Formowanie wtryskowe to jeden z najpopularniejszych procesów produkcji części z tworzyw sztucznych. Polega on na wtryskiwaniu stopionego tworzywa sztucznego pod wysokim ciśnieniem do gniazda formy w celu nadania pożądanego kształtu. Ciśnienie wtrysku jest kluczowym parametrem określającym jakość części formowanych wtryskowo. Jako profesjonalista Producent form wtryskowych z tworzyw sztucznych, podzielę się wszystkim na ten temat.
Co to jest ciśnienie wtrysku?
Ciśnienie wtrysku odnosi się do wielkości siły przyłożonej przez wtryskarkę za pomocą śruby lub tłoka w celu wypełnienia formy stopioną żywicą z tworzywa sztucznego z określoną prędkością i ciśnieniem upakowania. Jest ona mierzona w megapaskalach (MPa) lub funtach na cal kwadratowy (psi).
Wielkość ciśnienie wtrysku zależy od takich czynników jak
- Rodzaj tworzywa sztucznego - tworzywa o wyższej lepkości wymagają wyższego ciśnienia wtrysku.
- Konstrukcja części - grubsze i bardziej złożone części wymagają wyższego ciśnienia wtrysku
- Szybkość wtrysku - szybsze napełnianie wymaga wyższego ciśnienia wtrysku
- Temperatura formy - Chłodniejsze formy wymagają wyższego ciśnienia
- Rozmiar zasuwy - Mniejsze zasuwy wymagają wyższego ciśnienia wtrysku, aby pokonać opór przepływu.
Typowe ciśnienie wtrysku wynosi od 35 MPa do 200 MPa w zależności od zastosowania. Staranny dobór ciśnienia wtrysku jest kluczem do uzyskania wysokiej jakości i spójnych elementów formowanych wtryskowo.
Dlaczego kontrolowanie ciśnienia wtrysku jest ważne?
Ciśnienie wtrysku musi być odpowiednio wysokie, aby całkowicie wypełnić gniazdo formy, zanim brama zamarznie. Jeśli ciśnienie jest zbyt niskie, może to prowadzić do wad, takich jak krótkie strzały.
Zbyt wysokie ciśnienie wtrysku może również powodować wady, takie jak wypływki, nadmierne naprężenia wewnętrzne, a nawet uszkodzenie formy. Może również spowodować degradację tworzywa sztucznego z powodu przegrzania spowodowanego nadmiernym ścinaniem.
Dzięki precyzyjnej kontroli ciśnienia wtrysku można zminimalizować defekty przy jednoczesnym osiągnięciu całkowitego wypełnienia wnęki, co skutkuje dobrą replikacją nawet najdrobniejszych szczegółów formy na formowanej wtryskowo części.
Prawidłowo ustawione ciśnienie wtrysku umożliwia produkcję dobrej jakości komponentów w ramach określonego czasu cyklu i limitów tonażu zacisku wtryskarki.
Rodzaje ciśnienia w procesie formowania wtryskowego
Podczas procesu formowania wtryskowego występują przede wszystkim trzy ważne parametry ciśnienia:
1. Ciśnienie wtrysku
Jest to podstawowe ciśnienie wywierane przez śrubę lub tłok w celu wypełnienia gniazda formy podczas fazy napełniania. Wypełnia ono wnękę do 95-98% objętościowo.
Ciśnienie wtrysku zależy od takich czynników, jak lepkość tworzywa sztucznego, temperatura stopu i formy, długość przepływu, grubość, rozmiar wlewu itp. Typowy zakres to 35-200 MPa.
2. Ciśnienie trzymania
Nazywane również ciśnieniem pakowania, ciśnienie trzymania jest stosowane po wypełnieniu wnęki formy podczas fazy pakowania. Ciśnienie utrzymujące pakuje i zagęszcza materiał w formie, kompensując kurczenie się materiału podczas chłodzenia.
Typowe ciśnienie docisku wynosi 50-80% ciśnienia wtrysku. Niewystarczający docisk może prowadzić do zapadania się i wypaczania wypraski.
3. Ciśnienie wsteczne
Jest to ciśnienie utrzymywane na ślimaku podczas uplastyczniania, gdy ślimak cofa się. Wytworzenie pewnego przeciwciśnienia poprawia mieszanie i homogenizację stopu. Jednak nadmierne przeciwciśnienie może spowodować degradację materiału.
Ciśnienie wsteczne wynosi zazwyczaj poniżej 20 MPa dla powszechnie stosowanych materiałów do formowania wtryskowego.
Jak obliczyć ciśnienie wtrysku?
Ciśnienie wtrysku można obliczyć za pomocą tego wzoru:
P = k * Q / A
Gdzie:
P - Ciśnienie wtrysku (MPa lub psi)
k - Współczynnik ciśnienia wtrysku zależny od materiału
Q - Objętościowe natężenie przepływu stopu (cm3/s lub in3/s)
A - Przewidywana powierzchnia części (cm2 lub in2)
Załóżmy, że musimy określić ciśnienie wtrysku, aby uformować część o wymiarach 4 x 4 x 0,1 cala z szybkością płynięcia 10 in3/s.
Dla Polipropylen k = 25000 psi
Rzutowany obszar części A = 4 x 4 = 16 cali2
Umieszczenie wartości w równaniu:
P = 25000 x 10 / 16
P = 15625 psi
Tak więc ciśnienie wtrysku 15 625 psi musi być ustawione na wtryskarce, aby uformować tę konkretną część.
Dostosowując parametry w równaniu ciśnienia wtrysku, można określić odpowiednie ciśnienie dla danego zastosowania.
Jak zoptymalizować ustawienia ciśnienia wtrysku?
Oto kilka wskazówek dotyczących optymalizacji parametru ciśnienia wtrysku:
- Zacznij od zaleceń dostawcy materiału i dostrój go poprzez naukowe eksperymenty formowania.
- Ustaw wyższe ciśnienie wtrysku dla złożonych, grubszych części i odwrotnie.
- Niższe wartości ciśnienia należy stosować w przypadku materiałów łatwo płynących, takich jak PP, PE. Wyższe wartości dla PVC, Nylonu, PC
- Zmniejszenie ciśnienia w przypadku zaobserwowania usterek typu miganie lub strumieniowanie.
- Zwiększ ciśnienie, jeśli zaobserwujesz krótkie strzały, słabe linie spawania, ślady zatopienia.
- Wykorzystanie wnękowych przetworników ciśnienia do kontroli ciśnienia w pętli zamkniętej
- Utrzymanie profilu ciśnienia wtrysku - stopniowy wzrost w fazach napełniania i pakowania
Ciągłe monitorowanie i odpowiednia regulacja ciśnienia wtrysku są kluczem do stabilnych procesów formowania wtryskowego i stałej produkcji komponentów dobrej jakości.
Wnioski
Ciśnienie wtrysku jest kluczowym parametrem procesu formowania wtryskowego, który ma bezpośredni wpływ na jakość wyprasek i wydajność produkcji. Odpowiednio kontrolując ciśnienie wtrysku zgodnie z wymaganiami aplikacji, można zminimalizować wady formowania, jednocześnie osiągając całkowite wypełnienie formy i dobrą replikację szczegółów formy na elemencie formowanym wtryskowo.
Polish 
English 
German 
Spanish 
French 
Italian