Trong ngành khuôn ép thường có những người mới vào nghề tư vấn: Tại sao nhiệt độ của khuôn ép lại làm tăng độ bóng của các chi tiết nhựa sản xuất? Bây giờ chúng ta sử dụng ngôn ngữ đơn giản để giải thích hiện tượng này, và giải thích cách chọn nhiệt độ khuôn hợp lý. Văn phong có hạn, mong các bạn góp ý nếu có sai sót! (Chương này chỉ thảo luận về nhiệt độ khuôn, áp suất và những thứ khác nằm ngoài phạm vi thảo luận)
1. Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến sự xuất hiện:
Trước hết, nếu nhiệt độ khuôn quá thấp, nó sẽ làm giảm tính lưu động nóng chảy và có thể xảy ra hiện tượng bắn thủng; nhiệt độ khuôn ảnh hưởng đến độ kết tinh của nhựa. Đối với ABS, nếu nhiệt độ khuôn quá thấp thì độ hoàn thiện của sản phẩm sẽ thấp. So với chất độn, chất dẻo dễ di chuyển lên bề mặt hơn khi nhiệt độ cao. Do đó, khi nhiệt độ của khuôn ép cao, thành phần nhựa ở gần bề mặt khuôn ép hơn thì độ trám sẽ tốt hơn, đồng thời độ sáng và bóng cũng cao hơn. Tuy nhiên, nhiệt độ của khuôn ép không được quá cao. Nếu cao quá sẽ dễ bị dính khuôn, ở một số chỗ của phần nhựa sẽ có những vết sáng rõ. Nếu nhiệt độ của khuôn ép quá thấp cũng sẽ làm cho phần nhựa giữ khuôn quá chặt, và dễ gây biến dạng phần nhựa khi đổ khuôn, đặc biệt là hoa văn trên bề mặt phần nhựa.
Đúc phun nhiều giai đoạn có thể giải quyết vấn đề về vị trí. Ví dụ, nếu sản phẩm có các đường khí khi sản phẩm được bơm vào, nó có thể được chia thành các phân đoạn. Trong công nghiệp ép phun, đối với sản phẩm bóng, nhiệt độ của khuôn càng cao thì độ bóng bề mặt sản phẩm càng cao. Ngược lại, nhiệt độ càng thấp thì độ bóng của bề mặt càng giảm. Nhưng đối với sản phẩm làm bằng chất liệu PP in sun, nhiệt độ càng cao thì độ bóng bề mặt sản phẩm càng giảm, độ bóng càng thấp thì độ lệch màu càng cao, độ bóng và độ lệch màu tỷ lệ nghịch.
Do đó, vấn đề phổ biến nhất gây ra bởi nhiệt độ khuôn là bề mặt hoàn thiện thô ráp của các bộ phận được đúc, thường là do nhiệt độ bề mặt khuôn quá thấp.
Độ co ngót trong khuôn và độ co sau khi đúc của polyme bán tinh thể chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ của khuôn và độ dày thành của chi tiết. Sự phân bố nhiệt độ không đều trong khuôn sẽ gây ra hiện tượng co ngót khác nhau, dẫn đến không thể đảm bảo các bộ phận đáp ứng dung sai quy định. Trong trường hợp xấu nhất, cho dù nhựa đã qua xử lý là nhựa không gia cố hay nhựa gia cố, độ co ngót vượt quá giá trị có thể sửa được.
2. Ảnh hưởng đến quy mô sản phẩm:
Nếu nhiệt độ khuôn quá cao, chất nóng chảy sẽ bị phân hủy nhiệt. Sau khi sản phẩm ra đời, tốc độ co ngót trong không khí sẽ tăng lên, kích thước sản phẩm ngày càng nhỏ. Nếu khuôn được sử dụng trong điều kiện nhiệt độ thấp, nếu kích thước của chi tiết trở nên lớn hơn, nói chung là do bề mặt của khuôn. Nhiệt độ quá thấp. Điều này là do nhiệt độ bề mặt khuôn quá thấp, và sản phẩm co lại ít hơn trong không khí, nên kích thước lớn hơn! Nguyên nhân là do nhiệt độ khuôn thấp làm tăng tốc độ "định hướng đông lạnh" của phân tử, làm tăng độ dày của lớp đông đặc của chất nóng chảy trong lòng khuôn. Đồng thời, nhiệt độ khuôn thấp cản trở sự phát triển của tinh thể, do đó làm giảm sự co ngót của khuôn đúc sản phẩm. Ngược lại, nếu nhiệt độ khuôn cao, chất nóng chảy nguội chậm, thời gian giãn lâu, độ định hướng thấp, có lợi cho quá trình kết tinh, độ co rút thực tế của sản phẩm lớn hơn.
Nếu quá trình khởi động quá lâu trước khi kích thước ổn định, điều này cho thấy nhiệt độ khuôn không được kiểm soát tốt, vì khuôn mất nhiều thời gian để đạt được trạng thái cân bằng nhiệt.
Sự phân tán nhiệt không đều trong một số bộ phận của khuôn sẽ kéo dài chu kỳ sản xuất đáng kể, do đó làm tăng giá thành của khuôn! Nhiệt độ khuôn không đổi có thể làm giảm sự dao động của độ co ngót trong khuôn và cải thiện độ ổn định kích thước. Nhựa kết tinh, nhiệt độ khuôn cao có lợi cho quá trình kết tinh, các phần nhựa kết tinh hoàn toàn sẽ không thay đổi kích thước trong quá trình bảo quản hoặc sử dụng; nhưng độ kết tinh cao và độ co rút lớn. Đối với nhựa mềm hơn, nên sử dụng nhiệt độ khuôn thấp để tạo hình, điều này có lợi cho sự ổn định về kích thước. Đối với bất kỳ vật liệu nào, nhiệt độ khuôn là không đổi và độ co ngót nhất quán, điều này có lợi để cải thiện độ chính xác của kích thước!
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến biến dạng:
Nếu hệ thống làm mát khuôn không được thiết kế phù hợp hoặc nhiệt độ khuôn không được kiểm soát thích hợp, làm mát các bộ phận bằng nhựa không đủ sẽ làm cho các bộ phận nhựa bị cong vênh và biến dạng. Để kiểm soát nhiệt độ khuôn, sự chênh lệch nhiệt độ giữa khuôn trước và khuôn sau, lõi khuôn và thành khuôn, thành khuôn và miếng chèn phải được xác định theo đặc điểm cấu trúc của sản phẩm, sao cho kiểm soát sự khác biệt về tốc độ làm nguội và co ngót của từng bộ phận trong khuôn. Sau khi phân hủy, nó có xu hướng uốn cong theo hướng lực kéo ở phía nhiệt độ cao hơn để bù đắp sự chênh lệch về co ngót định hướng và tránh cong vênh và biến dạng của phần nhựa theo quy luật định hướng.
Đối với các bộ phận nhựa có cấu trúc hoàn toàn đối xứng, nhiệt độ khuôn cần được giữ phù hợp cho phù hợp, để cân bằng quá trình làm mát của từng bộ phận của bộ phận nhựa. Nhiệt độ khuôn ổn định và cân bằng làm mát có thể làm giảm sự biến dạng của phần nhựa. Chênh lệch nhiệt độ khuôn quá cao sẽ làm các chi tiết nhựa nguội không đồng đều và co ngót không đều, sẽ gây ứng suất và gây cong vênh, biến dạng các chi tiết nhựa, đặc biệt là các chi tiết nhựa có độ dày thành không đồng đều và hình dạng phức tạp. Mặt có nhiệt độ khuôn cao, sản phẩm sau khi nguội phải hướng biến dạng về phía có nhiệt độ khuôn cao! Nên chọn nhiệt độ của khuôn trước và khuôn sau hợp lý theo nhu cầu. Nhiệt độ khuôn được thể hiện trong bảng tính chất vật lý của các vật liệu khác nhau!
4. Ảnh hưởng của nhiệt độ khuôn đến cơ tính (ứng suất bên trong):
Nhiệt độ khuôn thấp và vết hàn của phần nhựa rõ ràng, làm giảm độ bền của sản phẩm; độ kết tinh của nhựa kết tinh càng cao thì phần nhựa có xu hướng ứng suất nứt càng lớn; Để giảm ứng suất, nhiệt độ khuôn không được quá cao (PP, PE). Đối với PC và các loại nhựa vô định hình có độ nhớt cao khác, ứng suất nứt liên quan đến ứng suất bên trong của phần nhựa. Tăng nhiệt độ khuôn có lợi cho việc giảm ứng suất bên trong và giảm xu hướng nứt do ứng suất.
Biểu hiện của căng thẳng bên trong là những dấu hiệu căng thẳng rõ ràng! Lý do là: sự hình thành ứng suất bên trong khuôn về cơ bản là do tốc độ co ngót nhiệt khác nhau trong quá trình làm nguội. Sau khi sản phẩm được đúc, quá trình làm mát của nó dần dần kéo dài từ bề mặt vào bên trong. Đầu tiên bề mặt co lại và cứng lại, sau đó dần dần đi vào bên trong. Ứng suất bên trong được tạo ra do sự khác biệt về tốc độ co. Khi ứng suất bên trong dư trong chi tiết nhựa cao hơn giới hạn đàn hồi của nhựa, hoặc dưới sự bào mòn của một môi trường hóa học nào đó, trên bề mặt chi tiết nhựa sẽ xuất hiện các vết nứt. Nghiên cứu về nhựa trong suốt PC và PMMA cho thấy ứng suất bên trong còn lại ở dạng nén trên lớp bề mặt và dạng kéo căng ở lớp trong.
Ứng suất nén bề mặt phụ thuộc vào điều kiện làm nguội của bề mặt. Khuôn nguội nhanh chóng làm nguội nhựa nóng chảy, khiến sản phẩm được đúc tạo ra ứng suất bên trong cao hơn. Nhiệt độ khuôn là điều kiện cơ bản nhất để kiểm soát ứng suất bên trong. Một sự thay đổi nhỏ của nhiệt độ khuôn sẽ làm thay đổi đáng kể ứng suất bên trong của nó. Nói chung, ứng suất bên trong chấp nhận được của mỗi sản phẩm và nhựa có giới hạn nhiệt độ khuôn tối thiểu của nó. Khi đúc các bức tường mỏng hoặc khoảng cách dòng chảy dài hơn, nhiệt độ khuôn phải cao hơn mức tối thiểu cho quá trình đúc chung.
5. Ảnh hưởng đến nhiệt độ biến dạng nhiệt của sản phẩm:
Đặc biệt đối với nhựa kết tinh, nếu sản phẩm được đúc ở nhiệt độ khuôn thấp hơn, định hướng phân tử và tinh thể bị đông cứng ngay lập tức. Khi môi trường sử dụng nhiệt độ cao hơn hoặc điều kiện xử lý thứ cấp, chuỗi phân tử sẽ được sắp xếp lại một phần và quá trình kết tinh làm cho sản phẩm biến dạng thậm chí thấp hơn rất nhiều so với nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT) của vật liệu.
Cách chính xác là sử dụng nhiệt độ khuôn khuyến nghị gần với nhiệt độ kết tinh của nó để làm cho sản phẩm được kết tinh hoàn toàn trong giai đoạn ép phun, tránh hiện tượng sau kết tinh và co ngót trong môi trường nhiệt độ cao. Nói tóm lại, nhiệt độ khuôn là một trong những thông số kiểm soát cơ bản nhất trong quá trình ép phun, và nó cũng là yếu tố được quan tâm hàng đầu trong thiết kế khuôn.
Khuyến nghị để xác định nhiệt độ khuôn chính xác:
Ngày nay, khuôn mẫu ngày càng trở nên phức tạp hơn và do đó, việc tạo ra các điều kiện thích hợp để kiểm soát nhiệt độ khuôn một cách hiệu quả ngày càng trở nên khó khăn. Ngoài các bộ phận đơn giản, hệ thống kiểm soát nhiệt độ đúc thường là một thỏa hiệp. Do đó, các khuyến nghị sau đây chỉ là một hướng dẫn sơ bộ.
Trong giai đoạn thiết kế khuôn, việc kiểm soát nhiệt độ đối với hình dạng của chi tiết được gia công phải được xem xét.
Nếu thiết kế khuôn có khối lượng phun thấp và kích thước lòng khuôn lớn thì phải tính đến việc truyền nhiệt tốt.
Cho phép khi thiết kế kích thước mặt cắt ngang của chất lỏng chảy qua khuôn và ống cấp liệu. Không sử dụng các khớp nối, nếu không sẽ gây trở ngại nghiêm trọng cho dòng chất lỏng được kiểm soát bởi nhiệt độ khuôn.
Nếu có thể, hãy sử dụng nước có áp suất làm phương tiện kiểm soát nhiệt độ. Vui lòng sử dụng ống dẫn và ống góp chịu được áp suất cao và nhiệt độ cao.
Đưa ra mô tả chi tiết về hiệu suất của thiết bị kiểm soát nhiệt độ phù hợp với khuôn. Bảng dữ liệu do nhà sản xuất khuôn đưa ra cần cung cấp một số số liệu cần thiết về tốc độ dòng chảy.
Vui lòng sử dụng các tấm cách nhiệt ở phần chồng lên nhau giữa khuôn và mẫu máy.
Sử dụng các hệ thống điều khiển nhiệt độ khác nhau cho khuôn động và khuôn cố định
Ở bất kỳ mặt nào và trung tâm nào, vui lòng sử dụng hệ thống kiểm soát nhiệt độ cách ly để có nhiệt độ khởi động khác nhau trong quá trình đúc.
Các mạch của hệ thống điều khiển nhiệt độ khác nhau nên được mắc nối tiếp, không được mắc song song. Nếu các mạch được nối song song, sự chênh lệch về điện trở sẽ làm cho tốc độ dòng thể tích của môi trường điều khiển nhiệt độ khác nhau, điều này sẽ gây ra sự thay đổi nhiệt độ lớn hơn so với trường hợp mạch nối tiếp. (Chỉ khi mạch nối tiếp được kết nối với chênh lệch nhiệt độ đầu vào và đầu ra của khuôn nhỏ hơn 5 ° C, hoạt động của nó là tốt)
Đó là một lợi thế để hiển thị nhiệt độ cung cấp và nhiệt độ hồi lưu trên thiết bị kiểm soát nhiệt độ khuôn.
Mục đích của điều khiển quá trình là thêm một cảm biến nhiệt độ vào khuôn để có thể phát hiện sự thay đổi nhiệt độ trong thực tế sản xuất.
Trong toàn bộ chu trình sản xuất, cân bằng nhiệt được thiết lập trong khuôn thông qua nhiều lần bơm. Nói chung, nên có ít nhất 10 lần tiêm. Nhiệt độ thực tế để đạt được trạng thái cân bằng nhiệt bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Nhiệt độ thực tế của bề mặt khuôn tiếp xúc với nhựa có thể được đo bằng một cặp nhiệt điện bên trong khuôn (đọc cách bề mặt 2mm). Phương pháp phổ biến hơn là cầm một nhiệt kế để đo và đầu dò của nhiệt kế phải phản ứng nhanh. Để xác định nhiệt độ khuôn, cần đo nhiều điểm, không đo nhiệt độ của một điểm hay một mặt. Sau đó, nó có thể được hiệu chỉnh theo tiêu chuẩn kiểm soát nhiệt độ đã đặt. Điều chỉnh nhiệt độ khuôn đến một giá trị thích hợp. Nhiệt độ khuôn khuyến nghị được đưa ra trong danh sách các vật liệu khác nhau. Những đề xuất này thường được đưa ra khi xem xét cấu hình tốt nhất trong số các yếu tố như độ hoàn thiện bề mặt cao, tính chất cơ học, độ co ngót và chu kỳ xử lý.
Đối với khuôn cần gia công các thành phần chính xác và khuôn phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về điều kiện bề ngoài hoặc các bộ phận tiêu chuẩn an toàn nhất định, nhiệt độ khuôn cao hơn thường được sử dụng (độ co sau khi đúc thấp hơn, bề mặt sáng hơn và hiệu suất ổn định hơn ). Đối với các bộ phận có yêu cầu kỹ thuật thấp và chi phí sản xuất càng thấp càng tốt, có thể sử dụng nhiệt độ xử lý thấp hơn trong quá trình đúc. Tuy nhiên, nhà sản xuất nên hiểu những thiếu sót của sự lựa chọn này và kiểm tra cẩn thận các bộ phận để đảm bảo rằng các bộ phận được sản xuất ra vẫn có thể đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
