Liejimo įpurškimo procesas reiškia specifinių formų pusgaminių gamybos metodą, atliekant tokias operacijas kaip slėgis, įpurškimas, aušinimas ir išlydytų žaliavų išmetimas. Šis procesas yra kosmetikos pakavimo įmonės produktų gamybos šaltinis. Šių pusgaminių kokybė lemia tolesnių procesų stabilumą ir galutinio produkto kokybę, todėl tai yra pagrindinė procedūra siekiant maksimaliai padidinti įmonės pelną.
Bėgant metams įpurškimo liejimo profesionalai įveikė daugybę iššūkių, ypač šalindami įprastus gaminių su plonomis arba storomis sienelėmis defektus,{0}}pvz., susitraukimą, suvirinimo linijas, srauto žymes, oro burbuliukus, blizgančias dėmes ir deformaciją. Apibendrinant galima pasakyti, kad įpurškimo liejimo procese daugiausia dėmesio skiriama šių dviejų aspektų išsprendimui:
I. Proceso eiga
Proceso eigą sudaro keturi etapai: užpildymas, pakavimas, aušinimas (plastifikavimas) ir išmetimas. Šie etapai tiesiogiai lemia gaminio formavimo kokybę ir sudaro pilną, nenutrūkstamą procesą.
(1) Užpildymo etapas
Užpildymas yra pirmasis viso liejimo liejimo ciklo žingsnis. Jis prasideda, kai forma užsidaro ir prasideda įpurškimas, ir baigiasi, kai užpildoma maždaug 95 % formos ertmės. Teoriškai trumpesnis užpildymo laikas lemia didesnį liejimo efektyvumą. Tačiau praktikoje formavimo laiką arba įpurškimo greitį riboja daugybė sąlygų, o tai ypač akivaizdu gaminiuose su storomis sienelėmis.
Greitas{0}}užpildymas:Didelės{0}}greičio užpildymo metu šlyties greitis yra didelis. Dėl šlyties-retėjimo poveikio mažėja plastiko klampumas, todėl sumažėja bendras srauto pasipriešinimas. Vietinis klampus kaitinimas taip pat plonina sustingusį sluoksnį. Todėl srauto valdymo etape užpildymo būdas dažnai priklauso nuo pripildomo tūrio. Šiame etape lydalo šlyties -retėjimo poveikis paprastai yra reikšmingas, o plonų sienelių aušinimo poveikis yra mažiau pastebimas. Taigi dominuoja greičio poveikis, todėl šis metodas tinka plonasieniams gaminiams.
Mažo-greičio užpildymas:Šilumos laidumo-kontroliuojamo mažo-greičio užpildymo metu šlyties greitis yra mažesnis, vietinis klampumas didesnis ir srauto pasipriešinimas didesnis. Kadangi karšto plastiko papildymo greitis yra lėtesnis, srautas yra laipsniškesnis, todėl šilumos laidumo efektas yra ryškesnis. Šaltos pelėsių sienelės greitai nuneša šilumą. Sujungus minimalų klampų kaitinimą, sukietėjęs sluoksnis tampa storesnis, dar labiau padidindamas atsparumą tekėjimui plonesnėse sienų vietose. Todėl šis užpildymo būdas tinka storasieniams gaminiams-, taip pat gali būti naudojamas, kai pelėsių temperatūra yra gana aukšta.
(2) Pakavimo etapas
Pakavimo etapo vaidmuo yra nuolat taikyti slėgį, kad lydalas sutankintų ir padidintų plastiko tankį, kompensuojant plastiko susitraukimo elgesį.
Pakavimo metu, kadangi formos ertmė jau užpildyta plastiku, lydalo sukeliamas priešslėgis yra didelis. Pakuotės tankinimo metu įpurškimo mašinos sraigtas gali judėti į priekį tik lėtai, mažais žingsneliais, o plastiko srautas taip pat yra gana lėtas. Šis srautas vadinamas pakavimo srautu. Pakavimo etape, kai plastikas greičiau atvėsta ir kietėja prie pelėsių sienelių, lydalo klampumas greitai didėja, todėl formos ertmėje susidaro didelis pasipriešinimas. Vėlesniuose pakavimo etapuose medžiagos tankis ir toliau didėja, o plastikinė dalis palaipsniui įgauna formą. Įpakavimo būsena turi būti palaikoma tol, kol vartai sukietės ir užsisandarins. Šiuo metu ertmės slėgis pasiekia didžiausią vertę pakavimo etape.
Pakavimo metu dėl santykinai aukšto slėgio plastikas pasižymi suspaudžiamomis savybėmis. Didesnio slėgio vietose plastikas yra kompaktiškesnis ir tankesnis; mažesnio slėgio vietose plastikas yra laisvesnis ir mažiau tankus. Todėl tankio pasiskirstymas skiriasi priklausomai nuo vietos ir laiko. Pakavimo metu plastiko srauto greitis yra labai mažas, o srautas nebevaidina dominuojančio vaidmens; slėgis yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos pakavimo procesui. Kadangi formų ertmė pakavimo metu jau užpildyta plastiku, palaipsniui kietėjantis lydalas veikia kaip slėgio perdavimo terpė. Slėgis formos ertmėje per plastiką perduodamas į pelėsių sienelės paviršių, o tai gali padėti pagerinti gaminio paviršiaus blizgesį.
(3) Aušinimo etapas (plastifikavimas)
Įpurškimo formų atveju aušinimo sistemos konstrukcija yra labai svarbi. Taip yra todėl, kad suformuoto plastiko gaminio plastiko molekulės turi būti kristalizuotos ir sukietėjusios iki tam tikro standumo, kad būtų išvengta deformacijos, kurią sukelia išorinės jėgos išstūmimo metu. Kadangi aušinimo laikas sudaro 70–80 % viso liejimo ciklo, gerai-suprojektuota aušinimo sistema gali žymiai sutrumpinti liejimo laiką ir pagerinti liejimo įpurškimo našumą.
Formoje šiluma iš plastiko ertmėje perduodama šilumos laidumu per formos rėmą į aušinimo vandens kanalus, o tada pašalinama šilumos konvekcija per aušinimo skystį. Nedidelis šilumos kiekis, kurio neišneša aušinimo vanduo, toliau praleidžia pelėsyje ir galiausiai išsisklaido į orą, kai liečiasi su išorine aplinka.
Įpurškimo formavimo ciklą sudaro pelėsių uždarymo laikas, užpildymo laikas, pakavimo laikas, aušinimo laikas (žemiau lydymosi temperatūros laikas) ir išstūmimo laikas. Tarp jų didžiausią dalį užima aušinimo laikas – nuo 70 % iki 80 %. Todėl aušinimo laikas tiesiogiai veikia plastikinių gaminių formavimo ciklo trukmę ir gamybos našumą.
Produkto aušinimo greičiui įtakos turi šie veiksniai:
Plastikinio gaminio dizainas.
Plastikinio gaminio sienelės storis; storesnės sienos lemia ilgesnį aušinimo laiką.
Veiksniai, turintys įtakos pelėsių vėsinimui:
Formos medžiaga:Įskaitant formos šerdies, ertmės ir formos pagrindo medžiagą, kuri daro didelę įtaką aušinimo greičiui. Kuo didesnis liejimo medžiagos šilumos laidumas, tuo efektyviau ji perduoda šilumą nuo plastiko per laiko vienetą, todėl aušinimo laikas yra trumpesnis.
Aušinimo vandens kanalo konfigūracija:Kuo aušinimo kanalai yra arčiau ertmės, tuo didesnis jų skersmuo ir kuo didesnis jų skaičius, tuo geresnis aušinimo efektas ir trumpesnis aušinimo laikas.
Aušinimo skysčio srautas:Didesnis aušinimo skysčio srautas (paprastai turbulentinis srautas yra idealus) pagerina šilumos pašalinimą per šilumos konvekciją.
Aušinimo skysčio savybės:Aušinimo skysčio klampumas ir šilumos laidumas taip pat turi įtakos formos šilumos perdavimo efektyvumui. Mažesnis aušinimo skysčio klampumas, didesnis šilumos laidumas ir žemesnė temperatūra užtikrina geresnes aušinimo savybes.
Formos aušinimas gali naudoti trimačius metalinius-atspausdintus komponentus, kad būtų sukurtos sudėtingos trijų-matmenų aušinimo kanalų struktūros, kad būtų pasiekti geresni aušinimo efektai.
(4) Išmetimo etapas
Išstūmimas yra paskutinis liejimo liejimo ciklo etapas. Nors produktas sukietėjo ir susiformavo, išstūmimas vis tiek daro didelę įtaką produkto kokybei. Netinkami išstūmimo metodai gali sukelti defektų, pvz., gaminio deformaciją dėl netolygios jėgos išstūmimo metu.
Pagrindiniai išstūmimo būdai yra du: išstūmimo kaiščio išstūmimas ir nuėmiklio plokštės išstūmimas. Projektuojant formą, atsižvelgiant į gaminio konstrukcines savybes, reikia pasirinkti tinkamą išstūmimo būdą, kad būtų užtikrinta gaminio kokybė.
Formose, kuriose naudojamas ežektorinio kaiščio išstūmimas, kaiščiai turi būti išdėstyti kuo tolygiau ir išdėstyti ten, kur didžiausias pasipriešinimas išstūmimui, o plastikinė dalis turi didžiausią stiprumą ir standumą, kad būtų išvengta deformacijos ar pažeidimų.
Nuėmimo plokštės paprastai naudojamos gilioms{0}}ertmėms, plonasienėms-talpykloms ir skaidriems gaminiams, kur neleidžiamos išstūmimo kaiščio žymės. Šis metodas pasižymi didele, vienoda išmetimo jėga, sklandžiu judėjimu ir be žymių matomų žymių.
II. Proceso parametrai
Penki pagrindiniai liejimo elementai yra: slėgis, laikas, greitis, temperatūra ir šūvio dydis.
(1) Įpurškimo slėgis
Įpurškimo slėgis yra hidraulinio cilindro slėgis, perduodamas per įpurškimo mašinos varžtą į plastiko lydalą. Veikiamas šio slėgio, plastiko lydalas patenka į formą per įpurškimo mašinos antgalį, praeina per spyruoklę ir bėgelius ir patenka į formos ertmę. Šis procesas yra injekcijos užpildymo etapas. Egzistuoja slėgis, siekiant įveikti pasipriešinimą lydalo srauto metu, užtikrinant, kad užpildymo procesas vyktų sklandžiai.
Įpurškimo metu didžiausias slėgis yra ties įpurškimo mašinos antgaliu, o mažiausias – lydalo priekyje. Slėgis palaipsniui mažėja kelyje nuo lydalo priekio atgal iki purkštuko.
Daugybė veiksnių turi įtakos lydalo užpildymo slėgiui:
A. Medžiagos veiksniai, tokie kaip plastiko tipas ir klampumas.
B. Struktūriniai veiksniai, tokie kaip šalto / karšto bėgių sistemos, jų skaičius ir vieta, formos ertmės forma ir gaminio sienelės storis.
C. Proceso parametrų elementai.
Tai rodo, kad įpurškimo slėgis neturėtų turėti dominuojančio vaidmens formuojant plonasienį gaminį, bet labai svarbus storasienių gaminių liejimo įpurškimas. Jis taip pat gali atlikti lemiamą vaidmenį sprendžiant gaminio defektus, tokius kaip susitraukimas, suvirinimo linijos ir oro burbuliukai. Tinkamas slėgio nustatymas priklauso nuo užpildymo greičio ir laiko derinimo. Įpurškimo metu pakuotės slėgio nustatymas taip pat yra labai svarbus. Įpurškimo pabaigoje mašinos antgalis ir toliau tiekia medžiagą į ertmę, kad užpildytų produkto susitraukimo paliktą tūrį. Jei užpildžius ertmę nebus taikomas pakavimo slėgis, produktas susitrauks maždaug 25 %, ypač storomis sienelėmis, kur dėl per didelio susitraukimo gali susidaryti kriauklės žymės. Įpakavimo slėgis paprastai yra apie 85 % didžiausio pripildymo slėgio, nors tai turėtų būti nustatyta remiantis faktinėmis sąlygomis.
(2) Įpurškimo laikas
Čia nurodytas įpurškimo laikas yra laikas, kurio reikia, kad plastiko lydalas užpildytų ertmę, kad lydalas plastifikuotųsi ir atvėstų. Į jį neįeina pagalbiniai laikai, tokie kaip formos atidarymas ir uždarymas. Tai, ar šis laikas nustatytas pagrįstai, labai paveikia produkto kokybę. Nors įpurškimo laikas nesudaro didžiausios formavimo ciklo dalies, įpurškimo laiko reguliavimas atlieka svarbų vaidmenį kontroliuojant slėgį vartuose, bėgyje ir ertmėje. Protingas įpurškimo laikas palengvina idealų lydalo užpildymą ir yra lemiamas veiksnys gerinant gaminio paviršiaus kokybę ir mažinant matmenų paklaidas. Įpurškimo laikas yra daug trumpesnis nei aušinimo laikas, maždaug 1/10 aušinimo laiko. Santykis didėja storesnėmis gaminio sienelėmis. Šis modelis gali būti naudojamas kaip pagrindas apskaičiuoti bendrą plastikinės dalies formavimo laiką.
(3) Įpurškimo greitis
Glaudus ryšys tarp įpurškimo greičio ir produkto kokybės daro jį pagrindiniu liejimo įpurškimo parametru. Nustačius užpildymo greičio segmentų pradžios, vidurio ir pabaigos taškus bei pasiekus sklandų perėjimą tarp kontrolinių verčių, galima užtikrinti stabilų lydalo paviršiaus greitį. Tai sukuria norimą molekulinę orientaciją ir sumažina vidinį įtampą. Todėl nustatant greičio parametrus gaminio proceso derinimo metu, rekomenduojamas toks metodas:
Skysčio paviršiaus greitis turi būti pastovus.
Norint išvengti lydalo kristalizacijos, reikia naudoti greitą injekciją.
Įpurškimo greičio nustatymuose reikia atsižvelgti į kritines vietas (pvz., bėgius), sulėtinti greitį prie vartų, o kitur greitai užpildyti.
Įpurškimo greitis turi būti sustabdytas iškart užpildžius ertmę, kad būtų išvengta per-supakavimo, blyksnio ir liekamojo įtempimo.
Remdamiesi gaminio struktūra, kartu su tikruoju kristalizacijos laipsniu, sureguliuokite didelio ir mažo įpurškimo greičio parametrus plonų/storų sienelių srityse ir ten, kur keičiasi lydalo srauto kryptis.
Labai svarbus glaudus derinimas su kitais liejimo sąlygų elementais.
(4) Įpurškimo temperatūra
Įpurškimo temperatūra yra svarbus veiksnys, turintis įtakos įpurškimo slėgiui ir greičiui. Įpurškimo mašinų statinės paprastai turi 5-6 šildymo zonas. Kiekviena žaliava turi tinkamą apdorojimo temperatūrą. Be temperatūros parametrų, įvaldytų praktine patirtimi, nustatymai taip pat gali būti pagrįsti žaliavų tiekėjų pateiktais duomenimis, kartu su faktinėmis mašinos sąlygomis.
Įpurškimo temperatūra turi būti kontroliuojama tam tikrame diapazone. Jei temperatūra yra per žema, lydalas prastai plastifikuojasi, o tai turi įtakos formuojamos dalies kokybei ir apsunkina procesą. Jei temperatūra per aukšta, žaliava linkusi irti. Faktinio liejimo metu lydalo temperatūra dažnai yra aukštesnė už statinės temperatūrą. Skirtumas priklauso nuo įpurškimo greičio ir medžiagos savybių. Taip yra dėl didelio šlyties sukeliamo karščio, kai lydalas praeina pro įpurškimo antgalį.
(5) Kadro dydis
Liejant įpurškiant, kitų proceso parametrų elementų nustatymą lemia tinkamas šūvio dydis. Produkto proceso derinimo metu lydymosi pagalvėlė (likęs šūvio dydis) turi būti nustatyta taip, kad užbaigus produkto užpildymą varžto padėtis liktų apie 15–20 mm. Jei jis yra per arti nulio, varžto tikrinimo žiedo antgalis susidėvės per greitai ir negali būti garantuotas gaminio matmenų stabilumas. Jei pagalvėlė per didelė, per ilgai vamzdyje esantis likutinis lydalas gali pakeisti spalvą kitame šūviu ir padidinti dujų susidarymo tikimybę dėl lydalo skilimo dėl ilgo buvimo laiko.
Plastifikavimo metu priešslėgis tiesiogiai veikia šūvio dydį. Atgalinis slėgis reiškia slėgį, kurį reikia įveikti, kai varžtas atsitraukia ruošiant lydalą. Aukšto priešslėgio naudojimas yra naudingas spalvos sklaidai ir plastiko lydymuisi, padidinant lydalo tankį statinėje. Tačiau tai taip pat pailgina varžto įtraukimo laiką (jei jis viršija aušinimo laiką, tai padidina produkto įpurškimo ciklą). Padidinus varžto sukimosi greitį, sraigtas gali sulaikyti orą iš tarpų tarp plastikinių granulių, suspaustų į vamzdžio viduje esantį lydalą, kuris vėliau įpurškiamas į formos ertmę. Storesnių gaminių atveju tai atitinkamai padidina oro burbuliukų susidarymo tikimybę sienų viduje ir padidina įpurškimo mašinos galią. Todėl plastifikuojant įprastas medžiagas, priešslėgis turi būti mažesnis, paprastai ne didesnis kaip 20 % įpurškimo slėgio, o nedidelis tirpstantis seilas ties antgaliu yra idealus.
Apibendrinant, norint patobulinti liejimo liejimo technologiją, pirmiausia reikia suprasti liejimo principus ir procesą. Antra, derinant procesą reikia sumaniai koordinuoti penkis pagrindinius elementus-slėgį, laiką, greitį, temperatūrą ir kadro dydį-. Tik tada šie elementai gali papildyti vienas kitą procese, o tai lemia optimalius produkto proceso parametrus.