aký je proces vstrekovania?

Vstrekovanie je spôsob výroby väčšiny plastových dielov. Nie všetky, ale prevažná väčšina pevných plastových komponentov, s ktorými sa denne stretávate, pochádza z tohto procesu-puzdra na telefóny, automobilové čalúnenie, lekárske prístroje, kryty spotrebičov, hračky. Ak existuje plastový diel v množstve nad niekoľko tisíc kusov, niekto ho pravdepodobne vstrekol do formy.

Koncept je dostatočne jednoduchý, že ho môžete vysvetliť za tridsať sekúnd: zahrejte plast, kým sa neroztopí, natlačte ho do oceľovej formy, nechajte vychladnúť, otvorte formu, vyberte časť, opakujte. Tento cyklus spúšťame tisíckrát denne na desiatkach strojov. Ale rozdiel medzi pochopením konceptu a skutočnou konzistentnou výrobou dobrých dielov je miesto, kde žije väčšina inžinierov.

Skutočný proces

Surovina sa dodáva ako malé pelety, zvyčajne s priemerom 2-}3 mm. Tie sa naplnia do násypky, ktorá sa privádza do vyhrievaného suda s veľkou skrutkou. Skrutka slúži na dvojaký účel – otáča sa na dopravu peliet dopredu, zatiaľ čo trenie a vonkajšie ohrievače roztavia všetko do homogénnej hmoty, potom pôsobí ako piest na vstrekovanie taveniny do formy.

Keď sa forma zatvorí a začne vstrekovanie, roztavený plast putuje kanálmi nazývanými bežce, kým nedosiahne vtoku-úzke obmedzenie, ktoré riadi tok do samotnej dutiny dielu. Plnenie prebieha rýchlo, zvyčajne niekoľko sekúnd. Plast, ktorý sa dotýka studených stien formy, začne okamžite tuhnúť, zatiaľ čo materiál v strede stále tečie. Tým sa vytvorí zmrznutá koža, ktorá sa pri postupe plnenia zahusťuje. Ak je rýchlosť vstrekovania nesprávna, dostanete krátke výstrely, prietokové línie alebo stopy po popálení zo zachyteného vzduchu.

Po naplnení dutiny stroj udržiava tlak na zabalenie ďalšieho materiálu, pretože plast sa počas chladenia zmršťuje. Táto fáza balenia pokračuje, kým brána nezamrzne a neuzavrie sa. Potom čakáte. Chladenie zvyčajne predstavuje 70 – 80 % celkového času cyklu, pretože plast vedie teplo zle a dielec nemôžete vysunúť, kým nebude dostatočne pevný, aby prežil bez deformácie. 30-sekundový cyklus môže zahŕňať 3 sekundy plnenia a 25 sekúnd chladenia.

Nakoniec sa forma otvorí, vyhadzovacie kolíky vytlačia súčiastku von, forma sa opäť zatvorí a celé sa to opakuje. Časy cyklu sa pohybujú od menej ako 10 sekúnd pre tenké jednoduché diely až po niekoľko minút pre hrubé zložité diely.

Kde v skutočnosti žije ťažkosť

Pri čítaní tohto popisu sa zdá, že stroj robí všetko. Naložte pelety, stlačte tlačidlá, zbierajte časti. Niektoré operácie prebiehajú týmto spôsobom pre jednoduché geometrie s odpúšťajúcimi materiálmi. Väčšina produkcie však zahŕňa neustálu pozornosť premenným, ktoré interagujú spôsobmi, ktoré nie sú vždy intuitívne.

Zvýšte teplotu taveniny a plast ľahšie tečie, čo pomáha vyplniť tenké časti. Ale vyššia teplota znamená dlhšie chladenie a riskuje degradáciu materiálu. Zvýšte rýchlosť vstrekovania, aby sa naplnila skôr, ako zmrznutá koža príliš zhrubne a môžete spôsobiť šmykové zahrievanie alebo tryskanie. Pridajte väčší tlak na balenie, aby ste predišli stopám po dreze, a teraz bojujete s bleskom, kde sa plast stláča medzi polovicami formy.

Vedecká metodológia formovania-propagovaná ľuďmi ako John Bozzelli a organizáciami ako RJG Inc.{2}}Pristupuje k tomu systematicky pomocou snímačov tlaku v dutine a zdokumentovaných experimentov, a nie pomocou pokusov--omyl. Disciplína robí skutočný rozdiel v konzistentnosti výroby.

Poruchy majú viacero vzájomne sa ovplyvňujúcich príčin. Značky drezu naznačujú nedostatočné zabalenie do hrubých častí, ale ich upevnenie si môže vyžadovať zmeny tlaku, času, teploty a chladenia súčasne. Deformácia sa často objavuje niekoľko hodín po vysunutí, keď sa vnútorné napätie uvoľní-diel vyzerá dobre, keď vychádza z formy a potom sa postupne deformuje. Podľa údajov spoločnosti Society of Plastics Engineers len povrchové chyby predstavujú takmer 40 % odmietnutí vstrekovania v celom odvetví-.

Samotná forma

Náklady na nástroje dominujú v ekonomike vstrekovania pre malé až stredné objemy. Jednoduchá-dutinová hliníková prototypová forma môže stáť 2 000-5 000 USD. Výrobné oceľové formy s viacerými dutinami stoja 25 000 USD-100 000 alebo podstatne viac v prípade zložitých konfigurácií – spoločnosť Formlabs zverejnila údaje, ktoré uvádzajú rozsahy až do 100 USD000+ pre výrobné nástroje s viacerými dutinami (formlabs.com).

Konštrukcia formy priamo určuje, čo môžete vyrábať. Dva-doštičkové dizajny zvládajú väčšinu štandardných dielov. Tri-doskové formy automaticky oddeľujú bežce od dielov. Bočné akcie a zdvíhadlá umožňujú podrezanie, ktoré sa nemôže uvoľniť v normálnom{5}} smere otvárania formy. Systémy horúcich vtokov eliminujú odpad žľabu, ale zvyšujú náklady a zložitosť údržby.

Umiestnenie brány,-kde plast vstupuje do dutiny,-ovplyvňuje vzhľad aj štrukturálnu integritu. Brány zanechávajú stopy svedkov, takže kozmetické povrchy potrebujú brány skryté inde. Umiestnenie brány tiež určuje vzory prúdenia, umiestnenie zvarových línií a orientáciu vlákien vo vystužených materiáloch.

Rozloženie chladiaceho kanála vo vnútri formy priamo ovplyvňuje čas cyklu. Kanály bližšie k povrchu dutiny rýchlejšie odvádzajú teplo, ale oslabujú oceľ. Väčšina návrhov umiestňuje kanály 15-25 mm od povrchov dutín ako kompromis. Konformné chladenie, ktoré sleduje obrysy dielu namiesto rovných vyvŕtaných otvorov, môže výrazne skrátiť časy cyklov na zložitých geometriách.