يُطلق على قولبة الحقن أيضًا قولبة الحقن ، وهي طريقة صب للحقن والقولبة. مزايا طريقة القولبة بالحقن هي سرعة الإنتاج السريعة ، والكفاءة العالية ، والتشغيل الآلي ، ومجموعة متنوعة من الألوان ، والأشكال يمكن أن تكون من البسيط إلى المعقد ، ويمكن أن يكون الحجم من كبير إلى صغير ، وحجم المنتج دقيق ، والمنتج سهل للتحديث ، ويمكن تحويله إلى أشكال معقدة. تعتبر الأجزاء وقولبة الحقن مناسبة للإنتاج الضخم والمنتجات ذات الشكل المعقد.
عند درجة حرارة معينة ، يتم تقليب المادة البلاستيكية المنصهرة بالكامل بواسطة مسمار ، ويتم حقنها في تجويف القالب بضغط عالٍ ، ويتم تبريدها وتصلبها للحصول على منتج مصبوب. هذه الطريقة مناسبة للإنتاج الضخم للأجزاء ذات الأشكال المعقدة وهي إحدى طرق المعالجة المهمة.
معلومات اساسية
【صب الحقن】
- يمكن تقسيم عملية القولبة بالحقن تقريبًا إلى المراحل الست التالية
تحامل القالب والحقن وحفظ الضغط والتبريد وفتح القالب وإزالة المنتج.
من خلال تكرار العملية المذكورة أعلاه ، يمكن إنتاج المنتجات بشكل دوري على دفعات. يتضمن أيضًا قولبة البلاستيك والمطاط المتصلب بالحرارة نفس العملية ، لكن درجة حرارة البرميل أقل من درجة حرارة اللدائن الحرارية ، وضغط الحقن أعلى. يتم تسخين القالب. بعد حقن المادة ، فإنها تحتاج إلى الخضوع لعملية المعالجة أو الفلكنة في القالب ، ومن ثم تحرير الفيلم وهو ساخن.
في الوقت الحاضر ، يتطور اتجاه تكنولوجيا المعالجة في اتجاه التكنولوجيا العالية والجديدة. تشمل هذه التقنيات: القولبة بالحقن الجزئي ، التشكيل بالحقن المركب عالي التعبئة ، التشكيل بالحقن بمساعدة الماء ، الاستخدام المختلط لمختلف عمليات القولبة بالحقن الخاصة ، قولبة الحقن بالرغوة ، تكنولوجيا القوالب ، تكنولوجيا المحاكاة ، إلخ.
التاريخ
في عام 1868 ، طور Hayate مادة بلاستيكية أطلق عليها اسم السليلويد. اخترع ألكسندر باركس السيلولويد في عام 1851. قام Hayate بتحسينه بحيث يمكن معالجته إلى الشكل النهائي. سجل Hayate وشقيقه Isaiah براءة اختراع أول آلة حقن بمكبس في عام 1872. هذه الآلة أبسط نسبيًا من الآلات المستخدمة في القرن العشرين. تعمل بشكل أساسي مثل إبرة عملاقة تحت الجلد. تقوم هذه الإبرة الضخمة (أسطوانة الانتشار) بحقن البلاستيك في القالب من خلال أسطوانة ساخنة.
خلقت الحرب العالمية الثانية في الأربعينيات من القرن الماضي طلبًا كبيرًا على المنتجات الرخيصة ذات الإنتاج الضخم. ، منخفضة الثمن ، منتجة بالجملة.
في عام 1946 ، قام المخترع الأمريكي جيمس واتسون هندري ببناء أول ماكينة تشكيل بالحقن ، والتي سمحت بمزيد من التحكم الدقيق في سرعة الحقن وجودة المنتجات المنتجة. تقوم هذه الآلة أيضًا بخلط المواد قبل الحقن ، بحيث يمكن خلط البلاستيك الملون أو المعاد تدويره جيدًا وحقنه في مواد عذراء في عام 1951 ، طورت الولايات المتحدة أول آلة حقن لولبي. لم تتقدم بطلب للحصول على براءة اختراع. هذا الجهاز لا يزال قيد الاستخدام.
في السبعينيات ، واصل هندري تطوير أول عملية قولبة بالحقن بمساعدة الغاز والتي سمحت بإنتاج منتجات معقدة مجوفة تم تبريدها بسرعة. يعمل هذا على تحسين مرونة التصميم والقوة ومكونات التصنيع النهائية بشكل كبير ، مع تقليل وقت الإنتاج والتكلفة والوزن والنفايات.
l عملية الحقن
التحكم في درجة الحرارة
⒈درجة حرارة الأسطوانة: تتضمن درجة الحرارة التي يجب التحكم فيها أثناء عملية التشكيل بالحقن درجة حرارة الأسطوانة ودرجة حرارة الفوهة ودرجة حرارة القالب. تؤثر أول درجتين من درجات الحرارة بشكل أساسي على تلدين وتدفق البلاستيك ، بينما تؤثر درجة الحرارة الأخيرة بشكل أساسي على تدفق البلاستيك وتبريده. لكل بلاستيك درجة حرارة تدفق مختلفة. بالنسبة لنفس البلاستيك ، نظرًا لاختلاف المصادر أو الدرجات ، تختلف درجة حرارة التدفق ودرجة حرارة التحلل. ويرجع ذلك إلى الاختلاف في متوسط الوزن الجزيئي وتوزيع الوزن الجزيئي. تختلف أيضًا عملية التلدين في الماكينة ، وبالتالي فإن درجة حرارة الأسطوانة مختلفة أيضًا.
⒉درجة حرارة الفوهة: عادة ما تكون درجة حرارة الفوهة أقل قليلاً من درجة الحرارة القصوى للبرميل. هذا لمنع"؛ إفراز اللعاب"؛ التي قد تحدث في فوهة المسار المباشر. لا ينبغي أن تكون درجة حرارة الفوهة منخفضة للغاية ، وإلا فإنها ستسبب تصلبًا مبكرًا للذوبان وسد الفوهة ، أو سيتأثر أداء المنتج بسبب التصلب المبكر للمادة المحقونة في التجويف.
⒊درجة حرارة القالب: درجة حرارة القالب لها تأثير كبير على الأداء الداخلي والجودة الواضحة للمنتج. تعتمد درجة حرارة القالب على تبلور البلاستيك ، وحجم وبنية المنتج ، ومتطلبات الأداء ، وظروف العملية الأخرى (درجة حرارة الذوبان ، وسرعة الحقن وضغط الحقن ، ودورة التشكيل ، وما إلى ذلك).
التحكم في الضغط
يشمل الضغط في عملية التشكيل بالحقن ضغط اللدائن وضغط الحقن ، ويؤثر بشكل مباشر على تلدين البلاستيك وجودة المنتج.
⒈ضغط اللدائن: (الضغط الخلفي) عند استخدام آلة الحقن اللولبية ، فإن الضغط على الجزء العلوي من المسمار عند تدوير المسمار وإعادة معالجته يسمى ضغط التليين ، المعروف أيضًا باسم الضغط الخلفي. يمكن ضبط حجم هذا الضغط بواسطة صمام الفائض في النظام الهيدروليكي. في الحقن ، يجب تغيير حجم ضغط اللدائن مع تصميم المسمار ، ومتطلبات جودة المنتج وأنواع البلاستيك. إذا كانت هذه الظروف وسرعة اللولب هي نفسها ، فإن زيادة ضغط اللدائن سيعزز وظيفة القص ، أي أنه سيزيد من درجة حرارة الذوبان ، ولكنه سيقلل من كفاءة اللدائن ، ويزيد من التدفق العكسي والتسرب ، و زيادة القوة الدافعة.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤدي زيادة ضغط اللدائن في كثير من الأحيان إلى جعل درجة حرارة الذوبان موحدًا ، وخلط الأصباغ وتفريغ الغاز في المصهور. جنرال لواء
أثناء التشغيل ، يجب تحديد ضغط التليين عند أدنى مستوى ممكن تحت فرضية ضمان جودة المنتج الجيدة. تختلف القيمة المحددة باختلاف أنواع البلاستيك المستخدمة ، ولكنها نادراً ما تتجاوز 20 كجم / سم 2.
⒉ضغط الحقن: في الإنتاج الحالي ، يعتمد كل ضغط الحقن لماكينة الحقن تقريبًا على المكبس أو الجزء العلوي من المسمار اللولبي للبلاستيك
يجب أن يسود الضغط المطبق (المحول من ضغط الزيت). يتمثل دور ضغط الحقن في قولبة الحقن في التغلب على مقاومة تدفق البلاستيك من البرميل إلى التجويف ، لإعطاء معدل تعبئة الذوبان وضغط المصهور.
l دورة الصب
يُطلق على الوقت اللازم لإكمال عملية القولبة بالحقن دورة الصب ، وتسمى أيضًا دورة التشكيل. يتضمن في الواقع الأجزاء التالية:
دورة التشكيل: تؤثر دورة التشكيل بشكل مباشر على إنتاجية العمالة واستخدام المعدات. لذلك ، في عملية الإنتاج ، يجب تقصير الوقت المناسب في دورة التشكيل قدر الإمكان في إطار فرضية ضمان الجودة.
في دورة التشكيل بأكملها ، يكون وقت الحقن ووقت التبريد هو الأكثر أهمية ، ولكل منهما تأثير حاسم على جودة المنتج. يتناسب وقت التعبئة في وقت الحقن عكسيًا مع معدل التعبئة ، ووقت التعبئة في الإنتاج بشكل عام حوالي 3-5 ثوان. وقت الضغط في وقت الحقن هو وقت الضغط للبلاستيك في التجويف ، ويمثل نسبة كبيرة في وقت الحقن بالكامل ، بشكل عام حوالي 20-120 ثانية (يمكن أن تصل الأجزاء السميكة للغاية إلى 5- 10 دقائق).
قبل أن يتم إغلاق المادة المذابة عند البوابة ، يكون لوقت الاحتفاظ تأثير على دقة حجم المنتج ، وإذا كان لاحقًا ، فلن يكون له أي تأثير. يحتوي وقت الاحتفاظ أيضًا على القيمة الأكثر ملاءمة ، والتي من المعروف أنها تعتمد على درجة حرارة المادة ودرجة حرارة القالب وحجم العداء والبوابة الرئيسية. إذا كانت أبعاد الذبابة والبوابة وظروف العملية طبيعية ، فعادة ما تسود قيمة الضغط التي تعطي أصغر نطاق تذبذب لمعدل انكماش المنتج. يتم تحديد وقت التبريد بشكل أساسي من خلال سمك المنتج والخصائص الحرارية والبلورية للبلاستيك ودرجة حرارة القالب.
يجب أن تعتمد نهاية وقت التبريد على مبدأ ضمان عدم حدوث أي تغييرات عند فك المنتج. يتراوح وقت التبريد بشكل عام بين 30 و 120 ثانية. وقت التبريد طويل جدًا غير ضروري. لن يقلل فقط من كفاءة الإنتاج ، ولكن أيضًا يؤثر على الأجزاء المعقدة.
من الصعب فك القوالب ، وقد يحدث إجهاد إزالة القوالب حتى عند التقليب بالقوة. يرتبط الوقت الآخر في دورة التشكيل بما إذا كانت عملية الإنتاج مستمرة وآلية ، ودرجة الاستمرارية والأتمتة.
l معامل
⒈ضغط الحقن
يتم توفير ضغط الحقن بواسطة النظام الهيدروليكي لنظام الحقن. يتم نقل ضغط الأسطوانة الهيدروليكية إلى صهر البلاستيك من خلال لولب آلة التشكيل بالحقن. يتم دفع مصهور البلاستيك عن طريق الضغط ويدخل إلى قناة التدفق الرأسية للقالب (أو قناة التدفق الرئيسية لبعض القوالب) ، وقناة التدفق الرئيسية ، وتدفق الانقسام عبر فوهة آلة التشكيل بالحقن. وتدخل إلى تجويف القالب من خلال البوابة. هذه العملية هي عملية القولبة بالحقن ، أو عملية التعبئة. إن وجود الضغط هو للتغلب على المقاومة في عملية تدفق الذوبان ، أو على العكس من ذلك ، يجب تعويض المقاومة في عملية التدفق بضغط آلة التشكيل بالحقن لضمان التقدم السلس لعملية الملء.
في عملية القولبة بالحقن ، يكون الضغط عند فوهة آلة التشكيل بالحقن هو الأعلى للتغلب على مقاومة تدفق المصهور خلال العملية. بعد ذلك ، ينخفض الضغط تدريجيًا على طول طول التدفق باتجاه مقدمة الموجة للذوبان في المقدمة. إذا كان التجويف جيد التهوية ، فإن الضغط النهائي عند مقدمة الذوبان هو الضغط الجوي.
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على ضغط التعبئة المنصهرة ، والتي يمكن تلخيصها في ثلاث فئات:⑴العوامل المادية ، مثل نوع البلاستيك ولزوجته ، وما إلى ذلك ؛⑵العوامل الهيكلية ، مثل نوع نظام الصب وعدده وموضعه ، وشكل تجويف القالب ، وحجم سمك المنتج ، وما إلى ذلك ؛⑶عناصر عملية الصب.
⒉وقت الحقن
يشير وقت الحقن المذكور هنا إلى الوقت اللازم لصهر البلاستيك لملء التجويف ، باستثناء الوقت الإضافي مثل فتح القالب وإغلاقه. على الرغم من أن وقت الحقن قصير والتأثير على دورة الصب صغير ، إلا أن تعديل وقت الحقن له تأثير كبير على التحكم في ضغط البوابة والعداء والتجويف. يعتبر وقت الحقن المعقول مفيدًا للتعبئة المثالية للذوبان ، وهو مهم جدًا لتحسين جودة سطح المنتج وتقليل تحمل الأبعاد.
وقت الحقن أقل بكثير من وقت التبريد ، حوالي 1/10 إلى 1/15 من وقت التبريد. يمكن استخدام هذه القاعدة كأساس للتنبؤ بإجمالي وقت تشكيل الأجزاء البلاستيكية. في تحليل تدفق القالب ، فقط عندما يتم تحريك الذوبان بالكامل بواسطة دوران المسمار لملء التجويف ، يكون وقت الحقن في نتيجة التحليل مساويًا لوقت الحقن المحدد في ظروف العملية. إذا حدث مفتاح ضغط الضغط للمسمار قبل ملء التجويف ، فستكون نتيجة التحليل أكبر من ضبط ظروف العملية.
⒊درجة حرارة الحقن
درجة حرارة الحقن عامل مهم يؤثر على ضغط الحقن. يحتوي برميل آلة التشكيل بالحقن على 5-6 أقسام تسخين ، ولكل مادة خام درجة حرارة المعالجة المناسبة (للحصول على درجة حرارة معالجة مفصلة ، يرجى الرجوع إلى البيانات المقدمة من مورد المواد). يجب التحكم في درجة حرارة الحقن ضمن نطاق معين. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا ، فلن يتم تلدين المصهور ، مما سيؤثر على جودة الأجزاء المصبوبة ويزيد من صعوبة العملية ؛ إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، فإن المواد الخام سهلة التحلل. في عملية القولبة بالحقن الفعلية ، غالبًا ما تكون درجة حرارة الحقن أعلى من درجة حرارة البرميل ، وترتبط القيمة الأعلى بمعدل الحقن وخصائص المادة ، حتى 30 درجة مئوية. هذا بسبب الحرارة العالية الناتجة عن القص عندما يمر الذوبان عبر منفذ الحقن. هناك طريقتان لتعويض هذا الاختلاف في تحليل تدفق القالب. الأول هو محاولة قياس درجة حرارة الذوبان أثناء حقن الهواء ، والآخر هو تضمين الفوهة عند النمذجة.
⒋الضغط والوقت
في نهاية عملية القولبة بالحقن ، يتوقف المسمار عن الدوران ويتقدم للأمام فقط. في هذا الوقت ، يدخل قولبة الحقن مرحلة الضغط. أثناء عملية الضغط ، تقوم فوهة آلة التشكيل بالحقن باستمرار بتغذية التجويف لملء الحجم الذي تم إخلاؤه بواسطة انكماش الجزء. إذا لم يتم الحفاظ على الضغط بعد ملء التجويف ، فسوف يتقلص الجزء بحوالي 25٪ ، خاصةً علامات الانكماش التي تتكون عند الأضلاع بسبب الانكماش المفرط. يبلغ ضغط الإمساك بشكل عام حوالي 85٪ من أقصى ضغط تعبئة ، بالطبع ، يجب تحديده وفقًا للوضع الفعلي.
⒌الضغط الخلفي
يشير الضغط الخلفي إلى الضغط الذي يحتاج المسمار إلى التغلب عليه عند عكس المادة وسحبها. يؤدي استخدام الضغط الخلفي المرتفع إلى تشتت مادة اللون وانصهار البلاستيك ، ولكنه يطيل أيضًا من وقت تراجع اللولب ، ويقلل من طول الألياف البلاستيكية ، ويزيد من ضغط آلة التشكيل بالحقن. لذلك ، يجب أن يكون الضغط الخلفي أقل ، وعمومًا لا يزيد عن 20٪ من الضغط بالحقن. عند حقن الرغوة ، يجب أن يكون الضغط الخلفي أعلى من الضغط الناتج عن الغاز ، وإلا سيتم دفع المسمار خارج البرميل. يمكن لبعض آلات القولبة بالحقن برمجة الضغط الخلفي للتعويض عن انخفاض طول المسمار أثناء الانصهار ، مما يقلل من مدخلات الحرارة ويخفض درجة الحرارة. ومع ذلك ، نظرًا لصعوبة تقدير نتيجة هذا التغيير ، فليس من السهل ضبط الجهاز وفقًا لذلك.
l قرار الخلل
عملية القولبة بالحقن هي عملية معقدة تتضمن تصميم القالب وتصنيع القوالب وخصائص المواد الخام وطرق المعالجة المسبقة للمواد الخام وعملية التشكيل وتشغيل آلة التشكيل بالحقن وعوامل أخرى ، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بمعالجة الظروف البيئية ووقت تبريد المنتج تكنولوجيا ما بعد المعالجة. عمليات التصنيع. لذلك ، لا يتم تحديد جودة المنتج فقط من خلال دقة الحقن ودقة القياس لآلة التشكيل بالحقن ، أو يتم تحديدها فقط من خلال جودة تصميم القالب ومستوى دقة معالجة القالب. بشكل عام ، سيتأثر أيضًا بالعوامل الأخرى المذكورة أعلاه. القيود.
في ظل قيود العديد من العوامل المعقدة ، فإن ظهور العيوب في المنتجات المقولبة بالحقن أمر لا مفر منه. لذلك ، ابحث عن الآلية الداخلية للعيوب ، وتوقع مكان وأنواع العيوب التي قد تحدث في المنتجات ، واستخدمها لتوجيه تصميم القالب وتحسينه ، وتلخيص العيوب. القواعد التي تم إنشاؤها وصياغة شروط تشغيل عملية أكثر منطقية لها أهمية خاصة. سنشرح آلية وحلول عيوب القولبة بالحقن من ثلاثة عوامل رئيسية تؤثر على خصائص المواد البلاستيكية وهيكل القالب وعملية التشكيل بالحقن ومعدات الحقن أثناء عملية التشكيل بالحقن.
تصنيف العيوب الشائعة في المنتجات المقولبة بالحقن
تتنوع المواد الخام البلاستيكية المستخدمة في عملية القولبة بالحقن ، كما تتنوع أنواع وأشكال تصميم القوالب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معرفة المشغلين بآلة التشكيل بالحقن المحددة ومهارات التشغيل والخبرة العملية للعمال مختلفة أيضًا. في الوقت نفسه ، فإن البيئة الموضوعية (مثل درجة الحرارة المحيطة والرطوبة ونقاء الهواء) تختلف باختلاف المواسم. تحدد هذه الشروط الموضوعية والذاتية معًا حدوث العيوب في المنتجات المقولبة بالحقن.
بشكل عام ، هناك ثلاثة جوانب رئيسية لتقييم أداء المنتجات البلاستيكية:
أولاً ، جودة المظهر ، بما في ذلك الاكتمال واللون واللمعان ؛
ثانيًا ، الدقة بين الحجم والموضع النسبي ، أي دقة الحجم ودقة الموقع ؛
ثالثًا ، الخواص الميكانيكية ، الخواص الكيميائية ، الخواص الكهربائية ، إلخ ، المقابلة للغرض ، وهي وظيفية
لذلك ، إذا كانت هناك مشكلة في أي من الجوانب الثلاثة المذكورة أعلاه ، فإنها ستؤدي إلى إنتاج وتوسيع عيوب المنتج.
تصنيف العيوب الشائعة في المنتجات المقولبة بالحقن
عيوب المظهر:تلون الخط الفضي ، علامات اللحام
مشاكل العملية: فلاش ، انكماش ، نقص الغراء
مشاكل الأداء: warpage، التقصف