Tecnología de procesamiento de productos de caucho elastómero de poliuretano termoplástico TPU
El proceso de moldeo por inyección de piezas de plástico incluye principalmente cuatro etapas: llenado-presurización-enfriamiento-desmoldeo. Estas cuatro etapas determinan directamente la calidad de moldeo del producto. Calidad, y estas 4 etapas son un proceso completo y continuo.
1. Etapa de llenado
El llenado es el primer paso de todo el ciclo de moldeo por inyección. El tiempo se cuenta desde el momento del cierre del molde hasta que la cavidad del molde se llena aproximadamente a 95. En teoría, cuanto más corto sea el tiempo de llenado, mayor será la eficiencia de moldeo, pero en la operación real, el tiempo de moldeo o la velocidad de inyección están restringidos por muchas condiciones.
Llenado de alta velocidad. La velocidad de corte es alta durante el llenado a alta velocidad y el plástico se vuelve viscoso debido al adelgazamiento por corte, lo que reduce la resistencia general al flujo y el efecto del calor viscoso local también hace que el espesor de la capa solidificada sea más delgado; Por lo tanto, durante la fase de control de flujo, el comportamiento de llenado depende a menudo del tamaño del volumen a llenar. Es decir, en la etapa de control de flujo, debido al llenado a alta velocidad, el efecto de adelgazamiento por cizallamiento de la masa fundida suele ser mayor, mientras que el efecto de enfriamiento de la pared delgada no es obvio, por lo que prevalece el efecto de velocidad.
Llenado lento. La conducción térmica controla el llenado a baja velocidad, lo que resulta en velocidades de corte más bajas, mayor viscosidad local y mayor resistencia al flujo. Dado que la velocidad de reposición del plástico termoplástico es lenta y la velocidad del flujo también es lenta, el efecto de conducción del calor es más obvio y la pared fría del molde elimina rápidamente el calor. Junto con una pequeña cantidad de calor viscoso, el espesor de la capa solidificada se vuelve más grueso, aumentando aún más la resistencia al flujo en la parte más delgada de la pared.
Debido al flujo de la fuente, las filas de cadenas de polímeros plásticos delante de la onda de flujo son casi paralelas al frente de la onda de flujo. Por lo tanto, cuando dos masas fundidas de plástico se encuentran, las superficies de contacto de las cadenas de polímeros son paralelas entre sí, además, las propiedades de las dos masas fundidas son diferentes (el tiempo que permanecen en la cavidad del molde es diferente, la temperatura y la presión también lo son; diferente), lo que resulta en fusión. La zona de intersección del cuerpo es microestructuralmente menos fuerte. Cuando las piezas se colocan en un ángulo apropiado bajo la luz y se observan a simple vista, se puede ver que hay líneas de unión obvias. Este es el mecanismo de formación de marcas de soldadura. Las marcas de soldadura no sólo afectan la apariencia de las piezas de plástico, sino que también provocan la concentración de tensiones debido a la microestructura suelta, reduciendo así la resistencia de la pieza y provocando su rotura.
En general, la resistencia de las líneas de soldadura es mejor en áreas de alta temperatura. Esto se debe a que a altas temperaturas, las cadenas de polímeros son más activas y pueden penetrar y enredarse entre sí. áreas de temperatura, las dos temperaturas de fusión son relativamente cercanas y las propiedades térmicas de las masas fundidas son básicamente las mismas, lo que aumenta la resistencia de la zona de soldadura, por el contrario, en la zona de baja temperatura, la resistencia de la soldadura; las notas son malas.
2. Etapa de mantenimiento de presión
La función de la etapa de mantenimiento de presión es continuar aplicando presión para compactar la masa fundida y aumentar la densidad (densificación) del plástico para compensar la Comportamiento de contracción del plástico. Durante el proceso de mantenimiento de la presión, la contrapresión es alta porque la cavidad del molde se ha llenado de plástico. Durante el proceso de mantenimiento de presión y compactación, el tornillo de la máquina de moldeo por inyección solo puede avanzar lenta y ligeramente, y la velocidad del flujo del plástico también es lenta. El flujo en este momento se denomina flujo de mantenimiento de presión. Debido a que durante la etapa de mantenimiento de presión, el plástico se acelera mediante el enfriamiento y la solidificación por la pared del molde, y la viscosidad de la masa fundida aumenta rápidamente, la resistencia de la cavidad del molde es muy grande. En la última etapa de mantenimiento de presión, la densidad del material continúa aumentando y la pieza de plástico toma forma gradualmente. La etapa de mantenimiento de presión continúa hasta que la compuerta se solidifica y sella. En este momento, la presión de la cavidad en la etapa de mantenimiento de presión alcanza. el valor más alto.
Durante la fase de retención, el plástico se vuelve parcialmente comprimible debido a que la presión es bastante alta. En áreas de mayor presión, el plástico es más denso y tiene una mayor densidad; en áreas de menor presión, el plástico es más suelto y menos denso, lo que hace que la distribución de la densidad cambie con la ubicación y el tiempo. Durante el proceso de mantenimiento de la presión, el caudal de plástico es muy bajo y el flujo ya no juega un papel principal; la presión es el factor principal que afecta el proceso de mantenimiento de la presión. Durante el proceso de mantenimiento de la presión, el plástico ha llenado la cavidad del molde y la masa fundida que se solidifica gradualmente se convierte en el medio para transmitir la presión. La presión en la cavidad del molde se transmite a la superficie de la pared del molde bajo la acción del plástico y tiende a levantar el molde, por lo que se requiere una fuerza de sujeción adecuada para bloquear el molde. En circunstancias normales, la fuerza de sujeción abrirá ligeramente el molde, lo que es útil para el escape del molde, pero si la fuerza de sujeción es demasiado grande, fácilmente provocará rebabas, desbordamiento e incluso la apertura del producto moldeado; Por lo tanto, al seleccionar una máquina de moldeo por inyección, debe elegir una máquina de moldeo por inyección con suficiente fuerza de sujeción para evitar la expansión del molde y mantener la presión de manera efectiva.
3. Etapa de enfriamiento
En los moldes de inyección el diseño del sistema de enfriamiento es muy importante. Esto se debe a que los productos de plástico moldeados deben enfriarse y solidificarse hasta alcanzar una cierta rigidez para evitar la deformación de los productos de plástico debido a fuerzas externas durante el desmoldeo. Dado que el tiempo de enfriamiento representa aproximadamente del 70 al 80 % de todo el ciclo de moldeo, un sistema de enfriamiento bien diseñado puede acortar en gran medida el tiempo de moldeo, aumentar la productividad del moldeo por inyección y reducir los costos. Un sistema de enfriamiento mal diseñado extenderá el tiempo de moldeo y aumentará los costos; el enfriamiento desigual provocará aún más deformaciones de los productos plásticos.
Según los experimentos, el calor que entra al molde desde la masa fundida generalmente se distribuye en dos partes. Una parte de 5 se transfiere a la atmósfera mediante radiación y convección, y el 95 restante se conduce desde la masa fundida a la atmósfera. el molde. Debido a la función de las tuberías de agua de refrigeración en los productos plásticos en el molde, el calor se transfiere desde la cavidad del molde a las tuberías de agua de refrigeración a través de la conducción de calor a través del marco del molde, y luego el refrigerante lo elimina mediante convección de calor. Una pequeña cantidad de calor que no es absorbida por el agua de refrigeración continúa siendo conducida dentro del molde y se disipa en el aire en contacto con el mundo exterior.
El ciclo de moldeo del moldeo por inyección incluye el tiempo de cierre del molde, el tiempo de llenado, el tiempo de mantenimiento de la presión, el tiempo de enfriamiento y el tiempo de desmolde. Entre ellos, el tiempo de enfriamiento representa la mayor proporción, alrededor de 70 a 80. Por lo tanto, la duración del tiempo de enfriamiento afectará directamente la duración del ciclo de moldeo de plástico y el tamaño de la producción. Durante la etapa de desmolde, la temperatura del producto plástico debe enfriarse por debajo de la temperatura de deformación térmica del producto plástico para evitar que el producto plástico se relaje debido a tensión residual o deformación por deformación debido a la fuerza externa del desmolde.
Los factores que afectan a la velocidad de enfriamiento de los productos son:
El diseño de los productos plásticos. Principalmente el espesor de la pared de los productos plásticos. Cuanto más espeso sea el producto, mayor será el tiempo de enfriamiento. En términos generales, el tiempo de enfriamiento es aproximadamente proporcional al cuadrado del espesor del producto plástico, o 1,6 veces el diámetro máximo del canal. Es decir, duplicar el grosor del plástico aumentará 4 veces el tiempo de enfriamiento.
Materiales del molde y métodos de enfriamiento. Los materiales del molde, incluidos el núcleo del molde, los materiales de la cavidad y los materiales de la base del molde, tienen una gran influencia en la velocidad de enfriamiento. Cuanto mayor sea la conductividad térmica del material del molde, mejor será el efecto de transferencia de calor del plástico por unidad de tiempo y menor será el tiempo de enfriamiento.
Configuración de tuberías de agua de refrigeración. Cuanto más cerca esté la tubería de agua de refrigeración de la cavidad del molde, mayor será el diámetro de la tubería y mayor será el número, mejor será el efecto de enfriamiento y menor será el tiempo de enfriamiento.
Flujo de refrigerante. Cuanto mayor sea el caudal de agua de refrigeración (generalmente el flujo turbulento es mejor), mejor será el efecto del agua de refrigeración en la eliminación de calor mediante convección térmica.
Propiedades del refrigerante. La viscosidad y el coeficiente de transferencia de calor del refrigerante también afectarán el efecto de transferencia de calor del molde. Cuanto menor sea la viscosidad del refrigerante, mayor será la conductividad térmica y cuanto menor sea la temperatura, mejor será el efecto de enfriamiento.
Elección del plástico. La conductividad térmica del plástico es una medida de la rapidez con la que el plástico conduce el calor del calor al frío. Cuanto mayor sea la conductividad térmica del plástico, mejor será la conductividad térmica. En otras palabras, cuanto menor sea el calor específico del plástico, la temperatura será más fácil de cambiar, por lo que el calor será más fácil de disipar. acortar el tiempo de enfriamiento requerido.
Configuración de parámetros de procesamiento. Cuanto mayor sea la temperatura del material, mayor será la temperatura del molde, menor será la temperatura de expulsión y mayor será el tiempo de enfriamiento.
Reglas de diseño del sistema de refrigeración:
El canal de refrigeración debe diseñarse para conseguir un efecto de refrigeración uniforme y rápido.
El objetivo del diseño del sistema de refrigeración es mantener una refrigeración normal y eficaz del molde. El tamaño de los orificios de refrigeración debe cumplir con la norma para facilitar el procesamiento y el montaje.
Al diseñar el sistema de refrigeración, el diseñador del molde debe determinar los siguientes parámetros de diseño en función del espesor de la pared y el volumen de la pieza moldeada: la ubicación y el tamaño de los orificios de refrigeración, la longitud de los orificios, la tipo de orificios, la configuración de los orificios y el tipo de conexión y el caudal y las propiedades de transferencia de calor del refrigerante.
4. Etapa de desmolde
El desmolde es el último paso del ciclo de moldeo por inyección. Aunque el producto se ha endurecido y formado en frío, el desmoldeo aún tiene un impacto muy importante en la calidad del producto. Los métodos de desmoldeo inadecuados pueden causar tensiones desiguales en el producto durante el desmoldeo y pueden causar defectos como la deformación del producto debido a. expulsión. Hay dos métodos principales de desmoldeo: desmoldeo con pasador eyector y desmoldeo con placa extractora. Al diseñar el molde, se debe seleccionar el método de desmoldeo adecuado en función de las características estructurales del producto para garantizar la calidad del producto.
Para moldes que utilizan pasadores expulsores, los pasadores expulsores deben colocarse lo más uniformemente posible y se debe seleccionar la posición donde la resistencia al desmoldeo y la resistencia y rigidez de la pieza plástica sean mayores para evitar deformaciones. y daño de la pieza de plástico.
Las placas de expulsión se utilizan generalmente para envases de cavidades profundas y paredes delgadas y productos transparentes que no permiten rastros de desmoldeo de la varilla de empuje. Las características de este mecanismo son una fuerza de desmoldeo grande y uniforme, un movimiento suave y nulo. dejando huellas evidentes.