Pro každého, kdo pracuje v odvětví vstřikování plastů, je ladění strojů každodenním úkolem. Ale správně nastavit každý stroj – ať už jste zkušený veterán nebo nový učeň – je vždy skutečnou výzvou. Proč? Protože materiály, teplota formy, stav stroje, nástroje a dokonce i prostředí dílny mají různé požadavky. Kvalifikovaný produkt a vysoká účinnost jsou konečnými cíli ladění. To je to, co zde prozkoumáme s těmito cíli jako naším vodítkem.
Vstřikování plastů Kontroly strojů
1. Kapacita střel
Zkontrolujte to přímo na stroji. Typový štítek obvykle uvádí maximální objem dávky. Pokud štítek není uveden, nastavte objem dávky na maximum, spusťte plnou dávku, vyhoďte taveninu a zvažte ji. To je skutečný maximální objem dávky vašeho stroje.
Poznámka: Kapacita dávkování se liší v závislosti na hustotě materiálu – některé materiály mají větší hustotu než jiné.
2. Integrita těsnění šroubu a zpětného ventilu
Dobré utěsnění mezi šroubem a zpětným ventilem je nezbytné pro stabilní procesní parametry.
Jak zkontrolovat:
Po namontování formy spusťte jeden normální poloautomatický cyklus. Po zahájení chlazení přepněte do ručního režimu. Znovu plastifikujte, dokud se šnek nenaplní, a poté ručně vstřikujte. Sledujte polohu šnek. Uvolněte vstřikovací tlak a zjistěte, zda se šnek vrátí zpět. Pokud se vrátí zpět, je těsnění dobré a šnek i zpětný ventil jsou v pořádku.
Pro větší přesnost můžete místo formy použít ocelový plech. Stačí přitlačit trysku k plechu, vstřikovat ručně a zkontrolovat zpětné odpružení. Také se ujistěte, že z trysky neuniká tavenina.
Pokud se šroub nevratí zpět, je zpětný ventil pravděpodobně vadný a je třeba jej zkontrolovat a opravit.
3. Zkouška vstřikovacího tlaku
Nastavení: Umístěte tlakový senzor na ocelovou desku s hliníkovou deskou nahoře. Přitlačte trysku k hliníkové desce.
Postup: Nastavte vstřikovací tlak stroje následovně, v každé úrovni vstřikujte třikrát:
- 10 barů (3x)
- 50 barů (3x)
- 90 barů (3x)
- 130 barů (3x) – pokud tento tlakový rozsah používáte pravidelně, provádějte testování častěji
- 150 barů (3x)
Pokaždé zkontrolujte, zda skutečný tlak zobrazený na tlakoměru odpovídá nastavenému tlaku. Vše si zaznamenejte.
Pokud odchylka přesáhne 5 %, je třeba zobrazenou hodnotu stroje upravit nebo zařízení opravit.
4. Zkouška teploty taveniny
Teplotní testování se dělí na dva typy:
- Teplota sušení (zásobníku)
Použijte teplotní sondu k měření nad a pod násypkou. Je to jednoduché a většina sušicích zařízení ji již zobrazuje. (Pokud potřebujete více informací, zanechte zprávu – rádi s vámi probereme.)
- Teplota taveniny vstřikování
To je složitější. Přístroj zobrazuje 4–5 teplotních zón, ale během provozu nelze snadno ověřit, zda jsou tyto údaje přesné – většinou důvěřujete displeji. Kontrola třetí stranou je obtížná.
Jedna hrubá metoda: zatáhněte vstřikovací jednotku, propláchněte taveninu a okamžitě zkontrolujte extrudovaný materiál. Porovnejte tuto hodnotu s nastavením teploty v první zóně. Pokud je rozdíl větší než přibližně 10 %, jsou naměřené teploty stroje pravděpodobně nesprávné – vyměňte termočlánek nebo jej znovu kalibrujte.
Měření interní Teplota taveniny je ještě obtížnější. Museli byste rozebrat šroub a trysku a poté pomocí přípravku zasunout sondu hluboko do válce.
Nicméně extrémní přesnost zde není vždy kritická – většina tepla ve skutečnosti pochází ze smykových šneků, nejen z ohřívačů válců.
Pozor: U starších strojů mohou topné pásy během zvyšování teploty výrazně překračovat maximální teplotu. To může lokálně změnit barvu (zežloutnout/spálit) materiál. K tomu často dochází, když jsou topné tělesa, termočlánky nebo řídicí desky nahrazeny neshodnými, nekalibrovanými díly z různých šarží, což vede ke špatné teplotní konzistenci.
Údržba forem
Existuje mnoho typů forem: jednodeskové, dvoudeskové, s bočním tažením a další. Konečná volba formy je nakonec určena samotným výrobkem.
Dobrá forma nám usnadňuje práci. Špatně navržená forma na druhou stranu může způsobovat nekonečné bolesti hlavy. Nakonec se ale perfektní řešení obvykle scvrkává na komunikaci nebo úpravu formy.
Správná údržba plísní je nezbytná – a je to něco, co můžeme ovlivnit. Proto bychom ji měli dělat co nejlépe.
Po výrobě
Jakmile je výroba dokončena, nezapomeňte:
- Pomocí vzduchové pistole vyfoukněte veškerou vodu nebo chladicí kapalinu uvnitř formy.
- Uzavřete otvory zátkami, abyste zabránili vniknutí rzi nebo cizích materiálů během skladování.
- Naneste na povrch formy antikorozní olej, abyste zabránili povrchové korozi.
- Formu skladujte na vhodném stojanu na formy – nikdy ne přímo na podlaze.
Bezpečnostní upozornění: Při přemisťování forem buďte vždy opatrní. Bezpečnost a zdraví jsou na prvním místě – jsou základem obživy. Pokud se něco jeví jako nebezpečné (nebo dokonce potenciálně nebezpečné), věnujte tomu pozornost a situaci zlepšete.
Údržba vnitřních forem
Během výroby se uvnitř formy může hromadit velké množství plynu a nečistot. Postupem času to může ovlivnit plynulý pohyb vyhazovacích kolíků a vložek, stejně jako odvětrávání. Může to také způsobit černé skvrny na dílech a v závažných případech dokonce zadření vyhazovacích kolíků.
Z tohoto důvodu by měla být každá součástka před a po každé výrobní sérii rozebrána a vyčištěna.
Mastnota a zbytky na vyhazovacích čepech a vložkách mohou být odolné a obtížně odstraňovatelné. Nejúčinnější metodou, kterou jsem zatím našel, je použití brusného papíru.
Nenarazil jsem na čistič, který by rychle odstranil tento druh odolného oleje. Silné kyseliny by mohly fungovat, ale výpary jsou nepříjemné – naši technici na formy je nesnášejí, takže stále dávají přednost brusnému papíru. Navíc se chemické čističe obtížně likvidují a mohou vám způsobit problémy s regulačními orgány pro ochranu životního prostředí.
Údržba Regulátory teploty forem (vodní/olejové termolátory)
Regulátor teploty formy (termolátor) je zodpovědný za odvod tepla z formy během výroby. Nastavení teploty je určeno jak vzhledem dílu, tak účinností cyklu – regulátor teploty formy tedy hraje klíčovou roli.
Kontrola teploty
Teplotu je třeba kontrolovat pomocí teploměru průtokové vody. Teploměr nainstalujte na vstup i výstup formy. To vám umožní plně sledovat jak teplotní stav, tak i průtok.
Pro kontrolu průtoku připojte k výstupu průhlednou hadici. To vám umožní zjistit, zda je proudění turbulentní nebo laminární:
- Turbulentní proudění— jasně vidíte, jak se voda pohybuje a míchá.
- Laminární proudění— voda se jeví jako klidná nebo se plynule pohybuje bez míchání.
Forma potřebuje turbulentní proudění . Laminární proudění nedokáže účinně odvádět teplo od formy.
Chladicí médium
Volba chladicího média má velký vliv:
| Střední | Maximální teplota |
| Čistá voda | 100 ° C (212 ° F) |
| Voda s tlakovou nádrží | 120 ° C (248 ° F) |
| Olej | 180 ° C (356 ° F) |
Mějte na paměti: potrubím se vždy ztrácí určité teplo, takže skutečná teplota ve formě může být o něco nižší než nastavená teplota.
Klíčové parametry procesu vstřikování plastů
1. Teplota hlavně
Plast lze do formy vstřikovat pouze v roztaveném stavu. Válec je ohříván topnými pásy, které přenášejí teplo do plastu uvnitř a roztavují ho. V závislosti na délce válce může být instalováno více topných pásů a teplota každé zóny musí být nastavena individuálně podle zpracovávaného materiálu. Tyto nastavené teploty nakonec ovlivňují skutečnou teplotu taveniny. Kromě toho má na teplotu taveniny významný vliv také smykové napětí generované rotací šneku. Doporučené teploty taveniny lze získat od dodavatele materiálu.
2. Teplota formy
Vstřikování plastů je proces přenosu tepla – tavenina se uvnitř formy postupně ochlazuje. Teplota formy se nastavuje na regulátoru teploty formy (termolátoru), který cirkuluje teplonosnou kapalinu, jako je voda nebo olej. Obvykle se pro teploty formy pod 100 °C používá voda, zatímco pro vyšší teploty olej. V některých případech lze použít i elektrické topné tyče. Některé vstřikovací lisy umožňují přímou regulaci těchto teplotních jednotek formy z ovládacího panelu. Doporučené teploty formy lze získat od dodavatele materiálu.
3. Rychlost vstřikování
Rychlost vstřikování se vztahuje k lineární rychlosti, kterou šroub vtlačuje plastovou taveninu do formy.
Rychlost vstřikování by měla být co nejvyšší, aby se zajistilo, že tavenina zůstane roztavená, dokud se dutina nenaplní. Jakmile je forma plná, vstřikování končí.
4. Vstřikovací tlak
Vstřikovací tlak je tlak aplikovaný na taveninu na špičce šneku, aby se udržela nastavená rychlost vstřikování. Pokud se viskozita plastu zvýší, zvýší se také síla (nebo tlak) potřebná k udržení nastavené rychlosti. Proto je velmi důležité udržovat konstantní rychlost během vstřikování. Pro robustní proces by měl mít stroj vždy k dispozici dostatečný tlak. Pro optimalizaci vstřikovacího tlaku lze použít zkoušku poklesu tlaku.
5. Tlak v těsnicím prostředku
Plnění je první dílčí fází kompenzace. Po naplnění formy během vstřikování je nutné do formy přidat další plast, aby se kompenzovalo následné smrštění. Tlak aplikovaný na taveninu v této fázi se nazývá plnicí tlak. Plnicí tlak je jedním z nejdůležitějších parametrů pro určení smrštění a rozměrů dílu.
6. Doba balení
Doba balení je doba, po kterou je aplikován tlak na balení. Pro optimalizaci doby balení lze použít testování zmrazováním hradlové plochy.
7. Udržování tlaku
Udržovací tlak je druhou dílčí fází kompenzační fáze. Jedná se o tlak aplikovaný na taveninu, aby se zajistilo, že tavenina nepřeplní dutinu ani z ní nevyteče zpět. Teoreticky v této fázi nedochází k žádnému plastickému toku, dokud vtok nezamrzne.
8. Doba výdrže
Doba výdrže je doba, po kterou je aplikován přídržný tlak. K optimalizaci doby výdrže lze také použít testování zmrazením hradlové desky.
9. Rychlost šroubu
Rychlost šneku se vztahuje k rychlosti otáčení šneku během plastifikace (obnovování šneku). Krystalické materiály obecně vyžadují vyšší rychlosti šneku než amorfní materiály. V současné době neexistuje žádná vyspělá technologie pro přímou optimalizaci rychlosti šneku. Obvykle se používají nepřímé metody, jako je měření teploty taveniny a kontrola spálených nebo neroztavených částic v tavenině.
10. Protitlak
Protitlak je tlak aplikovaný za šnekem během plastifikace, který podporuje rovnoměrné tavení a odstraňuje těkavé látky. V současné době neexistuje ani vyspělá technologie pro optimalizaci protitlaku.
11. Doba chlazení
Doba chlazení je doba, během které zůstává forma uzavřená, zatímco plast se ochladí na teplotu vyhazování. Po ukončení fáze chlazení se forma otevře a díl je vyhozen. Nastavená doba chlazení však není skutečnou dobou chlazení. Chlazení začíná, jakmile se tavenina dotkne povrchu formy. Skutečná doba chlazení se proto rovná: době vstřikování (době plnění) + nastavené době plnění + nastavené době výdrže + nastavené době chlazení. Dobu chlazení lze také optimalizovat pomocí navržených experimentů.
12. Velikost záběru (měření)
Velikost dávky je také známá jako měření. Nulová poloha šneku nastává, když se šnek nachází úplně v přední části válce. Jak se šnek pohybuje dozadu, hromadí se v něm roztavený plast. Nastavená vzdálenost, kterou se šnek posune dozadu, se nazývá velikost dávky. Velikost dávky se vyjadřuje lineární vzdáleností nebo objemem. Velikost dávky lze vypočítat na základě celkové hmotnosti vstřikované směsi a hustoty taveniny. Protože však hustota taveniny závisí na teplotě – kterou je obtížné přesně měřit – vypočítaná velikost dávky je obvykle pouze odhad. Velikost dávky je nutné také upravovat během plnění a udržování na základě skutečného polštáře.
13. Přestupní poloha (bod přepnutí)
Bod, ve kterém se fáze vstřikování přepne do fáze kompenzace, se nazývá bod přenosu. Pokud je tento přepínač spuštěn polohou šneku, nazývá se to bod přenosu nebo bod přepnutí. Přepnutí může být také spuštěno časem, hydraulickým tlakem nebo externím signálem. Teoreticky by forma měla být v poloze přenosu naplněna taveninou ze 100 %. V praxi je však forma často naplněna na méně než 100 %, než začne fáze kompenzace.
Další parametry (méně kritické)
Následující parametry není nutné upravovat tak často jako výše uvedených 13 parametrů, ani nemají podstatný vliv na kvalitu produktu.
Dekompresní nebo odsávací vzdálenost
Protože k plastifikaci (vytahování) šroubu dochází pod zpětným tlakem, je tavenina v přední části šroubu stlačena a má vnitřní tlak. Během vytahování šroubu je odlitý díl a kanál stále uvnitř formy. Jakmile se forma otevře, vtok se oddělí od trysky, tlak v tavenině se uvolní a tavenina může vytékat z trysky. Proto by se po skončení vytahování šroubu měl šroub posunout o krátkou vzdálenost zpět, aby se uvolnil vnitřní tlak. Tato vzdálenost se nazývá dekompresní vzdálenost nebo vzdálenost zpětného sání. Obvykle je tato vzdálenost krátká (méně než 10 mm). Příliš velké zpětné sání může způsobit povrchové vady dílu.
Rychlost balení
Rychlost balení je lineární rychlost šneku během kompenzační fáze. U některých vstřikovacích lisů je to pouze volitelný parametr.
Závěrečná poznámka
Pokud se podíváte na ovládací panel moderního vstřikovacího stroje, můžete se cítit zahlceni množstvím různých parametrů a možností. Stroje mají často více monitorovacích obrazovek pro sledování kvality výrobku a efektivity výroby. Výrobci strojů někdy také zahrnují zbytečné ovládací prvky. Některé stroje například nabízejí deset stupňů volby tlaku pro fáze balení a udržování. Ve většině systematických vývojů procesů vstřikování plastů by měly stačit dva stupně tlaku. V některých případech – aby se kompenzovaly konstrukční nedostatky v dílu nebo formě – však mohou být procesní inženýři nuceni použít vícestupňové procesy.
Závěr
Cesta ladění stroje může vypadat jako pouhé utahování šroubků a nastavování parametrů, ale ve skutečnosti jde o hluboký rozhovor s materiály, zařízeními, formami a prostředím. Každý stroj má svou vlastní osobnost. Každý materiál se chová jinak. Pouze neustálým pozorováním, zaznamenáváním a shrnováním se v tomto rozhovoru můžete stát skutečně plynulým.
O NÁRODNÍM
Zde je to, kdo jsme. Přesná CNC obráběcí dílna. Zaměřujeme se na kvalitu a konzistenci. To je základ.
Tento článek se týkal vstřikování plastů. Naše skutečná specializace je ale jiná. Provádíme CNC obrábění, frézování , soustružení a zakázkovou výrobu kovových a plastových dílů. Široký sortiment materiálů.
Naše certifikace jsou důležité:
ISO 9001:2015 — Systémy managementu jakosti. Základní linie.
ISO 13485:2016 – Řízení kvality zdravotnických prostředků. Přísnější. Lepší sledovatelnost.
Tohle nejsou odznaky. Znamená to, že kontrolujeme naše procesy. Sledujeme všechno. Neustále se zlepšujeme. Lékařská práce. Automobilový průmysl. Všeobecný průmysl. Pro všechno platí stejné standardy.
Toto je naše přesvědčení. Dobrá výroba se řídí stejnými pravidly, která jsme zde stanovili. Znejte svůj stroj. Ovládejte své proměnné. Nikdy nepřestávejte usilovat o lepší kvalitu.
Nejčastější dotazy
Jak často bych měl kontrolovat těsnění zpětného ventilu?
Zkontrolujte to při výměně materiálů. Zkontrolujte to, pokud se proces začne odchylovat. Podívejte se na hmotnost dílu – pokud kolísá, je to znamení. Mnoho techniků provádí test těsnosti během výměny formy. Zachyťte to dříve, než vyrobí špatné díly, ne až poté.
Proč se teplota mé taveniny neshoduje s nastavením teploty válce?
Stávají se dvě věci. Zaprvé, nastavení válce je jen částí problému. Šroub při otáčení stříhá plast, což přidává skutečné teplo. Zadruhé, hardware vám může lhát. Staré stroje s nesourodými topnými pásy nebo vadnými termočlánky dávají falešné hodnoty. Použijte sondu k měření skutečné teploty taveniny. Ta vám řekne, co se skutečně děje.
Mohu použít vodu pro teploty formy nad 100 °C?
Ne. Voda se vaří při 100 °C za atmosférického tlaku. Pokud potřebujete vyšší tlak, máte dvě možnosti. Systém s tlakovou vodou zvyšuje bod varu. Nebo přejdete na olej. Olejové systémy fungují až do 180 °C. To je standard pro aplikace s vysokými teplotami.
Jak zabránit vzniku plísní a koroze během skladování?
Profoukněte všechny chladicí kanály stlačeným vzduchem. Poté ucpávejte otvory. Všechny exponované povrchy – dutinu, jádro a montážní desky – potřete antikorozním olejem. Nikdy nestavte formu na podlahu. Použijte stojan. Udržujte ji v suchu. Rez začne v okamžiku, kdy přestanete dávat pozor.
