Autojen ruiskuvaluosien prosessivirtaus

Suurin osa osista sisä- ja ulkopuolelta keskikonsolin ruiskuvalu. Sisätilojen muoviosat sisältävät yleensä kojelaudan lisävarusteita, istuintarvikkeita, lattiatarvikkeita, kattotarvikkeita, ohjauspyörän lisävarusteita, ovien sisäosien lisävarusteita, taustapeilejä ja erilaisia solkia ja kiinnikkeitä; ulkoiset muoviosat sisältävät etu- ja takavalot, ilmanottoaukot, lokasuojat ja taustapeilit. Seuraavassa on autoteollisuuden ruiskuvaluosien prosessikulku ja siihen liittyvät tärkeät parametrit.

1 Määritelmä

Ruiskuvaluprosessilla tarkoitetaan prosessia, jossa valmistetaan tietyn muotoisia puolivalmiita osia täyttämällä, pitämällä painetta, jäähdyttämällä, purkamalla ja muilla toimenpiteillä sulaista raaka-aineista.

2 Prosessikulku

Ruiskuvaluprosessi on seuraava:
1 Täyttövaihe
Täyttö on koko ruiskuvalujakson ensimmäinen vaihe. Aika alkaa ruiskuvalun alusta, kun muotti suljetaan, kunnes muottipesä on täytetty noin 95%:hen. Teoriassa mitä lyhyempi täyttöaika, sitä korkeampi on muovausteho. Varsinaisessa tuotannossa muovausaika (tai ruiskutusnopeus) on kuitenkin monien ehtojen alainen. Täyte voidaan jakaa nopeaan täyttöön ja hitaan täyttöön.
1) Nopea täyttö
Suurinopeuksisen täytön aikana leikkausnopeus on korkea ja muovin viskositeetti laskee leikkausohennuksesta, mikä vähentää kokonaisvirtausvastusta; paikallinen viskoosi kuumennus ohenee myös jähmettyneen kerroksen paksuutta. Siksi virtauksensäätövaiheessa täyttökäyttäytyminen riippuu usein täytettävästä tilavuudesta. Eli virtauksensäätövaiheessa nopean täytön takia sulatteen leikkausohennusvaikutus on usein suuri, kun taas ohuen seinämän jäähdytysvaikutus ei ole ilmeinen, joten nopeuden vaikutus vallitsee.
2) Hidas täyttö
Kun lämmönjohtavuus ohjaa hidasta täyttöä, leikkausnopeus on alhainen, paikallinen viskositeetti on korkea ja virtausvastus on suuri. Koska kuuman muovin täyttönopeus on hidas ja virtaus hidasta, lämmönjohtavuusvaikutus on ilmeisempi ja kylmä muotin seinämä ottaa lämmön nopeasti pois. Yhdessä pieneen viskoosiseen lämmitykseen jähmettyneen kerroksen paksuus on paksumpi, mikä lisää edelleen virtausvastusta ohuemmassa seinämässä.
2 Pitotaso
Pitovaiheen tehtävänä on jatkuvasti kohdistaa painetta, tiivistää sulatetta, lisätä muovin tiheyttä (tiivistyminen) ja kompensoida muovin kutistumiskäyttäytymistä. Pitoprosessin aikana vastapaine on korkea, koska muottipesä on jo täytetty muovilla. Paineenpidätys- ja tiivistysprosessin aikana ruiskuvalukoneen ruuvi voi liikkua vain hitaasti ja hieman eteenpäin, ja muovin virtausnopeus on myös suhteellisen hidas. Tällä hetkellä virtausta kutsutaan paineenpitovirtaukseksi. Koska paineenpitovaiheessa muovi jäähtyy ja jähmettyy muotin seinämällä nopeammin ja sulaviskositeetti kasvaa nopeasti, joten vastus muottipesässä on erittäin suuri. Paineenpidätyksen myöhemmässä vaiheessa materiaalin tiheys jatkaa kasvuaan ja muoviosat muodostuvat vähitellen. Paineenpitovaiheen tulee jatkua, kunnes portti on jähmettynyt ja tiivistetty. Tällä hetkellä ontelopaine paineenpitovaiheessa saavuttaa suurimman arvon.
Paineenpitovaiheessa muovi osoittaa korkean paineen vuoksi osittaista kokoonpuristuvuutta. Korkeapainealueella muovi on tiheämpää ja sen tiheys on suurempi; matalapainealueella muovi on löysää ja sen tiheys on pienempi, joten tiheysjakauma muuttuu sijainnin ja ajan myötä. Paineenpitoprosessin aikana muovinen virtausnopeus on erittäin alhainen, eikä virtaus enää näytä johtavaa roolia. Paine on tärkein paineenpitoprosessiin vaikuttava tekijä.

3 Jäähdytysvaihe

Ruiskuvalumuotissa jäähdytysjärjestelmän suunnittelu on erittäin tärkeä. Tämä johtuu siitä, että vain kun valetut muovituotteet jäähdytetään ja jähmettyvät tiettyyn jäykkyyteen, voidaan estää muovituotteiden muodonmuutos ulkopuolisten voimien vaikutuksesta irrotuksen jälkeen. Koska jäähdytysaika on noin 701 TP3 - 801 TP3 T koko muovausjaksosta, hyvin suunniteltu jäähdytysjärjestelmä voi lyhentää muovausaikaa huomattavasti, parantaa ruiskupuristuksen tuottavuutta ja vähentää kustannuksia. Väärin suunniteltu jäähdytysjärjestelmä pidentää muovausaikaa ja lisää kustannuksia; epätasainen jäähdytys aiheuttaa edelleen muovituotteiden vääntymistä ja muodonmuutoksia. Sulasta muottiin tuleva lämpö haihtuu yleensä kahdessa osassa, joista 5% siirtyy ilmakehään säteilyn ja konvektion kautta ja loput 95% johdetaan sulasta muottiin. Muotissa olevan jäähdytysvesiputken ansiosta muovituotteen lämpö siirtyy muotin ontelossa olevasta muovista jäähdytysvesiputkeen muotin rungon läpi lämmön johtumisen kautta, minkä jälkeen jäähdytysneste kuljettaa pois lämmön konvektion kautta. Pieni määrä lämpöä, jota jäähdytysvesi ei kulje pois, kulkee edelleen muotissa ja haihtuu ilmaan joutuessaan kosketuksiin ulkomaailman kanssa. Ruiskupuristuksen muovausjakso koostuu muotin sulkemisajasta, täyttöajasta, pitoajasta, jäähdytysajasta ja irrotusajasta. Niistä jäähdytysajan osuus on suurin, noin 70% - 80%. Siksi jäähdytysaika vaikuttaa suoraan muovausjakson pituuteen ja muovituotteiden tuotantoon. Muotista irrotusvaiheessa muovituotteen lämpötila tulee jäähdyttää alempaan lämpötilaan kuin muovituotteen lämpömuodonmuutoslämpötila, jotta muovituote ei löystyisi jäännösjännityksen tai ulkoisen irrotusvoiman aiheuttaman vääntymisen ja muodonmuutoksen vuoksi.

4 Purkamisvaihe

Purkaminen on ruiskupuristussyklin viimeinen vaihe. Vaikka tuote on kylmämuovattu, muotista irrottamisella on silti erittäin tärkeä vaikutus tuotteen laatuun. Virheelliset muotinpoistomenetelmät voivat aiheuttaa epätasaista voimaa tuotteeseen irrotuksen aikana ja tuotteen muodonmuutoksia irrotettaessa. On olemassa kaksi päätapaa irrottaa muotista: ejektori irrotus muotista ja irrotus muotista. Muotia suunnitellessa valitse sopiva muotinpoistomenetelmä tuotteen rakenteellisten ominaisuuksien perusteella tuotteen laadun varmistamiseksi. Ejektoripurkausta käyttävissä muoteissa ejektori tulee asettaa mahdollisimman tasaisesti ja valita paikka, jossa irrotusvastus on suurin ja muoviosan lujuus ja jäykkyys suurin, jotta vältetään muodonmuutos ja vauriot. muoviosaan. Irrotuslevyä käytetään yleensä syväonteloisten ohutseinäisten astioiden ja läpinäkyvien tuotteiden purkamiseen, jotka eivät salli työntötangon jälkiä. Tämän mekanismin ominaisuuksia ovat suuri ja tasainen irrotusvoima, tasainen liike eikä selviä jäännösjälkiä.
Kolme tärkeää parametria
Ruiskuvaluon liittyvät tärkeät parametrit ovat seuraavat:
1 Ruiskupuristuspaine
Ruiskupuristuspaine saadaan ruiskuvalujärjestelmän hydraulijärjestelmästä. Hydraulisylinterin paine välittyy muovisulaan ruiskuvalukoneen ruuvin kautta. Paineen alaisena muovisula tulee pystysuoraan virtauskanavaan (joissakin muoteissa myös päävirtauskanavaan), päävirtauskanavaan, muotin haaravirtauskanavaan ruiskuvalukoneen suuttimen läpi ja tulee muotin onteloon sen kautta. portti. Tämä prosessi on ruiskuvaluprosessi tai sitä kutsutaan täyttöprosessiksi. Paineen olemassaolon tarkoituksena on voittaa sulatteen virtausprosessin vastus, tai päinvastoin, virtausprosessin vastus on kompensoitava ruiskuvalukoneen paineella täyttöprosessin sujuvan etenemisen varmistamiseksi. Ruiskuvaluprosessin aikana paine ruiskuvalukoneen suuttimessa on korkein sulatteen virtausvastuksen voittamiseksi koko prosessin ajan. Myöhemmin paine laskee vähitellen virtauspituutta pitkin sulaaallonrintaman etupäähän. Jos muottiontelon sisällä oleva pakokaasu on hyvä, sulatteen etupäässä lopullinen paine on ilmakehän paine.
On monia tekijöitä, jotka vaikuttavat sulatäyttöpaineeseen, ja ne voidaan tiivistää kolmeen luokkaan:
1) Aineelliset tekijät
Kuten muovin tyyppi ja viskositeetti;
2) Rakenteelliset tekijät
Kuten porttijärjestelmän tyyppi, lukumäärä ja sijainti, muotin ontelon muoto ja tuotteen paksuus;
3) Muovauksen prosessielementit
2 Injektioaika
Ruiskutusaika tarkoittaa tässä aikaa, joka tarvitaan muovisulan täyttämiseen onkalossa, pois lukien apuaika, kuten muotin avautuminen ja sulkeminen. Vaikka ruiskutusaika on hyvin lyhyt ja sillä on vähän vaikutusta muovausjaksoon, ruiskutusajan säädöllä on suuri vaikutus portin, jakokanavan ja ontelon paineensäätöön. Kohtuullinen ruiskutusaika auttaa sulatteen täyttymään ihanteellisesti, ja sillä on suuri merkitys tuotteen pinnan laadun parantamisessa ja mittatoleranssin pienentämisessä. Injektioajan tulee olla paljon lyhyempi kuin jäähdytysaika, joka on noin 1/10 - 1/15 jäähdytysajasta. Tätä sääntöä voidaan käyttää pohjana muoviosien kokonaismuovausajan ennustamiseen. Muottivirtausanalyysiä suoritettaessa ruiskutusaika analyysituloksessa on yhtä suuri kuin prosessiolosuhteissa asetettu ruiskutusaika vain silloin, kun sulate työnnetään kokonaan ruuvin avulla täyteen onkaloa. Jos ruuvin paineenpitokytkin tapahtuu ennen kuin onkalo täyttyy, analyysitulos on suurempi kuin prosessiolosuhteiden asetus.
3 Ruiskutuslämpötila
Ruiskutuslämpötila on tärkeä ruiskutuspaineeseen vaikuttava tekijä. Ruiskuvalukoneen tynnyrissä on 5-6 lämmitysosaa, ja jokaisella raaka-aineella on sopiva käsittelylämpötila (katso yksityiskohtaiset käsittelylämpötilat materiaalintoimittajan antamista tiedoista). Ruiskutuslämpötilaa on säädettävä tietyllä alueella. Jos lämpötila on liian alhainen, sulatetta ei pehmitetä hyvin, mikä vaikuttaa muovatun osan laatuun ja lisää prosessin vaikeutta; jos lämpötila on liian korkea, raaka-aine hajoaa helposti. Varsinaisessa ruiskuvaluprosessissa ruiskutuslämpötila on usein korkeampi kuin tynnyrin lämpötila. Korkeampi arvo liittyy ruiskutusnopeuteen ja materiaalin suorituskykyyn, ja se voi olla jopa 30 °C. Tämä johtuu leikkauksen synnyttämästä suuresta lämmöstä sulan kulkiessa ruiskutusaukon läpi. On kaksi tapaa kompensoida tämä ero, kun suoritetaan muotin virtausanalyysiä. Toinen on yrittää mitata sulan lämpötilaa ilmaan ruiskutettaessa, ja toinen on ottaa suutin mukaan mallinnukseen.
4 Paineen ja ajan pito
Kun ruiskuvaluprosessi on päättymässä, ruuvi lakkaa pyörimästä ja liikkuu vain eteenpäin. Tässä vaiheessa ruiskuvalu siirtyy pitovaiheeseen. Paineenpitoprosessin aikana ruiskupuristuskoneen suutin syöttää jatkuvasti materiaalia onteloon täyttääkseen osan kutistumisesta vapautuneen tilavuuden. Jos onkalo täytetään ilman paineenpitoa, osa kutistuu noin 25%, erityisesti rivat kutistuvat liikaa ja muodostavat kutistumisjälkiä. Paineenpitopaine on yleensä noin 85% maksimitäyttöpaineesta, joka tulee määrittää todellisen tilanteen mukaan.

5 Selkäpaine

Vastapaineella tarkoitetaan painetta, joka on voitettava, kun ruuvi kääntyy ja vetäytyy varastoidakseen materiaalia. Korkean vastapaineen käyttö edistää väriaineiden leviämistä ja muovien sulamista, mutta se myös pidentää ruuvin vetäytymisaikaa, lyhentää muovikuitujen pituutta ja lisää ruiskuvalukoneen painetta. Siksi vastapaineen tulisi olla pienempi, yleensä enintään 20% ruiskutuspaineesta. Vaahtomuovia ruiskutettaessa vastapaineen tulee olla korkeampi kuin kaasun muodostama paine, muuten ruuvi työntyy ulos tynnyristä. Jotkut ruiskuvalukoneet voivat ohjelmoida vastapaineen kompensoimaan ruuvin pituuden pienenemistä sulatuksen aikana, mikä vähentää syöttölämpöä ja alentaa lämpötilaa. Koska tämän muutoksen tulosta on kuitenkin vaikea arvioida, ei ole helppoa tehdä vastaavia säätöjä koneeseen.

Johtopäätös

Autojen keveyden ja alhaisen energiankulutuksen kehitysvaatimusten vuoksi autonosien materiaalikoostumus on muuttunut merkittävästi muovista teräkseen. Päätellen soveltamisesta automuovien kotimaassa ja ulkomailla, määrä keskikonsolin ruiskuvalu on tullut tärkeä indikaattori autojen tuotantoteknologian tasolle.