ในอุตสาหกรรมแม่พิมพ์ฉีดมักมีผู้เข้ามาใหม่ในอุตสาหกรรมที่ให้คำปรึกษา: เหตุใดอุณหภูมิของแม่พิมพ์ฉีดจึงเพิ่มความเงาของชิ้นส่วนพลาสติกที่ผลิตขึ้น? ตอนนี้เราใช้ภาษาธรรมดาเพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้และอธิบายวิธีการเลือกอุณหภูมิแม่พิมพ์อย่างสมเหตุสมผล รูปแบบการเขียนมีจำนวน จำกัด ดังนั้นโปรดแจ้งให้เราทราบหากผิด! (บทนี้จะกล่าวถึงเฉพาะอุณหภูมิแม่พิมพ์ความดันและอื่น ๆ อยู่นอกเหนือขอบเขตของการอภิปราย)
1. อิทธิพลของอุณหภูมิแม่พิมพ์ต่อลักษณะ:
ประการแรกถ้าอุณหภูมิของแม่พิมพ์ต่ำเกินไปจะช่วยลดความลื่นไหลของการหลอมและอาจเกิดขึ้นได้ อุณหภูมิของแม่พิมพ์มีผลต่อความเป็นผลึกของพลาสติก สำหรับ ABS หากอุณหภูมิของแม่พิมพ์ต่ำเกินไปความสำเร็จของผลิตภัณฑ์จะต่ำ เมื่อเทียบกับฟิลเลอร์พลาสติกจะเคลื่อนย้ายไปที่พื้นผิวได้ง่ายกว่าเมื่ออุณหภูมิสูง ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิของแม่พิมพ์ฉีดสูงส่วนประกอบพลาสติกจะอยู่ใกล้กับพื้นผิวของแม่พิมพ์ฉีดมากขึ้นการเติมจะดีกว่าและความสว่างและความเงาจะสูงขึ้น อย่างไรก็ตามอุณหภูมิของแม่พิมพ์ฉีดไม่ควรสูงเกินไป ถ้าสูงเกินไปจะติดกับแม่พิมพ์ได้ง่ายและจะมีจุดสว่างที่เห็นได้ชัดในบางส่วนของชิ้นส่วนพลาสติก หากอุณหภูมิของแม่พิมพ์ฉีดต่ำเกินไปจะทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกจับแม่พิมพ์แน่นเกินไปและง่ายต่อการรัดชิ้นส่วนพลาสติกเมื่อทำการลอกออกโดยเฉพาะลวดลายบนพื้นผิวของชิ้นส่วนพลาสติก
การฉีดขึ้นรูปหลายขั้นตอนสามารถแก้ปัญหาตำแหน่งได้ ตัวอย่างเช่นหากผลิตภัณฑ์มีเส้นแก๊สเมื่อฉีดผลิตภัณฑ์สามารถแบ่งออกเป็นส่วน ๆ ในอุตสาหกรรมการฉีดขึ้นรูปสำหรับผลิตภัณฑ์มันวาวอุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่สูงขึ้นความเงาของพื้นผิวผลิตภัณฑ์จะสูงขึ้น ในทางตรงกันข้ามยิ่งอุณหภูมิต่ำความเงาของพื้นผิวก็จะยิ่งลดลง แต่สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุ PP ที่พิมพ์ด้วยแสงแดดอุณหภูมิที่สูงขึ้นความเงาของพื้นผิวผลิตภัณฑ์ก็จะยิ่งต่ำลงความเงาก็จะยิ่งน้อยลงความแตกต่างของสีก็จะสูงขึ้นและความเงาและความแตกต่างของสีจะแปรผกผัน
ดังนั้นปัญหาส่วนใหญ่ที่เกิดจากอุณหภูมิแม่พิมพ์คือการที่ผิวของชิ้นส่วนขึ้นรูปมีความหยาบซึ่งมักเกิดจากอุณหภูมิผิวแม่พิมพ์ที่ต่ำเกินไป
การหดตัวของแม่พิมพ์และการหดตัวหลังการขึ้นรูปของโพลีเมอร์กึ่งผลึกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแม่พิมพ์และความหนาของผนังของชิ้นส่วน การกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอในแม่พิมพ์จะทำให้เกิดการหดตัวที่แตกต่างกันซึ่งทำให้ไม่สามารถรับประกันได้ว่าชิ้นส่วนตรงตามค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนด ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดไม่ว่าเรซินที่ผ่านกรรมวิธีจะไม่ได้รับการเสริมแรงหรือเรซินเสริมแรงการหดตัวจะเกินค่าที่แก้ไขได้
2. ผลกระทบต่อขนาดผลิตภัณฑ์:
หากอุณหภูมิของแม่พิมพ์สูงเกินไปการหลอมจะถูกย่อยสลายด้วยความร้อน หลังจากผลิตภัณฑ์ออกมาอัตราการหดตัวในอากาศจะเพิ่มขึ้นและขนาดของผลิตภัณฑ์จะเล็กลง หากใช้แม่พิมพ์ในสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำหากขนาดของชิ้นส่วนใหญ่ขึ้นโดยทั่วไปจะเกิดจากพื้นผิวของแม่พิมพ์ อุณหภูมิต่ำเกินไป เนื่องจากอุณหภูมิผิวแม่พิมพ์ต่ำเกินไปและผลิตภัณฑ์หดตัวในอากาศน้อยลงขนาดจึงใหญ่ขึ้น! เหตุผลก็คืออุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่ต่ำจะช่วยเร่ง "การวางแนวแช่แข็ง" ของโมเลกุลซึ่งจะเพิ่มความหนาของชั้นแช่แข็งของสิ่งที่ละลายในโพรงแม่พิมพ์ ในขณะเดียวกันอุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่ต่ำจะขัดขวางการเติบโตของผลึกซึ่งจะช่วยลดการหดตัวของผลิตภัณฑ์ ในทางตรงกันข้ามถ้าอุณหภูมิของแม่พิมพ์สูงการหลอมจะเย็นลงอย่างช้าๆเวลาในการผ่อนคลายจะนานระดับการวางแนวจะต่ำและจะเป็นประโยชน์ต่อการตกผลึกและการหดตัวที่แท้จริงของผลิตภัณฑ์จะมากกว่า
หากกระบวนการเริ่มต้นใช้งานนานเกินไปก่อนที่ขนาดจะคงที่แสดงว่าอุณหภูมิของแม่พิมพ์ไม่ได้รับการควบคุมอย่างดีเนื่องจากแม่พิมพ์ใช้เวลานานกว่าจะถึงสมดุลทางความร้อน
การกระจายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอในบางส่วนของแม่พิมพ์จะช่วยยืดวงจรการผลิตได้อย่างมากซึ่งจะเป็นการเพิ่มต้นทุนในการขึ้นรูป! อุณหภูมิแม่พิมพ์คงที่สามารถลดความผันผวนของการหดตัวของแม่พิมพ์และปรับปรุงเสถียรภาพของมิติ พลาสติกผลึกอุณหภูมิของแม่พิมพ์สูงเอื้อต่อกระบวนการตกผลึกชิ้นส่วนพลาสติกที่ตกผลึกเต็มที่จะไม่เปลี่ยนขนาดระหว่างการเก็บรักษาหรือการใช้งาน แต่มีความเป็นผลึกสูงและมีการหดตัวมาก สำหรับพลาสติกที่อ่อนนุ่มควรใช้อุณหภูมิของแม่พิมพ์ต่ำในการขึ้นรูปซึ่งเอื้อต่อความคงตัวของมิติ สำหรับวัสดุใด ๆ อุณหภูมิของแม่พิมพ์จะคงที่และการหดตัวจะสม่ำเสมอซึ่งเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงความแม่นยำของมิติ!
3. อิทธิพลของอุณหภูมิแม่พิมพ์ต่อการเปลี่ยนรูป:
หากระบบระบายความร้อนของแม่พิมพ์ไม่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมหรือไม่ได้รับการควบคุมอุณหภูมิของแม่พิมพ์อย่างเหมาะสมการระบายความร้อนของชิ้นส่วนพลาสติกไม่เพียงพอจะทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกบิดเบี้ยวและเสียรูปทรง สำหรับการควบคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์ควรกำหนดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแม่พิมพ์ด้านหน้าและแม่พิมพ์ด้านหลังแกนแม่พิมพ์และผนังแม่พิมพ์และผนังแม่พิมพ์และเม็ดมีดควรพิจารณาตามลักษณะโครงสร้างของผลิตภัณฑ์เพื่อให้เป็นไปตาม ควบคุมความแตกต่างของความเร็วในการทำความเย็นและการหดตัวของแต่ละส่วนของแม่พิมพ์ หลังจากการถอดชิ้นส่วนแล้วจะมีแนวโน้มที่จะโค้งงอตามทิศทางการดึงที่ด้านที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นเพื่อชดเชยความแตกต่างของการหดตัวของการวางแนวและหลีกเลี่ยงการบิดงอและการเสียรูปของชิ้นส่วนพลาสติกตามกฎหมายการวางแนว
สำหรับชิ้นส่วนพลาสติกที่มีโครงสร้างสมมาตรอย่างสมบูรณ์ควรรักษาอุณหภูมิของแม่พิมพ์ให้สม่ำเสมอเพื่อให้การระบายความร้อนของแต่ละส่วนของชิ้นส่วนพลาสติกมีความสมดุล อุณหภูมิแม่พิมพ์คงที่และความเย็นสมดุลซึ่งสามารถลดการเสียรูปของชิ้นส่วนพลาสติกได้ ความแตกต่างของอุณหภูมิแม่พิมพ์ที่มากเกินไปจะทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกระบายความร้อนได้ไม่สม่ำเสมอและการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งจะทำให้เกิดความเครียดและทำให้ชิ้นส่วนพลาสติกบิดเบี้ยวและเสียรูปทรงโดยเฉพาะชิ้นส่วนพลาสติกที่มีความหนาของผนังไม่เท่ากันและมีรูปร่างที่ซับซ้อน ด้านที่มีอุณหภูมิแม่พิมพ์สูงหลังจากที่ผลิตภัณฑ์เย็นลงทิศทางของการเปลี่ยนรูปจะต้องไปทางด้านที่มีอุณหภูมิแม่พิมพ์สูง! ขอแนะนำให้เลือกอุณหภูมิของแม่พิมพ์ด้านหน้าและด้านหลังอย่างสมเหตุสมผลตามความต้องการ อุณหภูมิแม่พิมพ์จะแสดงในตารางคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุต่างๆ!
4. อิทธิพลของอุณหภูมิแม่พิมพ์ต่อสมบัติเชิงกล (ความเค้นภายใน):
อุณหภูมิของแม่พิมพ์ต่ำและเห็นได้ชัดว่ามีรอยเชื่อมของชิ้นส่วนพลาสติกซึ่งจะช่วยลดความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ ยิ่งผลึกของพลาสติกมีความเป็นผลึกสูงเท่าใดก็จะยิ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวของพลาสติกมากขึ้นเท่านั้น เพื่อลดความเครียดอุณหภูมิของแม่พิมพ์ไม่ควรสูงเกินไป (PP, PE) สำหรับพีซีและพลาสติกอสัณฐานที่มีความหนืดสูงอื่น ๆ การแตกร้าวของความเค้นเกี่ยวข้องกับความเครียดภายในของชิ้นส่วนพลาสติก การเพิ่มอุณหภูมิของแม่พิมพ์จะเอื้อต่อการลดความเครียดภายในและลดแนวโน้มของการแตกร้าวของความเค้น
การแสดงออกของความเครียดภายในเป็นเครื่องหมายความเครียดที่ชัดเจน! เหตุผลก็คือ: การก่อตัวของความเค้นภายในในการขึ้นรูปนั้นเกิดจากอัตราการหดตัวของความร้อนที่แตกต่างกันระหว่างการหล่อเย็น หลังจากขึ้นรูปผลิตภัณฑ์แล้วการระบายความร้อนจะค่อยๆขยายจากพื้นผิวไปด้านใน พื้นผิวจะหดตัวและแข็งตัวก่อนจากนั้นจึงค่อยๆเข้าไปด้านใน ความเครียดภายในถูกสร้างขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความเร็วในการหดตัว เมื่อความเค้นภายในที่ตกค้างในชิ้นส่วนพลาสติกสูงกว่าขีด จำกัด ยืดหยุ่นของเรซินหรือภายใต้การกัดกร่อนของสภาพแวดล้อมทางเคมีบางอย่างจะเกิดรอยแตกบนพื้นผิวของชิ้นส่วนพลาสติก การวิจัยเกี่ยวกับเรซินโปร่งใสของ PC และ PMMA แสดงให้เห็นว่าความเค้นภายในที่ตกค้างอยู่ในรูปแบบที่บีบอัดบนชั้นผิวและรูปแบบที่ยืดออกในชั้นใน
ความเค้นอัดของพื้นผิวขึ้นอยู่กับสภาพการระบายความร้อนของพื้นผิว แม่พิมพ์เย็นจะทำให้เรซินหลอมเหลวเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปสร้างความเค้นภายในที่ตกค้างสูงขึ้น อุณหภูมิของแม่พิมพ์เป็นเงื่อนไขพื้นฐานที่สุดสำหรับการควบคุมความเครียดภายใน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของแม่พิมพ์เล็กน้อยจะทำให้ความเค้นภายในที่เหลืออยู่เปลี่ยนไปอย่างมาก โดยทั่วไปความเค้นภายในที่ยอมรับได้ของผลิตภัณฑ์และเรซินแต่ละชนิดมีขีด จำกัด อุณหภูมิแม่พิมพ์ขั้นต่ำ เมื่อปั้นผนังบาง ๆ หรือระยะการไหลที่ยาวขึ้นอุณหภูมิของแม่พิมพ์ควรสูงกว่าค่าต่ำสุดสำหรับการปั้นทั่วไป
5. ส่งผลต่ออุณหภูมิการเปลี่ยนรูปความร้อนของผลิตภัณฑ์:
โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพลาสติกที่มีลักษณะเป็นผลึกหากผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปด้วยอุณหภูมิแม่พิมพ์ที่ต่ำกว่าการวางแนวโมเลกุลและผลึกจะแข็งตัวทันที เมื่อสภาพแวดล้อมการใช้งานที่อุณหภูมิสูงขึ้นหรือสภาวะการประมวลผลทุติยภูมิห่วงโซ่โมเลกุลจะถูกจัดเรียงใหม่บางส่วนและกระบวนการของการตกผลึกทำให้ผลิตภัณฑ์เสียรูปที่อุณหภูมิการบิดเบือนความร้อน (HDT) ของวัสดุมากเกินไป
วิธีที่ถูกต้องคือใช้อุณหภูมิแม่พิมพ์ที่แนะนำใกล้เคียงกับอุณหภูมิการตกผลึกเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ตกผลึกอย่างเต็มที่ในขั้นตอนการฉีดขึ้นรูปโดยหลีกเลี่ยงการตกผลึกและหลังการหดตัวแบบนี้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ในระยะสั้นอุณหภูมิของแม่พิมพ์เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ควบคุมขั้นพื้นฐานที่สุดในกระบวนการฉีดขึ้นรูปและยังเป็นข้อพิจารณาหลักในการออกแบบแม่พิมพ์
คำแนะนำในการกำหนดอุณหภูมิแม่พิมพ์ที่ถูกต้อง:
ปัจจุบันแม่พิมพ์มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นการสร้างสภาวะที่เหมาะสมเพื่อควบคุมอุณหภูมิการขึ้นรูปจึงเป็นเรื่องยากขึ้นเรื่อย ๆ นอกเหนือจากชิ้นส่วนที่เรียบง่ายแล้วระบบควบคุมอุณหภูมิการขึ้นรูปมักจะมีการประนีประนอม ดังนั้นคำแนะนำต่อไปนี้เป็นเพียงแนวทางคร่าวๆเท่านั้น
ในขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์จะต้องคำนึงถึงการควบคุมอุณหภูมิของรูปร่างของชิ้นส่วนที่ผ่านกระบวนการ
หากออกแบบแม่พิมพ์ที่มีปริมาณการฉีดต่ำและขนาดแม่พิมพ์ใหญ่สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาการถ่ายเทความร้อนที่ดี
ให้ค่าเผื่อเมื่อออกแบบขนาดหน้าตัดของของเหลวที่ไหลผ่านแม่พิมพ์และท่อป้อน อย่าใช้ข้อต่อมิฉะนั้นจะทำให้เกิดอุปสรรคร้ายแรงต่อการไหลของของเหลวที่ควบคุมโดยอุณหภูมิแม่พิมพ์
ถ้าเป็นไปได้ให้ใช้น้ำแรงดันเป็นสื่อควบคุมอุณหภูมิ โปรดใช้ท่อและท่อร่วมที่ทนต่อแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง
ให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิที่ตรงกับแม่พิมพ์ เอกสารข้อมูลที่กำหนดโดยผู้ผลิตแม่พิมพ์ควรระบุตัวเลขที่จำเป็นเกี่ยวกับอัตราการไหล
โปรดใช้แผ่นฉนวนที่ทับซ้อนกันระหว่างแม่พิมพ์และแม่แบบเครื่องจักร
ใช้ระบบควบคุมอุณหภูมิที่แตกต่างกันสำหรับแม่พิมพ์แบบไดนามิกและแบบคงที่
ที่ด้านใดด้านหนึ่งและตรงกลางโปรดใช้ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบแยกเพื่อให้มีอุณหภูมิเริ่มต้นที่แตกต่างกันในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป
ควรต่อวงจรระบบควบคุมอุณหภูมิที่แตกต่างกันเป็นอนุกรมไม่ใช่แบบขนาน หากต่อวงจรแบบขนานความต้านทานจะทำให้อัตราการไหลเชิงปริมาตรของตัวกลางควบคุมอุณหภูมิแตกต่างกันซึ่งจะทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงมากกว่าในกรณีของวงจรในอนุกรม (เฉพาะเมื่อต่อวงจรซีรีส์เข้ากับช่องทางเข้าของแม่พิมพ์และความแตกต่างของอุณหภูมิทางออกน้อยกว่า 5 ° C การทำงานจะดี)
เป็นข้อดีในการแสดงอุณหภูมิการจ่ายและอุณหภูมิผลตอบแทนบนอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์
วัตถุประสงค์ของการควบคุมกระบวนการคือการเพิ่มเซ็นเซอร์อุณหภูมิลงในแม่พิมพ์เพื่อให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในการผลิตจริงได้
ในวงจรการผลิตทั้งหมดสมดุลความร้อนจะถูกสร้างขึ้นในแม่พิมพ์ผ่านการฉีดหลายครั้ง โดยทั่วไปควรมีการฉีดอย่างน้อย 10 ครั้ง อุณหภูมิที่แท้จริงในการเข้าถึงสมดุลทางความร้อนได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย อุณหภูมิที่แท้จริงของพื้นผิวแม่พิมพ์ที่สัมผัสกับพลาสติกสามารถวัดได้ด้วยเทอร์โมคัปเปิลภายในแม่พิมพ์ (อ่านที่ 2 มม. จากพื้นผิว) วิธีที่ใช้กันทั่วไปคือการถือไพโรมิเตอร์เพื่อวัดและหัววัดของไพโรมิเตอร์ควรตอบสนองอย่างรวดเร็ว ในการกำหนดอุณหภูมิแม่พิมพ์ควรวัดหลายจุดไม่ใช่อุณหภูมิจุดเดียวหรือด้านเดียว จากนั้นจึงสามารถแก้ไขได้ตามมาตรฐานการควบคุมอุณหภูมิที่ตั้งไว้ ปรับอุณหภูมิแม่พิมพ์ให้เป็นค่าที่เหมาะสม อุณหภูมิแม่พิมพ์ที่แนะนำจะระบุไว้ในรายการวัสดุต่างๆ คำแนะนำเหล่านี้มักจะได้รับการพิจารณาถึงการกำหนดค่าที่ดีที่สุดจากปัจจัยต่างๆเช่นผิวสำเร็จสูงคุณสมบัติเชิงกลการหดตัวและรอบการประมวลผล
สำหรับแม่พิมพ์ที่ต้องประมวลผลชิ้นส่วนและแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำซึ่งต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับสภาพลักษณะหรือชิ้นส่วนมาตรฐานความปลอดภัยโดยปกติจะใช้อุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่สูงขึ้น (การหดตัวหลังการขึ้นรูปจะต่ำลงพื้นผิวสว่างขึ้นและประสิทธิภาพสม่ำเสมอมากขึ้น ). สำหรับชิ้นส่วนที่มีข้อกำหนดทางเทคนิคต่ำและต้นทุนการผลิตต่ำที่สุดสามารถใช้อุณหภูมิในการประมวลผลที่ต่ำกว่าได้ในระหว่างการขึ้นรูป อย่างไรก็ตามผู้ผลิตควรเข้าใจข้อบกพร่องของทางเลือกนี้และตรวจสอบชิ้นส่วนอย่างรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่ผลิตยังสามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้
