热流道 | 7分钟阅读

如何管理注塑成型中的压力损失

实现足够宽的过程窗口以确保一致的七星彩质量取决于在填充结束时获得足够的压力。
#最佳做法

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是否曾经遇到过比人发更细的加工窗口的七星彩?在成型过程中管理压力损失非常复杂,并且受成型机无法控制的许多因素的影响。我们必须评估以下各个方面,以确保成型机具有宽广的加工范围。

七星彩设计

最终,成型成功始于OEM。无论环境还是应用程序,设计工程师都必须了解几何形状如何影响整个制造过程中每个步骤的成功。七星彩的厚度在成型过程的难度方面起着重要作用。通常,注塑七星彩的厚度在0.040到0.250英寸之间。

可以极大地影响成型成功的另一个因素是七星彩的大小。为简化此操作,我们将使用七星彩的总长度(OAL)作为附加考虑。就像厚度一样,注塑件的OAL可以有很大的不同。在医疗行业中,某些七星彩可能短至0.250英寸。在汽车或家电行业中,OAL可能是60英寸。

每个七星彩都有其自身的挑战,但是在这里,我们将重点介绍具有较大OAL的薄壁七星彩。下面的示例是汽车A柱(图1) 适用于厚度为0.080英寸,OAL为55英寸的汽车。

材料选择

选择材料的第一步是评估粘度特性。记住,粘度是在测量内部流动阻力。某些材料(例如聚碳酸酯)将始终具有高粘度,并且需要来自成型机的更高注射压力才能产生流动。

接下来,焦点转移到熔体流动指数(MFI)或熔体流动速率(MFR)。 MFI或MFR将指示材料在给定类型的树脂中的流动性。对于任何给定类型的树脂,可以有广泛的可用流动性值。在评估MFI或MFR时,必须仅在相同类型的树脂(ABS对ABS,PC对PC等)之间进行比较。

如果在项目开始时选择的材料自然是高粘度树脂,并且MFI或MFR低,则成型不合格的风险会大大增加。

现在,简要介绍即将传入的大量树脂。会有变化,并且可能很多。粘度会发生偏差±20%,取决于所购买树脂的质量。典型的原始,宽规格的树脂将属于此类。如果有添加剂,例如颜色或玻璃,则变化量可以大于±20%。如果将再磨料添加到该过程中,则可能会有粘度变化±40%.

在典型的汽车应用中,A柱由PC / ABS或PC / ASA制成。由于PC / ABS是中高粘度树脂,因此选择材料会增加始终模塑高质量产品的风险。

模具设计

现在我们了解了要成型的七星彩的尺寸和材料,’建议评估模具设计。首先,我们必须检查纵横比,这是流长与壁厚的比较。流动长度始于浇口,结束于腔体内距浇口最远的点。高纵横比会增加成型不合格的可能性。

当同一部分中需要多个浇口时,’建议平衡长宽比。浇口的大小对材料的流动性起着至关重要的作用。它还会影响包装七星彩的能力。如果浇口太小,则填充过程中的注射压力会很高,并且包装七星彩的能力也会受到负面影响。

在我们的汽车A柱示例中,材料必须流过55英寸(0.080英寸)的厚壁,其长宽比为688:1。如果七星彩的一端是单浇口,则该比率非常高。在这种情况下,我们希望策略性地放置多个大型门以降低纵横比。另外,由于该七星彩可能会被喷漆或镀铬,因此需要考虑编织线。给定外观要求,模具很有可能需要顺序的阀门浇口,如图2所示。.

Molding 机

成型机的性能要求对于任何过程的成功都是至关重要的。选择机器时,需要评估以下三个因素:

 

1.确保注射单元的体积正确,以避免未融化的药丸或树脂降解。

 

2.了解体积流量至关重要。薄壁七星彩需要更高的体积流量,以确保在流动前沿冻结之前填充空腔。根据成型机的使用年限,体积流量范围为5到50英寸。3/秒。

 

3.考虑机器可以结合体积流量产生的塑料压力大小。随着所需体积流量的增加,达到和维持该所需流量所需的塑料压力也随之增加。考虑到设备的使用寿命,最大注射压力可能为20,000至45,000 psi。

 

考虑到我们对七星彩几何形状,材料粘度以及在A柱模具中使用顺序阀浇口的了解,流速可能约为8 in。3/秒,填充期间的峰值塑料压力接近25,000 psi。

处理中

多年以来,RJG获悉,在模腔末端(EOC)达到3000 psi的压力表明,通向该工艺的步骤可提供宽阔的工艺窗口。这并不是说部件在EOC上的模压不能低于3000 psi。它们可以但在EOC处可获得的压力越低,成型不合格品的风险就成倍增加。

在解耦成型II过程中 —其中填充物与填充物分开,如果材料的粘度增加,则EOC处的压力会降低,除非进行了工艺更改。当压力损失大于验证压力时,可能会出现一些成型不合格的情况,包括尺寸过小,翘曲,下陷和短射。

图3显示了15小时生产运行中的趋势数据。模具在EOC处装有型腔压力传感器;机器装有液压传感器,以监测粘度变化;并且数据显示在e上 摘要图。在这里,可以很容易地看出粘度与EOC峰值压力之间的反相关关系。

在A柱应用中,我们指出EOC在PPAP处的峰值为3000 ppsi。如果粘度增加20%(很可能会在程序的整个使用期限内发生),则可能会导致EOC峰值达到1800 psi。如果不进行工艺调整,我们可能会认为七星彩尺寸过小,变形或在较厚的部分上有凹陷。

如果选择了脱模成型III工艺策略—其中腔压力感测用于分离填充,包装和保持—当材料粘度不可避免地变化时,它可以减少在型腔中看到的变化。

概括地说,在尝试管理压力损失时,我们必须首先考虑七星彩的厚度和尺寸。其次,根据材料必须流动的几何形状评估材料的MFI。我们不仅必须在项目开始时考虑MFI,还需要考虑材料随时间的潜在变化。接下来,考虑模具设计以确保长宽比正确。另外,确定负责生产的成型机的性能标准。最后,确定是否选择了正确的处理策略。如果忽略了这些关键领域之一,那么将很难定期生产优质七星彩。

简而言之,如果七星彩的壁薄且OAL长,并且运行的是高粘度,低MFI树脂和高纵横比,则在EOC处达到3000 psi的可能性非常低。需要对所有步骤进行全面评估,以及更好的过程控制方法。

 

关于作者

杰里米·威廉姆斯(Jeremy Williams),顾问/培训师 RJG Inc. 在密歇根州特拉弗斯市的塑料行业拥有超过16年的经验,服务于医疗,汽车,家具和家电行业。他以前曾担任首席工程师,负责从设计概念到实用产品的项目。 他使用各种各样的重达9000吨的机器工作,以单次注射,两次注射和嵌件成型加工各种树脂,他还获得了七星彩设计,仿真,模具设计,机器人技术和二次操作方面的知识。威廉姆斯 于2011年获得Master Molder II认证,并于2012年成为RJG认证的培训师。联系方式:231-947-3111; [email protected]; rjginc.com。

 

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