Dla każdego w branży formowania wtryskowego strojenie maszyn to codzienne zadanie. Jednak idealne dostrojenie każdej maszyny – niezależnie od tego, czy jesteś doświadczonym weteranem, czy początkującym praktykantem – zawsze stanowi prawdziwe wyzwanie. Dlaczego? Ponieważ materiały, temperatura formy, stan maszyny, oprzyrządowanie, a nawet środowisko warsztatowe – wszystkie te elementy mają różne wymagania. Wysokiej jakości produkt i wysoka wydajność to ostateczne cele strojenia. Właśnie to omówimy tutaj, kierując się tymi celami.
Formowanie wtryskowe Kontrole maszyn
1. Pojemność strzału
Sprawdź to bezpośrednio na maszynie. Tabliczka znamionowa zazwyczaj wskazuje maksymalną objętość wtrysku. Jeśli jej nie ma, ustaw objętość wtrysku na maksimum, wykonaj pełny wtrysk, wyrzuć stopiony materiał i zważ go. To jest rzeczywista maksymalna wydajność wtrysku Twojej maszyny.
Uwaga: Wydajność strzału zmienia się w zależności od gęstości materiału — niektóre materiały są gęstsze od innych.
2. Integralność uszczelnienia śruby i zaworu zwrotnego
Dobre uszczelnienie pomiędzy ślimakiem a zaworem zwrotnym jest niezbędne do zachowania stabilnych parametrów procesu.
Jak sprawdzić:
Po zamontowaniu formy, uruchom jeden normalny cykl półautomatyczny. Po rozpoczęciu chłodzenia, przełącz na tryb ręczny. Ponownie uplastycznij, aż ślimak będzie pełny, a następnie rozpocznij wtrysk ręcznie. Obserwuj położenie ślimaka. Zwolnij ciśnienie wtrysku i sprawdź, czy ślimak wraca do pozycji wyjściowej. Jeśli tak się stanie, uszczelnienie jest dobre, a ślimak i zawór zwrotny działają prawidłowo.
Dla większej dokładności, zamiast formy, można użyć stalowej płyty. Wystarczy docisnąć dyszę do płyty, ręcznie wykonać wtrysk i sprawdzić sprężynowanie. Upewnij się również, że z dyszy nie wycieka stopiony materiał.
Jeśli śruba nie wraca z powrotem, zawór zwrotny jest prawdopodobnie uszkodzony i należy go sprawdzić i naprawić.
3. Test ciśnienia wtrysku
Przygotowanie: Umieść czujnik ciśnienia na stalowej płycie, a na nim płytkę aluminiową. Dociśnij dyszę do płytki aluminiowej.
Procedura: Ustawić ciśnienie wtrysku w maszynie w następujący sposób, wtryskując trzy razy na każdym poziomie:
- 10 barów (3x)
- 50 barów (3x)
- 90 barów (3x)
- 130 barów (3x) — testuj częściej, jeśli regularnie używasz tego zakresu ciśnień
- 150 barów (3x)
Za każdym razem sprawdź, czy rzeczywiste ciśnienie wyświetlane na testerze ciśnienia jest zgodne z ciśnieniem zadanym. Zapisz wszystko.
Jeżeli odchylenie przekracza 5%, wyświetlana wartość urządzenia wymaga regulacji lub naprawy.
4. Badanie temperatury topnienia
Badania temperaturowe dzielą się na dwa rodzaje:
- Temperatura suszenia (zasobnika)
Użyj sondy temperatury do pomiaru temperatury nad i pod zasobnikiem. To proste i większość urządzeń suszących już to wyświetla. (Jeśli potrzebujesz więcej szczegółów, zostaw wiadomość – chętnie omówimy).
- Temperatura stopu wtryskowego
To jest trudniejsze. Urządzenie pokazuje 4–5 stref temperatury, ale podczas pracy nie można łatwo zweryfikować, czy te odczyty są dokładne – w dużej mierze polega się na wyświetlaczu. Kontrola przez osobę trzecią jest trudna.
Jedna z metod: wycofaj jednostkę wtryskową, przedmuchaj stop i natychmiast zbadaj wytłoczony materiał. Porównaj odczyt z ustawieniem temperatury w pierwszej strefie. Jeśli różnica przekracza około 10%, odczyty temperatury maszyny prawdopodobnie są nieprawidłowe – wymień termoparę lub przeprowadź ponowną kalibrację.
Mierzenie wewnętrzny Temperatura topnienia jest jeszcze trudniejsza. Trzeba by zdemontować ślimak i dyszę, a następnie włożyć sondę głęboko do lufy za pomocą specjalnego uchwytu.
Należy jednak pamiętać, że nie zawsze wymagana jest najwyższa precyzja — większość ciepła pochodzi ze ścinania śruby, a nie tylko z grzałek beczki.
Uwaga: W starszych maszynach opaski grzejne mogą znacznie przekraczać dopuszczalną temperaturę podczas narastania temperatury. Może to spowodować miejscowe odbarwienie (zażółcenie/spalenie) materiału. Często zdarza się to, gdy grzałki, termopary lub płytki sterujące zostały wymienione na niedopasowane, nieskalibrowane części z różnych partii, co prowadzi do słabej spójności temperaturowej.
Konserwacja form
Istnieje wiele rodzajów form: jednopłytowe, dwupłytowe, z bocznym rdzeniem i inne. Ostateczny wybór formy zależy od samego produktu.
Dobra forma sprawia, że praca wydaje się łatwiejsza. Źle zaprojektowana forma natomiast może powodować niekończące się bóle głowy. Ostatecznie jednak idealne rozwiązanie zazwyczaj sprowadza się do komunikacji lub modyfikacji formy.
Prawidłowa konserwacja pleśni jest niezbędna — i to coś, co możemy kontrolować. Dlatego powinniśmy robić to jak najlepiej.
Po produkcji
Po zakończeniu produkcji pamiętaj o tym, aby:
- Za pomocą pistoletu na sprężone powietrze usuń wodę i płyn chłodzący z wnętrza formy.
- Zablokuj otwory za pomocą korków, aby zapobiec przedostawaniu się rdzy i ciał obcych do środka podczas przechowywania.
- Nanieść olej antykorozyjny na powierzchnię formy, aby zapobiec korozji powierzchniowej.
- Przechowuj formę na specjalnym stojaku, nigdy bezpośrednio na podłodze.
Uwaga dotycząca bezpieczeństwa: Zawsze zachowuj ostrożność podczas przenoszenia form. Bezpieczeństwo i zdrowie są najważniejsze — to podstawa zarabiania na życie. Jeśli coś wydaje się niebezpieczne (lub nawet potencjalnie niebezpieczne), zwróć na to uwagę i rozwiąż problem.
Wewnętrzna konserwacja formy
Podczas produkcji wewnątrz formy może gromadzić się dużo gazu i zanieczyszczeń. Z czasem może to utrudniać płynny ruch wypychaczy i wkładek, a także wentylację. Może to również powodować powstawanie czarnych plamek na elementach, a w ciężkich przypadkach nawet zatarcie wypychaczy.
Z tego powodu każdy komponent powinien zostać rozmontowany i wyczyszczony przed i po każdym cyklu produkcyjnym.
Smar i pozostałości na sworzniach i wkładkach wypychaczy mogą być uporczywe i trudne do usunięcia. Najskuteczniejszą metodą, jaką do tej pory znalazłem, jest użycie papieru ściernego.
Nie spotkałem się jeszcze ze środkiem czyszczącym, który szybko usuwałby tak uporczywy olej. Silne kwasy mogłyby zadziałać, ale opary są nieprzyjemne — nasi technicy od form nie znoszą ich, więc nadal wolą papier ścierny. Poza tym chemiczne środki czyszczące są trudne do prawidłowej utylizacji i mogą narazić Cię na kłopoty z organami ochrony środowiska.
Utrzymanie Regulatory temperatury formy (termolatory wodne/olejowe)
Regulator temperatury formy (termolator) odpowiada za odprowadzanie ciepła z formy podczas produkcji. Ustawienie temperatury zależy zarówno od wyglądu detalu, jak i wydajności cyklu — dlatego regulator temperatury formy odgrywa kluczową rolę.
Kontrola temperatury
Temperaturę należy mierzyć za pomocą termometru przepływowego. Termometr należy zamontować zarówno na wlocie, jak i wylocie formy. Pozwala to na pełne monitorowanie zarówno temperatury, jak i natężenia przepływu.
Aby sprawdzić zachowanie przepływu, podłącz przezroczysty wąż do wylotu. Pozwoli to sprawdzić, czy przepływ jest turbulentny, czy laminarny:
- Przepływ turbulentny— wyraźnie widać ruch i mieszanie się wody.
- Przepływ laminarny— woda wydaje się być stojąca lub porusza się płynnie, nie mieszając się.
Forma potrzebuje przepływu turbulentnego . Przepływ laminarny nie jest w stanie skutecznie odprowadzać ciepła z formy.
Medium chłodzące
Wybór środka chłodzącego ma duże znaczenie:
| Średni | Maksymalna temperatura |
| Czysta woda | 100 ° C (212 ° F) |
| Woda ze zbiornikiem ciśnieniowym | 120 ° C (248 ° F) |
| Olej | 180 ° C (356 ° F) |
Należy pamiętać: część ciepła zawsze jest tracona przez rury, więc rzeczywista temperatura w formie może być nieznacznie niższa od temperatury zadanej.
Kluczowe parametry procesu formowania wtryskowego
1. Temperatura lufy
Tworzywo sztuczne można wtryskiwać do formy tylko w stanie stopionym. Bęben jest podgrzewany za pomocą opasek grzejnych, które przekazują ciepło do wnętrza tworzywa sztucznego, powodując jego stopienie. W zależności od długości bębna, można zainstalować wiele opasek grzejnych, a temperaturę każdej strefy należy ustawić indywidualnie, w zależności od przetwarzanego materiału. Te ustawione temperatury ostatecznie wpływają na rzeczywistą temperaturę stopu. Dodatkowo, ścinanie generowane przez obrót ślimaka również ma znaczący wpływ na temperaturę stopu. Zalecane temperatury stopu można uzyskać od dostawcy materiału.
2. Temperatura formy
Formowanie wtryskowe to proces wymiany ciepła – stop stopniowo schładza się wewnątrz formy. Temperaturę formy ustawia się za pomocą regulatora temperatury formy (termolatora), który cyrkuluje cieczą przenoszącą ciepło, taką jak woda lub olej. Zazwyczaj w temperaturach formy poniżej 100°C stosuje się wodę, a w wyższych – olej. W niektórych przypadkach można również zastosować elektryczne pręty grzejne. Niektóre wtryskarki umożliwiają bezpośrednie sterowanie tymi jednostkami temperatury formy z panelu sterowania. Zalecane temperatury formy można uzyskać od dostawcy materiału.
3. Prędkość wtrysku
Prędkość wtrysku odnosi się do prędkości liniowej, z jaką ślimak wtłacza roztopione tworzywo sztuczne do formy.
Prędkość wtrysku powinna być jak największa, aby zapewnić, że stop pozostanie stopiony do momentu wypełnienia wnęki. Po napełnieniu formy wtrysk kończy się.
4. Ciśnienie wtrysku
Ciśnienie wtrysku to ciśnienie wywierane na stopiony materiał na końcówce ślimaka w celu utrzymania zadanej prędkości wtrysku. Wraz ze wzrostem lepkości tworzywa sztucznego wzrasta również siła (lub ciśnienie) wymagana do utrzymania zadanej prędkości. Dlatego utrzymanie stałej prędkości podczas wtrysku jest bardzo ważne. Aby proces był niezawodny, maszyna powinna zawsze mieć wystarczające ciśnienie. Do optymalizacji ciśnienia wtrysku można zastosować test spadku ciśnienia.
5. Ciśnienie pakowania
Dopełnianie to pierwszy podetap fazy kompensacji. Po napełnieniu formy podczas wtrysku, konieczne jest dopełnienie jej dodatkową ilością tworzywa sztucznego, aby skompensować późniejszy skurcz. Ciśnienie wywierane na stop na tym etapie nazywane jest ciśnieniem dopełniania. Ciśnienie dopełniania jest jednym z najważniejszych parametrów określających skurcz i wymiary wypraski.
6. Czas pakowania
Czas pakowania to czas, przez który wywierane jest ciśnienie pakowania. Testy zamrażania bramowego można wykorzystać do uzyskania danych optymalizujących czas pakowania.
7. Trzymanie ciśnienia
Ciśnienie dociskowe to drugi podetap fazy kompensacji. Jest to ciśnienie wywierane na stop, aby zapewnić, że nie przepełni on wnęki ani nie wypłynie z niej. Teoretycznie, na tym etapie nie występuje płynięcie plastyczne, dopóki wlewka nie zamarznie.
8. Czas utrzymania
Czas trzymania to czas, przez który przyłożone jest ciśnienie trzymania. Do optymalizacji czasu trzymania można również wykorzystać test zamrażania bramkowego.
9. Prędkość śruby
Prędkość obrotowa ślimaka odnosi się do prędkości obrotowej ślimaka podczas uplastyczniania (odzysku objętości ślimaka). Zasadniczo materiały krystaliczne wymagają wyższych prędkości obrotowych ślimaka niż materiały amorficzne. Obecnie nie ma dojrzałej technologii pozwalającej na bezpośrednią optymalizację prędkości obrotowej ślimaka. Zazwyczaj stosuje się metody pośrednie, takie jak pomiar temperatury stopu i sprawdzanie obecności w nim cząstek spalonych lub niestopionych.
10. Przeciwciśnienie
Przeciwciśnienie to ciśnienie wywierane za ślimakiem podczas uplastyczniania, które ma na celu równomierne topienie i usunięcie substancji lotnych. Obecnie nie ma również dojrzałej technologii optymalizacji przeciwciśnienia.
11. Czas chłodzenia
Czas chłodzenia to okres, w którym forma pozostaje zamknięta, podczas gdy tworzywo sztuczne stygnie do temperatury wypychania. Po zakończeniu etapu chłodzenia forma otwiera się, a wypraska zostaje wyrzucona. Jednakże ustawiony czas chłodzenia nie jest rzeczywistym czasem chłodzenia. Chłodzenie rozpoczyna się w momencie kontaktu stopu z powierzchnią formy. Zatem rzeczywisty czas chłodzenia wynosi: czas wtrysku (czas napełniania) + czas dociskania + czas utrzymywania + czas chłodzenia. Czas chłodzenia można również zoptymalizować za pomocą zaprojektowanych eksperymentów.
12. Wielkość ujęcia (pomiar)
Wielkość wtrysku jest również znana jako dozowanie. Pozycja zerowa ślimaka to położenie, w którym ślimak znajduje się na samym przodzie lufy. Podczas ruchu ślimaka do tyłu gromadzi on stopione tworzywo sztuczne. Ustawiona odległość, o jaką ślimak cofa się, nazywana jest wielkością wtrysku. Wielkość wtrysku wyrażana jest w odległości liniowej lub objętości. Wielkość wtrysku można obliczyć na podstawie całkowitej masy wtrysku i gęstości stopu. Ponieważ jednak gęstość stopu zależy od temperatury – którą trudno precyzyjnie zmierzyć – obliczona wielkość wtrysku jest zazwyczaj jedynie szacunkowa. Wielkość wtrysku musi być również korygowana podczas pakowania i dozowania w oparciu o rzeczywistą poduszkę powietrzną.
13. Pozycja transferowa (punkt przełączania)
Punkt, w którym faza wtrysku przechodzi w fazę kompensacji, nazywany jest punktem transferu. Gdy to przełączenie jest aktywowane przez położenie ślimaka, nazywa się je punktem transferu lub punktem przełączania. Przełączenie może być również aktywowane przez czas, ciśnienie hydrauliczne lub sygnał zewnętrzny. Teoretycznie forma powinna być w 100% wypełniona stopionym tworzywem w położeniu transferu. W praktyce jednak forma jest często wypełniana do poziomu nieco poniżej 100% przed rozpoczęciem fazy kompensacji.
Inne parametry (mniej krytyczne)
Poniższych parametrów nie trzeba regulować tak często jak 13 parametrów wymienionych powyżej i nie mają one istotnego wpływu na jakość produktu.
Odległość dekompresji lub zasysania
Ponieważ odzysk ślimaka (plastyfikacja) odbywa się pod wpływem ciśnienia zwrotnego, stop w przedniej części ślimaka jest sprężany i ma ciśnienie wewnętrzne. Podczas odzysk ślimaka, wypraska i kanał doprowadzający nadal znajdują się w formie. Po otwarciu formy, wlew oddziela się od dyszy, ciśnienie w stopie zostaje uwolnione, a stop może wyciec z dyszy. Dlatego po zakończeniu odzysk ślimaka, ślimak powinien cofnąć się o niewielką dodatkową odległość, aby uwolnić ciśnienie wewnętrzne. Ta odległość nazywana jest odległością dekompresji lub odległością zasysania. Zazwyczaj jest ona krótka (mniej niż 10 mm). Zbyt duże zasysanie może spowodować wady powierzchniowe na wyrobie.
Szybkość pakowania
Prędkość pakowania to prędkość liniowa ślimaka w fazie kompensacji. W niektórych wtryskarkach jest to parametr opcjonalny.
Ostatnia uwaga
Patrząc na panel sterowania nowoczesnej wtryskarki, można poczuć się przytłoczonym liczbą parametrów i opcji. Maszyny często posiadają wiele ekranów monitorujących, które pozwalają śledzić jakość produktu i wydajność produkcji. Producenci maszyn czasami dodają również zbędne funkcje sterowania. Na przykład, niektóre maszyny oferują dziesięć etapów doboru ciśnienia dla faz pakowania i dociskania. W większości systematycznych procesów formowania wtryskowego dwa etapy ciśnienia powinny być wystarczające. Jednak w niektórych przypadkach – aby skompensować wady konstrukcyjne części lub formy – inżynierowie procesu mogą być zmuszeni do stosowania procesów wieloetapowych.
Wniosek
Ścieżka strojenia maszyn może wydawać się jedynie dokręcaniem śrub i dostosowywaniem parametrów, ale w rzeczywistości jest to głęboka rozmowa z materiałami, sprzętem, formami i otoczeniem. Każda maszyna ma swoją własną osobowość. Każdy materiał zachowuje się inaczej. Tylko poprzez ciągłą obserwację, rejestrowanie i podsumowywanie można stać się w pełni biegłym w tej rozmowie.
O NOBLE
Oto kim jesteśmy. Precyzyjny zakład obróbki CNC . Stawiamy na jakość i powtarzalność. To fundament.
Ten artykuł dotyczył formowania wtryskowego. Ale nasza prawdziwa specjalizacja jest inna. Zajmujemy się obróbką CNC, frezowaniem , toczeniem . Wykonujemy niestandardowe części z metalu i tworzyw sztucznych. Szeroki wybór materiałów.
Nasze certyfikaty mają znaczenie:
ISO 9001:2015 — Systemy zarządzania jakością. Poziom bazowy.
ISO 13485:2016 — Zarządzanie jakością wyrobów medycznych. Bardziej rygorystyczne. Większa identyfikowalność.
To nie są odznaki. Oznaczają, że kontrolujemy nasze procesy. Śledzimy wszystko. Ciągle się doskonalimy. Praca w służbie zdrowia. Praca w motoryzacji. Ogólny przemysł. Te same standardy obowiązują we wszystkich.
Oto nasza wiara. Dobra produkcja opiera się na tych samych zasadach, które tutaj przedstawiliśmy. Poznaj swoją maszynę. Kontroluj swoje zmienne. Nigdy nie przestawaj dążyć do lepszej jakości.
FAQ
Jak często należy sprawdzać uszczelkę zaworu zwrotnego?
Sprawdź to podczas wymiany materiałów. Sprawdź, czy proces zaczyna się przesuwać. Sprawdź wagę części – jeśli się odbija, to znak. Wielu techników przeprowadza test szczelności podczas wymiany formy. Wykryj to, zanim wytworzy wadliwe części, a nie później.
Dlaczego temperatura topnienia nie odpowiada ustawieniom temperatury bębna?
Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze, ustawienia cylindra to tylko część problemu. Obracająca się śruba ścina plastik, co generuje sporo ciepła. Po drugie, sprzęt może Cię oszukiwać. Stare maszyny z niedopasowanymi opaskami grzejnymi lub wadliwymi termoparami dają fałszywe odczyty. Użyj sondy do pomiaru rzeczywistej temperatury stopu. To powie Ci, co tak naprawdę się dzieje.
Czy mogę używać wody, jeśli temperatura pleśni przekracza 100°C?
Nie. Woda wrze w temperaturze 100°C pod ciśnieniem atmosferycznym. Jeśli potrzebujesz wyższej temperatury, masz dwie możliwości. System wodny pod ciśnieniem podnosi temperaturę wrzenia. Możesz też przejść na olej. Systemy olejowe pracują w temperaturze do 180°C. To standard w zastosowaniach wysokotemperaturowych.
Jak zapobiegać powstawaniu rdzy w czasie przechowywania?
Przedmuchaj każdy kanał chłodzący sprężonym powietrzem. Następnie zatkaj otwory. Posmaruj wszystkie odsłonięte powierzchnie olejem antykorozyjnym – komorę, rdzeń, płyty montażowe. Nigdy nie stawiaj formy na podłodze. Użyj stojaka. Utrzymuj formę w suchym miejscu. Rdza zaczyna się w momencie, gdy przestajesz zwracać na nią uwagę.
