Voor iedereen in de spuitgietindustrie is het afstellen van machines een dagelijkse bezigheid. Maar elke machine perfect afstellen – of je nu een doorgewinterde veteraan bent of een nieuwe leerling – blijft een echte uitdaging. Waarom? Omdat materialen, matrijstemperatuur, machineconditie, gereedschap en zelfs de werkomgeving allemaal verschillende eisen stellen. Een gekwalificeerd product en een hoog rendement zijn de ultieme doelen van het afstellen. Dat is wat we hier gaan onderzoeken, met die doelen als leidraad.
Injection Molding Machinecontroles
1. Schotcapaciteit
Controleer dit direct op de machine. Op het typeplaatje staat meestal het maximale shotvolume vermeld. Als er geen typeplaatje is, stel dan het shotvolume in op het maximum, zet een volle shot, verwijder de gesmolten chocolade en weeg deze. Dat is de werkelijke maximale shotcapaciteit van uw machine.
Let op: De spuitcapaciteit varieert met de materiaaldichtheid; sommige materialen zijn dichter dan andere.
2. Integriteit van de schroef- en terugslagklepafdichting
Een goede afdichting tussen de schroef en de terugslagklep is essentieel voor stabiele procesparameters.
Hoe te controleren:
Na het monteren van de matrijs, voert u één normale semi-automatische cyclus uit. Zodra het afkoelen begint, schakelt u over naar de handmatige modus. Plasticeer opnieuw totdat de schroef volledig gevuld is en injecteer vervolgens handmatig. Let op de positie van de schroef. Laat de injectiedruk los en controleer of de schroef terugveert. Als deze terugveert, is de afdichting goed en zijn de schroef en de terugslagklep in orde.
Voor meer nauwkeurigheid kunt u in plaats van een mal een stalen plaat gebruiken. Druk de spuitmond tegen de plaat, injecteer handmatig en controleer op terugvering. Zorg er ook voor dat er geen gesmolten materiaal uit de spuitmond lekt.
Als de schroef niet terugveert, is de terugslagklep waarschijnlijk defect en moet deze worden gecontroleerd en gerepareerd.
3. Injectiedruktest
Opstelling: Plaats een druksensor op een stalen plaat, met een aluminium plaat bovenop de sensor. Druk het mondstuk tegen de aluminium plaat.
Werkwijze: Stel de injectiedruk van de machine als volgt in en injecteer driemaal op elk niveau:
- 10 Bar (3x)
- 50 Bar (3x)
- 90 Bar (3x)
- 130 bar (3x) — test vaker als u dit drukbereik regelmatig gebruikt.
- 150 Bar (3x)
Controleer telkens of de werkelijke druk die op de drukmeter wordt weergegeven, overeenkomt met de ingestelde druk. Noteer alles.
Als de afwijking groter is dan 5%, moet de weergegeven waarde van de machine worden aangepast of moet de apparatuur worden nagekeken.
4. Smelttemperatuurtest
Temperatuurmetingen worden onderverdeeld in twee typen:
- Droogtemperatuur (trechter)
Gebruik een temperatuursonde om de temperatuur boven en onder de trechter te meten. Dit is eenvoudig en de meeste droogapparatuur heeft dit al op het display. (Als u meer informatie nodig heeft, laat dan een bericht achter – ik help u graag verder.)
- Smelttemperatuur bij injectie
Dit is lastiger. Het apparaat geeft 4-5 temperatuurzones weer, maar tijdens het gebruik kun je niet eenvoudig controleren of die waarden kloppen – je vertrouwt grotendeels op het display. Een controle door een derde partij is moeilijk.
Een ruwe methode: trek de injectie-eenheid terug, spoel het smeltmateriaal af en meet onmiddellijk de temperatuur van het geëxtrudeerde materiaal. Vergelijk deze meting met de ingestelde temperatuur van de eerste zone. Als het verschil meer dan ongeveer 10% is, kloppen de temperatuurmetingen van de machine waarschijnlijk niet – vervang de thermokoppel of kalibreer de machine opnieuw.
Het meten van de intern Het bepalen van de smelttemperatuur is nog lastiger. Daarvoor zou je de schroef en het mondstuk moeten demonteren en vervolgens met behulp van een speciaal hulpmiddel een sonde diep in de cilinder moeten steken.
Desondanks is extreme precisie hier niet altijd cruciaal; de meeste warmte komt namelijk van het afschuiven van de schroef, niet alleen van de verwarmingselementen in de cilinder.
Let op: Bij oudere machines kunnen de verwarmingselementen tijdens het opwarmen aanzienlijk doorschieten. Dit kan plaatselijke verkleuring (vergeling/verbranding) van het materiaal veroorzaken. Dit gebeurt vaak wanneer verwarmingselementen, thermokoppels of besturingsprintplaten zijn vervangen door niet-overeenkomende, niet-gekalibreerde onderdelen uit verschillende batches, wat leidt tot een slechte temperatuurstabiliteit.
Onderhoud van mallen
Er bestaan veel verschillende soorten mallen: enkelvoudige, dubbele, zijdelings getrokken mallen en meer. De uiteindelijke keuze voor een mal hangt af van het product zelf.
Een goede mal maakt ons werk een stuk makkelijker. Een slecht ontworpen mal daarentegen kan eindeloze hoofdpijn veroorzaken. Maar uiteindelijk komt de perfecte oplossing meestal neer op goede communicatie of een aanpassing van de mal.
Goed schimmelonderhoud is essentieel – en dit is iets waar we zelf invloed op hebben. Dus laten we het zo goed mogelijk doen.
Na productie
Zodra de productie is voltooid, zorg er dan voor dat u:
- Gebruik een luchtpistool om al het water of de koelvloeistof in de mal te verwijderen.
- Sluit de poorten af met pluggen om te voorkomen dat er roest of vreemd materiaal in terechtkomt tijdens opslag.
- Breng roestwerende olie aan op het oppervlak van de mal om corrosie te voorkomen.
- Bewaar de mal op een daarvoor bestemd malrek – nooit direct op de vloer.
Veiligheidsadvies: Wees altijd voorzichtig bij het verplaatsen van mallen. Veiligheid en gezondheid staan voorop – ze vormen de basis van een goed bestaan. Als iets gevaarlijk (of zelfs potentieel gevaarlijk) aanvoelt, let dan goed op en los het probleem op.
Intern schimmelonderhoud
Tijdens de productie kunnen zich veel gassen en vuil ophopen in de matrijs. Na verloop van tijd kan dit de soepele beweging van de uitwerppennen en inzetstukken, evenals de ontluchting, beïnvloeden. Het kan ook zwarte vlekjes op de onderdelen veroorzaken en in ernstige gevallen zelfs de uitwerppennen blokkeren.
Daarom moet elk onderdeel vóór en na elke productierun worden gedemonteerd en gereinigd.
Het vet en de resten op uitwerppennen en inzetstukken kunnen hardnekkig zijn en moeilijk te verwijderen. De meest effectieve methode die ik tot nu toe heb gevonden, is het gebruik van schuurpapier.
Ik ben nog geen reiniger tegengekomen die dit soort hardnekkige olie snel verwijdert. Sterke zuren zouden kunnen werken, maar de dampen zijn onaangenaam — onze schimmeltechnici kunnen er niet tegen, dus geven ze nog steeds de voorkeur aan schuurpapier. Bovendien zijn chemische reinigers lastig op de juiste manier af te voeren en kunnen ze problemen opleveren met milieuregelgeving.
Onderhoud van Temperatuurregelaars voor mallen (water-/oliethermolatoren)
De matrijstemperatuurregelaar (thermolator) is verantwoordelijk voor het afvoeren van warmte uit de matrijs tijdens de productie. De temperatuurinstelling wordt bepaald door zowel het uiterlijk van het product als de cyclusefficiëntie – de matrijstemperatuurregelaar speelt dus een cruciale rol.
Temperatuurcontrole
De temperatuur moet worden gecontroleerd met een debietthermometer. Installeer de thermometer zowel bij de inlaat als de uitlaat van de mal. Zo kunt u zowel de temperatuur als het debiet nauwlettend in de gaten houden.
Om het stromingsgedrag te controleren, sluit u een doorzichtige slang aan op de uitlaat. Zo kunt u zien of de stroming turbulent of laminair is.
- Turbulente stroming— je kunt duidelijk zien hoe het water beweegt en zich mengt.
- Laminaire stroming— het water lijkt stil te staan of beweegt soepel zonder te mengen.
Wat de mal nodig heeft, is turbulente stroming . Laminaire stroming kan de warmte niet effectief van de mal afvoeren.
Koelmedium
De keuze van het koelmedium maakt een groot verschil:
| Medium | Max. Temperatuur |
| Puur water | 100 ° C (212 ° F) |
| Water met een druktank | 120 ° C (248 ° F) |
| Olie | 180 ° C (356 ° F) |
Houd er rekening mee dat er altijd wat warmte verloren gaat via de leidingen, waardoor de werkelijke temperatuur bij de mal iets lager kan zijn dan de ingestelde temperatuur.
Belangrijke procesparameters voor spuitgieten
1. Vattemperatuur
Kunststof kan alleen in gesmolten toestand in de matrijs worden geïnjecteerd. De matrijs wordt verwarmd door verwarmingsbanden, die warmte overdragen aan de kunststof binnenin om deze te smelten. Afhankelijk van de lengte van de matrijs kunnen meerdere verwarmingsbanden worden geïnstalleerd en moet de temperatuur van elke zone afzonderlijk worden ingesteld op basis van het te verwerken materiaal. Deze ingestelde temperaturen beïnvloeden uiteindelijk de werkelijke smelttemperatuur. Daarnaast heeft de schuifkracht die wordt gegenereerd door de rotatie van de schroef ook een aanzienlijke invloed op de smelttemperatuur. Aanbevolen smelttemperaturen zijn verkrijgbaar bij de materiaalleverancier.
2. Schimmeltemperatuur
Spuitgieten is een warmteoverdrachtsproces: het gesmolten materiaal koelt geleidelijk af in de matrijs. De matrijstemperatuur wordt ingesteld met een matrijstemperatuurregelaar (thermolator), die een warmteoverdrachtsvloeistof zoals water of olie circuleert. Doorgaans wordt water gebruikt voor matrijstemperaturen onder de 100 °C, terwijl olie wordt gebruikt voor hogere temperaturen. In sommige gevallen kunnen ook elektrische verwarmingselementen worden gebruikt. Sommige spuitgietmachines bieden de mogelijkheid om deze matrijstemperatuurregelaars rechtstreeks vanaf het bedieningspaneel te regelen. Aanbevolen matrijstemperaturen zijn verkrijgbaar bij de materiaalleverancier.
3. Injectiesnelheid
Injectiesnelheid verwijst naar de lineaire snelheid waarmee de schroef het gesmolten plastic in de mal duwt.
De injectiesnelheid moet zo hoog mogelijk zijn, zodat het metaal vloeibaar blijft totdat de matrijs volledig gevuld is. Zodra de matrijs vol is, stopt het injectieproces.
4. Injectiedruk
Injectiedruk is de druk die op het smeltmateriaal bij de schroefpunt wordt uitgeoefend om de ingestelde injectiesnelheid te handhaven. Als de viscositeit van het plastic toeneemt, neemt ook de kracht (of druk) toe die nodig is om de ingestelde snelheid te handhaven. Het is daarom erg belangrijk om tijdens het injecteren een constante snelheid aan te houden. Voor een robuust proces moet de machine altijd over voldoende druk beschikken. Een drukvaltest kan worden gebruikt om de injectiedruk te optimaliseren.
5. Verpakkingsdruk
Het inpakken is de eerste subfase van de compensatiefase. Nadat de matrijs tijdens het spuitgieten is gevuld, moet er extra plastic worden ingepakt om de daaropvolgende krimp te compenseren. De druk die in deze fase op het smeltmateriaal wordt uitgeoefend, wordt inpakdruk genoemd. De inpakdruk is een van de belangrijkste parameters voor het bepalen van de krimp en de afmetingen van het onderdeel.
6. Inpaktijd
De pakduur is de periode waarin pakdruk wordt uitgeoefend. Met behulp van een vriestest bij de poort kunnen gegevens worden verkregen om de pakduur te optimaliseren.
7. Druk vasthouden
De houddruk is de tweede subfase van de compensatiefase. Het is de druk die op het smeltmateriaal wordt uitgeoefend om ervoor te zorgen dat het smeltmateriaal de matrijs niet overvult en er ook niet uitstroomt. Theoretisch gezien vindt er tijdens deze fase geen plastische vervorming plaats totdat de spuitmond stolt.
8. Wachttijd
De vasthoudtijd is de duur waarin de vasthouddruk wordt uitgeoefend. Ook kan een bevriezingstest van de poort worden gebruikt om de vasthoudtijd te optimaliseren.
9. Schroefsnelheid
Schroefsnelheid verwijst naar de rotatiesnelheid van de schroef tijdens het plastificeren (terugdraaien van de schroef). Over het algemeen vereisen kristallijne materialen hogere schroefsnelheden dan amorfe materialen. Momenteel bestaat er geen volwaardige technologie om de schroefsnelheid direct te optimaliseren. Er worden doorgaans indirecte methoden gebruikt, zoals het meten van de smelttemperatuur en het controleren op verbrande of ongesmolten deeltjes in de smelt.
10. Tegendruk
Tegendruk is de druk die achter de schroef wordt uitgeoefend tijdens het plastificeren om een gelijkmatige smelting te bevorderen en vluchtige stoffen te verwijderen. Momenteel bestaat er geen volwaardige technologie om de tegendruk te optimaliseren.
11. Koeltijd
De afkoeltijd is de periode waarin de matrijs gesloten blijft terwijl het plastic afkoelt tot de uitwerptemperatuur. Na de afkoelfase opent de matrijs en wordt het onderdeel uitgeworpen. De ingestelde afkoeltijd is echter niet de werkelijke afkoeltijd. Het afkoelen begint zodra het gesmolten plastic in contact komt met het matrijsoppervlak. De werkelijke afkoeltijd is daarom gelijk aan: injectietijd (vultijd) + ingestelde paktijd + ingestelde wachttijd + ingestelde afkoeltijd. De afkoeltijd kan ook worden geoptimaliseerd door middel van experimenteel ontwerp.
12. Shotgrootte (Belichtingsmeting)
De injectiegrootte wordt ook wel dosering genoemd. De schroef staat in de nulpositie wanneer de schroef zich helemaal vooraan in de cilinder bevindt. Naarmate de schroef naar achteren beweegt, hoopt zich gesmolten plastic op. De afstand die de schroef naar achteren aflegt, wordt de injectiegrootte genoemd. De injectiegrootte wordt uitgedrukt in lineaire afstand of volume. De injectiegrootte kan worden berekend op basis van het totale injectiegewicht en de smeldichtheid. Omdat de smeldichtheid echter afhankelijk is van de temperatuur – die moeilijk nauwkeurig te meten is – is de berekende injectiegrootte meestal slechts een schatting. De injectiegrootte moet tijdens het persen en vasthouden ook worden aangepast aan de daadwerkelijke buffer.
13. Overstappositie (omschakelpunt)
Het punt waarop de injectiefase overgaat in de compensatiefase wordt het omschakelpunt genoemd. Wanneer deze omschakeling wordt geactiveerd door de schroefpositie, spreekt men van het omschakelpunt. De omschakeling kan ook worden geactiveerd door tijd, hydraulische druk of een extern signaal. Theoretisch gezien zou de matrijs op het omschakelpunt volledig gevuld moeten zijn met het gesmolten metaal. In de praktijk is de matrijs echter vaak al iets minder dan 100% gevuld voordat de compensatiefase begint.
Overige parameters (minder kritisch)
De volgende parameters hoeven niet zo vaak te worden aangepast als de 13 parameters hierboven, en hebben ook geen substantiële invloed op de productkwaliteit.
Decompressie- of terugzuigafstand
Omdat het terugtrekken van de schroef (plastificatie) onder tegendruk plaatsvindt, wordt het gesmolten materiaal aan de voorkant van de schroef samengedrukt en ontstaat er interne druk. Tijdens het terugtrekken van de schroef bevinden het gegoten onderdeel en de aanvoerkanalen zich nog in de matrijs. Zodra de matrijs opent, scheidt de aanvoerbuis zich van het spuitmondstuk, wordt de druk in het gesmolten materiaal opgeheven en kan het gesmolten materiaal uit het spuitmondstuk druppelen. Daarom moet de schroef na het terugtrekken van de schroef nog een klein stukje terugbewegen om de interne druk te verlichten. Deze afstand wordt de decompressieafstand of terugzuigafstand genoemd. Deze afstand is doorgaans kort (minder dan 10 mm). Te veel terugzuiging kan oppervlaktedefecten op het onderdeel veroorzaken.
Verpakkingssnelheid
De paksnelheid is de lineaire snelheid van de schroef tijdens de compensatiefase. Bij sommige spuitgietmachines is dit slechts een optionele parameter.
Final Note
Als u naar het bedieningspaneel van een moderne spuitgietmachine kijkt, kunt u overweldigd raken door het aantal verschillende parameters en opties. Machines hebben vaak meerdere monitorschermen om de productkwaliteit en productie-efficiëntie te bewaken. Machinefabrikanten voegen soms ook onnodige besturingsfuncties toe. Zo bieden sommige machines bijvoorbeeld tien drukinstellingen voor de pak- en houdfase. Bij de meeste systematische ontwikkeling van spuitgietprocessen zouden twee drukinstellingen voldoende moeten zijn. In sommige gevallen – om ontwerpfouten in het onderdeel of de matrijs te compenseren – kunnen procesingenieurs echter processen met meerdere drukinstellingen nodig hebben.
Conclusie
Het afstellen van een machine lijkt misschien slechts een kwestie van schroeven draaien en parameters aanpassen, maar in werkelijkheid is het een diepgaand gesprek met materialen, apparatuur, mallen en de omgeving. Elke machine heeft zijn eigen karakter. Elk materiaal gedraagt zich anders. Alleen door voortdurende observatie, registratie en samenvatting kun je dit gesprek echt beheersen.
Over NOBLE
Dit zijn wij. Een precisie-CNC- bewerkingsbedrijf. Kwaliteit en consistentie staan bij ons centraal. Dat is de basis.
Dit artikel ging over spuitgieten. Maar onze expertise ligt ergens anders. Wij doen CNC-bewerking. Frezen . Draaien . Maatwerkonderdelen in metaal en kunststof. Een breed scala aan materialen.
Onze certificeringen zijn belangrijk:
ISO 9001:2015 — Kwaliteitsmanagementsystemen. De basis.
ISO 13485:2016 — Kwaliteitsmanagement voor medische hulpmiddelen. Strenger. Betere traceerbaarheid.
Dit zijn geen keurmerken. Ze betekenen dat we onze processen beheersen. We registreren alles. We blijven verbeteren. Medisch werk. Automobielwerk. Algemene industrie. Dezelfde normen gelden voor alles.
Dit is onze overtuiging. Goede productie volgt dezelfde regels die we hier hebben uiteengezet. Ken je machine. Beheers je variabelen. Blijf altijd streven naar betere kwaliteit.
FAQ
Hoe vaak moet ik de afdichting van de terugslagklep controleren?
Controleer het bij het wisselen van materialen. Controleer het als het proces begint af te wijken. Let op het gewicht van het onderdeel: als het heen en weer schommelt, is dat een teken aan de wand. Veel technici voeren een afdichtingstest uit tijdens het wisselen van mallen. Pak problemen aan voordat ze slechte onderdelen produceren, niet erna.
Waarom komt mijn smelttemperatuur niet overeen met de temperatuurinstellingen van de cilinder?
Er gebeuren twee dingen. Ten eerste zijn de instellingen van de trommel maar een deel van het verhaal. De schroef snijdt het plastic af tijdens het draaien, en dat zorgt voor extra warmte. Ten tweede kan de hardware misleidend zijn. Oude machines met niet-passende verwarmingselementen of defecte thermokoppels geven onjuiste metingen. Gebruik een sonde om de werkelijke smelttemperatuur te meten. Dat vertelt je wat er echt aan de hand is.
Kan ik water gebruiken voor schimmelvorming bij temperaturen boven de 100 °C?
Nee. Water kookt bij 100 °C onder atmosferische druk. Als je een hogere temperatuur nodig hebt, heb je twee opties. Een waterdruksysteem verhoogt het kookpunt. Of je schakelt over op olie. Oliesystemen werken tot 180 °C. Dat is standaard voor toepassingen bij hoge temperaturen.
Hoe voorkom ik schimmelvorming en roestvorming tijdens opslag?
Blaas alle koelkanalen door met perslucht. Sluit vervolgens de poorten af. Behandel alle blootgestelde oppervlakken met antiroestolie – holte, kern, montageplaten. Zet de mal nooit op de grond. Gebruik een rek. Houd hem droog. Roestvorming begint zodra je er geen aandacht meer aan besteedt.
