في صناعة قوالب الحقن ، غالبًا ما يكون هناك الداخلين الجدد في الصناعة الذين يتشاورون: لماذا تزيد درجة حرارة قالب الحقن من لمعان الأجزاء البلاستيكية المنتجة؟ الآن نستخدم لغة بسيطة لشرح هذه الظاهرة ، وشرح كيفية اختيار درجة حرارة العفن بشكل معقول. أسلوب الكتابة محدود ، لذا أرجو إفادتنا إذا كانت خاطئة! (يناقش هذا الفصل فقط درجة حرارة العفن والضغط وغيرها خارج نطاق المناقشة)
1. تأثير درجة حرارة القالب على المظهر:
بادئ ذي بدء ، إذا كانت درجة حرارة القالب منخفضة جدًا ، فسيؤدي ذلك إلى تقليل سيولة الذوبان وقد يحدث عجز عن الهدف ؛ تؤثر درجة حرارة العفن على تبلور البلاستيك. بالنسبة لـ ABS ، إذا كانت درجة حرارة القالب منخفضة جدًا ، فسيكون تشطيب المنتج منخفضًا. مقارنةً بالمواد المالئة ، يسهل انتقال البلاستيك إلى السطح عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة. لذلك ، عندما تكون درجة حرارة قالب الحقن عالية ، يكون المكون البلاستيكي أقرب إلى سطح قالب الحقن ، ويكون الحشو أفضل ، ويكون السطوع واللمعان أعلى. ومع ذلك ، يجب ألا تكون درجة حرارة قالب الحقن مرتفعة للغاية. إذا كان مرتفعًا جدًا ، فمن السهل التمسك بالقالب ، وستكون هناك نقاط مضيئة واضحة في بعض أجزاء الجزء البلاستيكي. إذا كانت درجة حرارة قالب الحقن منخفضة جدًا ، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى جعل الجزء البلاستيكي يمسك القالب بإحكام شديد ، ومن السهل إجهاد الجزء البلاستيكي عند إزالة القوالب ، خاصة النمط الموجود على سطح الجزء البلاستيكي.
يمكن القولبة بالحقن متعدد المراحل أن تحل مشكلة الموضع. على سبيل المثال ، إذا كان المنتج يحتوي على خطوط غاز عند حقن المنتج ، فيمكن تقسيمه إلى شرائح. في صناعة القولبة بالحقن ، بالنسبة للمنتجات اللامعة ، كلما ارتفعت درجة حرارة القالب ، زاد لمعان سطح المنتج. على العكس من ذلك ، فكلما انخفضت درجة الحرارة ، انخفض لمعان السطح. ولكن بالنسبة للمنتجات المصنوعة من مواد PP المطبوعة بالشمس ، فكلما ارتفعت درجة الحرارة ، انخفض لمعان سطح المنتج ، وكلما انخفض اللمعان ، زاد اختلاف اللون ، ويكون اللمعان واختلاف اللون متناسبين عكسياً.
لذلك ، فإن المشكلة الأكثر شيوعًا التي تسببها درجة حرارة القالب هي تشطيب السطح الخشن للأجزاء المصبوبة ، والذي يحدث عادةً بسبب درجة حرارة سطح القالب المنخفضة جدًا.
يعتمد انكماش القوالب والانكماش اللاحق للبوليمرات شبه البلورية بشكل أساسي على درجة حرارة القالب وسمك جدار الجزء. سيؤدي التوزيع غير المتكافئ لدرجة الحرارة في القالب إلى انكماش مختلف ، مما يجعل من المستحيل ضمان تلبية الأجزاء للتفاوتات المحددة. في أسوأ الحالات ، سواء كان الراتينج المعالج غير مقوى أو راتينج مقوى ، فإن الانكماش يتجاوز القيمة القابلة للتصحيح.
2. التأثير على حجم المنتج:
إذا كانت درجة حرارة القالب عالية جدًا ، فسوف يتحلل المصهور حرارياً. بعد خروج المنتج ، سيزداد معدل الانكماش في الهواء ، وسيصبح حجم المنتج أصغر. إذا تم استخدام القالب في ظروف درجات حرارة منخفضة ، إذا أصبح حجم الجزء أكبر ، فهذا يرجع عمومًا إلى سطح القالب. درجة الحرارة منخفضة للغاية. وذلك لأن درجة حرارة سطح القالب منخفضة جدًا ، كما أن المنتج يتقلص بدرجة أقل في الهواء ، وبالتالي يكون الحجم أكبر! والسبب هو أن درجة حرارة القالب المنخفضة تعمل على تسريع "التوجه المجمد" الجزيئي ، مما يزيد من سمك الطبقة المجمدة للصهر في تجويف القالب. في الوقت نفسه ، تعيق درجة حرارة القالب المنخفضة نمو البلورات ، وبالتالي تقلل من انكماش صب المنتج. على العكس من ذلك ، إذا كانت درجة حرارة القالب عالية ، سيبرد الذوبان ببطء ، وسيكون وقت الاسترخاء طويلًا ، وسيكون مستوى التوجيه منخفضًا ، وسيكون مفيدًا للتبلور ، وسيكون الانكماش الفعلي للمنتج أكبر.
إذا كانت عملية البدء طويلة جدًا قبل أن يصبح الحجم مستقرًا ، فهذا يشير إلى أن درجة حرارة القالب لا يتم التحكم فيها جيدًا ، لأن القالب يستغرق وقتًا طويلاً للوصول إلى التوازن الحراري.
سيؤدي تشتت الحرارة غير المتكافئ في أجزاء معينة من القالب إلى إطالة دورة الإنتاج بشكل كبير ، وبالتالي زيادة تكلفة التشكيل! يمكن أن تقلل درجة حرارة القالب الثابتة من تذبذب انكماش القولبة وتحسن ثبات الأبعاد. البلاستيك المتبلور ، درجة حرارة القالب العالية تساعد في عملية التبلور ، لن يتغير حجم الأجزاء البلاستيكية المتبلورة بالكامل أثناء التخزين أو الاستخدام ؛ لكن التبلور العالي والانكماش الكبير. بالنسبة للبلاستيك الأكثر ليونة ، يجب استخدام درجة حرارة منخفضة للقالب في التشكيل ، مما يؤدي إلى استقرار الأبعاد. بالنسبة لأي مادة ، تكون درجة حرارة القالب ثابتة ويكون الانكماش ثابتًا ، وهو أمر مفيد لتحسين دقة الأبعاد!
3. تأثير درجة حرارة القالب على التشوه:
إذا لم يتم تصميم نظام تبريد القالب بشكل صحيح أو لم يتم التحكم في درجة حرارة القالب بشكل صحيح ، فإن التبريد غير الكافي للأجزاء البلاستيكية سيؤدي إلى تشوه وتشوه الأجزاء البلاستيكية. للتحكم في درجة حرارة القالب ، يجب تحديد فرق درجة الحرارة بين القالب الأمامي والقالب الخلفي ، ولب القالب وجدار القالب ، وجدار القالب والإدخال وفقًا للخصائص الهيكلية للمنتج ، وذلك من أجل التحكم في الاختلاف في سرعة التبريد والانكماش لكل جزء من القالب. بعد إزالة القوالب ، تميل إلى الانحناء في اتجاه الجر على جانب درجة الحرارة المرتفعة لتعويض الاختلاف في انكماش الاتجاه وتجنب تشويه وتشوه الجزء البلاستيكي وفقًا لقانون التوجيه.
بالنسبة للأجزاء البلاستيكية ذات الهيكل المتماثل تمامًا ، يجب الحفاظ على درجة حرارة القالب متسقة وفقًا لذلك ، بحيث يكون تبريد كل جزء من الجزء البلاستيكي متوازنًا. درجة حرارة القالب مستقرة والتبريد متوازن ، مما يقلل من تشوه الجزء البلاستيكي. سيؤدي الاختلاف المفرط في درجة حرارة القالب إلى تبريد غير متساوٍ للأجزاء البلاستيكية وانكماش غير متسق ، مما يؤدي إلى الإجهاد والتسبب في تشوه وتشوه الأجزاء البلاستيكية ، وخاصة الأجزاء البلاستيكية ذات سمك الجدار غير المتساوي والأشكال المعقدة. الجانب مع درجة حرارة عالية للقالب ، بعد تبريد المنتج ، يجب أن يكون اتجاه التشوه نحو الجانب مع درجة حرارة عالية للقالب! يوصى باختيار درجة حرارة القوالب الأمامية والخلفية بشكل معقول وفقًا للاحتياجات. تظهر درجة حرارة القالب في جدول الخصائص الفيزيائية للمواد المختلفة!
4. تأثير درجة حرارة القالب على الخواص الميكانيكية (الإجهاد الداخلي):
درجة حرارة القالب منخفضة ، وعلامة اللحام للجزء البلاستيكي واضحة ، مما يقلل من قوة المنتج ؛ كلما زادت تبلور البلاستيك البلوري ، زاد ميل الجزء البلاستيكي للتشقق الإجهادي ؛ لتقليل الضغط ، يجب ألا تكون درجة حرارة القالب عالية جدًا (PP ، PE). بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر وغيرها من اللدائن غير المتبلورة عالية اللزوجة ، يرتبط تشقق الضغط بالضغط الداخلي للجزء البلاستيكي. تؤدي زيادة درجة حرارة القالب إلى تقليل الضغط الداخلي وتقليل ميل تكسير الضغط.
التعبير عن الضغط الداخلي هو علامات ضغط واضحة والسبب هو أن تكوين الضغط الداخلي في القولبة ناتج أساسًا عن معدلات الانكماش الحراري المختلفة أثناء التبريد. بعد تشكيل المنتج ، يمتد تبريده تدريجيًا من السطح إلى الداخل. يتقلص السطح أولاً ويتصلب ، ثم ينتقل تدريجياً إلى الداخل. يتم إنشاء الضغط الداخلي بسبب الاختلاف في سرعة الانكماش. عندما يكون الضغط الداخلي المتبقي في الجزء البلاستيكي أعلى من الحد المرن للراتنج ، أو تحت تآكل بيئة كيميائية معينة ، ستحدث تشققات على سطح الجزء البلاستيكي. تظهر الأبحاث التي أجريت على الراتنجات الشفافة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية و PMMA أن الضغط الداخلي المتبقي يكون في شكل مضغوط على الطبقة السطحية وشكل ممتد في الطبقة الداخلية.
يعتمد إجهاد الضغط السطحي على حالة تبريد السطح. يقوم القالب البارد بتبريد الراتينج المصهور بسرعة ، مما يتسبب في إنتاج المنتج المقولب بضغط داخلي أعلى. درجة حرارة العفن هي الشرط الأساسي للتحكم في الإجهاد الداخلي. سيؤدي التغيير الطفيف في درجة حرارة القالب إلى تغيير إجهاده الداخلي المتبقي بشكل كبير. بشكل عام ، فإن الضغط الداخلي المقبول لكل منتج وراتنج له حد أدنى لدرجة حرارة القالب. عند تشكيل جدران رقيقة أو مسافات تدفق أطول ، يجب أن تكون درجة حرارة القالب أعلى من الحد الأدنى للقولبة العامة.
5. تؤثر على درجة حرارة التشوه الحراري للمنتج:
خاصة بالنسبة للبلاستيك البلوري ، إذا تم تشكيل المنتج في درجة حرارة منخفضة للقالب ، يتم تجميد الاتجاه الجزيئي والبلورات على الفور. عند استخدام بيئة ذات درجة حرارة أعلى أو ظروف معالجة ثانوية ، سيتم إعادة ترتيب السلسلة الجزيئية جزئيًا وستؤدي عملية التبلور إلى تشوه المنتج حتى بدرجة أقل بكثير من درجة حرارة تشويه الحرارة (HDT) للمادة.
الطريقة الصحيحة هي استخدام درجة حرارة القالب الموصى بها بالقرب من درجة حرارة التبلور الخاصة به لجعل المنتج متبلورًا بالكامل في مرحلة التشكيل بالحقن ، وتجنب هذا النوع من التبلور اللاحق وما بعد الانكماش في بيئة درجة حرارة عالية. باختصار ، تعد درجة حرارة القالب واحدة من أبسط معايير التحكم في عملية القولبة بالحقن ، وهي أيضًا الاعتبار الأساسي في تصميم القالب.
توصيات لتحديد درجة حرارة القالب الصحيحة:
في الوقت الحاضر ، أصبحت القوالب أكثر تعقيدًا ، وبالتالي ، أصبح من الصعب بشكل متزايد تهيئة الظروف المناسبة للتحكم الفعال في درجة حرارة القولبة. بالإضافة إلى الأجزاء البسيطة ، عادةً ما يكون نظام التحكم في درجة حرارة القالب حلاً وسطًا. لذلك ، فإن التوصيات التالية ليست سوى دليل تقريبي.
في مرحلة تصميم القالب ، يجب مراعاة التحكم في درجة حرارة شكل الجزء المعالج.
في حالة تصميم قالب بحجم حقن منخفض وحجم صب كبير ، فمن المهم مراعاة النقل الجيد للحرارة.
قم بعمل مخصصات عند تصميم أبعاد المقطع العرضي للسائل المتدفق عبر القالب وأنبوب التغذية. لا تستخدم المفاصل ، وإلا فإنها ستسبب عقبات خطيرة لتدفق السوائل التي تتحكم فيها درجة حرارة العفن.
إذا أمكن ، استخدم الماء المضغوط كوسيط للتحكم في درجة الحرارة. الرجاء استخدام مجاري وفتحات مقاومة للضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة.
قدم وصفًا تفصيليًا لأداء معدات التحكم في درجة الحرارة المطابقة للقالب. يجب أن توفر ورقة البيانات المقدمة من الشركة المصنعة للقوالب بعض الأرقام الضرورية حول معدل التدفق.
يرجى استخدام الألواح العازلة عند التداخل بين القالب وقالب الآلة.
استخدام أنظمة مختلفة للتحكم في درجة الحرارة للقوالب الديناميكية والثابتة
على أي جانب وفي المركز ، يرجى استخدام نظام تحكم في درجة الحرارة معزول ، بحيث تكون هناك درجات حرارة بدء مختلفة أثناء عملية التشكيل.
يجب توصيل دوائر مختلفة لنظام التحكم في درجة الحرارة في سلسلة ، وليس بالتوازي. إذا كانت الدوائر متصلة بالتوازي ، فإن الاختلاف في المقاومة سيؤدي إلى اختلاف معدل التدفق الحجمي لوسط التحكم في درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى تغير أكبر في درجة الحرارة مما هو عليه في حالة الدائرة المتسلسلة. (فقط عندما تكون دائرة السلسلة متصلة بمدخل القالب وفرق درجة حرارة المخرج أقل من 5 درجات مئوية ، يكون تشغيلها جيدًا)
إنها ميزة لعرض درجة حرارة الإمداد ودرجة حرارة العودة على معدات التحكم في درجة حرارة القالب.
الغرض من التحكم في العملية هو إضافة مستشعر درجة الحرارة إلى القالب بحيث يمكن اكتشاف التغيرات في درجات الحرارة في الإنتاج الفعلي.
في دورة الإنتاج بأكملها ، يتم إنشاء توازن الحرارة في القالب من خلال الحقن المتعددة. بشكل عام ، يجب أن يكون هناك ما لا يقل عن 10 حقن. تتأثر درجة الحرارة الفعلية في الوصول إلى التوازن الحراري بعدة عوامل. يمكن قياس درجة الحرارة الفعلية لسطح القالب الملامس للبلاستيك بمزدوجة حرارية داخل القالب (القراءة عند 2 مم من السطح). الطريقة الأكثر شيوعًا هي الاحتفاظ بمقياس البيرومتر للقياس ، ويجب أن يستجيب مسبار البيرومتر بسرعة. لتحديد درجة حرارة القالب ، يجب قياس العديد من النقاط ، وليس درجة حرارة نقطة واحدة أو جانب واحد. ثم يمكن تصحيحها وفقًا لمعيار التحكم في درجة الحرارة المحدد. اضبط درجة حرارة القالب على قيمة مناسبة. يتم إعطاء درجة حرارة القالب الموصى بها في قائمة المواد المختلفة. عادة ما يتم تقديم هذه الاقتراحات في الاعتبار لأفضل تكوين بين عوامل مثل تشطيب السطح العالي ، والخصائص الميكانيكية ، والانكماش ودورات المعالجة.
بالنسبة للقوالب التي تحتاج إلى معالجة المكونات والقوالب الدقيقة التي يجب أن تفي بمتطلبات صارمة بشأن ظروف المظهر أو أجزاء معينة من معايير السلامة ، يتم عادةً استخدام درجات حرارة أعلى للقوالب (يكون انكماش ما بعد التشكيل أقل ، والسطح أكثر إشراقًا ، والأداء أكثر اتساقًا ). بالنسبة للأجزاء ذات المتطلبات الفنية المنخفضة وتكاليف الإنتاج المنخفضة قدر الإمكان ، يمكن استخدام درجات حرارة معالجة منخفضة أثناء عملية التشكيل. ومع ذلك ، يجب على الشركة المصنعة فهم أوجه القصور في هذا الاختيار والتحقق بعناية من الأجزاء للتأكد من أن الأجزاء المنتجة لا تزال قادرة على تلبية متطلبات العملاء.
