Procesflow af sprøjtestøbningsdele til biler

De fleste af delene på indersiden og ydersiden af midterkonsol sprøjtestøbt. De indvendige plastdele omfatter generelt instrumentpaneltilbehør, sædetilbehør, gulvtilbehør, tagtilbehør, rattilbehør, dørinteriørtilbehør, bakspejle og forskellige spænder og fastgørelser; de udvendige plastdele omfatter for- og baglygter, luftindtagsgitre, skærme og bakspejle. Det følgende er procesflowet og relaterede vigtige parametre for sprøjtestøbningsdele til biler.

1 Definition

Sprøjtestøbningsprocessen refererer til processen med fremstilling af halvfærdige dele af en bestemt form ved at fylde, holde tryk, afkøle, fjerne formen og andre operationer af smeltede råmaterialer.

2 Procesflow

Sprøjtestøbningsprocessen er som følger:
1 påfyldningstrin
Fyldning er det første trin i hele sprøjtestøbningscyklussen. Tiden starter fra start af sprøjtestøbning, når formen lukkes, indtil formhulrummet er fyldt til ca. 95%. I teorien gælder det, at jo kortere påfyldningstiden er, jo højere er støbeeffektiviteten. I den faktiske produktion er støbetiden (eller sprøjtehastigheden) imidlertid underlagt mange betingelser. Påfyldning kan opdeles i højhastighedspåfyldning og lavhastighedspåfyldning.
1) Højhastighedspåfyldning
Under højhastighedspåfyldning er forskydningshastigheden høj, og plastens viskositet falder på grund af forskydningsudtynding, hvilket reducerer den samlede strømningsmodstand; lokal viskøs opvarmning vil også gøre tykkelsen af det størknede lag tyndere. Derfor afhænger påfyldningsadfærden i flowkontrolstadiet ofte af det volumen, der skal fyldes. Det vil sige, at i strømningskontroltrinnet, på grund af højhastighedspåfyldning, er forskydningsfortyndende virkning af smelten ofte stor, mens den kølende effekt af den tynde væg ikke er indlysende, så virkningen af rate er fremherskende.
2) Påfyldning ved lav hastighed
Når varmeledning styrer påfyldning ved lav hastighed, er forskydningshastigheden lav, den lokale viskositet er høj, og strømningsmodstanden er stor. Da den varme plastikgenfyldningshastighed er langsom, og strømmen er langsom, er varmeledningseffekten mere indlysende, og varmen tages hurtigt væk af den kolde formvæg. Sammen med en lille mængde viskøs opvarmning er tykkelsen af det størknede lag tykkere, hvilket yderligere øger strømningsmodstanden ved den tyndere væg.
2 Holdeplads
Holdetrinets funktion er kontinuerligt at påføre tryk, komprimere smelten, øge plastens densitet (fortætning) og kompensere for plastens krympningsadfærd. Under holdeprocessen er modtrykket højt, fordi formhulrummet allerede er fyldt med plastik. Under trykholde- og komprimeringsprocessen kan sprøjtestøbemaskinens skrue kun bevæge sig langsomt og let fremad, og plastens strømningshastighed er også relativt langsom. Strømmen på dette tidspunkt kaldes trykholdende strømning. For i trykholdestadiet afkøles og størkner plasten hurtigere af formvæggen, og smelteviskositeten stiger hurtigt, så modstanden i formhulrummet er meget stor. I det senere stadium af trykhold fortsætter materialetætheden med at stige, og plastdelene dannes gradvist. Trykholdetrinet skal fortsætte, indtil porten er størknet og forseglet. På dette tidspunkt når hulrummets tryk i trykholdetrinnet den højeste værdi.
På grund af det høje tryk viser plasten i trykholdestadiet delvis komprimerbarhed. I højtryksområdet er plasten tættere og har en højere densitet; i lavtryksområdet er plasten løsere og har en lavere densitet, så tæthedsfordelingen ændrer sig med position og tid. Under trykholdeprocessen er plastikstrømningshastigheden ekstremt lav, og flowet spiller ikke længere en ledende rolle. Tryk er den vigtigste faktor, der påvirker trykholdeprocessen.

3 Afkølingstrin

I sprøjtestøbeformen er designet af kølesystemet meget vigtigt. Dette skyldes, at kun når de støbte plastprodukter er afkølet og størknet til en vis stivhed, kan plastprodukterne forhindres i at blive deformeret af ydre kræfter efter afformningen. Da køletiden tegner sig for omkring 70% til 80% af hele støbecyklussen, kan et veldesignet kølesystem i høj grad forkorte støbetiden, forbedre sprøjtestøbningsproduktiviteten og reducere omkostningerne. Et forkert designet kølesystem vil forlænge støbetiden og øge omkostningerne; ujævn afkøling vil yderligere forårsage vridning og deformation af plastprodukter. Varmen, der kommer ind i formen fra smelten, spredes generelt i to dele, hvoraf 5% overføres til atmosfæren gennem stråling og konvektion, og den resterende 95% ledes fra smelten til formen. På grund af kølevandsrøret i støbeformen overføres varmen fra plastikproduktet fra plasten i støbeformens hulrum til kølevandsrøret gennem støbeformrammen gennem varmeledning og derefter ført bort af kølevæsken gennem varmekonvektion. En lille mængde varme, der ikke føres væk af kølevandet, bliver ved med at blive ført i formen og spredes ud i luften efter kontakt med omverdenen. Formningscyklussen for sprøjtestøbning består af formens lukketid, påfyldningstid, holdetid, afkølingstid og afformningstid. Blandt dem tegner afkølingstiden sig for den største andel, omkring 70% til 80%. Derfor vil afkølingstiden direkte påvirke længden af støbecyklussen og produktionen af plastprodukter. Under afformningsfasen skal temperaturen af plastproduktet afkøles til en temperatur, der er lavere end plastproduktets termiske deformationstemperatur for at forhindre, at plastproduktet afspændes på grund af resterende spænding eller vridning og deformation forårsaget af ekstern afformningskraft.

4 Afstøbningstrin

Afformning er det sidste trin i en sprøjtestøbningscyklus. Selvom produktet er blevet koldformet, har afformningen stadig en meget vigtig indflydelse på produktets kvalitet. Ukorrekte afformningsmetoder kan forårsage ujævn kraft på produktet under afformningen og deformation af produktet under udkastning. Der er to hovedmåder at afforme: ejektorafformning og stripperafformning. Når du designer en form, skal du vælge en passende afformningsmetode baseret på produktets strukturelle egenskaber for at sikre produktkvaliteten. For forme, der anvender ejektorafformning, bør ejektoren indstilles så jævnt som muligt, og positionen skal vælges, hvor afformningsmodstanden er størst, og plastdelens styrke og stivhed er størst, for at undgå deformation og beskadigelse til plastdelen. Afstrygerpladen bruges generelt til afformning af tyndvæggede beholdere med dybe hulrum og gennemsigtige produkter, der ikke tillader trykstangsmærker. Karakteristikaene ved denne mekanisme er stor og ensartet afformningskraft, jævn bevægelse og ingen tydelige restmærker.
Tre vigtige parametre
De vigtige parametre relateret til sprøjtestøbning er som følger:
1 Sprøjtestøbningstryk
Sprøjtestøbningstrykket leveres af sprøjtestøbesystemets hydrauliske system. Trykket fra den hydrauliske cylinder overføres til plastsmelten gennem sprøjtestøbemaskinens skrue. Under trykket kommer plastiksmelten ind i den lodrette strømningskanal (også hovedstrømningskanalen for nogle forme), hovedstrømningskanalen, støbeformens grenstrømningskanal gennem sprøjtestøbemaskinens dyse og kommer ind i formhulrummet gennem porten. Denne proces er sprøjtestøbningsprocessen, eller den kaldes påfyldningsprocessen. Eksistensen af tryk er for at overvinde modstanden i flowprocessen af smelten, eller omvendt skal modstanden i flowprocessen udlignes af trykket fra sprøjtestøbemaskinen for at sikre en jævn fremgang af påfyldningsprocessen. Under sprøjtestøbningsprocessen er trykket ved sprøjtestøbemaskinens dyse det højeste for at overvinde smeltens strømningsmodstand gennem hele processen. Bagefter falder trykket gradvist langs strømningslængden til forenden af smeltebølgefronten. Hvis udstødningen inde i formhulrummet er god, er det endelige tryk ved forenden af smelten atmosfærisk tryk.
Der er mange faktorer, der påvirker smeltepåfyldningstrykket, som kan opsummeres i tre kategorier:
1) Materielle faktorer
Såsom typen og viskositeten af plast;
2) Strukturelle faktorer
Såsom type, antal og position af portsystemet, formen på formhulrummet og tykkelsen af produktet;
3) Proceselementer af støbning
2 Indsprøjtningstid
Indsprøjtningstiden refererer her til den tid, det kræves for plastsmelten at fylde hulrummet, eksklusive hjælpetid såsom formåbning og lukning. Selvom indsprøjtningstiden er meget kort og har ringe indflydelse på støbecyklussen, har justeringen af indsprøjtningstiden stor effekt på trykstyringen af porten, løberen og hulrummet. Rimelig indsprøjtningstid hjælper smelten til at fylde ideelt, og er af stor betydning for at forbedre overfladekvaliteten af produktet og reducere dimensionstolerancen. Injektionstiden skal være meget lavere end afkølingstiden, som er omkring 1/10 til 1/15 af afkølingstiden. Denne regel kan bruges som grundlag for at forudsige den samlede støbetid for plastdele. Ved udførelse af formflowanalyse er injektionstiden i analyseresultatet kun lig med injektionstiden, der er indstillet under procesbetingelserne, når smelten skubbes helt af skruen for at fylde hulrummet. Hvis skruetrykholdekontakten sker før hulrummet er fyldt, vil analyseresultatet være større end indstillingen af procesbetingelserne.
3 Injektionstemperatur
Injektionstemperatur er en vigtig faktor, der påvirker injektionstrykket. Sprøjtestøbemaskinens cylinder har 5 til 6 varmesektioner, og hvert råmateriale har sin passende forarbejdningstemperatur (for detaljerede forarbejdningstemperaturer henvises til data fra materialeleverandøren). Indsprøjtningstemperaturen skal kontrolleres inden for et bestemt område. Hvis temperaturen er for lav, vil smelten ikke blive plastificeret godt, hvilket påvirker kvaliteten af den støbte del og øger processens vanskelighed; hvis temperaturen er for høj, vil råvaren let nedbrydes. I selve sprøjtestøbeprocessen er sprøjtetemperaturen ofte højere end cylindertemperaturen. Den højere værdi er relateret til injektionshastigheden og materialets ydeevne og kan nå op til 30°C. Dette er forårsaget af den høje varme, der genereres af forskydningen, når smelten passerer gennem injektionsporten. Der er to måder at kompensere for denne forskel på, når der udføres analyse af formflow. Den ene er at forsøge at måle temperaturen på smelten ved indsprøjtning i luften, og den anden er at inddrage dysen i modelleringen.
4 Holde tryk og tid
Når sprøjtestøbningsprocessen er ved at afslutte, holder skruen op med at rotere og bevæger sig kun fremad. På dette tidspunkt går sprøjtestøbningen ind i holdestadiet. Under trykholdeprocessen tilfører sprøjtestøbemaskinens dyse kontinuerligt materiale ind i hulrummet for at fylde det volumen, der er forladt af delens krympning. Hvis hulrummet fyldes uden trykhold, vil delen krympe med ca. 25%, især ribbenene vil krympe for meget og danne krympemærker. Trykholdetrykket er generelt omkring 85% af det maksimale påfyldningstryk, som bør bestemmes i henhold til den faktiske situation.

5 Modtryk

Modtryk refererer til det tryk, der skal overvindes, når skruen vender og trækker sig tilbage for at opbevare materiale. Brugen af ​​højt modtryk er befordrende for spredning af farvestoffer og smeltning af plast, men det forlænger også skruetilbagetrækningstiden, reducerer længden af ​​plastfibre og øger trykket i sprøjtestøbemaskinen. Derfor bør modtrykket være lavere, generelt ikke overstige 20% af injektionstrykket. Ved indsprøjtning af skumplast skal modtrykket være højere end det tryk, der dannes af gassen, ellers vil skruen blive skubbet ud af tønden. Nogle sprøjtestøbemaskiner kan programmere modtrykket til at kompensere for reduktionen i skruelængden under smeltning, hvilket vil reducere den tilførte varme og reducere temperaturen. Men da resultatet af denne ændring er svært at estimere, er det ikke let at foretage tilsvarende justeringer på maskinen.

Konklusion

På grund af udviklingskravene til bilers letvægt og lavt energiforbrug har materialesammensætningen af bildele ændret sig betydeligt fra plastik til stål. At dømme ud fra anvendelsen af automobilplast i ind- og udland er mængden af midterkonsol sprøjtestøbt er blevet en vigtig indikator for niveauet af bilproduktionsteknologi.