Процесен поток на автомобилни части за леене под налягане

Повечето части от интериора и екстериора на шприцоване на централната конзола. Вътрешните пластмасови части обикновено включват аксесоари за арматурно табло, аксесоари за седалки, аксесоари за под, аксесоари за покрив, аксесоари за волан, интериорни аксесоари за врати, огледала за обратно виждане и различни катарами и фиксатори; външните пластмасови части включват предни и задни светлини, решетки за всмукване на въздух, калници и огледала за обратно виждане. Следното е потокът на процеса и свързаните с него важни параметри на автомобилни части за леене под налягане.

1 Определение

Процесът на леене под налягане се отнася до процеса на изработване на полуготови части с определена форма чрез пълнене, задържане на налягане, охлаждане, изваждане от формата и други операции на разтопени суровини.

2 Поток на процеса

Процесът на леене под налягане е както следва:
1 етап на пълнене
Пълненето е първата стъпка в целия цикъл на леене под налягане. Времето започва от началото на леенето под налягане, когато формата е затворена, докато кухината на формата се запълни до около 95%. На теория, колкото по-кратко е времето за пълнене, толкова по-висока е ефективността на формоването. При действителното производство обаче времето за формоване (или скоростта на шприцване) зависи от много условия. Пълненето може да бъде разделено на високоскоростно пълнене и нискоскоростно пълнене.
1) Високоскоростно пълнене
По време на високоскоростно пълнене скоростта на срязване е висока и вискозитетът на пластмасата намалява поради изтъняване на срязване, което намалява общото съпротивление на потока; локалното вискозно нагряване също ще направи дебелината на втвърдения слой по-тънка. Следователно, в етапа на контрол на потока, поведението на пълнене често зависи от обема, който трябва да се напълни. Това означава, че в етапа на контрол на потока, поради високоскоростното пълнене, ефектът на изтъняване на срязване на стопилката често е голям, докато охлаждащият ефект на тънката стена не е очевиден, така че ефектът на скоростта преобладава.
2) Пълнене с ниска скорост
Когато топлопроводимостта контролира пълненето с ниска скорост, скоростта на срязване е ниска, локалният вискозитет е висок и съпротивлението на потока е голямо. Тъй като скоростта на попълване на гореща пластмаса е бавна и потокът е бавен, ефектът на топлопроводимост е по-очевиден и топлината бързо се отнема от студената стена на формата. В комбинация с малко количество вискозно нагряване, дебелината на втвърдения слой е по-дебела, което допълнително увеличава съпротивлението на потока при по-тънката стена.
2 Етап на задържане
Функцията на етапа на задържане е непрекъснато да прилага натиск, да уплътнява стопилката, да увеличава плътността на пластмасата (уплътняване) и да компенсира поведението на пластмасата при свиване. По време на процеса на задържане обратното налягане е високо, тъй като кухината на формата вече е запълнена с пластмаса. По време на процеса на задържане под налягане и уплътняване винтът на машината за леене под налягане може да се движи само бавно и леко напред, а скоростта на потока на пластмасата също е относително бавна. Потокът в този момент се нарича поток, поддържащ налягане. Тъй като в етапа на задържане под налягане, пластмасата се охлажда и втвърдява от стената на формата по-бързо и вискозитетът на стопилката се увеличава бързо, така че съпротивлението в кухината на формата е много голямо. В по-късния етап на задържане под налягане, плътността на материала продължава да се увеличава и пластмасовите части се оформят постепенно. Етапът на поддържане на налягането трябва да продължи, докато портата се втвърди и запечата. По това време налягането в кухината в етапа на задържане на налягането достига най-високата стойност.
В етапа на задържане под налягане, поради високото налягане, пластмасата показва частична свиваемост. В областта на високото налягане пластмасата е по-плътна и има по-висока плътност; в зоната с ниско налягане пластмасата е по-хлабава и има по-ниска плътност, така че разпределението на плътността се променя с позицията и времето. По време на процеса на поддържане на налягането скоростта на пластичния поток е изключително ниска и потокът вече не играе водеща роля. Налягането е основният фактор, влияещ върху процеса на задържане на налягането.

3 Етап на охлаждане

При формата за леене под налягане дизайнът на охладителната система е много важен. Това е така, защото само когато формованите пластмасови продукти се охладят и втвърдят до определена твърдост, пластмасовите продукти могат да бъдат предотвратени от деформиране от външни сили след изваждане от формата. Тъй като времето за охлаждане представлява около 70% до 80% от целия цикъл на формоване, една добре проектирана система за охлаждане може значително да съкрати времето за формоване, да подобри производителността на леене под налягане и да намали разходите. Неправилно проектираната охладителна система ще удължи времето за формоване и ще увеличи разходите; неравномерното охлаждане допълнително ще причини изкривяване и деформация на пластмасовите продукти. Топлината, влизаща във формата от стопилката, обикновено се разсейва на две части, 5% от които се прехвърля в атмосферата чрез радиация и конвекция, а останалата част 95% се провежда от стопилката към матрицата. Благодарение на тръбата за охлаждаща вода във формата, топлината на пластмасовия продукт се прехвърля от пластмасата в кухината на формата към тръбата за охлаждаща вода през рамката на формата чрез топлопроводимост и след това се отвежда от охлаждащата течност чрез топлинна конвекция. Малко количество топлина, което не се отвежда от охлаждащата вода, продължава да се провежда във формата и се разсейва във въздуха след контакт с външния свят. Цикълът на формоване при леене под налягане се състои от време за затваряне на матрицата, време за пълнене, време на задържане, време за охлаждане и време за изваждане от формата. Сред тях времето за охлаждане представлява най-голям дял, около 70% до 80%. Следователно времето за охлаждане ще повлияе пряко върху продължителността на цикъла на формоване и производството на пластмасови продукти. По време на етапа на изваждане от формата температурата на пластмасовия продукт трябва да се охлади до температура, по-ниска от температурата на термична деформация на пластмасовия продукт, за да се предотврати отпускането на пластмасовия продукт поради остатъчно напрежение или изкривяване и деформация, причинени от външна сила за изваждане от формата.

4 Етап на деформиране

Деформирането е последната стъпка в цикъла на леене под налягане. Въпреки че продуктът е бил студено формован, изваждането от формата все още има много важно влияние върху качеството на продукта. Неправилните методи за изваждане от формата могат да причинят неравномерна сила върху продукта по време на изваждане и деформация на продукта по време на изваждане. Има два основни начина за изваждане от формата: изваждане чрез ежектор и изваждане чрез стриппер. Когато проектирате матрица, изберете подходящ метод за изваждане от формата въз основа на структурните характеристики на продукта, за да гарантирате качеството на продукта. За форми, които използват изваждане с ежектор, ежекторът трябва да бъде настроен възможно най-равномерно и позицията трябва да бъде избрана, където съпротивлението на изваждане е най-голямо и здравината и твърдостта на пластмасовата част са най-големи, така че да се избегнат деформация и повреда към пластмасовата част. Плочата за отстраняване обикновено се използва за изваждане от формата на тънкостенни контейнери с дълбока кухина и прозрачни продукти, които не позволяват следи от тласкач. Характеристиките на този механизъм са голяма и равномерна сила на изваждане, плавно движение и липса на видими остатъчни следи.
Три важни параметъра
Важните параметри, свързани с леенето под налягане, са следните:
1 Налягане на леене под налягане
Налягането при леене под налягане се осигурява от хидравличната система на системата за леене под налягане. Налягането на хидравличния цилиндър се предава на пластмасовата стопилка през винта на машината за леене под налягане. Под налягане пластмасовата стопилка навлиза във вертикалния канал на потока (също основния канал на потока за някои форми), главния канал на потока, канала на разклонения поток на формата през дюзата на машината за леене под налягане и навлиза в кухината на формата през портата. Този процес е процесът на леене под налягане или се нарича процес на пълнене. Наличието на налягане е за преодоляване на съпротивлението в процеса на потока на стопилката или обратното, съпротивлението в процеса на потока трябва да бъде компенсирано от налягането на машината за леене под налягане, за да се осигури гладкото протичане на процеса на пълнене. По време на процеса на леене под налягане налягането в дюзата на машината за леене под налягане е най-високо, за да се преодолее съпротивлението на потока на стопилката по време на целия процес. След това налягането постепенно намалява по дължината на потока до предния край на фронта на вълната на топене. Ако отработените газове в кухината на формата са добри, крайното налягане в предния край на стопилката е атмосферно налягане.
Има много фактори, които влияят върху налягането при пълнене на стопилката, които могат да бъдат обобщени в три категории:
1) Материални фактори
Като вида и вискозитета на пластмасата;
2) Структурни фактори
Като типа, броя и позицията на литниковата система, формата на кухината на матрицата и дебелината на продукта;
3) Обработвайте елементи на формоване
2 Време за инжектиране
Времето за инжектиране тук се отнася до времето, необходимо на пластмасовата стопилка да запълни кухината, с изключение на спомагателното време като отваряне и затваряне на формата. Въпреки че времето за инжектиране е много кратко и има малко влияние върху цикъла на формоване, регулирането на времето за инжектиране има голям ефект върху контрола на налягането на шибъра, плъзгача и кухината. Разумното време за инжектиране помага на стопилката да се запълни идеално и е от голямо значение за подобряване на качеството на повърхността на продукта и намаляване на толеранса на размерите. Времето за инжектиране трябва да бъде много по-малко от времето за охлаждане, което е около 1/10 до 1/15 от времето за охлаждане. Това правило може да се използва като основа за прогнозиране на общото време за формоване на пластмасови части. При извършване на анализ на потока на формата, времето за впръскване в резултата от анализа е равно на времето за впръскване, зададено в условията на процеса, само когато стопилката е напълно избутана от винта, за да запълни кухината. Ако превключвателят за задържане на налягането на винта се появи преди кухината да бъде запълнена, резултатът от анализа ще бъде по-голям от настройката на условията на процеса.
3 Температура на инжектиране
Температурата на впръскване е важен фактор, влияещ върху налягането на впръскване. Цилиндърът на машината за леене под налягане има 5 до 6 нагревателни секции и всяка суровина има подходяща температура на обработка (за подробни температури на обработка, моля, вижте данните, предоставени от доставчика на материала). Температурата на инжектиране трябва да се контролира в определен диапазон. Ако температурата е твърде ниска, стопилката няма да се пластифицира добре, което ще повлияе на качеството на формованата част и ще увеличи трудността на процеса; ако температурата е твърде висока, суровината лесно ще се разложи. В действителния процес на леене под налягане температурата на впръскване често е по-висока от температурата на цевта. По-високата стойност е свързана със скоростта на впръскване и ефективността на материала и може да достигне до 30°C. Това се дължи на високата топлина, генерирана от срязването, когато стопилката преминава през инжекционния порт. Има два начина за компенсиране на тази разлика при извършване на анализ на потока на формата. Единият е да се опитаме да измерим температурата на стопилката при впръскване във въздуха, а другият е да включим дюзата в моделирането.
4 Задържане на натиск и време
Когато процесът на леене под налягане е на път да приключи, винтът спира да се върти и се движи само напред. По това време леенето под налягане навлиза в етапа на задържане. По време на процеса на задържане под налягане, дюзата на машината за леене под налягане непрекъснато подава материал в кухината, за да запълни обема, освободен от свиването на детайла. Ако кухината се запълни без задържане на налягането, частта ще се свие с около 25%, особено ребрата ще се свият твърде много и ще образуват следи от свиване. Налягането за задържане на налягането обикновено е около 85% от максималното налягане на пълнене, което трябва да се определи според действителната ситуация.

5 Обратно налягане

Обратното налягане се отнася до налягането, което трябва да бъде преодоляно, когато винтът се обърне и отстъпи, за да съхранява материал. Използването на високо противоналягане благоприятства диспергирането на оцветителите и топенето на пластмасите, но също така удължава времето за прибиране на винта, намалява дължината на пластмасовите влакна и увеличава налягането на машината за леене под налягане. Следователно обратното налягане трябва да е по-ниско, като обикновено не надвишава 20% от налягането на впръскване. При шприцване на пенопласт обратното налягане трябва да бъде по-високо от налягането, образувано от газа, в противен случай винтът ще бъде изтласкан от цевта. Някои машини за леене под налягане могат да програмират обратното налягане, за да компенсират намаляването на дължината на шнека по време на топенето, което ще намали входящата топлина и ще намали температурата. Въпреки това, тъй като резултатът от тази промяна е труден за оценка, не е лесно да се направят съответните корекции на машината.

Заключение

Поради изискванията за развитие на автомобилите с лека и ниска консумация на енергия, материалният състав на автомобилните части се промени значително от пластмаса на стомана. Съдейки по приложението на автомобилните пластмаси у нас и в чужбина, количеството на шприцоване на централната конзола се превърна във важен индикатор за нивото на технологията на автомобилното производство.