Tornillo cilíndrico para máquina de moldeo por inyección
Red de inyección de China
La estructura mecánica de la máquina de moldeo por inyección se divide principalmente en la parte de inyección y la parte de sujeción del molde. La función de la parte de moldeo por inyección es fundir el plástico e inyectarlo en la cavidad del molde, y la función de la parte de sujeción del molde es controlar la apertura y cierre del molde y expulsar el producto.
1. Pieza de inyección Hay dos formas principales de pieza de inyección: tipo pistón y tipo tornillo alternativo. En la actualidad, las máquinas de moldeo por inyección de pistón son relativamente raras y no se presentarán aquí.
La máquina de moldeo por inyección de tornillo alternativo derrite y mezcla las partículas de plástico sólido (o polvo) mediante la rotación del tornillo en el cilindro calefactor y las aprieta en la cavidad en el extremo frontal del cilindro, y Luego, el tornillo se mueve hacia adelante en dirección axial, inyecta el plástico fundido en la cavidad en la cavidad del molde. Durante la plastificación, el plástico se compacta en la ranura del tornillo impulsado por las nervaduras del tornillo y recibe calor de la pared del cilindro. Además, la fricción entre el plástico y el plástico, el plástico y el cilindro y la superficie del tornillo genera calor y la temperatura aumenta gradualmente hasta la temperatura de fusión. El plástico fundido se agita y se mezcla aún más mediante el tornillo, ingresa al frente del cilindro a lo largo de la ranura del tornillo y empuja el tornillo hacia atrás.
Las piezas de moldeo por inyección relacionadas con la plastificación incluyen principalmente: tornillo, cilindro, lanzadera desviadora, anillo de retención, boquilla, brida, tolva, etc. A continuación se describe el papel y la influencia en el proceso de plastificación.
El tornillo es un componente importante de la máquina de moldeo por inyección. Su función es transportar, compactar, fundir, mezclar y prensar plásticos. Todo esto se hace mediante la rotación del tornillo en el cañón. Cuando el tornillo gira, el plástico generará fricción y movimiento mutuo entre la pared interior del cilindro, la superficie inferior de la ranura en espiral, la superficie de avance de la nervadura en espiral y el plástico. El movimiento hacia adelante del plástico es el resultado de esta combinación de movimiento, y el calor generado por la fricción también se absorbe, lo que hace que el plástico aumente de temperatura y se derrita. La construcción del tornillo afectará directamente el alcance de estos efectos.
Para mejorar la calidad de la plastificación, la estructura del tornillo de inyección común también está diseñada como tornillo de separación, tornillo de barrera o tornillo desviador.
La estructura del cañón es en realidad un tubo redondo con un puerto de descarga en el medio.
En el proceso de plastificación de plásticos, la fuerza impulsora para el avance y la mezcla proviene de la rotación relativa del tornillo y el cilindro. De acuerdo con las diferentes formas de los plásticos en la ranura del tornillo, el tornillo generalmente se divide en tres secciones: sección de transporte sólido (también llamada sección de alimentación), sección de fusión (también llamada sección de compresión) y sección de homogeneización (también llamada sección de medición).
En los libros de texto sobre plastificación de plástico, el plástico en la sección de transporte sólido del tornillo se considera como un lecho sólido sin movimiento mutuo entre las partículas de plástico, y luego la relación entre el lecho sólido y la pared del cilindro, Se calcula la superficie de la hélice y la ranura en espiral. El estado ideal de movimiento mutuo y fricción entre las superficies determina la velocidad de transporte hacia adelante del plástico. Esto dista mucho de la situación real y no puede utilizarse como base para analizar la situación de alimentación de partículas de plástico de diferentes formas. Si las partículas de plástico no son grandes, rodarán en capas cuando la pared interior del cilindro las empuje hacia adelante y se compactarán gradualmente para formar un tapón sólido. Cuando el diámetro de las partículas es similar a la profundidad de la ranura en espiral, sus trayectorias de movimiento son básicamente un movimiento lineal a lo largo de la dirección radial de la ranura en espiral más un movimiento lineal en ángulo. Dado que los plásticos están dispuestos de forma suelta en la ranura en espiral cuando las partículas son más grandes, la velocidad de transporte también es más lenta. Cuando las partículas son lo suficientemente grandes como para entrar en la sección de compresión y tienen un diámetro mayor que la profundidad de la ranura en espiral, el plástico se atascará entre el tornillo y el cilindro. Si la fuerza del tirón hacia adelante no es lo suficientemente fuerte como para superar la fuerza requerida para aplastar los gránulos de plástico, el plástico se atasca en la ranura en espiral y no se puede empujar hacia adelante.
Cuando el plástico está cerca del punto de fusión, el plástico en contacto con el cañón ha comenzado a derretirse y a formar una película fundida. Cuando el espesor de la película fundida excede el espacio entre el tornillo y el cilindro, la parte superior del tornillo raspará la película fundida radialmente desde la pared interna del cilindro hasta la raíz del tornillo, convergiendo gradualmente en la superficie de avance del tornillo para formar un área de vórtice: un charco fundido.
Debido a la reducción gradual de la profundidad de la ranura en espiral en la sección de fusión y la extrusión del baño fundido, el lecho sólido se comprime contra la pared interior del barril, lo que acelera el proceso de transferencia de calor. desde el barril caliente hasta el lecho sólido. Al mismo tiempo, la rotación del tornillo hace que la película fundida entre el lecho sólido y la pared interior del cilindro se corte, derritiendo así el sólido en la interfaz entre la película fundida y el lecho sólido. A medida que el lecho sólido avanza en espiral, el volumen del lecho sólido disminuye gradualmente, mientras que el volumen del baño fundido aumenta gradualmente. Si el espesor del lecho sólido se reduce menos que la profundidad superficial de la ranura en espiral, el lecho sólido puede bloquear parcial o completamente la ranura en espiral, provocando fluctuaciones de plastificación, o la generación de calor por fricción aumentará bruscamente debido a una presión local excesiva, lo que resultará en sobrecalentamiento local.
En la sección de homogeneización del tornillo, debido a que el volumen es demasiado pequeño, el lecho sólido se ha roto y no puede formar pequeñas partículas sólidas dispersas en el baño fundido. Estas partículas sólidas se funden junto con la masa fundida que rodea el revestimiento mediante fricción y transferencia de calor. En este momento, la función del tornillo es mezclar el plástico fundido de manera uniforme mediante agitación. La distribución de velocidad del fundido varía desde la velocidad más alta cerca de la pared del barril hasta la velocidad más baja cerca del fondo de la ranura en espiral. Si la profundidad de la ranura en espiral no es grande y la viscosidad de la masa fundida es alta, la fricción entre las moléculas de la masa fundida será severa.
Debido a las grandes diferencias en la velocidad de fusión, la viscosidad de la fusión, el rango de temperatura de fusión, la sensibilidad de la viscosidad a la temperatura y la velocidad de corte, la corrosividad del gas de pirólisis, el coeficiente de fricción entre las partículas de plástico, etc., durante el procesamiento. Plásticos con excelentes propiedades de fusión (como Pc, PA, polímero ABS, PP-R, PVC, etc.), el calor cortante de una determinada sección será alto. ) Con un tornillo normal y corriente, esto se puede lograr reduciendo la velocidad del tornillo. Pero esto inevitablemente afectará la eficiencia de la producción. Para conseguir una plastificación eficaz de estos plásticos, muchas empresas han desarrollado tornillos y cilindros de plastificación especiales para estos plásticos. Los principales problemas en el diseño de estos tornillos y cilindros especiales son el coeficiente de fricción del sólido, la viscosidad y la velocidad de fusión de los plásticos mencionados anteriormente.
2. Lanzadera desviadora (cabeza de goma)
La lanzadera desviadora es un componente instalado en el extremo frontal del tornillo y tiene forma de torpedo. La función de la lanzadera desviadora en la plastificación de plástico es principalmente desviar la masa fundida de plástico mezclada para que la masa fundida pueda mezclarse aún más de manera uniforme. Al mismo tiempo, la lanzadera desviadora tiene también la función de limitar la posición del anillo de retención durante la plastificación.
Para mejorar aún más la función de mezcla, se recomienda adoptar una estructura de mezcla de barrera en máquinas de moldeo por inyección con una fuerza de sujeción superior a 250 toneladas. Lanzadera de desvío. No sólo se puede mejorar la uniformidad del color del producto, sino que también la resistencia mecánica del producto es mayor.
3. Anillo de respaldo (anillo de goma)
Como su nombre indica, la función del anillo de respaldo es comprobar el retorno. Es una pieza que evita que el plástico fundido se escape durante el proceso de inyección. Cuando se trabaja, el anillo de retención y la arandela antiaflojamiento (junta de goma) entran en contacto para formar una estructura cerrada para evitar fugas de plástico fundido.
La precisión del peso del producto moldeado por inyección de la máquina de moldeo por inyección tiene una gran relación con la velocidad del anillo de retención. La velocidad de reacción de un anillo de respaldo está determinada por su recorrido de control, tiempo de sellado y compresión, salida de la lanzadera desviadora y otros factores. Probamos una variedad de estructuras de anillos de respaldo y parámetros de componentes, y finalmente determinamos los mejores parámetros de superficie de parada, los parámetros de coincidencia del anillo de respaldo y la lanzadera desviadora, y los parámetros de holgura del anillo de respaldo y el cañón a través de experimentos. Se puede lograr un control del volumen de inyección de alta precisión.
Dispara a tu boca
La boquilla es el componente de transición que conecta el cañón y el molde. Durante el proceso de inyección, el material fundido en el cilindro es empujado por el tornillo, fluye a través de la boquilla a alta presión y ingresa rápidamente al molde. Por lo tanto, la estructura de la boquilla, el tamaño del orificio de la boquilla y la precisión de fabricación afectarán la pérdida de presión y temperatura de la masa fundida, la distancia del disparo, la calidad del efecto de alimentación y si se produce el fenómeno de "salivación". Actualmente se utilizan muchos tipos de boquillas, cada una con su propio ámbito de aplicación. Aquí sólo se analizan tres tipos de boquillas.
(1) Boquilla de paso recto Esta boquilla tiene la forma de un tubo corto Cuando el material fundido fluye a través de esta boquilla, la presión y la pérdida de calor son muy pequeñas y no es fácil provocarlas. Estancamiento y descomposición del material, por lo que generalmente no existe un dispositivo de calentamiento externo. Sin embargo, dado que el cuerpo de boquilla es corto y la longitud que se extiende dentro del orificio de la plantilla fija es limitada, el canal principal del molde utilizado es más largo. Para compensar esta deficiencia, aumentar la longitud de la boquilla se ha convertido en una mejora de la boquilla recta, también llamada boquilla extendida. Esta boquilla debe estar equipada con un ajuste de calefacción. Para filtrar impurezas sólidas en la masa fundida, también se puede añadir un filtro a la boquilla. Las dos boquillas anteriores son adecuadas para procesar plásticos de alta viscosidad. Al procesar plásticos de baja viscosidad se producirá babeo.
(2) Boquilla autoblocante Durante el proceso de inyección, para evitar que el material fundido se hunda o encoja, es necesario bloquear temporalmente el canal de la boquilla y utilizar una boquilla autoblocante. Entre las boquillas autoblocantes, los tipos de válvula de resorte y de aguja son los más utilizados. La boquilla se bloquea presionando un núcleo de válvula en el cuerpo de la boquilla con un resorte. Durante el proceso de inyección, el núcleo de la válvula se abre debido a la alta presión del material fundido y el molde fundido se expulsa del molde. Al derretir el pegamento, el núcleo de la válvula se reinicia y se bloquea bajo la acción del resorte. Su ventaja es que puede prevenir eficazmente la salivación al inyectar plásticos de baja viscosidad, es fácil de usar y tiene un efecto autoblocante evidente. Sin embargo, la estructura es compleja, la pérdida de presión de inyección es grande, el rango es corto, el efecto de alimentación es pequeño y los requisitos de resortes son altos.
La boquilla tipo válvula de aguja de palanca, al igual que la boquilla autoblocante, también es un canal de boquilla que se abre y cierra temporalmente durante el proceso de inyección. Utiliza un sistema hidráulico externo para controlar el mecanismo de articulación para abrir y cerrar el núcleo de la válvula a través de una palanca. Cuando está en uso, el sistema hidráulico operado puede abrir el núcleo de la válvula de manera precisa y oportuna según sea necesario. Tiene las ventajas de un uso fácil, autobloqueo confiable, pequeña pérdida de presión y medición precisa. Además, no utiliza muelles, por lo que no es necesario sustituir los muelles. La principal desventaja es que la estructura es más compleja y el coste mayor.
Durante el proceso de inyección, el plástico fundido impulsado por el tornillo fluye a través de la boquilla y hacia la cavidad del molde a velocidades de corte muy altas. Bajo este cizallamiento de alta velocidad, la temperatura de la masa fundida aumenta rápidamente. Especialmente para PVC, PP-R, PMMA, PC y ABS de alta viscosidad, un diámetro de boquilla demasiado pequeño provocará la descomposición del plástico a alta temperatura. Para productos de precisión de paredes delgadas que son difíciles de llenar, se debe usar una boquilla con un alcance más largo, mientras que para productos de paredes gruesas, se necesita una boquilla con un buen efecto de llenado. Además, para algunos plásticos con baja viscosidad de fusión (como PA, etc.), es necesario utilizar una boquilla autoblocante con función antisalivación.
En muchas máquinas, además de las boquillas de uso general con viscosidad general, también hay boquillas especiales, como boquillas autoblocantes, boquillas de PVC y boquillas de PMMA para elegir. Si es necesario, también están disponibles boquillas especiales para productos de pared delgada y de largo alcance.
5. Brida
¿Es la brida la pieza que conecta la boquilla y el cañón? Simplemente actúa como canal durante el proceso de plastificación e inyección del plástico. Si hay grandes espacios o ranuras entre la brida y la boquilla o entre la brida y el cañón, aparecerán puntos negros porque el plástico ha permanecido en el espacio o ranura durante demasiado tiempo y se ha descompuesto.
6. Caja
La tolva es un componente para almacenar materias primas plásticas. Algunos agregan dispositivos de calentamiento y soplado a la tolva para hacer una tolva de secado. La forma de la tolva suele ser cónica en la parte inferior y cilíndrica en la superior. Para piezas de plástico con diferentes tamaños de partículas, diferentes formas de partículas, diferentes coeficientes de fricción y coeficientes de adhesión, la pendiente cónica del cono tiene diferentes valores óptimos. De lo contrario, cuando la alimentación no es suave o no se descarga en absoluto, la capacidad de almacenamiento del. tolva Se desperdicia o se produce un "puente" o "canalización".
La razón por la que se produce el fenómeno de "puente" es que se puede formar un puente abierto entre las partículas de plástico en la boca del cono pequeño para soportar el material que se encuentra encima de él. Para partículas más grandes y formas irregulares, para materiales reciclados. , esta situación puede ocurrir fácilmente. La "canalización hacia el tubo" ocurre porque las partículas que fluyen hacia abajo no son suficientes para atraer a las partículas adyacentes para que fluyan juntas. Esta situación ocurre a menudo cuando el tamaño de las partículas de plástico es pequeño. La solución general es instalar un dispositivo de vibración en la tolva o reducir el cono. Si el calor del barril se transfiere a la tolva y la temperatura de la tolva es demasiado alta, la superficie de las partículas de plástico se ablandará o se adherirá a los bloques, lo que facilitará la formación de "puentes" o bloques.