Flusso di processo delle parti stampate a iniezione per autoveicoli

La maggior parte delle parti all'interno e all'esterno del stampaggio a iniezione della consolle centrale. Le parti interne in plastica generalmente includono accessori per il pannello strumenti, accessori per i sedili, accessori per il pavimento, accessori per il tetto, accessori per il volante, accessori per l'interno delle portiere, specchietti retrovisori e varie fibbie e fissaggi; le parti esterne in plastica includono luci anteriori e posteriori, griglie di aspirazione dell'aria, parafanghi e specchietti retrovisori. Di seguito è riportato il flusso di processo e i relativi parametri importanti delle parti di stampaggio a iniezione per autoveicoli.

1 Definizione

Il processo di stampaggio a iniezione si riferisce al processo di produzione di parti semilavorate di una determinata forma mediante riempimento, mantenimento della pressione, raffreddamento, sformatura e altre operazioni di materie prime fuse.

2 Flusso del processo

Il processo di stampaggio a iniezione è il seguente:
1 Fase di riempimento
Il riempimento è il primo passaggio dell'intero ciclo di stampaggio a iniezione. Il tempo inizia dall'inizio dello stampaggio a iniezione quando lo stampo è chiuso fino a quando la cavità dello stampo è riempita a circa 95%. In teoria, più breve è il tempo di riempimento, maggiore è l'efficienza di stampaggio. Tuttavia, nella produzione effettiva, il tempo di stampaggio (o velocità di iniezione) è soggetto a molte condizioni. Il riempimento può essere suddiviso in riempimento ad alta velocità e riempimento a bassa velocità.
1) Riempimento ad alta velocità
Durante il riempimento ad alta velocità, la velocità di taglio è elevata e la viscosità della plastica diminuisce a causa dell'assottigliamento da taglio, che riduce la resistenza complessiva al flusso; il riscaldamento viscoso locale renderà anche più sottile lo spessore dello strato solidificato. Pertanto, nella fase di controllo del flusso, il comportamento del riempimento dipende spesso dal volume da riempire. Vale a dire, nella fase di controllo del flusso, a causa del riempimento ad alta velocità, l'effetto di assottigliamento da taglio della fusione è spesso elevato, mentre l'effetto di raffreddamento della parete sottile non è evidente, quindi prevale l'effetto della velocità.
2) Riempimento a bassa velocità
Quando la conduzione del calore controlla il riempimento a bassa velocità, la velocità di taglio è bassa, la viscosità locale è alta e la resistenza al flusso è grande. Poiché la velocità di riempimento della plastica calda è lenta e il flusso è lento, l'effetto di conduzione del calore è più evidente e il calore viene rapidamente rimosso dalla parete fredda dello stampo. Insieme a una piccola quantità di riscaldamento viscoso, lo spessore dello strato solidificato è più spesso, il che aumenta ulteriormente la resistenza al flusso sulla parete più sottile.
2 Fase di attesa
La funzione della fase di mantenimento è quella di applicare pressione in modo continuo, compattare la massa fusa, aumentare la densità della plastica (densificazione) e compensare il comportamento di restringimento della plastica. Durante il processo di mantenimento, la contropressione è elevata perché la cavità dello stampo è già riempita di plastica. Durante il processo di mantenimento della pressione e compattazione, la vite della macchina per stampaggio a iniezione può muoversi in avanti solo lentamente e leggermente e anche la velocità di flusso della plastica è relativamente lenta. Il flusso in questo momento è chiamato flusso di mantenimento della pressione. Poiché nella fase di mantenimento della pressione, la plastica viene raffreddata e solidificata dalla parete dello stampo più velocemente e la viscosità della massa fusa aumenta rapidamente, quindi la resistenza nella cavità dello stampo è molto grande. Nella fase successiva di mantenimento della pressione, la densità del materiale continua ad aumentare e le parti in plastica vengono gradualmente formate. La fase di mantenimento della pressione dovrebbe continuare fino a quando il cancello non si è solidificato e sigillato. In questo momento, la pressione della cavità nella fase di mantenimento della pressione raggiunge il valore più alto.
Nella fase di mantenimento della pressione, a causa dell'alta pressione, la plastica mostra una comprimibilità parziale. Nell'area ad alta pressione, la plastica è più densa e ha una densità maggiore; nell'area a bassa pressione, la plastica è più lasca e ha una densità minore, quindi la distribuzione della densità cambia con la posizione e il tempo. Durante il processo di mantenimento della pressione, la portata della plastica è estremamente bassa e il flusso non svolge più un ruolo di primo piano. La pressione è il fattore principale che influenza il processo di mantenimento della pressione.

3 Fase di raffreddamento

Nello stampo per stampaggio a iniezione, la progettazione del sistema di raffreddamento è molto importante. Questo perché solo quando i prodotti in plastica stampati vengono raffreddati e solidificati a una certa rigidità è possibile impedire che i prodotti in plastica vengano deformati da forze esterne dopo la sformatura. Poiché il tempo di raffreddamento rappresenta circa 70% a 80% dell'intero ciclo di stampaggio, un sistema di raffreddamento ben progettato può ridurre notevolmente il tempo di stampaggio, migliorare la produttività dello stampaggio a iniezione e ridurre i costi. Un sistema di raffreddamento progettato in modo improprio prolungherà il tempo di stampaggio e aumenterà i costi; un raffreddamento non uniforme causerà ulteriormente deformazioni e deformazioni dei prodotti in plastica. Il calore che entra nello stampo dalla fusione viene generalmente dissipato in due parti, 5% delle quali vengono trasferite all'atmosfera tramite radiazione e convezione e le restanti 95% vengono condotte dalla fusione allo stampo. Grazie al tubo dell'acqua di raffreddamento nello stampo, il calore del prodotto in plastica viene trasferito dalla plastica nella cavità dello stampo al tubo dell'acqua di raffreddamento attraverso il telaio dello stampo tramite conduzione del calore, e poi trasportato via dal refrigerante tramite convezione del calore. Una piccola quantità di calore che non viene trasportata via dall'acqua di raffreddamento continua a essere condotta nello stampo e si dissipa nell'aria dopo essere entrata in contatto con il mondo esterno. Il ciclo di stampaggio dello stampaggio a iniezione è costituito da tempo di chiusura dello stampo, tempo di riempimento, tempo di mantenimento, tempo di raffreddamento e tempo di sformatura. Tra questi, il tempo di raffreddamento rappresenta la quota maggiore, circa 70% a 80%. Pertanto, il tempo di raffreddamento influirà direttamente sulla lunghezza del ciclo di stampaggio e sulla produzione di prodotti in plastica. Durante la fase di sformatura, la temperatura del prodotto in plastica deve essere raffreddata a una temperatura inferiore alla temperatura di deformazione termica del prodotto in plastica per evitare che il prodotto in plastica si rilassi a causa di stress residuo o deformazioni e deformazioni causate da forza di sformatura esterna.

4 Fase di sformatura

La sformatura è l'ultimo passaggio di un ciclo di stampaggio a iniezione. Sebbene il prodotto sia stato formato a freddo, la sformatura ha comunque un impatto molto importante sulla qualità del prodotto. Metodi di sformatura non corretti possono causare una forza non uniforme sul prodotto durante la sformatura e la deformazione del prodotto durante l'espulsione. Esistono due modi principali di sformatura: sformatura con eiettore e sformatura con stripper. Quando si progetta uno stampo, scegliere un metodo di sformatura adatto in base alle caratteristiche strutturali del prodotto per garantire la qualità del prodotto. Per gli stampi che utilizzano la sformatura con eiettore, l'eiettore deve essere impostato il più uniformemente possibile e la posizione deve essere selezionata in cui la resistenza alla sformatura è maggiore e la resistenza e la rigidità della parte in plastica sono maggiori, in modo da evitare deformazioni e danni alla parte in plastica. La piastra stripper è generalmente utilizzata per la sformatura di contenitori a cavità profonda con pareti sottili e prodotti trasparenti che non consentono segni di asta di spinta. Le caratteristiche di questo meccanismo sono una forza di sformatura elevata e uniforme, un movimento fluido e nessun segno residuo evidente.
Tre parametri importanti
I parametri importanti relativi allo stampaggio a iniezione sono i seguenti:
1 Pressione di stampaggio a iniezione
La pressione di stampaggio a iniezione è fornita dal sistema idraulico del sistema di stampaggio a iniezione. La pressione del cilindro idraulico viene trasmessa alla massa fusa di plastica attraverso la vite della macchina per stampaggio a iniezione. Sotto la pressione, la massa fusa di plastica entra nel canale di flusso verticale (anche il canale di flusso principale per alcuni stampi), il canale di flusso principale, il canale di flusso di diramazione dello stampo attraverso l'ugello della macchina per stampaggio a iniezione ed entra nella cavità dello stampo attraverso la porta. Questo processo è il processo di stampaggio a iniezione, o è chiamato processo di riempimento. L'esistenza della pressione è per superare la resistenza nel processo di flusso della massa fusa, o al contrario, la resistenza nel processo di flusso deve essere compensata dalla pressione della macchina per stampaggio a iniezione per garantire il regolare avanzamento del processo di riempimento. Durante il processo di stampaggio a iniezione, la pressione all'ugello della macchina per stampaggio a iniezione è la più alta per superare la resistenza al flusso della massa fusa durante l'intero processo. Successivamente, la pressione diminuisce gradualmente lungo la lunghezza del flusso fino all'estremità anteriore del fronte d'onda della massa fusa. Se lo scarico all'interno della cavità dello stampo è buono, la pressione finale all'estremità anteriore della fusione è pari alla pressione atmosferica.
Sono molti i fattori che influenzano la pressione di riempimento della massa fusa, che possono essere riassunti in tre categorie:
1) Fattori materiali
Come il tipo e la viscosità della plastica;
2) Fattori strutturali
Come il tipo, il numero e la posizione del sistema di distribuzione, la forma della cavità dello stampo e lo spessore del prodotto;
3) Elementi del processo di stampaggio
2 Tempo di iniezione
Il tempo di iniezione qui si riferisce al tempo necessario alla fusione di plastica per riempire la cavità, escludendo il tempo ausiliario come l'apertura e la chiusura dello stampo. Sebbene il tempo di iniezione sia molto breve e abbia un impatto minimo sul ciclo di stampaggio, la regolazione del tempo di iniezione ha un grande effetto sul controllo della pressione del gate, del canale di colata e della cavità. Un tempo di iniezione ragionevole aiuta la fusione a riempirsi in modo ideale ed è di grande importanza per migliorare la qualità della superficie del prodotto e ridurre la tolleranza dimensionale. Il tempo di iniezione dovrebbe essere molto inferiore al tempo di raffreddamento, che è circa 1/10 - 1/15 del tempo di raffreddamento. Questa regola può essere utilizzata come base per prevedere il tempo di stampaggio totale delle parti in plastica. Quando si esegue l'analisi del flusso dello stampo, il tempo di iniezione nel risultato dell'analisi è uguale al tempo di iniezione impostato nelle condizioni di processo solo quando la fusione è completamente spinta dalla vite per riempire la cavità. Se l'interruttore di mantenimento della pressione della vite si verifica prima che la cavità sia riempita, il risultato dell'analisi sarà maggiore dell'impostazione delle condizioni di processo.
3 Temperatura di iniezione
La temperatura di iniezione è un fattore importante che influenza la pressione di iniezione. Il cilindro della macchina per stampaggio a iniezione ha da 5 a 6 sezioni di riscaldamento e ogni materia prima ha la sua temperatura di lavorazione appropriata (per temperature di lavorazione dettagliate, fare riferimento ai dati forniti dal fornitore del materiale). La temperatura di iniezione deve essere controllata entro un certo intervallo. Se la temperatura è troppo bassa, la fusione non verrà plastificata bene, influenzando la qualità della parte stampata e aumentando la difficoltà del processo; se la temperatura è troppo alta, la materia prima si decomporrà facilmente. Nel processo di stampaggio a iniezione effettivo, la temperatura di iniezione è spesso superiore alla temperatura del cilindro. Il valore più alto è correlato alla velocità di iniezione e alle prestazioni del materiale e può raggiungere fino a 30 °C. Ciò è causato dall'elevato calore generato dal taglio quando la fusione passa attraverso la porta di iniezione. Esistono due modi per compensare questa differenza quando si esegue l'analisi del flusso dello stampo. Uno è provare a misurare la temperatura della fusione durante l'iniezione nell'aria e l'altro è includere l'ugello nella modellazione.
4 Pressione e tempo di mantenimento
Quando il processo di stampaggio a iniezione sta per concludersi, la vite smette di ruotare e si muove solo in avanti. A questo punto, lo stampaggio a iniezione entra nella fase di mantenimento della pressione. Durante il processo di mantenimento della pressione, l'ugello della macchina per stampaggio a iniezione alimenta continuamente materiale nella cavità per riempire il volume lasciato libero dal restringimento della parte. Se la cavità viene riempita senza mantenimento della pressione, la parte si restringerà di circa 25%, in particolare le nervature si restringeranno troppo e formeranno segni di restringimento. La pressione di mantenimento della pressione è generalmente circa 85% della pressione di riempimento massima, che dovrebbe essere determinata in base alla situazione effettiva.

5 Contropressione

La contropressione si riferisce alla pressione che deve essere superata quando la vite si inverte e si ritira per immagazzinare il materiale. L'uso di un'elevata contropressione favorisce la dispersione dei coloranti e la fusione delle materie plastiche, ma prolunga anche il tempo di retrazione della vite, riduce la lunghezza delle fibre di plastica e aumenta la pressione della macchina per stampaggio a iniezione. Pertanto, la contropressione dovrebbe essere inferiore, generalmente non superiore a 20% della pressione di iniezione. Quando si iniettano materie plastiche espanse, la contropressione dovrebbe essere superiore alla pressione formata dal gas, altrimenti la vite verrà spinta fuori dal cilindro. Alcune macchine per stampaggio a iniezione possono programmare la contropressione per compensare la riduzione della lunghezza della vite durante la fusione, il che ridurrà il calore in ingresso e ridurrà la temperatura. Tuttavia, poiché il risultato di questa modifica è difficile da stimare, non è facile apportare le corrispondenti regolazioni alla macchina.

Conclusione

A causa dei requisiti di sviluppo di leggerezza e basso consumo energetico delle automobili, la composizione dei materiali delle parti delle automobili è cambiata in modo significativo dalla plastica all'acciaio. A giudicare dall'applicazione delle plastiche per automobili in patria e all'estero, la quantità di stampaggio a iniezione della consolle centrale è diventato un indicatore importante del livello tecnologico della produzione automobilistica.