בתעשיית הזרקת התבניות, לעיתים קרובות ישנם מתחילים חדשים בענף המתייעצים: מדוע הטמפרטורה של תבנית ההזרקה מגדילה את הברק של חלקי הפלסטיק המיוצרים? כעת אנו משתמשים בשפה פשוטה כדי להסביר תופעה זו, ולהסביר כיצד לבחור את טמפרטורת התבנית בצורה סבירה. סגנון הכתיבה מוגבל, אז אנא יידעו אותנו אם הוא שגוי! (פרק זה דן רק בטמפרטורה של עובש, בלחץ ואחרים הם מחוץ לתחום הדיון)
1. ההשפעה של טמפרטורת העובש על המראה:
ראשית כל, אם טמפרטורת התבנית נמוכה מדי, היא תפחית את נזילות ההיתוך ותחתית יכולה להתרחש; טמפרטורת העובש משפיעה על גבישיות הפלסטיק. עבור ABS, אם טמפרטורת התבנית נמוכה מדי, גימור המוצר יהיה נמוך. בהשוואה למילוי, פלסטיק קל יותר לנדוד אל פני השטח כאשר הטמפרטורה גבוהה. לכן, כאשר הטמפרטורה של תבנית ההזרקה גבוהה, רכיב הפלסטיק קרוב יותר לפני השטח של תבנית ההזרקה, המילוי יהיה טוב יותר, והבהירות והברק יהיו גבוהים יותר. עם זאת, הטמפרטורה של תבנית ההזרקה לא צריכה להיות גבוהה מדי. אם הוא גבוה מדי, קל להיצמד לתבנית, ויהיו נקודות אור ברורות בחלקים מסוימים של חלק הפלסטיק. אם הטמפרטורה של תבנית ההזרקה נמוכה מדי, היא גם תגרום לחלק הפלסטי להחזיק את התבנית בחוזקה מדי, וקל לסנן את החלק הפלסטי בעת הפירוק, במיוחד את התבנית על פני החלק של הפלסטיק.
דפוס הזרקה רב-שלבי יכול לפתור את בעיית המיקום. לדוגמא, אם למוצר יש קווי גז בעת הזרקת המוצר, ניתן לחלק אותו למקטעים. בתעשיית הזרקה, עבור מוצרים מבריקים, ככל שטמפרטורת התבנית גבוהה יותר, כך הברק של משטח המוצר גבוה יותר. להיפך, ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, כך הברק של המשטח נמוך יותר. אך עבור מוצרים העשויים מחומרי PP מודפסים בשמש, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, ככל שהמבריק של משטח המוצר נמוך יותר, כך המבריק נמוך יותר, כך הבדל הצבעים גבוה יותר, וההבדל וההבדל בין צבעים הם ביחס הפוך.
לכן, הבעיה השכיחה ביותר הנגרמת על ידי טמפרטורת העובש היא גימור פני השטח המחוספס של חלקים מעוצבים, אשר נגרם בדרך כלל על ידי טמפרטורת שטח עובש נמוכה מדי.
הצטמקות הדפוס והתכווצות לאחר הדפוס של פולימרים חצי גבישי תלויים בעיקר בטמפרטורת התבנית ובעובי הקיר של החלק. חלוקת טמפרטורה לא אחידה בתבנית תגרום להתכווצות שונה, מה שלא מאפשר להבטיח שהחלקים עומדים בסבילות שצוינו. במקרה הגרוע ביותר, בין אם השרף המעובד הוא לא מחוזק ובין אם שרף מחוזק, ההתכווצות חורגת מהערך המתוקן.
2. השפעה על גודל המוצר:
אם טמפרטורת התבנית גבוהה מדי, ההתכה תתפרק תרמית. לאחר צאת המוצר קצב ההתכווצות באוויר יגדל, וגודל המוצר יהפוך לקטן יותר. אם משתמשים בתבנית בתנאי טמפרטורה נמוכה, אם גודל החלק הופך גדול יותר, זה בדרך כלל בגלל משטח התבנית. הטמפרטורה נמוכה מדי. זאת מכיוון שטמפרטורת פני התבנית נמוכה מדי והמוצר מתכווץ פחות באוויר, כך שהגודל גדול יותר! הסיבה היא שטמפרטורת התבנית הנמוכה מאיצה את ה"אוריינטציה הקפואה "המולקולרית, מה שמגדיל את עובי השכבה הקפואה של ההיתוך בחלל התבנית. יחד עם זאת, טמפרטורת העובש הנמוכה מעכבת את צמיחת הגבישים, ובכך מפחיתה את התכווצות הדפוס של המוצר. נהפוך הוא, אם טמפרטורת התבנית גבוהה, ההיתוך יתקרר לאט, זמן ההרפיה יהיה ארוך, רמת האוריינטציה תהיה נמוכה, והיא תועיל להתגבשות, והתכווצות המוצר בפועל תהיה גדולה יותר.
אם תהליך ההפעלה ארוך מדי לפני שהגודל יציב, זה מצביע על כך שטמפרטורת התבנית אינה נשלטת היטב, מכיוון שלתבנית לוקח זמן רב להגיע לשיווי משקל תרמי.
פיזור חום לא אחיד בחלקים מסוימים של התבנית יאריך מאוד את מחזור הייצור, ובכך יגדיל את עלות הדפוס! טמפרטורת עובש קבועה יכולה להפחית את תנודות הצטמקות הדפוס ולשפר את יציבות המימד. פלסטיק גבישי, טמפרטורת עובש גבוהה תורמת לתהליך ההתגבשות, חלקי פלסטיק מגובשים לחלוטין לא ישתנו בגודלם במהלך האחסון או השימוש; אך גבישות גבוהה והתכווצות גדולה. עבור פלסטיק רך יותר, יש להשתמש בטמפרטורת עובש נמוכה בעיצוב, דבר התורם ליציבות ממדית. עבור כל חומר, טמפרטורת התבנית קבועה וההצטמקות עקבית, דבר המועיל לשיפור הדיוק הממדי!
3. ההשפעה של טמפרטורת העובש על העיוות:
אם מערכת קירור התבנית אינה מתוכננת כראוי או שטמפרטורת התבנית אינה נשלטת כהלכה, קירור לא מספיק של חלקי הפלסטיק יביא את חלקי הפלסטיק להתעוות ולהתעוות. לשליטה בטמפרטורת התבנית, יש לקבוע את הפרש הטמפרטורה בין התבנית הקדמית לתבנית האחורית, ליבת התבנית וקיר התבנית, וקיר התבנית והתוספת על פי המאפיינים המבניים של המוצר, כדי לשלוט בהבדל בקירור ומהירות ההתכווצות של כל חלק בתבנית. לאחר הפיחה, הוא נוטה להתכופף בכיוון המשיכה בצד הטמפרטורה הגבוהה יותר כדי לקזז את ההבדל בכיווץ האוריינטציה ולהימנע מעיוותים ועיוותים של החלק הפלסטי על פי חוק האוריינטציה.
עבור חלקי פלסטיק עם מבנה סימטרי לחלוטין, יש לשמור על טמפרטורת התבנית עקבית בהתאם, כך שהקירור של כל חלק של החלק הפלסטי יתאזן. טמפרטורת התבנית יציבה והקירור מאוזן, מה שיכול להפחית את העיוות של החלק הפלסטי. הפרש יתר בטמפרטורה של עובש יגרום לקירור אחיד של חלקי פלסטיק והתכווצות לא עקבית, מה שיגרום למתח ויגרום לעיוותים ולעיוותים של חלקי פלסטיק, במיוחד חלקי פלסטיק בעלי עובי דופן לא אחיד וצורות מורכבות. הצד עם טמפרטורת עובש גבוהה, לאחר קירור המוצר, כיוון העיוות חייב להיות לכיוון הצד עם טמפרטורת עובש גבוהה! מומלץ לבחור את טמפרטורת התבניות הקדמיות והאחוריות באופן סביר בהתאם לצרכים. טמפרטורת התבנית מוצגת בטבלת התכונות הפיזיקליות של חומרים שונים!
4. השפעת טמפרטורת העובש על תכונות מכניות (לחץ פנימי):
טמפרטורת התבנית נמוכה וסימן הריתוך של חלק הפלסטיק ברור, מה שמפחית את חוזק המוצר; ככל שהגבישיות של הפלסטיק הגבישי גבוהה יותר, כך גדלה הנטייה של החלק הפלסטי לסדקי לחץ; על מנת להפחית את הלחץ, טמפרטורת העובש לא צריכה להיות גבוהה מדי (PP, PE). עבור מחשב ופלסטיק אמורפי אחר עם צמיגות גבוהה, פיצוח המתח קשור למתח הפנימי של החלק הפלסטי. העלאת טמפרטורת העובש תורמת להפחתת הלחץ הפנימי ולהפחתת הנטייה של פיצוח מתח.
ביטוי הלחץ הפנימי הוא סימני לחץ ברורים! הסיבה היא: היווצרות מתח פנימי ביצירה נגרמת בעצם על ידי קצב הצטמקות תרמי שונה במהלך הקירור. לאחר יציקת המוצר, קירורו משתרע בהדרגה מהמשטח פנימה. תחילה המשטח מתכווץ ומתקשה ואז הולך בהדרגה פנימה. הלחץ הפנימי נוצר עקב ההבדל במהירות ההתכווצות. כאשר המתח הפנימי השיורי בחלק הפלסטי גבוה מהגבול האלסטי של השרף, או מתחת לשחיקה של סביבה כימית מסוימת, יתרחשו סדקים על פני החלק הפלסטי. מחקר על שרפים שקופים למחשב ו- PMMA מראה כי המתח הפנימי השיורי הוא בצורה דחוסה על שכבת המשטח וצורה מתוחה בשכבה הפנימית.
מתח הלחץ של המשטח תלוי במצב הקירור של המשטח. התבנית הקרה מקררת במהירות את השרף המותך, מה שגורם למוצר המעוצב לייצר מתח פנימי שיורי גבוה יותר. טמפרטורת העובש היא התנאי הבסיסי ביותר לשליטה במתח פנימי. שינוי קל בטמפרטורת העובש ישנה במידה ניכרת את הלחץ הפנימי שנותר. באופן כללי, למתח הפנימי המקובל של כל מוצר ושרף יש מגבלת טמפרטורת עובש מינימלית. בעת יציקת קירות דקים או מרחקי זרימה ארוכים יותר, טמפרטורת התבנית צריכה להיות גבוהה מהמינימום לתבנית כללית.
5. משפיעים על טמפרטורת העיוות התרמית של המוצר:
במיוחד עבור פלסטיק גבישי, אם המוצר מעוצב בטמפרטורת עובש נמוכה יותר, האוריינטציה המולקולרית והגבישים מוקפאים באופן מיידי. כאשר משתמשים בסביבת טמפרטורה גבוהה יותר או בתנאי עיבוד משניים, השרשרת המולקולרית תוסדר מחדש באופן חלקי ותהליך ההתגבשות גורם למוצר להתעוות אפילו מתחת לטמפרטורת עיוות החום (HDT) של החומר.
הדרך הנכונה היא להשתמש בטמפרטורת התבנית המומלצת קרוב לטמפרטורת ההתגבשות שלה כדי להפוך את המוצר להתגבש באופן מלא בשלב הזריקה, תוך הימנעות מסוג זה של התגבשות ואחרי התכווצות בסביבה בטמפרטורה גבוהה. בקיצור, טמפרטורת התבנית היא אחד מפרמטרי הבקרה הבסיסיים ביותר בתהליך ההזרקה, והיא גם השיקול העיקרי בתכנון התבנית.
המלצות לקביעת טמפרטורת התבנית הנכונה:
כיום, התבניות הפכו מורכבות יותר ויותר, ולכן נעשה קשה יותר ויותר ליצור תנאים מתאימים לשליטה יעילה על טמפרטורת הדפוס. בנוסף לחלקים פשוטים, מערכת בקרת טמפרטורת הדפוס היא בדרך כלל פשרה. לכן, ההמלצות הבאות הן רק מדריך גס.
בשלב תכנון התבנית, יש לקחת בחשבון את בקרת הטמפרטורה בצורת החלק המעובד.
אם מעצבים תבנית עם נפח הזרקה נמוך וגודל תבנית גדול, חשוב לקחת בחשבון העברת חום טובה.
בצעו הקצאות בעת תכנון ממדי החתך של הנוזל הזורם דרך התבנית וצינור ההזנה. אל תשתמש במפרקים, אחרת זה יגרום למכשולים חמורים לזרימת הנוזלים הנשלטת על ידי טמפרטורת העובש.
במידת האפשר, השתמש במים בלחץ כמדיום בקרת הטמפרטורה. אנא השתמש בצינורות ובמפלגות עמידות בפני לחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה.
תן תיאור מפורט של הביצועים של ציוד בקרת טמפרטורה התואם את התבנית. גיליון הנתונים שמסר יצרן התבנית אמור לספק כמה נתונים נחוצים לגבי קצב הזרימה.
אנא השתמש בפלטות בידוד בחפיפה בין התבנית לתבנית המכונה.
השתמש במערכות בקרת טמפרטורה שונות עבור תבניות דינמיות וקבועות
בכל צד ומרכז, אנא השתמש במערכת בקרת טמפרטורה מבודדת, כך שתהיינה טמפרטורות התחלה שונות במהלך תהליך הדפוס.
יש לחבר מעגלי מערכת בקרת טמפרטורה שונים בסדרה, ולא במקביל. אם המעגלים מחוברים במקביל, ההבדל בהתנגדות יגרום לקצב הזרימה הנפחי של מדיום בקרת הטמפרטורה להיות שונה, מה שיגרום לשינוי טמפרטורה גדול יותר מאשר במקרה של המעגל בסדרה. (רק כאשר מעגל הסדרה מחובר להפרש הטמפרטורה של כניסת התבנית והיציאה הוא פחות מ -5 ° C, פעולתו טובה)
זה יתרון להציג את טמפרטורת האספקה ואת טמפרטורת ההחזרה על ציוד בקרת הטמפרטורה.
מטרת בקרת התהליך היא להוסיף חיישן טמפרטורה לתבנית כך שניתן יהיה לזהות שינויי טמפרטורה בייצור בפועל.
במהלך כל מחזור הייצור, מאזן החום נקבע בתבנית באמצעות הזרקות מרובות. באופן כללי, צריכות להיות לפחות 10 זריקות. הטמפרטורה בפועל בהגעה לשיווי משקל תרמי מושפעת מגורמים רבים. ניתן למדוד את הטמפרטורה בפועל של משטח התבנית במגע עם הפלסטיק באמצעות צמד תרמי בתוך התבנית (קריאה בגובה 2 מ"מ מהשטח). השיטה המקובלת יותר היא להחזיק פירומטר למדידה, והבוחן של הפירומטר צריך להגיב במהירות. כדי לקבוע את טמפרטורת התבנית, יש למדוד נקודות רבות, ולא את הטמפרטורה של נקודה אחת או צד אחד. ואז ניתן לתקן אותו על פי תקן בקרת הטמפרטורה שנקבע. התאם את טמפרטורת התבנית לערך מתאים. טמפרטורת העובש המומלצת נתונה ברשימת החומרים השונים. הצעות אלו ניתנות בדרך כלל תוך התחשבות בתצורה הטובה ביותר בין גורמים כגון גימור פני שטח גבוה, תכונות מכניות, הצטמקות ומחזורי עיבוד.
עבור תבניות שצריכות לעבד רכיבים מדויקים ותבניות שחייבות לעמוד בדרישות מחמירות בתנאי מראה או חלקים סטנדרטיים בטיחותיים, משתמשים בדרך כלל בטמפרטורות גבוהות יותר (ההצטמקות לאחר היצירה נמוכה יותר, המשטח בהיר יותר והביצועים עקביים יותר ). עבור חלקים עם דרישות טכניות נמוכות ועלויות ייצור נמוכות ככל האפשר, ניתן להשתמש בטמפרטורות עיבוד נמוכות יותר במהלך הדפוס. עם זאת, על היצרן להבין את החסרונות שבבחירה זו ולבדוק היטב את החלקים כדי לוודא שהחלקים המיוצרים עדיין יוכלו לעמוד בדרישות הלקוח.
