W branży form wtryskowych często pojawiają się nowi uczestnicy branży, którzy konsultują się: Dlaczego temperatura formy wtryskowej zwiększa połysk produkowanych części z tworzyw sztucznych? Teraz używamy prostego języka, aby wyjaśnić to zjawisko i wyjaśnić, jak rozsądnie wybrać temperaturę formy. Styl pisania jest ograniczony, więc prosimy o poinformowanie nas, jeśli jest zły! (W tym rozdziale omówiono tylko temperaturę formy, ciśnienie i inne są poza zakresem dyskusji)
1. Wpływ temperatury formy na wygląd:
Przede wszystkim, jeśli temperatura formy jest zbyt niska, spowoduje to zmniejszenie płynności stopu i może wystąpić podtopienie; temperatura formy wpływa na krystaliczność tworzywa sztucznego. W przypadku ABS, jeśli temperatura formy jest zbyt niska, wykończenie produktu będzie niskie. W porównaniu z wypełniaczami tworzywa sztuczne łatwiej migrować na powierzchnię, gdy temperatura jest wysoka. Dlatego, gdy temperatura formy wtryskowej jest wysoka, element z tworzywa sztucznego jest bliżej powierzchni formy wtryskowej, wypełnienie będzie lepsze, a jasność i połysk będą większe. Jednak temperatura formy wtryskowej nie powinna być zbyt wysoka. Jeśli jest zbyt wysoka, łatwo przykleić się do formy, aw niektórych częściach plastikowej części będą widoczne jasne plamy. Jeśli temperatura formy wtryskowej jest zbyt niska, spowoduje to również, że część z tworzywa sztucznego będzie zbyt mocno trzymać formę i łatwo będzie odkształcać część z tworzywa sztucznego podczas wyjmowania, zwłaszcza wzór na powierzchni części z tworzywa sztucznego.
Wielostopniowe formowanie wtryskowe może rozwiązać problem pozycji. Na przykład, jeśli produkt ma przewody gazowe podczas wtryskiwania produktu, można go podzielić na segmenty. W branży formowania wtryskowego dla produktów błyszczących im wyższa temperatura formy, tym wyższy połysk powierzchni produktu. Wręcz przeciwnie, im niższa temperatura, tym mniejszy połysk powierzchni. Jednak w przypadku produktów wykonanych z materiałów PP z nadrukiem słonecznym im wyższa temperatura, tym niższy połysk powierzchni produktu, tym niższy połysk, tym większa różnica koloru, a połysk i różnica koloru są odwrotnie proporcjonalne.
Dlatego najczęstszym problemem spowodowanym temperaturą formy jest szorstkie wykończenie powierzchni wyprasek, które jest zwykle spowodowane zbyt niską temperaturą powierzchni formy.
Skurcz podczas formowania i skurcz po formowaniu polimerów półkrystalicznych zależy głównie od temperatury formy i grubości ścianki części. Nierównomierny rozkład temperatury w formie spowoduje różny skurcz, co uniemożliwia zagwarantowanie, że części będą spełniały określone tolerancje. W najgorszym przypadku, niezależnie od tego, czy przetwarzana żywica jest żywicą niewzmocnioną, czy wzmocnioną, skurcz przekracza wartość korygowalną.
2. Wpływ na rozmiar produktu:
Jeśli temperatura formy jest zbyt wysoka, stop ulega rozkładowi termicznemu. Po wyjściu produktu współczynnik skurczu w powietrzu wzrośnie, a rozmiar produktu zmniejszy się. Jeśli forma jest używana w warunkach niskiej temperatury, rozmiar części staje się większy, zwykle jest to spowodowane powierzchnią formy. Temperatura jest za niska. Dzieje się tak, ponieważ temperatura powierzchni formy jest zbyt niska, a produkt kurczy się mniej w powietrzu, więc rozmiar jest większy! Powodem jest to, że niska temperatura formy przyspiesza „zamrożoną orientację” molekularną, co zwiększa grubość zamarzniętej warstwy stopu w gnieździe formy. Jednocześnie niska temperatura formy utrudnia wzrost kryształów, zmniejszając w ten sposób skurcz formowy produktu. Wręcz przeciwnie, jeśli temperatura formy jest wysoka, stop będzie się powoli ochładzał, czas relaksacji będzie długi, poziom orientacji będzie niski i będzie to korzystne dla krystalizacji, a rzeczywisty skurcz produktu będzie większy.
Jeśli proces rozruchu trwa zbyt długo, zanim rozmiar będzie stabilny, oznacza to, że temperatura formy nie jest dobrze kontrolowana, ponieważ forma potrzebuje dużo czasu, aby osiągnąć równowagę termiczną.
Nierównomierne rozpraszanie ciepła w niektórych częściach formy znacznie wydłuży cykl produkcyjny, zwiększając w ten sposób koszt formowania! Stała temperatura formy może zmniejszyć fluktuację skurczu formy i poprawić stabilność wymiarową. Krystaliczne tworzywo sztuczne, wysoka temperatura formy sprzyja procesowi krystalizacji, całkowicie skrystalizowane części z tworzywa sztucznego nie zmieniają rozmiaru podczas przechowywania lub użytkowania; ale wysoka krystaliczność i duży skurcz. W przypadku bardziej miękkich tworzyw sztucznych podczas formowania należy stosować niską temperaturę formy, co sprzyja stabilności wymiarowej. W przypadku każdego materiału temperatura formy jest stała, a skurcz stały, co jest korzystne dla poprawy dokładności wymiarowej!
3. Wpływ temperatury formy na odkształcenie:
Jeśli system chłodzenia formy nie jest odpowiednio zaprojektowany lub temperatura formy nie jest odpowiednio kontrolowana, niewystarczające chłodzenie części z tworzywa sztucznego spowoduje wypaczenie i odkształcenie części plastikowych. Aby kontrolować temperaturę formy, różnicę temperatur między przednią i tylną formą, rdzeniem formy i ścianą formy oraz ścianą formy i wkładką należy określić zgodnie z charakterystyką strukturalną produktu, tak aby kontrolować różnicę w szybkości chłodzenia i skurczu każdej części formy. Po wyjęciu z formy ma tendencję do zginania się w kierunku ciągnięcia po stronie o wyższej temperaturze, aby zrównoważyć różnicę w skurczu orientacji i uniknąć wypaczenia i odkształcenia części z tworzywa sztucznego zgodnie z prawem orientacji.
W przypadku części z tworzywa sztucznego o całkowicie symetrycznej strukturze temperatura formy powinna być odpowiednio utrzymywana na stałym poziomie, aby chłodzenie każdej części części z tworzywa sztucznego było zrównoważone. Temperatura formy jest stabilna, a chłodzenie zrównoważone, co może zmniejszyć odkształcenie części z tworzywa sztucznego. Nadmierna różnica temperatur formy spowoduje nierównomierne chłodzenie części z tworzywa sztucznego i nierównomierny skurcz, co spowoduje naprężenia i spowoduje wypaczenie i odkształcenie części z tworzyw sztucznych, zwłaszcza części z tworzyw sztucznych o nierównej grubości ścian i skomplikowanych kształtach. Strona o wysokiej temperaturze formy, po schłodzeniu produktu, kierunek odkształcenia musi być skierowany w stronę o wysokiej temperaturze formy! Zaleca się, aby temperatura przedniej i tylnej formy była dobrana rozsądnie w zależności od potrzeb. Temperatura formy jest pokazana w tabeli właściwości fizycznych różnych materiałów!
4. Wpływ temperatury formy na właściwości mechaniczne (naprężenia wewnętrzne):
Temperatura formy jest niska, a znak spoiny części z tworzywa sztucznego jest oczywisty, co zmniejsza wytrzymałość produktu; im wyższa krystaliczność krystalicznego tworzywa sztucznego, tym większa skłonność części z tworzywa sztucznego do pękania naprężeniowego; w celu zmniejszenia naprężeń temperatura formy nie powinna być zbyt wysoka (PP, PE). W przypadku PC i innych amorficznych tworzyw sztucznych o wysokiej lepkości pękanie naprężeniowe jest związane z naprężeniami wewnętrznymi części z tworzywa sztucznego. Podwyższenie temperatury formy sprzyja zmniejszeniu naprężeń wewnętrznych i zmniejszeniu skłonności do pękania naprężeniowego.
Wyraz wewnętrznego stresu to oczywiste oznaki stresu! Powód jest następujący: powstawanie naprężeń wewnętrznych w formowaniu jest zasadniczo spowodowane różnymi szybkościami skurczu termicznego podczas chłodzenia. Po uformowaniu produktu jego chłodzenie stopniowo rozciąga się od powierzchni do wewnątrz. Powierzchnia najpierw kurczy się i twardnieje, a następnie stopniowo przechodzi do wewnątrz. Naprężenie wewnętrzne jest generowane z powodu różnicy w szybkości skurczu. Kiedy szczątkowe naprężenie wewnętrzne w części z tworzywa sztucznego jest wyższe niż granica elastyczności żywicy lub w wyniku erozji określonego środowiska chemicznego, na powierzchni części z tworzywa sztucznego pojawią się pęknięcia. Badania nad przezroczystymi żywicami PC i PMMA pokazują, że szczątkowe naprężenia wewnętrzne mają postać ściśniętą na warstwie powierzchniowej i rozciągniętą w warstwie wewnętrznej.
Naprężenie ściskające powierzchni zależy od stanu chłodzenia powierzchni. Zimna forma szybko schładza stopioną żywicę, co powoduje, że uformowany produkt wytwarza wyższe wewnętrzne naprężenie szczątkowe. Temperatura formy jest najbardziej podstawowym warunkiem kontrolowania naprężeń wewnętrznych. Niewielka zmiana temperatury formy znacznie zmieni szczątkowe naprężenie wewnętrzne. Ogólnie rzecz biorąc, dopuszczalne naprężenie wewnętrzne każdego produktu i żywicy ma swoją minimalną granicę temperatury formy. Podczas formowania cienkich ścian lub większych odległości przepływu temperatura formy powinna być wyższa niż minimalna dla formowania ogólnego.
5. Wpływać na temperaturę odkształcenia termicznego produktu:
Szczególnie w przypadku krystalicznych tworzyw sztucznych, jeśli produkt jest formowany w niższej temperaturze formy, orientacja molekularna i kryształy są natychmiast zamrażane. W przypadku stosowania środowiska o wyższej temperaturze lub wtórnych warunków przetwarzania, łańcuch molekularny zostanie częściowo przearanżowany, a proces krystalizacji powoduje, że produkt odkształca się nawet znacznie poniżej temperatury odkształcenia cieplnego (HDT) materiału.
Prawidłowym sposobem jest użycie zalecanej temperatury formy zbliżonej do temperatury krystalizacji, aby produkt był w pełni skrystalizowany na etapie formowania wtryskowego, unikając tego rodzaju wtórnej krystalizacji i skurczu wtórnego w środowisku o wysokiej temperaturze. Krótko mówiąc, temperatura formy jest jednym z najbardziej podstawowych parametrów kontrolnych w procesie formowania wtryskowego, a także jest głównym czynnikiem branym pod uwagę przy projektowaniu formy.
Zalecenia dotyczące określenia prawidłowej temperatury formy:
W dzisiejszych czasach formy stają się coraz bardziej złożone, w związku z czym coraz trudniej jest stworzyć odpowiednie warunki do skutecznej kontroli temperatury formowania. Oprócz prostych części system kontroli temperatury formowania jest zwykle kompromisem. Dlatego poniższe zalecenia stanowią jedynie przybliżony przewodnik.
Na etapie projektowania formy należy wziąć pod uwagę kontrolę temperatury kształtu obrabianej części.
Projektując formę z małą objętością wtrysku i dużym rozmiarem formy, ważne jest, aby wziąć pod uwagę dobre przenoszenie ciepła.
Przy projektowaniu wymiarów przekroju poprzecznego płynu przepływającego przez formę i rurę zasilającą należy uwzględnić. Nie używaj złączy, ponieważ spowoduje to poważne przeszkody w przepływie płynu kontrolowanym przez temperaturę formy.
Jeśli to możliwe, jako medium do regulacji temperatury należy użyć wody pod ciśnieniem. Prosimy o stosowanie kanałów i kolektorów odpornych na wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę.
Podaj szczegółowy opis działania sprzętu do kontroli temperatury pasującego do formy. Arkusz danych podany przez producenta formy powinien zawierać niezbędne dane dotyczące natężenia przepływu.
Proszę użyć płyt izolacyjnych na zakładce między formą a szablonem maszyny.
Używaj różnych systemów kontroli temperatury dla form dynamicznych i stałych
Z każdej strony i środka należy zastosować izolowany system kontroli temperatury, aby podczas procesu formowania występowały różne temperatury początkowe.
Różne obwody układu regulacji temperatury należy łączyć szeregowo, a nie równolegle. Jeżeli obwody są połączone równolegle, różnica rezystancji spowoduje zmianę objętościowego natężenia przepływu czynnika regulującego temperaturę, co spowoduje większą zmianę temperatury niż w przypadku obwodu szeregowego. (Tylko gdy obwód szeregowy jest podłączony do wlotu i wylotu formy, różnica temperatur jest mniejsza niż 5 ° C, jego działanie jest dobre)
Zaletą jest wyświetlanie temperatury zasilania i powrotu na urządzeniu kontrolującym temperaturę formy.
Celem sterowania procesem jest dodanie czujnika temperatury do formy, aby można było wykryć zmiany temperatury w rzeczywistej produkcji.
W całym cyklu produkcyjnym bilans cieplny jest ustalany w formie poprzez wielokrotne wtryskiwanie. Ogólnie powinno być co najmniej 10 wstrzyknięć. Na rzeczywistą temperaturę w osiągnięciu równowagi termicznej wpływa wiele czynników. Rzeczywistą temperaturę powierzchni formy stykającej się z tworzywem sztucznym można zmierzyć za pomocą termopary wewnątrz formy (odczyt z odległości 2 mm od powierzchni). Bardziej powszechną metodą jest trzymanie pirometru do pomiaru, a sonda pirometru powinna reagować szybko. Aby określić temperaturę formy, należy zmierzyć wiele punktów, a nie temperaturę pojedynczego punktu lub jednej strony. Następnie można to skorygować zgodnie z ustawionym standardem kontroli temperatury. Dostosuj temperaturę formy do odpowiedniej wartości. Zalecana temperatura formy jest podana na liście różnych materiałów. Te sugestie są zwykle podawane z uwzględnieniem najlepszej konfiguracji spośród czynników, takich jak wysoka jakość wykończenia powierzchni, właściwości mechaniczne, skurcz i cykle przetwarzania.
W przypadku form, które muszą przetwarzać precyzyjne komponenty i formy, które muszą spełniać surowe wymagania dotyczące wyglądu lub niektórych standardowych części bezpieczeństwa, zwykle stosuje się wyższe temperatury formy (skurcz po formowaniu jest niższy, powierzchnia jest jaśniejsza, a wydajność bardziej spójna ). W przypadku części o niskich wymaganiach technicznych i jak najniższych kosztach produkcji podczas formowania można stosować niższe temperatury przetwarzania. Jednak producent powinien zrozumieć wady tego wyboru i dokładnie sprawdzić części, aby upewnić się, że wyprodukowane części mogą nadal spełniać wymagania klienta.
