模具& 工装 | 7分钟阅读

熔融振荡可以铸模更好的零件

更新的七星彩工艺使熔模在模具内部来回摆动,具有更大的灵活性和更少的机械改动。这是“新” 七星彩如何增强零件强度和化妆品的外观。

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在注塑更好的零件的所有方法中,七星彩工艺采用“鸡尾酒摇动器”方法,使模腔内的熔体振荡。但是,在这种情况下,来回晃动熔体的目的不是混合,而是创建更坚固,无缺陷的零件。

该工艺大约在10年前在英国开发,目前可从Cinpres Ltd获得许可。直到最近,七星彩一直得到推广,主要是因为它能够提高出现焊接线或纤维取向问题的零件的机械强度。但是七星彩仅赢得了一些商业项目。在欧洲,它们的范围从眼镜架到活塞环和VCR远程控制盖。最近的工作之一是计算机鼠标快门。

只有一个美国模塑商,马里兰州亨特谷的Fawn Industries,将七星彩用作生产零件,这是一种易受焊接线问题影响的无线电挡板。 Cinpres北美总裁John Heasman表示,自从这项工作结束以来,美国目前没有七星彩生产工作。

缺乏商业应用的时间可能不会持续太久,这要归功于最近有两项进展可以加快七星彩的接受度:Cinpres改进了辅助设备套件,使七星彩成为可能,从而无需修改成型机。现在,该方法不仅在增强强度方面得到了认可,而且在减少外观缺陷方面也得到了认可。这种认识为潜在的应用打开了更广阔的领域。

现在它安装在模具上

老式的七星彩设备由安装在注射筒末端的两个辅助熔体振荡缸组成,因此需要对机器进行大量修改。但是,新的七星彩 II设备可以安装在相对紧凑的热半组件中,该组件可以固定在机器的固定压板上,也可以从机器的固定压板上轻松卸下。

像其前身一样,七星彩 II依靠两个液压活塞的协调作用来使熔体振荡。但是,在新系统上,这些活塞安装在固定压板上,而不是安装在机筒末端。根据机器设计和可用空间的不同,气缸可以垂直或水平定向。

新系统使模塑商免除了将改造后的机器专用于单个过程的风险和费用。由于它不需要额外的托架长度来容纳辅助气缸,因此它也适用于更广泛的机器。 Cinpres-七星彩工艺工程师Wayne Copeland说:“ 七星彩 II是一个更加灵活的系统。他指出,新版本可用于许多不同的模具,包括标准模具和七星彩型模具。谷轮公司估计,新的压板安装系统的成本比旧系统高约1000美元,但在机器改造方面节省了大约9000美元。

在七星彩 II的扩展热半组件中,加热的歧管将来自机器喷嘴的熔体流分成两股。然后,两个熔体流通过独立平衡的热流道系统,并通过通常位于型腔相对两端的单独浇口进入模具型腔。

由于用于七星彩 II的模具需要额外的浇口,独立的热流道系统和兼容的浇口位置,因此七星彩 II可能最好在工具设计过程的早期就考虑在内。 “这是最有效的方法,”工程副总裁John Hahn说。为Mold Makers Inc.提供服务,该公司在其技术中心提供了七星彩系统用于客户试用。

腔中会发生什么

根据Copeland的说法,新旧七星彩系统在外观上有所不同,但它们以相同的方式作用于熔体:通过异相运动,两个活塞将每个熔体流推动通过型腔以及各个浇口和流道系统。振荡的开始通常与保持周期的开始一致。但是在某些情况下,可能只有50%的空腔充满。

除了振荡之外,七星彩还具有两个后续的操作模式。熔体振荡后,七星彩可以立即前后移动两个活塞,从而在型腔中产生压缩和减压效果。根据Cinpres-七星彩技术销售经理Elliot Grossman的说法,这种运动可确保“在聚合物仍处于活动状态时,最大且均匀的堆积,而聚合物则继续以连续层的形式朝着零件的中心冻结。”最后,当零件继续完全冻结时,两个活塞可以移至其向前位置以进行一些附加压缩。

控制系统的是标准液压驱动单元和可编程控制器,该控制器最多可存储16个振荡/装箱曲线。

熔体通过型腔和浇口来回晃动,以及随后的七星彩辅助填料,有助于消除一些常见的问题,这些问题会同时影响增强材料和非增强材料。

以焊接线为例。几乎毫无疑问,该过程有助于消除(或至少隐藏)在流动前沿汇合处出现的焊接线。陶氏塑料公司注塑成型专家肯·凯鲁亚克(Ken Kerouac)说:“是否消除了焊接线还是有争议的,”陶氏塑料注塑成型专家对七星彩工艺进行了调查。 Kerouac解释说:“在视觉上,焊接线消失还是根本看不见都没有关系。” “从结构上讲,这是一个问题。”他指出,即使七星彩只是简单地将焊接线转换成贯穿零件的“长扫掠曲线”,其机械性能也会因此得到改善。

在增强塑料中,七星彩似乎可以通过改变熔接线和纤维方向来提高强度。格罗斯曼指出,未冻结的聚合物层在抵靠先前冻结的层滑动时会受到剪切力,建议这些力将增强纤维沿流动方向定向。

化妆品计数

尽管七星彩在提高机械性能方面赢得了大多数关注,但一些观察家认为,该工艺可能会在部分化妆品领域做出更广泛的贡献。 “毫无疑问,与具有焊接线的传统成型零件相比,该工艺可改善结构性能,但我认为,如果该工艺可用于改善未上漆的化妆品表面的外观,则将带来最大的收益。”陶氏的Kerouac说。

Mold Makers Inc.的Hahn同意:“我们开始发现它可以解决化妆品问题。”他认为,机械强度虽然必不可少,但却无法像获得更好化妆品的承诺一样吸引许多定制模塑商。 “问一个定制的模塑商,他最大的问题是什么,他会说'化妆品,化妆品,化妆品',” Hahn说。 “这就是导致最多次拒绝的原因。”

七星彩对诸如凹陷,流线,空隙和翘曲之类的缺陷的影响可以归结为堆积。根据格罗斯曼(Grossman)的说法,该工艺使浇口充满了熔融的聚合物,因此与传统的成型工艺相比,浇口的打开时间更长。反过来,打开的浇口使更多的材料在更高的压力下进入模具,从而消除了包装不足引起的缺陷。

“只要门不冻结,我就可以控制腔体内发生的事情,”哈恩说。他认为,该过程将证明对容易产生凹陷和空隙的厚零件有用。他引用聚碳酸酯光导管作为一种有前途的应用。

Kerouac告诫说,增加包装容量可能并不总是一件好事。 “潜在的不利因素是内在压力。”

七星彩的局限性

Kerouac还列举了对七星彩有用性的其他一些潜在威胁。一方面,陶氏(Dow)已确定似乎具有某种物质敏感性。 Kerouac说:“与聚碳酸脂相比,聚苯乙烯和ABS具有更好的美观性,” Kerouac说,尽管他承认某些差异可能是由于模具温度或其他可以进一步优化的设置变量造成的。

Kerouac说,另一个大问题是扩大规模。 “你能做多少事情?我们还不知道。” Kerouac指出,在壁面积较大的大型零件上,七星彩设备将面临在冻结之前移动大量物料的挑战。 “我们仍然不确定设备能做什么。”

为了进一步研究这些材料和加工问题,陶氏最近获得了七星彩 II工艺的许可证。陶氏的所有早期工作(包括1998年SPI结构塑料会议论文中描述的测试)均已在七星彩 I设备上进行。据Kerouac称,该公司计划通过评估材料对七星彩加工的适用性来继续进行早期调查。陶氏还将努力确定七星彩 II的最佳加工参数。

GE塑料也一直在研究七星彩,特别是作为一种方法来改进填充的ABS零件的化妆品,例如该公司的铝填充,金属外观的Magix材料。

商业前景

Cinpres-七星彩正在研究几个有望实现此过程的领域。一种潜力是通过在液晶聚合物(LCP),玻璃纤维尼龙和增强型热固性塑料中的应用来扩展其材料组合。格罗斯曼(Grossman)还设想了带有四个活塞头的七星彩变型,可以产生0/90°跨层效应,他称之为“穷人的综合体”。

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