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加工中更突出的趨勢之一是成型零件需要更高的塑料壓力。這樣做的原因有很多:更長的流動路徑、更復(fù)雜的幾何形狀以實現(xiàn)更大的功能、更薄的壁以減輕重量、更高的空化、更硬的聚合物和填充化合物。雖然這些趨勢確實降低了成本,但它們也不斷縮小成型商的加工窗口。在機(jī)器和加工策略方面,成型商可以做些什么來應(yīng)對這一趨勢?
了解填充和包裝零件的壓力要求是開發(fā)合理的加工窗口和更高的質(zhì)量和利潤的關(guān)鍵。加工商的第一步是了解機(jī)器如何產(chǎn)生塑料壓力,并確保為要成型的零件購買合適的壓力機(jī)。電機(jī)提供“塑料”psi 的所有壓力——沒有液壓壓力。混合動力和全液壓機(jī)器可能會在監(jiān)控屏幕上報告實際的塑料壓力,或者它們可能會報告液壓壓力。
如果您的壓力機(jī)報告液壓,您必須確定該螺桿尺寸的增壓比,以便將液壓轉(zhuǎn)換為“塑料”壓力。(有關(guān)計算,請參見 sciencemolding.com/articles/Intensification_ratio.pdf。)要在機(jī)器之間復(fù)制加工條件,您必須復(fù)制“塑料”壓力,而不是液壓。您可以使用經(jīng)過認(rèn)證的傳感器校準(zhǔn)液壓機(jī)以獲得準(zhǔn)確的液壓讀數(shù),但我還沒有找到一種方法來確保校準(zhǔn)電機(jī)上的機(jī)器壓力傳感器。任何機(jī)器告訴您準(zhǔn)確的壓力是很重要的:如果機(jī)器告訴您注射壓力是 21,500 psi,您需要知道它確實是 21,500 psi。
所有的壓力都去哪兒了?
在科學(xué)成型程序中,零件在第一個注射階段填充 90% 到 99%:也就是說,我們做一個短射。如果零件很短,我們知道流動結(jié)束時的塑性壓力為零。我們還從報告或計算的塑料壓力中得知噴嘴中的壓力。幾乎所有機(jī)器都會在傳輸時或第一階段注射結(jié)束時報告壓力。該傳輸壓力并不總是注射期間的峰值壓力。
舉個例子:我們正在用 PC 制作一個 1 英寸 2 的小型絕緣體,在 4 腔模具中帶有一些薄壁。機(jī)器報告?zhèn)鬏敃r的液壓壓力為 2040 psi(液壓),并且該部件 96% 已滿且短。要找到噴嘴中的塑料壓力,您需要乘以 2040 psi × 機(jī)器的增壓比,在本例中為 14.7:1。因此噴嘴中的壓力為 29,988 psi。如果我們有一個短射,將零件填充到 96% 的“壓力損失”是整個 29,988 psi。
這些壓力都去哪兒了?我們可以做些什么來減少壓力損失?如果需要更低的壓力,工藝窗口將打開,質(zhì)量會更高。
流動路徑是已知的:塑料經(jīng)過噴嘴、澆道、流道、澆口,最后填充零件。這些組件中的每一個都消耗了多少“塑料”壓力?為了找出流路中每個組件的壓力損失,我們需要做一些短鏡頭,可能會挖出一兩個。(每個模具在其生命周期中都會出現(xiàn)短射,因此在構(gòu)建它時,請確保它具有推出短射的能力。)
調(diào)整截止或轉(zhuǎn)移位置,使其僅超出澆口的一個小塊。然后再次調(diào)整轉(zhuǎn)移位置,只制作澆口和流道;最后全力以赴作為凈化。如果我們記錄這些鏡頭的轉(zhuǎn)移壓力,我們現(xiàn)在就有了我們需要的數(shù)據(jù)(見圖表),并且可以通過設(shè)置帶有條形圖或圖表的電子表格(上圖)使其看起來更漂亮。
那么所有的壓力都去了哪里——29,988 psi?數(shù)據(jù)顯示,通過噴嘴吸收的流量約為 2400 psi;澆道和流道消耗 12,036 psi;閘門約 3000 psi;零件承受了大約 12,000 psi 的壓力。未經(jīng)客戶許可,您不能對零件做任何事情,而且門在正常范圍內(nèi);但澆道和流道的改造時機(jī)已經(jīng)成熟。
但不要簡單地打開流道:壓力損失會更小,但較大的流道也提供較小的剪切力,這實際上會增加聚合物的粘度并浪費樹脂。您需要進(jìn)行模流分析以找到最佳折衷方案。
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