Kuidas teostada õhukese seina survevalu traditsiooniliste seadmetega?

Plastist survevaluprotsessis on detaili seina paksus väga kriitiline parameeter. Õhukeseseinalistel survevaluosadel on palju eeliseid, näiteks osade kaalu vähendamine, tootmismaht, materjalikulu ja vormimistsükkel. Siiski ei ole kuluefektiivne kasutada õhukeseseinaliste toodete valmistamiseks kalleid kiireid survevalumasinaid.
Kas traditsiooniline survevalumasin on pädev või mitte, analüüsime seda probleemi:
Esiteks peame mõistma, mis on õhukeseseinaline survevalu. Üldjuhul mõeldakse õhukeseseinalise survevalu all survevalu detaili, mille pindala on 50 ruutsentimeetrit ja seinapaksus 1 mm. Sellist survevalu taset võib nimetada õhukese seinaga survevaluvormiks.
Traditsiooniline survevalumasin ei vasta aga õhukese seina survevalu nõuetele. Võtke näiteks traditsiooniline survevalumasin 3 mm seinapaksusega detailide valmistamiseks: kui sulanud termoplasti esiosa voolab läbi vormiõõnsuse, puutub see madalama temperatuuri ja vormiga kokku südamiku või vormiõõne siseseinaga. tahkunud õhuke nahk. Selline enneaegselt tahkunud nahk moodustab umbes 20 protsenti seina kogupaksusest.
Selle nahakihi sees voolab süstitud sulamaterjal endiselt edasi. Ilmselgelt, kui detaili seina paksust vähendada õhukese seina ulatuses, kiireneb ka selle jahutuskiirus, mille tulemusena suureneb tahkunud naha osakaal kogu seina paksusest ehk selle järgnevast sulasüdamikust. vormiõõnde voolamine väheneb. Vastupidi, osade kondenseerumise ajavahemik lüheneb. See kõik raskendab materjalide pidevat voolamist, mis muudab osade jaoks keerulisemaks kondenseerumiseelse täitmise nõuete täitmise.
Õhukeseseinalise survevalu täitmisraskuste ületamiseks on tavaliselt vaja survevalumasina spetsiaalset konstruktsiooni või modifitseerimist, näiteks mitme kanaliga sissepritseportide kasutamist, survet kuni 241 Pa ja süstimiskiirust. 1000 mm/s. Need tavad maksavad aga märkimisväärset raha.
Niisiis, kas me saame traditsioonilise muutmata standardse survevalumasina mõningaid protsessi parameetreid kontrollida, et need vastaksid õhukese seina survevalu nõuetele?
Vastus on jah. Teatati, et keegi oli selle katse teinud traditsioonilisel survevalumasinal, mille maksimaalne kinnitusjõud oli 90 hektarit ja maksimaalne sissepritse maht 170 g: peale asetati lehvikukujulise sissepritsesisu, sissepritseava ja süvendiga vorm. see masin. Vahetüki pikkuse ja paksuse suhe on 140:1 ja õõnsuse paksus on 1 mm. Kasutatud plastid on Lexan SP7602 ja Magnum 9015.
Tooteosa kaal on ainus muutuv väljundväärtus. Sama vormiõõnsuse tingimustes on osa massi muutus ilmselgelt tihedalt seotud sulamaterjali täitumise astmega vormiõõnes survevaluprotsessi ajal. Väidetavalt võib detailide kaalumuutuse analüüsi tulemuste usaldusväärsus ulatuda 95 protsendini . Seetõttu põhineb see katse protsessi parameetrite ja osade kaalu vahelisel seosel. Sel põhjusel on vormiõõnsusse spetsiaalselt paigaldatud viis rõhu- ja temperatuurimuundurit. Andmekontrollisüsteem jälgib õõnsuse rõhu- ja temperatuurikõverat.
Katses kasutatakse poole murdosa konstruktsiooni, et uurida düüsi temperatuuri, vormi temperatuuri, jahutusaega, süstimiskiirust ja valgendamise hoidmisrõhku. Väidetavalt võivad need viis parameetrit osade kaalu mõjutada. Nende parameetrite kindlaksmääramiseks, et määrata nende mõju osade kaalule, kasutatakse survevalu jaoks erinevaid kõrgete ja madalate väärtuste kombinatsioone.
Testiti arvutit ja ABS-i. Katsetingimused on järgmised: vastav sulamistemperatuur, vormi standardtemperatuur ja osa kaal, osa standardne tõmbetugevus ja maksimaalne lubatud sissepritsekiirus. Lisaks saab kahe materjali suhtelise viskoossuse määrata ka erinevatel nihkekiirustel.
Eksperimentaalsed tulemused on järgmised:
1. Kui ABS materjali sulamistemperatuur tõuseb 260 kraadilt 280 kraadile, suureneb selle osade kaal 6,6 g-lt 7,4 g-le, see tähendab 12 protsenti.
2. PC materjalide sulamistemperatuuri tõstmisel 290 kraadilt 300 kraadile suureneb osade kaal 7,3 g-lt 8,9 g-le, mis on 22 protsenti.
3. Kui vormi temperatuur tõuseb 80 kraadilt 90 kraadile, suureneb PC-st ja ABS-st valmistatud osade kaal, kuid arvuti on tundlikum. Viimasest valmistatud osade kaal võib tõusta 8,4 grammilt 8,8 grammile, mis tähendab 4,8 protsenti.
4. Sulamistemperatuuri ja vormi temperatuuri muutused toovad kaasa muutusi osade tõmbetugevuses. Kuid sulamistemperatuuri tõus vähendab tugevust, samas kui hallituse temperatuuri tõus suurendab tugevust.
5. Jahutusaja lühendamine ja sissepritsekiiruse suurendamine suurendab arvutiosade kaalu, samas kui ABS-materjale need kaks parameetrit ei mõjuta.
Tulemuse analüüs:
PC-materjalide puhul on sulamistemperatuur, vormi temperatuur, jahutusaeg ja süstimiskiirus peamised parameetrid, mis mõjutavad osade kaalu; ABS-i puhul on selle osade kaalu mõjutavad parameetrid ainult sulamistemperatuur ja vormitemperatuur.
Sulamistemperatuuri tõus muudab materjali suurema soojusenergia ja madalama viskoossusega, mis muudab sulamaterjali kergemaks voolamiseks, moodustab pikema voodri pikkuse ja täidab õõnsust sujuvamalt. Kui aga sulamistemperatuur on liiga kõrge, materjal rikneb ja laguneb. Seetõttu saab seda parameetrit kasutada ainult selleks, et tagada õõnsuse täitumine materjali poolt lubatud ülemise piiri piires.
Vormitemperatuuri tõus vähendab materjali kondensatsioonikihti vormiõõnes ja muudab sulamaterjali kergemini voolavaks vormiõõnes, et saada suurem osakaal ja parem pinnakvaliteet.
Lühem jahutusaeg võib muuta sulamaterjali lühemaks mahutis viibimise ja vähendada lagunemise võimalust. Arvatakse, et seina paksuse vähendamine 50 protsendi võrra vähendab jahutusaega 4-korda. Lisaks moodustab jahutusaeg umbes 70 protsenti vormimistsüklist ja selle vähendamine tähendab tootmise efektiivsuse paranemist.
Masina sissepritse maht peaks olema võimalikult suur. See aitab ka vähendada sulamaterjalide viibimisaega mahutis. Sissepritsekiiruse suurendamine vähendab ka sulamaterjali suhtelist viskoossust, mis tuleneb pseudoplasti mõjust, kui nihkejõud muutub õhemaks. Samal ajal toimub see nihkekuumutamine vaid vähem kui sekundiga, mis on ilmse lagunemise põhjustamiseks ebaoluline.
Sissepritsekiiruse suurendamine vähendab PC-materjali viskoossust ja suurendab osade kaalu, kuid see on palju väiksem kui kõrgema sulamistemperatuuriga osadel. Kuid kuna see võib muuta materjali ka lagunemise suhtes vastupidavamaks, on soovitatav süstimiskiirust parandada.
Sissepritsekiiruse muutus ei avalda ABS materjalile peaaegu mingit mõju, mis tuleneb sellest, et selle suhteline viskoossus ei ole hetkel oluliselt vähenenud.
Mõne protsessi parameetri muutmisega traditsioonilise survevalu masina tingimustes on suurendatud osade kaalu.
See tulemus peegeldab tegelikult plasti võime suurenemist täita sulas olekus 1 mm õõnsust, mis parandab õhukese seina moodustamise võimet.
Katsetulemuste järgi on võimalik õhukeseseinalisi detaile töödelda ka traditsioonilistel survevalumasinatel. Töötamise ajal saab sissepritse kiirust reguleerida maksimaalse lubatud ülempiirini. Selle põhjal saab kahte parameetrit võimalikult palju parandada vastavalt materjali soovitatud maksimaalsele sulamistemperatuuri piirile ja maksimaalsele vormitemperatuuri standardile. See on peamine vastumeede kvaliteetse õhukeseseinalise survevalu saavutamiseks traditsiooniliste survevalumasinate madala hinnaga valikuga.