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我們之前有一篇文章回顧了傳統注塑充模理論,知道了注塑充模包括充填、壓縮、保壓、冷卻四個過程。具體可點擊查看:2張圖,看懂傳統注塑充模理論
這四個過程是連續的,它們之間的轉換并沒有明顯的標志。對于所有注塑技術人員最關心、也是最關鍵的問題——如何操作注塑機實現這四個過程?回復“注塑”查看更多文章
圖:日鋼(JSW)注塑機,來源:深圳興榮精密機械有限公司
一、如何調節螺桿射膠速度?
我們通過舉例加以說明:
例一:產品為長50mm,寬18mm,厚2mm的透明鏡片,進膠口為一端大水口中心澆口。采用JSW日鋼50T注塑機來生產,注塑機最大注塑容積為64cm3,采用10%的注塑速度來試充填,看一下充填速度(熔體在模腔中前進的平均速度)的變化?
圖:產品圖片
圖:充填時間/速度曲線
從上面的數據可以看出:
1)充填的初始階段:在0.00—0.01秒的時間段,熔體以澆口為圓心,呈半圓形向外充填,充填速度為4.5毫米/秒;回復“調機”查看更多文章
2)充填容積增大階段:在0.01—0.04秒的時間段,熔體繼續以澆口為圓心,呈半圓形向外充填;隨著圓半徑的增大,充填區域容積增加,充填速度分別下降到1.2毫米/秒。在0.04秒時剛好形成半徑為9毫米的半圓,型腔寬度方向充填完畢。
3)充填容積不變階段:在0.04—0.27秒的時間段,因型腔容積不再變化,充填速度也保持穩定,以1.8毫米/秒的速度充填。在0.27秒時,熔體的前鋒正好到達型腔長度方向,型腔容積不變區域結束。
4)充填后期:在0.27—0.2807秒的時間段,因型腔只剩下兩個角沒有充填,此后充填區域的容積變小,充填速度急劇上升,特別是在0.2807秒時,充填速度為45.5毫米/秒,是開始充填速度的10倍多。
動態圖:注塑過程
從上面的分析可以看出,在保持注塑機射膠速度不變的情況下:
1)在充填的初始階段,熔體以半圓形向外擴展,因半徑小,所以充填速度比較快。此時如果設定的射膠速度比較高,則容易形成噴射與亂流。所以通常將澆口開始的一小段位置設定為慢速,是合理的,在理論上也完全站得住腳。
2)在充填容積增大的區域,充填速度自動變慢。如果此時注塑機射膠速度設定得比較低,充填速度就一波比一波慢,容易形成震紋或流紋。因此,需要設定得高些,以獲得較高的充填速度。
3)在充填區域容積不變的地方,熔體的充填速度才保持不變。這部分區域,不宜進行射膠速度的改變,保持均一的射膠速度能獲得比較好的外觀質量。
4)在充填的后期,因只剩下邊、角區域未填充,充填區域容積急劇下降,在保持注塑射膠速度不變的情況下,充填速度會急劇上升。此時如果不適當減速,熔體則會對型腔形成“沖擊”,產生過壓縮、披鋒等缺陷。因此,在充填的后期,注塑機射膠速度不僅要設定得低,而且要多級遞減。回復“注塑”查看更多文章
我們調機的最終目的是盡可能保持填充速度不變,這樣就需要螺桿射膠速度要隨熔體通過的截面積變化而變化。但目前注塑機還不能做到這一點,需要調機人員采取折衷的辦法,將曲線設定成多段直線來近似達到上述目的。事實上,這種近似的處理方法是可行的,也能獲得較好的外觀充填質量。
圖:日鋼(JSW)注塑機顯示屏,來源:深圳興榮精密機械有限公司
二、不同注塑機響應時間不同,注塑工程師必須要清楚!
在進行注塑工藝調整的時候,我們一般將射膠行程分為多段,每段之間分別設定成不同的速度。與之對應的是螺桿的前進速度。螺桿的運動遵守慣性定律,加速、減速都有一個過程,不是瞬時就完成的。
比如,我們將第一級射膠速度設定為10%,第二級射膠速度設定為30%,第三級射膠速度設定為5%。
射膠開始時,螺桿是靜止的,速度為0,后有一個加速過程才達到10%的設定速度(射膠壓力足夠)。在第一、二級,第二、三級速度切換位置,不是跳躍式的完成,也有一個加速的過程。回復“螺桿”查看更多文章
因此,實際的射膠速度與設定的射膠速度有所不同。如下圖所示,射膠設定速度與實際速度的曲線圖。(射膠充填區域實線為設定,虛線為實際,保壓區域為壓力)
速度的響應時間與注塑機的精密程度有關,精密的注塑機不僅響應時間短,而且轉換位置誤差小,螺桿能比較完美地按設定的動作運行。而精度差的注塑機,不僅是速度響應的時間長,而且切換位置誤差大,導致螺桿實際動作與設定的動作存在較大的誤差。
三、不同材料、結構會有相應的壓縮過程
我們知道,塑料冷卻要收縮。模具設計時考慮到塑料的收縮性,會將模腔適當做大,那么熔體在型腔中還要不要壓縮呢?下面是根據某一機型產品作出的統計:
從統計表可以看出,型腔中的熔體不僅需要壓縮,而且因材料不同、產品的結構不同,壓縮率存在著較大的差異。
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