Flujo de proceso de piezas de moldeo por inyección para automóviles

La mayoría de las piezas del interior y exterior del Moldeo por inyección de la consola centralLas piezas de plástico interiores generalmente incluyen accesorios para el panel de instrumentos, accesorios para asientos, accesorios para el piso, accesorios para el techo, accesorios para el volante, accesorios para el interior de las puertas, espejos retrovisores y varias hebillas y fijaciones; las piezas de plástico exteriores incluyen luces delanteras y traseras, rejillas de entrada de aire, guardabarros y espejos retrovisores. A continuación, se muestra el flujo del proceso y los parámetros importantes relacionados con las piezas de moldeo por inyección para automóviles.

1 Definición

El proceso de moldeo por inyección se refiere al proceso de fabricación de piezas semiacabadas de una forma determinada mediante el llenado, la presión mantenida, el enfriamiento, el desmoldeo y otras operaciones de materias primas fundidas.

2 Flujo de proceso

El proceso de moldeo por inyección es el siguiente:
1 Etapa de llenado
El llenado es el primer paso de todo el ciclo de moldeo por inyección. El tiempo comienza desde el inicio del moldeo por inyección cuando se cierra el molde hasta que la cavidad del molde se llena hasta aproximadamente 95%. En teoría, cuanto más corto sea el tiempo de llenado, mayor será la eficiencia del moldeo. Sin embargo, en la producción real, el tiempo de moldeo (o velocidad de inyección) está sujeto a muchas condiciones. El llenado se puede dividir en llenado de alta velocidad y llenado de baja velocidad.
1) Llenado de alta velocidad
Durante el llenado a alta velocidad, la velocidad de cizallamiento es alta y la viscosidad del plástico disminuye debido al adelgazamiento por cizallamiento, lo que reduce la resistencia general al flujo; el calentamiento viscoso local también hará que el espesor de la capa solidificada sea más delgado. Por lo tanto, en la etapa de control de flujo, el comportamiento de llenado a menudo depende del volumen a llenar. Es decir, en la etapa de control de flujo, debido al llenado a alta velocidad, el efecto de adelgazamiento por cizallamiento de la masa fundida suele ser grande, mientras que el efecto de enfriamiento de la pared delgada no es obvio, por lo que prevalece el efecto de la velocidad.
2) Llenado a baja velocidad
Cuando la conducción de calor controla el llenado a baja velocidad, la tasa de cizallamiento es baja, la viscosidad local es alta y la resistencia al flujo es grande. Dado que la tasa de reposición de plástico caliente es lenta y el flujo es lento, el efecto de conducción de calor es más obvio y el calor es rápidamente absorbido por la pared fría del molde. Junto con una pequeña cantidad de calentamiento viscoso, el espesor de la capa solidificada es más grueso, lo que aumenta aún más la resistencia al flujo en la pared más delgada.
2 Etapa de retención
La función de la etapa de retención es aplicar presión continuamente, compactar la masa fundida, aumentar la densidad del plástico (densificación) y compensar el comportamiento de contracción del plástico. Durante el proceso de retención, la contrapresión es alta porque la cavidad del molde ya está llena de plástico. Durante el proceso de retención y compactación de la presión, el tornillo de la máquina de moldeo por inyección solo puede avanzar lenta y ligeramente, y la velocidad de flujo del plástico también es relativamente lenta. El flujo en este momento se llama flujo de retención de presión. Debido a que en la etapa de retención de presión, el plástico se enfría y solidifica por la pared del molde más rápido, y la viscosidad de la masa fundida aumenta rápidamente, por lo que la resistencia en la cavidad del molde es muy grande. En la etapa posterior de retención de presión, la densidad del material continúa aumentando y las piezas de plástico se forman gradualmente. La etapa de retención de presión debe continuar hasta que la compuerta se solidifique y selle. En este momento, la presión de la cavidad en la etapa de retención de presión alcanza el valor más alto.
En la etapa de mantenimiento de la presión, debido a la alta presión, el plástico muestra una compresibilidad parcial. En el área de alta presión, el plástico es más denso y tiene una mayor densidad; en el área de baja presión, el plástico es más suelto y tiene una densidad menor, por lo que la distribución de la densidad cambia con la posición y el tiempo. Durante el proceso de mantenimiento de la presión, el caudal de plástico es extremadamente bajo y el caudal ya no juega un papel principal. La presión es el factor principal que afecta al proceso de mantenimiento de la presión.

3 Etapa de enfriamiento

En el molde de moldeo por inyección, el diseño del sistema de enfriamiento es muy importante. Esto se debe a que solo cuando los productos de plástico moldeados se enfrían y solidifican hasta una cierta rigidez se puede evitar que los productos de plástico se deformen por fuerzas externas después del desmoldeo. Dado que el tiempo de enfriamiento representa aproximadamente entre el 70% y el 80% de todo el ciclo de moldeo, un sistema de enfriamiento bien diseñado puede acortar en gran medida el tiempo de moldeo, mejorar la productividad del moldeo por inyección y reducir los costos. Un sistema de enfriamiento mal diseñado prolongará el tiempo de moldeo y aumentará los costos; un enfriamiento desigual provocará aún más deformaciones y alabeos en los productos de plástico. El calor que ingresa al molde desde la masa fundida generalmente se disipa en dos partes, 5% de la cual se transfiere a la atmósfera a través de radiación y convección, y el 95% restante se conduce desde la masa fundida hasta el molde. Debido a la tubería de agua de enfriamiento en el molde, el calor del producto plástico se transfiere desde el plástico en la cavidad del molde a la tubería de agua de enfriamiento a través del marco del molde a través de la conducción de calor, y luego se transporta por el refrigerante a través de la convección de calor. Una pequeña cantidad de calor que no es transportada por el agua de enfriamiento continúa siendo conducida en el molde y se disipa en el aire después de entrar en contacto con el mundo exterior. El ciclo de moldeo del moldeo por inyección consta del tiempo de cierre del molde, el tiempo de llenado, el tiempo de retención, el tiempo de enfriamiento y el tiempo de desmoldeo. Entre ellos, el tiempo de enfriamiento representa la mayor proporción, aproximadamente 70% a 80%. Por lo tanto, el tiempo de enfriamiento afectará directamente la duración del ciclo de moldeo y el resultado de los productos plásticos. Durante la etapa de desmoldeo, la temperatura del producto plástico debe enfriarse a una temperatura inferior a la temperatura de deformación térmica del producto plástico para evitar que el producto plástico se relaje debido a la tensión residual o la deformación y deformación causadas por la fuerza de desmoldeo externa.

4 Etapa de desmoldeo

El desmoldeo es el último paso en un ciclo de moldeo por inyección. Aunque el producto se haya formado en frío, el desmoldeo todavía tiene un impacto muy importante en la calidad del producto. Los métodos de desmoldeo inadecuados pueden provocar una fuerza desigual sobre el producto durante el desmoldeo y la deformación del producto durante la expulsión. Hay dos formas principales de desmoldeo: desmoldeo por eyector y desmoldeo por desmoldeo. Al diseñar un molde, elija un método de desmoldeo adecuado en función de las características estructurales del producto para garantizar la calidad del producto. Para los moldes que utilizan desmoldeo por eyector, el eyector debe colocarse lo más uniformemente posible y la posición debe seleccionarse donde la resistencia al desmoldeo sea la mayor y la resistencia y rigidez de la pieza de plástico sean las mayores, para evitar la deformación y el daño a la pieza de plástico. La placa desmoldante se utiliza generalmente para el desmoldeo de recipientes de paredes delgadas con cavidades profundas y productos transparentes que no permiten marcas de varilla de empuje. Las características de este mecanismo son una fuerza de desmoldeo grande y uniforme, un movimiento suave y sin marcas residuales evidentes.
Tres parámetros importantes
Los parámetros importantes relacionados con el moldeo por inyección son los siguientes:
1 Presión de moldeo por inyección
La presión de moldeo por inyección es proporcionada por el sistema hidráulico del sistema de moldeo por inyección. La presión del cilindro hidráulico se transmite a la masa fundida de plástico a través del tornillo de la máquina de moldeo por inyección. Bajo la presión, la masa fundida de plástico ingresa al canal de flujo vertical (también el canal de flujo principal para algunos moldes), el canal de flujo principal, el canal de flujo de ramificación del molde a través de la boquilla de la máquina de moldeo por inyección y entra en la cavidad del molde a través de la compuerta. Este proceso es el proceso de moldeo por inyección, o se le llama proceso de llenado. La existencia de presión es para superar la resistencia en el proceso de flujo de la masa fundida, o por el contrario, la resistencia en el proceso de flujo debe ser compensada por la presión de la máquina de moldeo por inyección para asegurar el progreso suave del proceso de llenado. Durante el proceso de moldeo por inyección, la presión en la boquilla de la máquina de moldeo por inyección es la más alta para superar la resistencia al flujo de la masa fundida durante todo el proceso. Posteriormente, la presión disminuye gradualmente a lo largo de la longitud del flujo hasta el extremo frontal del frente de onda de la masa fundida. Si el escape dentro de la cavidad del molde es bueno, la presión final en el extremo frontal de la masa fundida es la presión atmosférica.
Hay muchos factores que afectan la presión de llenado de la masa fundida, que se pueden resumir en tres categorías:
1) Factores materiales
Como el tipo y la viscosidad del plástico;
2) Factores estructurales
Como el tipo, número y posición del sistema de compuerta, la forma de la cavidad del molde y el espesor del producto;
3) Elementos del proceso de moldeo
2 Tiempo de inyección
El tiempo de inyección aquí se refiere al tiempo requerido para que la masa fundida de plástico llene la cavidad, excluyendo el tiempo auxiliar como la apertura y el cierre del molde. Aunque el tiempo de inyección es muy corto y tiene poco impacto en el ciclo de moldeo, el ajuste del tiempo de inyección tiene un gran efecto en el control de presión de la compuerta, el canal y la cavidad. Un tiempo de inyección razonable ayuda a que la masa fundida se llene de manera ideal y es de gran importancia para mejorar la calidad de la superficie del producto y reducir la tolerancia dimensional. El tiempo de inyección debe ser mucho menor que el tiempo de enfriamiento, que es aproximadamente de 1/10 a 1/15 del tiempo de enfriamiento. Esta regla se puede utilizar como base para predecir el tiempo total de moldeo de piezas de plástico. Al realizar un análisis de flujo de molde, el tiempo de inyección en el resultado del análisis es igual al tiempo de inyección establecido en las condiciones del proceso solo cuando el tornillo empuja completamente la masa fundida para llenar la cavidad. Si el interruptor de retención de presión del tornillo ocurre antes de que se llene la cavidad, el resultado del análisis será mayor que el ajuste de las condiciones del proceso.
3 Temperatura de inyección
La temperatura de inyección es un factor importante que afecta la presión de inyección. El barril de la máquina de moldeo por inyección tiene de 5 a 6 secciones de calentamiento, y cada materia prima tiene su temperatura de procesamiento adecuada (para conocer las temperaturas de procesamiento detalladas, consulte los datos proporcionados por el proveedor del material). La temperatura de inyección debe controlarse dentro de un rango determinado. Si la temperatura es demasiado baja, la masa fundida no se plastificará bien, lo que afectará la calidad de la pieza moldeada y aumentará la dificultad del proceso; si la temperatura es demasiado alta, la materia prima se descompondrá fácilmente. En el proceso de moldeo por inyección real, la temperatura de inyección suele ser más alta que la temperatura del barril. El valor más alto está relacionado con la velocidad de inyección y el rendimiento del material, y puede alcanzar hasta 30 °C. Esto se debe al alto calor generado por la cizalladura cuando la masa fundida pasa a través del puerto de inyección. Hay dos formas de compensar esta diferencia al realizar el análisis del flujo del molde. Una es intentar medir la temperatura de la masa fundida al inyectarla en el aire y la otra es incluir la boquilla en el modelado.
4 Mantener la presión y el tiempo
Cuando el proceso de moldeo por inyección está a punto de finalizar, el tornillo deja de girar y solo se mueve hacia adelante. En este momento, el moldeo por inyección entra en la etapa de retención. Durante el proceso de retención de presión, la boquilla de la máquina de moldeo por inyección alimenta continuamente material a la cavidad para llenar el volumen desocupado por la contracción de la pieza. Si la cavidad se llena sin retención de presión, la pieza se encogerá aproximadamente 25%, especialmente las nervaduras se encogerán demasiado y formarán marcas de contracción. La presión de retención de presión es generalmente de aproximadamente 85% de la presión de llenado máxima, que debe determinarse de acuerdo con la situación real.

5 Contrapresión

La contrapresión se refiere a la presión que se debe superar cuando el tornillo se invierte y retrocede para almacenar material. El uso de una contrapresión alta favorece la dispersión de colorantes y la fusión de plásticos, pero también prolonga el tiempo de retracción del tornillo, reduce la longitud de las fibras de plástico y aumenta la presión de la máquina de moldeo por inyección. Por lo tanto, la contrapresión debe ser menor, generalmente no excediendo los 20% de la presión de inyección. Al inyectar plásticos espumados, la contrapresión debe ser mayor que la presión formada por el gas, de lo contrario, el tornillo será empujado fuera del cañón. Algunas máquinas de moldeo por inyección pueden programar la contrapresión para compensar la reducción de la longitud del tornillo durante la fusión, lo que reducirá el calor de entrada y reducirá la temperatura. Sin embargo, dado que el resultado de este cambio es difícil de estimar, no es fácil realizar los ajustes correspondientes en la máquina.

Conclusión

Debido a los requisitos de desarrollo de automóviles ligeros y de bajo consumo de energía, la composición del material de las piezas de los automóviles ha cambiado significativamente del plástico al acero. A juzgar por la aplicación de plásticos para automóviles en el país y en el extranjero, la cantidad de Moldeo por inyección de la consola central Se ha convertido en un indicador importante del nivel de tecnología de producción de automóviles.