¿Cómo controlar la apertura del molde y las condiciones del proceso de moldeo por inyección?
El método de llenado normal del plástico fundido que ingresa a la cavidad desde la puerta debe ser que el material fundido posterior empuje el frente del material fundido y se expanda gradualmente a través del plano de la cavidad hasta que alcance la pared interna de la cavidad y llene toda la superficie. cavidad. Las formas anormales de flujo de llenado de moldes incluyen el flujo en chorro y el flujo estancado. El flujo en chorro y el estancamiento se manifiestan por el hecho de que la masa fundida se inyecta en la cavidad del molde a través de la compuerta con una enorme energía cinética en la etapa inicial de llenado, formando perlas y filamentos de fusión y rociándose directamente sobre la pared de la cavidad opuesta a la compuerta. El proceso de llenado es como el flujo de difusión. Cuando el molde está lleno, un flujo anormal hará que la masa fundida se separe y se fusione, formando más costuras fundidas, lo que afectará negativamente el rendimiento de la pieza.
Los factores que afectan el patrón de flujo de llenado de la masa fundida son: temperatura de la masa fundida, temperatura del molde, presión de inyección, velocidad de inyección, tamaño del espacio de la cavidad del molde, tamaño de la puerta y ubicación.
El método de inyección de relleno de pigmento y el método de observación del molde transparente se utilizaron para observar los cambios morfológicos del flujo de relleno fundido en diferentes condiciones del proceso. El método de inyección de relleno de pigmento consiste en mezclar diferentes pigmentos en resina cruda transparente, inyectar la muestra, observar el patrón de marcas de flujo en el producto y juzgar, según el patrón de marcas de flujo, si se trata de un flujo de llenado del molde de distribución normal o un llenado anormal del molde. fluir. El método de observación del molde transparente es un método que utiliza un molde transparente para observar directamente las características del flujo de llenado del molde.
El principio de funcionamiento de la máquina de moldeo por inyección: con la ayuda del empuje del tornillo (o émbolo), el plástico plastificado en estado fundido (es decir, en estado fluido viscoso) se inyecta en la Cavidad del molde cerrada, y el producto se obtiene después de solidificar y moldear.
El moldeo por inyección es un proceso cíclico. Cada ciclo incluye principalmente: alimentación cuantitativa-plastificación por fusión-moldeo por inyección a presión-llenado y enfriamiento del molde-apertura y recogida del molde. Retire la parte de plástico y luego cierre el molde para el siguiente ciclo.
Programa de acción de la máquina de moldeo por inyección
Avance de la boquilla→Inyección→Mantenimiento de presión→Preformado→Contracción inversa→Retracción de la boquilla→Enfriamiento→Apertura del molde→Eyección→Retirada de la aguja→Apertura de la puerta→Cerrar la puerta → cerrar el molde → avanzar la boquilla.
Las máquinas de moldeo por inyección en general incluyen dispositivos de inyección, dispositivos de sujeción de moldes, sistemas hidráulicos y sistemas de control eléctrico.
Los requisitos básicos para el moldeo por inyección son la plastificación, la inyección y el moldeo. La plastificación es el requisito previo para realizar y garantizar la calidad de los productos moldeados y, para cumplir con los requisitos del moldeo, la inyección debe garantizar una presión y velocidad suficientes. Al mismo tiempo, debido a la alta presión de inyección se genera una presión correspondientemente alta en la cavidad del molde (la presión promedio en la cavidad del molde está generalmente entre 20 y 45 MPa), por lo que debe haber suficiente fuerza de sujeción. Puede verse que el dispositivo de inyección y el dispositivo de sujeción del molde son componentes clave de la máquina de moldeo por inyección.
Selección de la acción de preformado
Según si el asiento de inyección retrocede antes y después de agregar el material de preformado, es decir, si la boquilla sale del molde, la máquina de moldeo por inyección generalmente tiene tres opciones .
(1) Alimentación fija: Las boquillas antes y después del preformado siempre están pegadas al molde y el asiento de inyección no se mueve.
(2) Prealimentación: La boquilla se presiona sobre el molde para la preplastificación y alimentación. Después de la preplastificación, el asiento de inyección retrocede y la boquilla sale del molde. El propósito de elegir este método es utilizar el orificio de inyección del molde para presionar hacia la boquilla durante el preformado para evitar que el material fundido fluya fuera de la boquilla cuando la contrapresión es alta. Después del preformado, se puede evitar la transferencia de calor provocada por el contacto prolongado entre la boquilla y el molde, lo que afecta la estabilidad relativa de sus respectivas temperaturas.
(3) Post-llenado: una vez completada la inyección, el asiento de inyección retrocede y la boquilla sale del molde para el preformado. Después del preformado, el asiento de inyección avanza. Esta operación es adecuada para procesar plásticos con temperaturas de moldeo particularmente estrechas. Debido a que el tiempo de contacto entre la boquilla y el molde es corto, se evita la pérdida de calor y la solidificación del material fundido en el orificio de la boquilla. Selección de presión de inyección
La presión de inyección de la máquina de moldeo por inyección se ajusta mediante la válvula reguladora de presión. Bajo la condición de ajuste de presión, la presión de inyección de las etapas delantera y trasera se controla mediante la apertura y el cierre de los circuitos de aceite de alta y baja presión.
Las máquinas de moldeo por inyección ordinarias de tamaño mediano y superior tienen tres opciones de presión: alta presión, baja presión y alta presión antes de baja presión. La inyección a alta presión se logra inyectando aceite a alta presión en el cilindro de inyección. Debido a la alta presión, el plástico ingresa a la cavidad del molde a alta presión y velocidad desde el principio.
Durante la inyección a alta presión, el plástico ingresa rápidamente al molde y la lectura en el manómetro del cilindro de inyección aumenta rápidamente. La inyección a baja presión se logra inyectando aceite a baja presión en el cilindro de inyección. Durante el proceso de inyección, la lectura del manómetro aumenta lentamente y el plástico ingresa a la cavidad del molde a baja presión y velocidad. Primero, la alta presión y luego la baja se logra controlando la presión del aceite a presión que ingresa al cilindro de aceite de vez en cuando de acuerdo con el tipo de plástico y los requisitos reales del molde.
Para cumplir con los requisitos de diferentes plásticos para diferentes presiones de inyección, también se puede utilizar el método de reemplazar tornillos o émbolos con diferentes diámetros, que no solo cumple con la presión de inyección, sino que también da rienda suelta a la capacidad de producción de la máquina. Las máquinas de moldeo por inyección grandes a menudo tienen funciones de control de presión de inyección de múltiples niveles y velocidad de inyección de múltiples niveles, lo que puede garantizar mejor la calidad y precisión del producto.
Selección de la velocidad de inyección
Generalmente, hay perillas de velocidad en el panel de control de la máquina de moldeo por inyección para cumplir con los requisitos de la velocidad de inyección. En el sistema hidráulico se instalan una bomba de aceite de flujo grande y una bomba de flujo pequeño para suministrar aceite al mismo tiempo. Cuando el circuito de aceite está conectado a un gran caudal, la máquina de moldeo por inyección puede lograr una apertura y cierre rápidos del molde, una inyección rápida, etc. Cuando el circuito de aceite hidráulico solo proporciona un caudal pequeño, varias acciones de la máquina de moldeo por inyección se realizarán lentamente.
Selección de formas de expulsión
Las formas de expulsión de las máquinas de moldeo por inyección incluyen expulsión mecánica y expulsión hidráulica. Algunas también están equipadas con sistemas de expulsión neumáticos, y el número de expulsiones es único y múltiple. . La acción de expulsión puede ser manual o automática. La acción de expulsión se inicia mediante el interruptor de límite que abre y detiene el molde.
Control de sujeción
El cierre del molde consiste en utilizar un enorme empuje mecánico para cerrar el molde y resistir la enorme fuerza de apertura del molde generada por la inyección a alta presión de plástico fundido y el llenado del molde durante el proceso de inyección.
La estructura de sujeción del molde de la máquina de moldeo por inyección incluye un tipo completamente hidráulico y un tipo de varillaje mecánico. Independientemente de la estructura, la fuerza de sujeción se logra en última instancia extendiendo completamente la biela. El proceso de enderezamiento de la biela es el proceso de desplegar la placa móvil y la placa trasera, y también es el proceso de estirar los cuatro tirantes.
Control de apertura del molde
Cuando el plástico fundido se inyecta en la cavidad del molde y se enfría, se abre el molde y se saca el producto. El proceso de apertura del molde también se divide en tres etapas. En la primera etapa, el molde se abre lentamente para evitar que la pieza se rompa en la cavidad del molde. La segunda etapa consiste en abrir rápidamente el molde y acortar el tiempo de apertura del mismo. En la tercera etapa, el molde se abre lentamente para reducir el impacto y la vibración causados por la inercia de la apertura del molde.
Control de las condiciones del proceso de moldeo por inyección
Control programado de la velocidad de inyección
El control programado de la velocidad de inyección divide la carrera de inyección del tornillo en 3 a 4 etapas, Utilice la velocidad de inyección adecuada en cada etapa. Reduzca la velocidad de inyección cuando el plástico fundido acaba de pasar a través de la compuerta, utilice inyección de alta velocidad durante el proceso de llenado y reduzca la velocidad al final del proceso de llenado. Este método puede prevenir la rebaba, eliminar las marcas de flujo y reducir la tensión residual del producto.
Al llenar el molde a baja velocidad, el caudal es estable, el tamaño del producto es relativamente estable, la fluctuación es pequeña, la tensión interna del producto es baja y las tensiones internas y externas del El producto tiende a ser consistente (como productos de policarbonato sumergidos en tetracloruro de carbono, moldeo por inyección de alta velocidad. El producto tiene tendencia a agrietarse, pero no se agrieta a baja velocidad). En condiciones de llenado lento, la diferencia de temperatura del flujo de material, especialmente la diferencia de temperatura antes y después de la compuerta, es grande, lo que ayuda a evitar cavidades por contracción y abolladuras. Sin embargo, debido al largo tiempo de llenado, es fácil causar delaminación y marcas de soldadura de mala unión, lo que no solo afecta la apariencia, sino que también reduce en gran medida la resistencia mecánica.
Durante la inyección a alta velocidad, el material fluye rápidamente. Cuando el llenado a alta velocidad tiene éxito, el material fundido llenará rápidamente la cavidad y la temperatura y la viscosidad del material disminuirán menos, por lo que se puede utilizar una presión de inyección más baja. Esta es una situación de llenado de material caliente. El llenado de moldes a alta velocidad puede mejorar el brillo y la suavidad de las piezas, eliminar las líneas de costura y la delaminación, reducir la contracción y las abolladuras y garantizar un color uniforme, lo que garantiza la plenitud de la mayoría de las piezas. Sin embargo, puede provocar fácilmente que el producto se vuelva aceitoso, ampollado o amarillo, o incluso quemarse o chamuscarse, o causar dificultad para desmoldar o llenar el molde de manera desigual. En el caso de los plásticos de alta viscosidad, puede provocar fracturas por fusión y puntos de turbidez en las superficies de las piezas.
La inyección a alta velocidad y alta presión se puede considerar en las siguientes situaciones: (1) El plástico tiene una alta viscosidad y una velocidad de enfriamiento rápida, y las piezas de proceso prolongado no pueden llenar completamente todos los rincones de la cavidad con baja presión (2) Para piezas con un espesor de pared demasiado delgado Cuando el material fundido alcanza la pared delgada, es fácil de condensar y estancarse. Se debe usar inyección de alta velocidad para permitir que el material fundido ingrese a la cavidad inmediatamente antes de una gran cantidad. se consume una gran cantidad de energía; (3) Los plásticos reforzados con fibra de vidrio o los plásticos que contienen una gran cantidad de cargas tienen poca fluidez. Para obtener una superficie lisa y uniforme, se requiere una inyección de alta velocidad y alta presión.
Para productos de precisión avanzada, piezas de paredes gruesas, piezas con grandes cambios en el espesor de la pared y piezas con bridas y nervaduras gruesas, es mejor utilizar inyección de múltiples etapas, como dos etapas, tres -Inyección a nivel de etapas, cuatro o incluso cinco etapas.
Control programado de la presión de inyección
El control general de la presión de inyección se puede dividir en presión de inyección primaria, presión de inyección secundaria (presión de mantenimiento) o tres o más controles de presión de inyección. Es muy importante que el momento del cambio de presión sea apropiado para evitar una presión excesiva en el molde, el desbordamiento o la escasez de material. El volumen específico del producto moldeado depende de la presión y la temperatura de la masa fundida cuando se cierra la compuerta durante la fase de mantenimiento. Si la presión y la temperatura son las mismas cada vez que se cambia de la fase de mantenimiento a la fase de enfriamiento del producto, el volumen específico del producto no cambiará. Cuando la temperatura de moldeo permanece sin cambios, el parámetro más importante que determina el tamaño del producto es la presión de mantenimiento, y las variables más importantes que afectan la tolerancia dimensional del producto son la presión y la temperatura de mantenimiento.
Control programado de la contrapresión y la velocidad del tornillo
La contrapresión alta puede causar un fuerte cizallamiento de la masa fundida, y la velocidad baja también puede permitir que el plástico se plastifique en el cilindro durante más tiempo. tiempo . Por lo tanto, actualmente se utiliza ampliamente el control simultáneo de la contrapresión y la velocidad de rotación. Por ejemplo, durante toda la carrera de medición del tornillo, comienza con alta velocidad y baja contrapresión, luego cambia a baja velocidad y alta contrapresión, luego cambia a alta contrapresión y baja velocidad, y finalmente plastifica a baja contrapresión y baja velocidad. Esto libera la mayor parte de la presión de la masa fundida en el extremo frontal del tornillo, reduce la inercia rotacional del tornillo y, por lo tanto, mejora la precisión de la medición del tornillo. Una contrapresión excesiva a menudo conduce a un aumento en la decoloración del colorante; un mayor desgaste mecánico del mecanismo de preformado y del tornillo cilíndrico; ciclo de preformado extendido y una eficiencia de producción reducida, la boquilla es propensa a la salivación y la cantidad de material reciclado aumenta; Se utiliza una boquilla autoblocante. Si la contrapresión es mayor que la presión de bloqueo del resorte diseñada, también se producirán daños por fatiga. Por lo tanto, la contrapresión debe ajustarse adecuadamente.
Con el desarrollo de la tecnología es posible incorporar pequeños ordenadores al sistema de control de las máquinas de moldeo por inyección y utilizar ordenadores para controlar el proceso de inyección.
Preparación antes del moldeo por inyección
La preparación antes del moldeo puede incluir muchos contenidos, tales como: inspección de las propiedades de procesamiento del material (medición de la fluidez y el contenido de humedad de los plásticos, etc.); Teñido y selección de partículas antes del procesamiento; precalentamiento y secado de materiales en partículas; limpieza y precalentamiento de inserciones de prueba y limpieza de barriles, etc.
Pretratamiento de materias primas
Según las características y suministro de los plásticos, se debe probar la apariencia y el rendimiento del proceso de las materias primas antes del moldeo. Si el plástico utilizado es en polvo, como el PVC, también se debe mezclar en seco; si el producto tiene requisitos de color, se puede agregar una cantidad adecuada de colorante o masterbatch, los gránulos suministrados suelen contener distintos grados de agua, disolventes y otros bajos; -volatilidad Las sustancias moleculares, especialmente algunos plásticos higroscópicos, siempre exceden los límites permitidos para su procesamiento. Por lo tanto, se debe secar y determinar el contenido de humedad antes de procesarlo.
Precalentamiento de los insertos
Para cumplir con los requisitos de ensamblaje y resistencia, los insertos metálicos deben incrustarse en productos moldeados por inyección. Durante el proceso de moldeo por inyección, cuando un inserto de metal frío colocado en la cavidad del molde se enfría junto con el plástico fundido caliente, tienden a desarrollarse grandes tensiones internas alrededor del inserto debido a la diferencia significativa en la contracción entre el metal y el plástico (especialmente para los polímeros). con cadenas rígidas como el poliestireno). La existencia de esta tensión interna provoca la aparición de grietas alrededor del inserto, lo que resulta en una reducción significativa del rendimiento del producto. Esto se puede conseguir mediante la elección del metal (aluminio, acero, etc.). ) tiene un alto coeficiente de expansión térmica como inserto y precalienta el inserto (especialmente insertos metálicos grandes). Al mismo tiempo, a la hora de diseñar productos se tienen en cuenta medidas como la disposición de paredes más gruesas alrededor de los insertos.
Limpieza del barril
Antes de utilizar por primera vez la máquina de moldeo por inyección recién adquirida, o cuando sea necesario cambiar de producto, cambiar materia prima, cambiar el color o encontrar Productos de descomposición en el plástico, es necesario limpiarlo. Limpiar o desmontar el cilindro de la máquina de moldeo por inyección.
Selección del agente desmoldante
El agente desmoldante es una sustancia que puede hacer que los productos plásticos se desmolden fácilmente. El estearato de zinc es adecuado para plásticos en general, excepto la poliamida; la parafina líquida tiene un buen efecto en los plásticos de poliamida; el aceite de silicona es costoso, problemático de usar y rara vez se usa.
El uso de desencofrante debe controlarse en una cantidad adecuada, debiendo utilizarse la menor o menor cantidad posible. La pulverización excesiva afectará la apariencia del producto y tendrá un impacto negativo en la decoración del color del producto.
Causas y métodos de tratamiento de defectos en productos moldeados por inyección
Durante el proceso de moldeo por inyección, pueden aparecer defectos como inyección insuficiente, abolladuras, rebabas, burbujas, grietas, deformaciones y cambios dimensionales. ocurrir. A menudo ocurre debido a un procesamiento deficiente de las materias primas, un diseño poco razonable del producto o del molde o razones mecánicas.
Existen tres aspectos principales a la hora de evaluar los productos plásticos. El primero es la calidad de la apariencia, incluida la integridad y el color. El segundo es la precisión entre tamaño y posición relativa; el tercero son las propiedades mecánicas, químicas y eléctricas correspondientes al uso. Estos requisitos de calidad tienen diferentes escalas dependiendo de la aplicación del producto.
La capacidad plastificante del tornillo se refiere a la cantidad de material fundido que se puede aportar por unidad de tiempo cuando la contrapresión es cero y la velocidad del tornillo es máxima.
Al detectar la capacidad plastificante del tornillo y la sensibilidad de la velocidad del tornillo, la contrapresión y el consumo de energía a la capacidad plastificante, se puede evaluar el nivel de diseño del tornillo. Al diseñar el tornillo, se espera que el diámetro del tornillo sea lo más pequeño posible y la velocidad de rotación que el tornillo pueda soportar sea lo más alta posible, para lograr una alta capacidad de plastificación y una buena calidad de plastificación.
La capacidad de plastificación de la máquina de moldeo por inyección determina la capacidad de producción y la eficiencia de la máquina de moldeo por inyección. Según el mecanismo de plastificación del tornillo de inyección, debido al funcionamiento intermitente del tornillo, el movimiento axial del tornillo durante la plastificación y el movimiento del material en la ranura del tornillo durante la inyección, el proceso de fusión del plástico en la ranura del tornillo. es inestable, lo que indica que el movimiento axial del material fundido La diferencia de temperatura es grande y la capacidad de plastificación y el consumo de energía del tornillo son inestables.
Cuando el tornillo está plastificado, la contrapresión tiene un impacto significativo en la capacidad de plastificación. Durante el proceso de plastificación del tornillo, cuando aumenta la resistencia al reflujo del cilindro de inyección (la contrapresión aumenta), es decir, la presión de fusión en el extremo frontal de la sección de homogeneización del tornillo aumenta, lo que hace que el flujo inverso aumente y la capacidad de plastificación aumente. disminuir en consecuencia.
Cuando aumenta la contrapresión, también aumenta la fuerza motriz del tornillo. La velocidad del tornillo es proporcional a la capacidad de plastificación y la potencia de accionamiento del tornillo es proporcional a la capacidad de plastificación, por lo que la potencia de accionamiento del tornillo es proporcional a la velocidad del tornillo.
La temperatura del molde es uniforme. Cuando aumenta la temperatura del molde, el proceso de moldeo por inyección y el rendimiento del producto se verán afectados de la siguiente manera:
Es beneficioso para el flujo de llenado de la masa fundida y la presión de llenado se reduce ligeramente;
La se extiende el tiempo de enfriamiento, por lo que es necesario extender el tiempo de conservación del calor y también se extiende el ciclo de moldeo;
Es difícil desmoldar el producto, la cristalinidad del polímero cristalino aumenta (la densidad del el producto aumenta), la tasa de post-contracción disminuye y la tasa de contracción del producto aumenta;
Mejora el brillo de la superficie del producto, reduce la orientación de las macromoléculas en el producto y reduce la tensión interna;
La resistencia al impacto disminuye y la temperatura del molde es desigual: el producto se contrae de manera desigual, lo que provoca tensión interna y deformación del producto, deformación y agrietamiento por tensión. Una temperatura del molde demasiado baja da como resultado una fluidez reducida de la masa fundida, un llenado insuficiente del molde o una resistencia baja de la línea de soldadura. Si la tensión interna del producto es grande, es propenso a deformarse o agrietarse por tensión.
Durante el proceso de apertura del molde, se requiere que la máquina de moldeo por inyección cambie la velocidad en secuencia de lento, rápido y lento para evitar el impacto del molde y garantizar la eficiencia del moldeo.
La apertura de molde era originalmente un término para producción mecánica o producción por procesos, que se refiere a la fabricación de juegos de moldes. El término diseño industrial ahora se refiere al conjunto de herramientas que forman el diseño de un producto, incluyendo maquinaria y moldes. Al mismo tiempo, la apertura de moldes es un proceso de producción con una alta inversión total. Factores como la tecnología de producción y los materiales pueden aumentar el costo de la apertura de moldes, por lo que la apertura de moldes es un proceso de producción muy importante.