¿Cuáles son los métodos de tratamiento térmico para productos de plástico moldeados por inyección? ¿Cuál es el propósito?
1. Materiales de moldeo por inyección
En las primeras etapas del diseño de productos plásticos, los plásticos de ingeniería deben seleccionarse primero en función de su entorno de aplicación y los requisitos de rendimiento correspondientes.
2. Molde de precisión
El diseño racional de moldes de inyección de precisión es la base y requisito previo necesario para la obtención de productos de precisión. Para producir productos de precisión, los moldes de precisión son esenciales. La precisión del molde generalmente se ve afectada por el control de la temperatura del molde, la fabricación de precisión del molde y el diseño del molde en la selección de la contracción del plástico.
2.1 Control de la temperatura del molde
Dado que la temperatura del molde tiene una gran influencia en la contracción del molde, también afecta directamente las propiedades mecánicas de los productos moldeados por inyección, y también puede causar varios moldeados. como la floración superficial de los productos, por lo que el molde debe mantenerse dentro de un rango de temperatura específico y la temperatura del molde no debe cambiar con el tiempo. En el moldeo por inyección de piezas de precisión en general, el objetivo principal de controlar la temperatura del molde es mejorar la productividad. Sin embargo, el control de la temperatura del molde tiene un gran impacto en el moldeo por inyección de precisión. Afecta la contracción, la forma, la cristalización, la tensión interna, etc. de las piezas. Por lo tanto, el diseño del circuito frío y caliente del molde requiere una distribución de temperatura razonable y un control preciso. precisión. Es mejor utilizar el control de temperatura del molde y del enfriador. El impacto del control de la temperatura del molde y el tiempo de enfriamiento en el rendimiento del producto y sus factores que influyen son los siguientes:
(1) La inyección de plástico fundido y el tiempo del ciclo de apertura del molde producirán fluctuaciones en la temperatura del molde, por lo que se debe minimizar esta fluctuación. cima.
(2) Transferencia de calor en el molde El calor en el molde se transfiere a través del medio específico en el molde y el molde no cambia, por lo que el control del medio es clave. El agua de refrigeración ingresa al molde si la diferencia de temperatura de salida es inferior a 1 ° C, se debe utilizar la teoría de la temperatura promedio para calcularla, a fin de garantizar la estabilidad de la transferencia de calor. El flujo del medio y la transferencia de calor están interrelacionados, y el sensor de temperatura de la superficie del molde se puede utilizar para controlar el flujo del medio y compensar los cambios de temperatura del molde causados por cambios en la temperatura ambiente.
(3) Estado estable del molde Para mantener un equilibrio entre el calor absorbido por el molde y el calor emitido, la masa fundida inyectada por la máquina de moldeo por inyección debe mantener estrictamente una temperatura estable. La temperatura alrededor del molde también tiene una gran influencia en el molde. Generalmente afecta el cambio del coeficiente de convección del medio en el molde. Por lo tanto, es mejor colocar un sensor de temperatura en la superficie del molde para observar la superficie. Temperatura del molde en cualquier momento y mantenerlo estable.
(4) Cambios en la eficiencia del intercambio de calor Después de que el molde se use durante mucho tiempo, aparecerán manchas de óxido y escamas en la tubería de agua de refrigeración. Cuando la conductividad térmica de la interfaz disminuye, las incrustaciones deben eliminarse. tiempo.
2. Diseño y fabricación de moldes de precisión
La calidad del diseño de moldes es el requisito previo para garantizar la precisión dimensional de las piezas de plástico. Con el fin de mejorar la precisión de los moldes de inyección de precisión. En el proceso de diseño se utilizan ordenadores. Son necesarios análisis auxiliares, en particular el comportamiento del flujo del sistema de compuerta y la distribución del calor del sistema de regulación de temperatura del molde. Se debe aplicar software de simulación analítica tanto como sea posible y se deben utilizar condiciones de carga cercanas a la realidad para analizar y simular procesos inestables como el vertido y el enfriamiento de la masa fundida en el molde.
La calidad de fabricación de los moldes es la clave para garantizar la precisión dimensional de las piezas de plástico. La principal característica de fabricación de los moldes de precisión es que no se realiza ningún procesamiento manual excepto las operaciones de pulido y montaje. La proporción entre el mecanizado general de moldes y el procesamiento manual es de aproximadamente 6:4 a 7:3, mientras que la proporción entre el mecanizado de precisión de moldes y el procesamiento manual es de 9:1.
Los materiales del molde y el tratamiento térmico son la garantía de la precisión del molde. Durante el proceso de moldeo, el molde está a alta temperatura, por lo que incluso si las piezas del molde se templan a bajas temperaturas, la generación de masa fundida a alta temperatura templará repetidamente las piezas y reducirá la dureza. Al mismo tiempo, la expansión del volumen provocada. También se debe considerar la austenita retenida. Por lo tanto, la temperatura general de templado debe ser al menos el doble de la temperatura del molde de formación y se debe realizar un tratamiento apropiado a baja temperatura para eliminar la austenita retenida.
Para productos de alta precisión, la precisión de las piezas moldeadas, la precisión acumulativa de las combinaciones de piezas, la precisión de las guías del molde y el paralelismo de la superficie de separación deben alcanzar el nivel de micras. El molde debe tener suficiente resistencia, rigidez y resistencia al desgaste, y no debe deformarse ni desgastarse fácilmente bajo presión de inyección. Para lograr la precisión de mecanizado antes mencionada se pueden utilizar nuevas tecnologías como centros de mecanizado tridimensionales, máquinas herramienta CNC y la aplicación de CAD/CAM/CAE.
2.3 Selección de la tasa de contracción del material en el diseño de moldes de precisión
Los principales factores que afectan la tasa de contracción de los plásticos incluyen la contracción térmica, la contracción por cambio de fase, la contracción por orientación, la contracción por compresión y la recuperación elástica. etc. Estos factores que influyen están todos relacionados con las condiciones de moldeo o las condiciones de funcionamiento de los productos moldeados por inyección de precisión. Las fluctuaciones en la contracción del moldeo de productos termoplásticos dificultan el diseño del molde, la determinación del tamaño de la cavidad y el control de la precisión dimensional del producto. Por lo tanto, al diseñar el molde, se deben comprender las características de contracción del plástico y la diferencia de contracción debido a la forma de la pieza, y luego tomar las medidas de compensación necesarias. Para piezas de plástico de alta precisión, puede diseñar un molde simple antes de fabricar y medir la contracción real de cada pieza durante el moldeo, lo que puede mejorar en gran medida la precisión dimensional de las piezas.
La forma, ubicación y distribución de las compuertas afectan la precisión dimensional de las piezas. La fuerza del moldeo por inyección de puerta puntual es fuerte, pero el efecto de contracción es deficiente, por lo que no es adecuado para piezas de paredes gruesas. La posición de la compuerta afecta la dirección del flujo de fusión y la distancia del proceso. Cuanto más largo sea el proceso, mayor será la tasa de contracción. Cuanto más largo sea el proceso, mayor será la contracción. Múltiples puertas pueden acortar el proceso, pero las marcas de fusión aumentarán. El diseño de la puerta debe finalizarse en función del tamaño de la pieza y del material seleccionado, utilizando un software de análisis y combinado con experiencia práctica.
3. Establezca los mejores parámetros de proceso para el moldeo por inyección de precisión.
Seleccionar los mejores parámetros del proceso de moldeo por inyección puede reducir la tasa de contracción de los productos plásticos. Las características de contracción del plástico se refieren al reflejo integral de la contracción térmica, la recuperación elástica, la deformación plástica, la contracción posterior y la contracción por envejecimiento de los plásticos. Generalmente es una manifestación específica de la contracción lineal y los cambios de contracción volumétrica causados por la absorción de agua del material o la reorganización de la cadena molecular. Características de contracción de uso común Representación de valor. La contracción por moldeo de los productos moldeados por inyección termoplásticos fluctúa mucho, especialmente para los productos moldeados por inyección de plástico cristalino. Esto se debe a que el grado de cristalinidad no sólo depende de la estructura química, sino también de los parámetros de enfriamiento durante el procesamiento (velocidad de enfriamiento, temperatura de fusión, molde). La influencia de la temperatura, el espesor del producto) trae dificultades al diseño del molde para determinar el tamaño de la cavidad y controlar la precisión dimensional del producto. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de comprender el proceso de moldeo por inyección. comprender la influencia de los parámetros del proceso de moldeo por inyección en la tasa de contracción de varios plásticos. En general, se cree que la diferencia en el espesor de la pared de las piezas se debe a dos factores:
Uno es la ligera deformación causada por la masa fundida a alta presión en la cavidad del molde y el otro es la expansión elástica de la pieza; material cuando se abre el molde. En términos generales, la precisión de la calidad puede controlar bien la precisión dimensional y la viscosidad de la masa fundida es menor a temperaturas más altas del molde, por lo que el gradiente de viscosidad es menor bajo una cierta contrapresión del tornillo, la precisión de la calidad de las piezas se puede lograr con precisión. . control.
Las piezas de plástico de precisión requieren no sólo tolerancias dimensionales estables, sino también propiedades mecánicas estrictas. Estas propiedades dependen principalmente del historial de interacciones termomecánicas de la masa fundida durante la fase de enfriamiento. La temperatura del molde y el tiempo de enfriamiento tienen un impacto directo en la calidad y productividad del producto. El estudio encontró que a una temperatura determinada del molde, la precisión dimensional del producto no mejora significativamente con la extensión del tiempo de enfriamiento, sino que solo mejora después de enfriarlo durante un período de tiempo. Hay dos puntos de tiempo de enfriamiento críticos en el proceso de enfriamiento general. Aunque la precisión de los productos producidos en el primer punto de tiempo de enfriamiento es mayor, no es el estado más estable, mientras que el tiempo de enfriamiento en el segundo punto de tiempo de enfriamiento es más largo. , pero puede hacer que el producto alcance el estado más estable.
4. Máquina de moldeo por inyección de precisión
Seleccione la máquina de moldeo por inyección adecuada seleccionando los materiales plásticos, la precisión dimensional del producto terminado, el peso de la pieza, los requisitos de calidad y la estructura esperada del molde. Las máquinas de moldeo por inyección de precisión generalmente utilizan una mayor potencia de inyección, de modo que además de cumplir con los requisitos de presión y velocidad de inyección, la propia potencia de inyección también desempeñará un papel en la mejora de la precisión del producto. Los sistemas de control de máquinas de moldeo por inyección de precisión generalmente tienen una alta precisión de control, que es requerida por el producto mismo. La alta precisión del control puede garantizar una buena repetibilidad de varios parámetros del proceso de moldeo por inyección para evitar cambios en la precisión del producto debido a fluctuaciones en los parámetros del proceso.
Por lo tanto, las máquinas de moldeo por inyección de precisión generalmente adoptan un control de retroalimentación de múltiples niveles para parámetros del proceso como el volumen de inyección, la presión de inyección, la velocidad de inyección, la presión de mantenimiento, la contrapresión y la velocidad del tornillo. El moldeo por inyección de precisión requiere que el sistema de sujeción del molde tenga suficiente rigidez; de lo contrario, la precisión del producto se reducirá debido a la deformación elástica del sistema de sujeción del molde. En segundo lugar, la fuerza de sujeción del sistema de sujeción del molde debe controlarse con precisión; de lo contrario, una fuerza de sujeción demasiado grande o demasiado pequeña tendrá un efecto adverso en la precisión del producto. Por lo tanto, al diseñar, se deben considerar exhaustivamente la rigidez del molde, la rigidez del sistema y la fuerza de sujeción para controlar con precisión la precisión del producto, especialmente los productos planos de paredes delgadas. Cuando el área del molde es grande, se debe verificar la deflexión del pilar guía. Las máquinas de moldeo por inyección de precisión también deben poder controlar con precisión la temperatura de trabajo en el circuito hidráulico para evitar cambios en la viscosidad y el caudal del aceite de trabajo debido a cambios de temperatura, lo que provocará aún más fluctuaciones en los parámetros del proceso de moldeo por inyección y provocará que el producto. perder su debida exactitud.
4.1 Consistencia del tiempo del ciclo de moldeo
Durante el moldeo de precisión, se debe utilizar el modo completamente automático tanto como sea posible para evitar tiempos de ciclo de moldeo inconsistentes que afecten la temperatura del molde y el material en El cañón. El tiempo de residencia en el interior afectará la precisión de las piezas.
4.2 Control de temperatura y diseño del tornillo de la máquina de moldeo por inyección
La apertura y cierre periódico del termostato del cilindro de la máquina de moldeo por inyección tiene una gran influencia en los cambios de densidad y viscosidad en el cilindro, por lo tanto fluctuaciones periódicas que afectan la calidad y precisión dimensional de la pieza. La boquilla de la máquina de moldeo por inyección está muy cerca de la cavidad del molde, por lo que la temperatura de la boquilla también tiene un gran impacto en el moldeo de la pieza. parte.
Para producir piezas de plástico estables y de alta calidad, la unidad de plastificación de la máquina de moldeo por inyección es muy importante. Existen varios criterios importantes para juzgar la calidad de la unidad de plastificación: volumen de inyección, tasa de plastificación, velocidad de inyección y tiempo de residencia del polímero en la unidad de plastificación.
Dado que el error de calidad de las piezas de plástico tiene un impacto muy importante en la precisión dimensional, el volumen de inyección de la máquina de moldeo por inyección debe controlarse con precisión. La forma más eficaz de mejorar la precisión de dosificación de una máquina de moldeo por inyección es utilizar el diámetro de tornillo más pequeño técnicamente posible, especialmente para piezas ligeras. A medida que la longitud relativa de la sección dosificadora del tornillo y la longitud total del tornillo se hacen más pequeñas, el tiempo de residencia del material en la unidad de plastificación también se hace más corto. El ancho de la rosca del tornillo también es generalmente más ancho, lo que evita que el material permanezca más tiempo y permite que el tornillo funcione de manera estable. La relación ancho-profundidad de la ranura del tornillo también se reduce en consecuencia, lo que es particularmente efectivo para los tornillos de pequeño diámetro utilizados en la fabricación de muchas piezas de plástico de ingeniería. La homogeneidad de la masa fundida no se ve reducida por relaciones de compresión pequeñas, debido a las velocidades de cizallamiento muy fuertes generadas por las ranuras muy poco profundas. La parte de alimentación es una parte difícil del diseño y debe garantizar que todo tipo de partículas se alimenten de manera uniforme. Teniendo en cuenta que se requiere un tiempo de ciclo corto, la tasa de plastificación también debe ser lo suficientemente alta, por lo que esta contradicción debe resolverse de manera efectiva al diseñar la sección de alimentación. Además, para lograr un control preciso del error del volumen de inyección mediante el moldeo por inyección de tornillo de dos etapas, es necesario dosificar la masa fundida desde la máquina de moldeo por inyección a la máquina de moldeo por inyección de pistón a través de una válvula de detección esférica.