tái)的操控亦用閉環(huán)。
全閉環(huán)操控分硬件和軟件兩種。硬件閉環(huán)用伺服閥,能到達(dá)最佳作用。軟件閉環(huán)選用一般的份額閥,以強(qiáng)大的電腦核算能力做閉環(huán)的操控,是個(gè)新浪潮。作價(jià)比硬件低。
全電機(jī)的操控都是全閉環(huán)的。
以上的操控稱爲(wèi)“注塑機(jī)全閉環(huán)”。加上模腔壓力轉(zhuǎn)換,就算注塑機(jī)是開環(huán),亦能稱爲(wèi)“制品全閉環(huán)”。
其它
前述的幾點(diǎn),是歸于注塑機(jī)的規(guī)劃及功能的,再?gòu)?fù)述如后。
模糊PID溫控。
深的電熱偶孔。
電扇冷卻料筒。
冷水環(huán)溫度監(jiān)控。
油溫監(jiān)控。
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直壓鎖模。
機(jī)械手取出。
短的打針行程及長(zhǎng)的螺桿長(zhǎng)度添加熔融的溫度均勻性,對(duì)精細(xì)注塑有幫助。請(qǐng)參考《打針行程與螺桿長(zhǎng)度》。
選用適宜的螺桿可避免超溫。以通用螺桿注塑PC塑料會(huì)在壓縮段產(chǎn)生超溫,是由於PC黏度很高,而通用螺
的緊縮比過(guò)大,壓縮段過(guò)短。選用專用的PC螺桿能夠避免。