模具& 工装 | 9分钟阅读

模腔并保持成型

它违背了传统的看法,但是可以通过适当的腔内传感器和过程控制软件在保持模腔质量的同时完成带腔堵塞的成型。
#最佳做法 #processingtips #scientificmolding

分享

Facebook分享图标 LinkedIn分享图标 Twitter分享图标 通过电子邮件共享图标 打印图标

我们以前都听说过:您不应在堵塞某些喷嘴的情况下运行多腔热流道模具。但是每个人 在注塑设备的车间花了一些时间才知道’s done once in a 而。喷嘴可能被喷嘴尖端中的异物阻塞;或因为想要堵塞空腔而关闭喷嘴加热器,因为空腔中有销子折断或刮擦,或者喷嘴泄漏等。

那么,为什么要告诉我们不要堵塞一些型腔并继续运行模具呢?第一个问题是剩余的空腔 不再平衡了。这意味着某些型腔比其他型腔更快地被填充,因此导致某些型腔已经处于包装和保持阶段,而其他型腔仍在填充中。这会导致不同型腔中的填充水平不同,从而导致不同的零件重量,收缩率, 和尺寸。在最坏的情况下,它会导致短镜头或闪烁。

自动解决方案
平衡其余未堵塞的型腔可能非常具有挑战性,尤其是在使用高空化模具的情况下。使用自调节腔平衡控制系统,该过程可以自动化。模腔温度传感器安装在模具的每个模腔中,以测量从注射开始到熔体前沿到达传感器的时间,而无需操作人员注视零件和调节尖端温度。(见图1)。此时间称为平衡时间,并进行向下计量 到毫秒。平衡时间 然后通过软件比较所有型腔,然后算法计算出必须升高或降低哪个喷嘴温度以及升高多少。每个循环结束后,此信息将传输到热流道控制器。然后,热流道控制器会自动调节烙铁头温度,从而提供一个完全平衡的模具(图2)。

第二个问题是从注射阶段切换到注射阶段的注射量或切换位置 由于要填充的型腔数量减少,因此必须调整保压阶段。堵住一个或多个空腔后,训练有素的技术人员将进行另一项简短的研究,以确定新的转换位置或新值 镜头大小。如果技术人员的纪律性有所降低,则将进行粗略的猜测,并将为上述参数之一设置新值。只要没有短时射击或闪光,技术人员可能会满意,重新开始生产,然后转移到下一个需要他注意的机器上。该过程根本不是科学的,并且会因为过多的塑料被推入型腔而导致尺寸超出规格或浪费材料。 

正确的做法是通过模腔温度传感器进行熔体前沿检测,将自动切换过程从注射阶段应用到保持阶段。通过应用此过程,塑化后的螺杆位置对从注射阶段切换到保持阶段时螺杆的转换位置没有影响。一旦熔体前沿碰到型腔温度传感器,该软件就会检测到型腔温度曲线的上升并将信号发送到注塑机
切换到保持阶段。通常建议在型腔已满约97%时切换到保持阶段。

由于存在顶针或冷却管,温度传感器的位置可能永远不会精确定位在所需位置。但是,控制软件(例如Priamus FillControl)可以轻松地在第一个熔体前沿到达温度传感器后,将切换到注射机的信号延迟任何毫秒的时间。只要注射机能够在熔体前沿到达填充终点之前切换到保温阶段,您就很安全(图3)。

AN ‘EXTREME’ EXAMPLE
为了说明使用这些控制技术的过程,我们在其姊妹公司Synventive Molding Solutions在其位于马萨诸塞州皮博迪的实验室中进行了试验,使用四腔直接阀浇口模具(图4)。在第一组试验中,自动进行热流道平衡并从注入切换到保持 通过熔体前沿实现阶段 腔温度传感器进行检测。首先,一个型腔被堵塞,然后是两个型腔,最后是四个型腔模具的三个型腔。阻塞四个腔体中的三个腔体意味着75%的腔体被阻塞,这非常极端,但可以证明这一概念。

图5的结果表明,当使用不同数量的敞开型腔时,来自不同型腔的零件之间的重量差异要大于来自相同型腔的零件的重量差异。这正是您想要实现的—零件的重量基本上与所用型腔的数量无关。

如图6所示,当越来越少的腔打开并且需要注入的材料更少时,从注入阶段到保持阶段的切换位置将向后移动到更高的缓冲值。还可以清楚地认识到,随着更多型腔的堵塞,切换位置和缓冲垫之间的差异越来越小。这种观察是有道理的,因为填充的空腔越少,所具有的塑料越少 交付以补偿畅通的型腔中的收缩。零件的重量似乎与数量无关 所使用的型腔,但型腔中的剪切速率正在变化,这可能会影响零件的质量。例如,如果加工玻璃含量高的材料,则与以较低剪切速率加工的玻璃纤维相比,玻璃纤维在较高的剪切速率下更易排列。较高的剪切速率意味着流动前沿速度较高,当使用高度玻璃填充的材料时,这将使零件的表面更有光泽。图7显示了填充阶段的模腔压力和模腔温度曲线,其中所有模腔打开,一个模腔被堵塞,两个模腔被堵塞,最后三个模腔被堵塞。

可以认识到,随着更多的型腔被堵塞并且来自注射机机筒的塑料体积流量保持不变,平衡时间(从注射开始到熔体前沿到达型腔温度传感器的时间)越来越短。从注塑成型的角度来看,此平衡时间与填充时间非常相似,具体取决于模腔中温度传感器的位置。堵塞的型腔中的型腔温度传感器仅在测量型腔温度,因为由于型腔被堵塞,没有熔体到达传感器。另外,可以观察到,随着更多的空腔被阻塞,空腔压力曲线的斜率变得更陡。其原因是熔体前沿速度增加。 

剪切率控制
可以根据剪切速率控制器消除剪切速率根据阻塞的腔数而变化的影响。这种控制器的基础从测量型腔中的剪切速率开始。在这种情况下,剪切速率还可以与熔体前沿速度或熔体前沿到达两个型腔传感器之间的时间相关。通常,熔体前沿到达的第一个传感器是型腔压力传感器,通常位于浇口附近。处于该位置的型腔压力传感器还具有测量剪切应力的其他好处,因此还可以测量型腔中的粘度(图8)。第二型腔传感器通常是型腔温度传感器,因为它比型腔压力传感器便宜,并且在这种情况下仅关注熔体到达传感器的时间。  

型腔中的剪切速率或熔体前沿速度与成型机的注射速度直接相关。因此,通过使用剪切速率控制器(例如Priamus FillControl Control P软件),可以自动控制成型机的注射速度。在每个循环中,均会在型腔中测量剪切速率并将其与设定值进行比较,如果存在差异,则将新的注射速度值发送到注射机的控制器。 

当在我们的试验中使用剪切速率控制器时,可以看出平衡时间始终保持在大约1100毫秒(图9)。这意味着剪切速率和流动前沿速度保持不变,而不管腔体的数量如何。而且,型腔压力曲线的斜率保持不变。 

在查看使用剪切速率控制器(图10)时制造的零件的重量后,很明显,当阻塞一个,两个或三个型腔时,同一型腔中的重量差变得更小。同样,随着更多型腔的堵塞,切换位置和缓冲垫也将增加(图11)。因此,通过使用剪切速率控制,不仅可以实现一致的剪切速率和熔体前沿速度,而且部件重量的差异甚至可以更小,而与模腔数量无关。

图12显示了平衡时间的差异,取决于在使用和不使用剪切速率控制的情况下所堵塞的型腔数量。

控制峰值腔压力
对于某些应用,人们希望确保峰值腔压力保持在特定值。例如,如果需要在光学部件中实现特定压力以确保光学特性不变,则可能是这种情况。这可以是 用压缩控制器完成。

例如,Priamus FillControl Control P软件还包括一个压缩控制器。该软件会在每个循环中测量最大腔体压力并将其与设定值进行比较。如果设定值和测量值之间存在差异,则软件将计算新的保压值并 将该信息发送到注射机的控制器。然后,注塑机会自动更改其保压压力。过程控制系统与注射机之间的通信是通过注射机的主机接口完成的。这是工业4.0的真实应用程序。

当然,由于长期生产率会下降,因此不应永远进行模腔堵塞的成型。但是,具有这种能力来保持要生产的零件的承诺交货日期可能会很好,特别是如果距离该交货地点只有几个小时的话。对于较麻烦的模具,从长远来看,如果模具不经常往返于模具车间和返回模具,生产率甚至可以提高。借助模具中的型腔温度传感器,一个可以带来额外的好处,例如实时型腔温度监视和平衡时间监视,其中第一个可以警告错误的工具温度或冷却线堵塞,第二个可以检测到最终的变化注入熔体的粘度。

当处理对料筒和热流道中的停留时间非常敏感的材料时,不应堵塞型腔,因为关闭的喷嘴中的材料会随着时间的流逝仍然散发热量。请与您的热流道制造商联系,以检查设备是否可接受堵塞腔。如果是这样,您现在可以堵塞型腔并保持成型—in a controlled way.


关于作者:Marcel Fenner是位于俄亥俄州不伦瑞克的Priamus System Technologies,LLC的技术经理兼总裁。他的职业生涯始于专门从事注塑成型的学徒塑料技术人员。后来,他担任工艺工程师,并为一家专门从事嵌件成型的瑞士公司设立了模具试验和工艺开发部门。 2000年,他在田纳西州为该公司建立了生产设施,以向北美自由贸易区地区的汽车工业提供产品。他还曾为尼龙树脂供应商EMS-Grivory工作。 Fenner于2013年在瑞士Priamus担任技术经理,并于当年晚些时候加入其北美子公司。他于2014年6月被任命为该行动的总裁。 

相关内容