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    注塑成型周期的優化方法

    2016-08-10


    注塑成型加工工藝的優化僅僅與加工過程中的物理條件有關,而與注塑成型的產能或設備無關。對于任何一次注塑成型過程而言,都存在一個最優的射膠時間。最優的射膠速率需要最低的注塑壓力。圖1給出了典型制品的射膠時間和注塑壓力之間的關系。但是,射膠速率越大,就越容易出現質量方面的問題――射膠速度太高以及模具排氣不充足的情況下,往往會導致熔體的最前面部分出現燒焦的現象。因此,在物料被燒焦的部位必須有排氣裝置。如果有排氣裝置的存在的話,排氣孔必須嚴格控制尺寸,而且必須保持清潔。這樣排氣孔的設置能在很大程度上幫助提高物料的射膠速度。但是,加工工藝卻不能因為缺少排氣裝置而有任何的妥協。

    通常情況下,射膠時間不會太長。幾乎95%的制品的射膠時間在1.5到3秒。如果射膠時間超過3秒鐘的話,就需要進行調查,以免有任何事故的發生。對于小部件的制品射膠時間可以更短,但是對于薄壁制品或者是熔體長度超過500mm的制品的射膠時間要超過3秒鐘。

    射膠階段的最優化可能只能給射膠階段帶來很少的時間的節約,但是,最優的射膠時間的設置可以在很大程度上節約保壓段的時間。在保壓段中,填充在模具中的處于半熔體狀態的物料必須施加一定的壓力,在模具中,當半熔熔體冷卻時,受到壓縮以讓其他熔體進入模具,填充收縮后的空間。對于結晶型的塑料制品而言,這一點是很關鍵的,因為結晶型的聚合物具有較大的體積收縮率。保壓階段可以減少產品的收縮率,也能在一定程度上保證產品的可重復生產性、鞏固產品的焊接以及改善產品的表面光澤度。射膠膠口的尺寸必須合理以保證進行合理的保壓。膠口的冷卻將取決于保壓階段所用的時間。制品的冷卻時間取決于制品的壁厚以及聚合物的類型。這一點是很容易確定的,可以直接從數據表格中查到效應的數據或者可以通過利用CAE軟件來做精確的確定。

    在通常情況下,保壓時間大概是冷卻時間的80%,一般情況下,冷卻時間要比設定的時間短。冷卻的速率與溫度和時間之間存在這一個指數關系。比率是不斷下降的。提高成型時的溫度能減少冷卻時需要的時間。研究表明:注塑設備中冷卻時間的設定往往時通過試驗來確定的。當然,這個過程中的循環時間還包括固定設備上的時間,如果各個參數都是很固定的話,也可以在一定的程度上減少加工周期。

    通常情況下,影響循環周期最壞的因素是模具的冷卻,原因不是溫度的問題,往往是缺少冷凍劑的問題。關于模具冷卻方面的問題存在著很多的誤解。事實上,所有的金屬的傳導率比一般塑料制品的要高200倍。塑料將很容易地將熱傳遞給金屬,但是,往往要以同樣的速度從模具中得到熱量,而且將冷凍劑輸入到每個冷卻管道里是一件很困難的事情。了解冷凍劑是否已經流入到沒給冷卻通道里是一件很重要的事情。通常情況下,冷卻管道是平行的,在很多的情況下,有的冷卻管道很難獲得冷卻劑。因此,將所有的冷卻管道做成一個整體的系統可能是一種違禁詞的解決辦法。冷凍劑溫度的提高將會推動冷凍劑在整個冷卻管道中的流動。

    從模具中取出制品也是很費時的一個過程。在一般的情況下,不考慮制品尺寸,整體型的制品一般要花5秒鐘的時間將制品從模具中取出,對于分開注塑的部件,得花8秒鐘的時間取出,然后再裝成整體的制品。如果不能保證這些時間的話,就證明設備各個參數設計的不合理。所有的制品從模具中取出來的這個過程應該時可以控制的,速度可以增加,也可以減小,以獲得最優化的循環時間。一般的,機械手能很好地控制這一點。

    注塑過程中生產周期的最優話會再很大程度上降低生產成本和提高生產效率。大多數的產品離最優化的生產具有很大的距離,實際上,很多產品的注塑成型周期能縮短10%-30%。



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