Producent plastikowych części samochodowych w Chinach

Części samochodowe z tworzyw sztucznych, takie jak szkielety cewek, podstawy, skrzynki bezpieczników, uchwyty żarówek, bezpieczniki nożowe, centralne skrzynki rozdzielcze, osłony, stelaże, formowanie wtryskowe konsoli środkowej i zewnętrzne osłony, są w większości formowane wtryskowo. Ponieważ te plastikowe części mają wysoką dokładność projektu, konwencjonalne formowanie wtryskowe nie może być stosowane w przypadku tych plastikowych części, ale musi być stosowana technologia precyzyjnego formowania wtryskowego. Aby zapewnić wydajność, jakość i niezawodność precyzyjnych plastikowych części samochodowych oraz produkować wysokiej jakości produkty plastikowe, które spełniają wymagania projektowe produktu, materiały plastikowe, urządzenia do formowania wtryskowego, formy i procesy formowania wtryskowego muszą być stale udoskonalane.

1. Główne czynniki wpływające na precyzyjne formowanie wtryskowe Podstawą do określenia precyzyjnego formowania wtryskowego jest dokładność produktu formowanego wtryskowo, czyli tolerancja wymiarowa, tolerancja kształtu i położenia oraz chropowatość powierzchni produktu. Musi istnieć wiele powiązanych warunków dla precyzyjnego formowania wtryskowego, a najważniejsze z nich to cztery podstawowe czynniki materiałów z tworzyw sztucznych, form wtryskowych, procesów formowania wtryskowego i urządzeń do formowania wtryskowego. Podczas projektowania produktów z tworzyw sztucznych należy najpierw wybrać materiały z tworzyw sztucznych do zastosowań inżynieryjnych, a tworzywa sztuczne, które można precyzyjnie wtryskiwać, należy wybrać spośród tych o wysokich właściwościach mechanicznych, stabilności wymiarowej, dobrej odporności na pełzanie i odporności na pękanie naprężeniowe w środowisku. Po drugie, należy wybrać odpowiednią maszynę do formowania wtryskowego zgodnie z wybranym materiałem z tworzywa sztucznego, dokładnością rozmiaru gotowego produktu, wagą elementu, wymaganiami jakościowymi i oczekiwaną strukturą formy. W procesie przetwarzania czynniki wpływające na precyzyjne produkty formowane wtryskowo pochodzą głównie z dokładności formy, skurczu wtryskowego oraz zakresu zmian temperatury i wilgotności środowiska produktu. W precyzyjnym formowaniu wtryskowym forma jest jednym z kluczy do uzyskania precyzyjnych produktów z tworzyw sztucznych, które spełniają wymagania jakościowe. Forma używana do precyzyjnego formowania wtryskowego powinna spełniać wymagania dotyczące rozmiaru, dokładności i kształtu produktu. Jednak nawet jeśli dokładność i rozmiar formy są spójne, rzeczywisty rozmiar formowanego produktu z tworzywa sztucznego będzie niespójny ze względu na różnicę w skurczu. Dlatego bardzo ważne jest skuteczne kontrolowanie szybkości skurczu produktów z tworzywa sztucznego w technologii precyzyjnego formowania wtryskowego. To, czy projekt formy jest rozsądny, czy nie, będzie miało bezpośredni wpływ na szybkość skurczu produktów z tworzywa sztucznego. Ponieważ rozmiar wnęki formy uzyskuje się przez dodanie szacowanej szybkości skurczu do rozmiaru produktu z tworzywa sztucznego, a szybkość skurczu jest wartością w zakresie zalecanym przez producenta tworzywa sztucznego lub podręcznik dotyczący tworzyw sztucznych konstrukcyjnych, jest ona związana nie tylko z kształtem wlewu, położeniem wlewu i rozkładem formy, ale także z orientacją kryształu (anizotropią) tworzywa sztucznego konstrukcyjnego, kształtem, rozmiarem, odległością i położeniem produktu z tworzywa sztucznego względem wlewu. Głównymi czynnikami wpływającymi na szybkość skurczu tworzyw sztucznych są skurcz cieplny, skurcz fazy przemiany, skurcz orientacji, skurcz kompresji i powrót sprężysty, a czynniki te są związane z warunkami formowania lub warunkami pracy precyzyjnych produktów formowanych wtryskowo. Dlatego przy projektowaniu formy konieczne jest uwzględnienie związku między tymi czynnikami a warunkami formowania wtryskowego i ich widocznymi czynnikami, takimi jak ciśnienie wtrysku i ciśnienie wnęki oraz prędkość napełniania, temperatura stopu wtryskowego i temperatura formy, struktura formy oraz kształt i rozkład wlewu, a także wpływ czynników takich jak pole przekroju wlewu, grubość ścianki produktu, zawartość wypełniaczy wzmacniających w materiałach z tworzyw sztucznych, krystaliczność i orientacja materiałów z tworzyw sztucznych. Wpływ powyższych czynników zmienia się również w zależności od materiału z tworzywa sztucznego, innych warunków formowania, takich jak temperatura, wilgotność, ciągła krystalizacja, naprężenia wewnętrzne po formowaniu i zmiany w maszynie do formowania wtryskowego. Ponieważ proces formowania wtryskowego jest procesem przekształcania tworzywa sztucznego ze stanu stałego (proszek lub granulat) w ciecz (stop), a następnie w ciało stałe (produkt). Od granulatu do stopu, a następnie od stopu do produktu, proces musi przejść przez wpływ pola temperatury, pola naprężeń, pola przepływu i pola gęstości. Pod wspólnym działaniem tych pól, różne tworzywa sztuczne (termoutwardzalne lub termoplastyczne, krystaliczne lub niekrystaliczne, wzmocnione lub niewzmocnione itp.) mają różne formy strukturalne polimerów i właściwości reologiczne. Wszelkie czynniki wpływające na powyższe „pola” nieuchronnie wpłyną na właściwości fizyczne i mechaniczne, rozmiar, kształt, precyzję i jakość wyglądu produktów z tworzyw sztucznych. W ten sposób inherentne powiązanie między czynnikami procesu a wydajnością polimeru, formą strukturalną i produktami z tworzyw sztucznych będzie przejawiać się poprzez produkty z tworzyw sztucznych. Jasna analiza tych inherentnych powiązań ma ogromne znaczenie dla racjonalnego formułowania procesu formowania wtryskowego, racjonalnego projektowania i wytwarzania form zgodnie z rysunkami, a nawet racjonalnego wyboru sprzętu do formowania wtryskowego. Precyzyjne formowanie wtryskowe różni się również od zwykłego formowania wtryskowego pod względem ciśnienia wtrysku i szybkości wtrysku. Precyzyjne formowanie wtryskowe często wykorzystuje wtrysk wysokociśnieniowy lub ultrawysokiego ciśnienia i wtrysk o dużej prędkości w celu uzyskania mniejszej szybkości skurczu formy. Biorąc pod uwagę powyższe powody, oprócz uwzględnienia elementów konstrukcyjnych ogólnych form, przy projektowaniu precyzyjnych form wtryskowych należy również wziąć pod uwagę następujące kwestie: ① Stosować odpowiednie tolerancje rozmiarów formy; ② Zapobiegać błędom skurczu formy; ③ Zapobiegać odkształceniom podczas wtrysku; ④ Zapobiegać odkształceniom podczas wyjmowania z formy; ⑤ Minimalizować błędy produkcyjne formy; ⑥ Zapobiegać błędom precyzji formy; ⑦ Utrzymywać precyzję formy.

2. Zapobiegaj błędom skurczu formowania Ponieważ szybkość skurczu zmienia się ze względu na ciśnienie wtrysku, w przypadku form jednogniazdowych ciśnienie w gnieździe powinno być tak stałe, jak to możliwe; w przypadku form wielogniazdowych ciśnienie w gnieździe między gniazdami powinno być bardzo małe. W przypadku pojedynczej wnęki z wieloma wlewami lub wielu wnęk z wieloma wlewami należy wtryskiwać to samo ciśnienie wtrysku, aby ciśnienie w gnieździe było stałe. W tym celu konieczne jest zapewnienie równowagi położenia wlewu. Aby ciśnienie w gnieździe było stałe, najlepiej jest utrzymać stałe ciśnienie przy wejściu wlewu. Równowaga ciśnienia przy wlewie jest związana z oporem przepływu w kanale przepływowym. Dlatego przed zrównoważeniem ciśnienia w gnieździe należy zrównoważyć przepływ. Ponieważ temperatura stopu i temperatura formy wpływają na rzeczywistą szybkość skurczu, podczas projektowania wnęki precyzyjnej formy wtryskowej, w celu ułatwienia określenia warunków formowania, należy zwrócić uwagę na układ wnęki. Ponieważ stopiony plastik wprowadza ciepło do formy, a rozkład gradientu temperatury formy jest generalnie wokół wnęki, w kształcie koncentrycznych okręgów wyśrodkowanych na głównym kanale. Dlatego środki projektowe, takie jak równowaga kanału przepływu, układ wnęki i koncentryczny układ wyśrodkowany na głównym kanale, są niezbędne do zmniejszenia błędu skurczu między wnękami, rozszerzenia dopuszczalnego zakresu warunków formowania i obniżenia kosztów. Układ wnęki precyzyjnej formy wtryskowej powinien spełniać wymagania równowagi kanału przepływu i układu wyśrodkowanego na głównym kanale, a metoda układu wnęki z głównym kanałem jako linią symetrii musi zostać przyjęta, w przeciwnym razie spowoduje to różnice w szybkościach skurczu różnych wnęk. Ponieważ temperatura formy ma duży wpływ na szybkość skurczu formowania, wpływa ona również bezpośrednio na właściwości mechaniczne produktu formowanego wtryskowo i powoduje różne wady formowania, takie jak kwiecista powierzchnia produktu. Dlatego forma musi być utrzymywana w określonym zakresie temperatur, a temperatura formy nie może się zmieniać w czasie. Różnica temperatur między wnękami formy wielogniazdowej nie może się zmieniać. Z tego powodu środki kontroli temperatury w celu ogrzewania lub chłodzenia formy muszą być podjęte w projekcie formy, a aby zminimalizować różnicę temperatur między gniazdami formy, należy zwrócić uwagę na projekt obwodu kontroli temperatury i chłodzenia. W obwodzie kontroli temperatury gniazda i rdzenia istnieją głównie dwie metody połączenia: chłodzenie szeregowe i chłodzenie równoległe. Z perspektywy wydajności wymiany ciepła przepływ wody chłodzącej powinien być turbulentny. Jednak w równoległym obwodzie chłodzenia przepływ w obwodzie, który staje się odchyleniem, jest mniejszy niż przepływ w szeregowym obwodzie chłodzenia, który może tworzyć przepływ laminarny, a rzeczywisty przepływ wchodzący do każdego obwodu może nie być taki sam. Ponieważ temperatura wody chłodzącej wchodzącej do każdego obwodu jest taka sama, temperatura każdej komory powinna być również taka sama, ale w rzeczywistości, ze względu na różne natężenia przepływu w każdym obwodzie i różną wydajność chłodzenia każdego obwodu, temperatura każdej komory nie może być stała. Wadą stosowania szeregowego układu chłodzenia jest to, że opór przepływu wody chłodzącej jest duży, a temperatura wody chłodzącej na wlocie przedniej wnęki znacznie różni się od temperatury wody chłodzącej na wlocie ostatniej wnęki. Różnica temperatur między wlotem a wylotem wody chłodzącej zmienia się w zależności od wielkości natężenia przepływu. W przypadku małych precyzyjnych form wtryskowych do przetwarzania plastikowych części samochodowych, ogólnie rzecz biorąc, bardziej odpowiednie jest stosowanie szeregowego układu chłodzenia w celu zmniejszenia kosztów formy. Jeśli wydajność używanego instrumentu do kontroli temperatury formy (maszyny) może kontrolować przepływ wody chłodzącej w granicach 2°C, maksymalna różnica temperatur każdej wnęki może być również utrzymywana w granicach 2°C. Wnęka formy i rdzeń powinny mieć własny układ obiegu wody chłodzącej. W projekcie układu chłodzenia, ze względu na różne pobieranie ciepła z wnęki i rdzenia, opór cieplny struktury obwodu jest również różny, a temperatura wody na wejściu do wnęki i rdzenia będzie miała dużą różnicę temperatur. Jeśli używany jest ten sam układ, konstrukcja układu chłodzenia jest również trudna. Rdzenie małych form wtryskowych stosowanych do ogólnych części samochodowych z tworzyw sztucznych są bardzo małe i bardzo trudno jest stosować systemy chłodzenia wodnego. Jeśli to możliwe, rdzeń może być wykonany z brązu, a rdzeń z litego brązu berylowego może być chłodzony przez chłodzenie wkładkowe. Ponadto, podejmując środki zapobiegające odkształcaniu się produktów formowanych wtryskowo, należy również mieć nadzieję, że można utrzymać pewną różnicę temperatur między wnęką a rdzeniem. Dlatego też, projektując obwody chłodzenia wnęki na sok i rdzenia, temperaturę należy regulować i kontrolować oddzielnie.

3. Utrzymanie dokładności formy producenta części samochodowych z tworzyw sztucznych Aby utrzymać dokładność formy pod ciśnieniem wtrysku i siłą zacisku, należy wziąć pod uwagę wykonalność szlifowania, polerowania i polerowania części wnęki podczas projektowania struktury formy. Chociaż obróbka wnęki i rdzenia osiągnęła wymagania wysokiej precyzji, a współczynnik skurczu jest taki sam, jak oczekiwano, ze względu na przesunięcie środka podczas formowania, odpowiednie wymiary wewnątrz i na zewnątrz formowanych produktów są trudne do spełnienia wymagań projektowych części z tworzyw sztucznych. Aby utrzymać dokładność wymiarową ruchomych i nieruchomych wnęk modelu na powierzchni podziału, oprócz ustawienia centrowania kolumny prowadzącej i tulei prowadzącej powszechnie stosowanych w konwencjonalnych formach, konieczne jest również dodanie par pozycjonujących, takich jak stożkowe kołki pozycjonujące lub bloki klinowe, aby zapewnić dokładną i niezawodną dokładność pozycjonowania. Materiał do produkcji precyzyjnych form wtryskowych powinien być wysokiej jakości stopową stalą narzędziową o wysokich właściwościach mechanicznych i niskim pełzaniu cieplnym. Materiał formy do wykonywania gniazd i kanałów powinien być dobrany z wysoką twardością, dobrą odpornością na zużycie, silną odpornością na korozję i odpornością na odkształcenia termiczne po rygorystycznej obróbce cieplnej. Jednocześnie należy również wziąć pod uwagę trudność i ekonomikę obróbki mechanicznej i elektrycznej. Aby zapobiec zmianie dokładności wymiarowej formy z powodu starzenia, konieczne jest określenie obróbki odpuszczającej lub obróbki w niskiej temperaturze struktury austenitu resztkowego materiału formy podczas obróbki cieplnej podczas projektowania formy. W przypadku wrażliwych części precyzyjnych form wtryskowych, zwłaszcza gniazda, rdzenia i innych wrażliwych części, możliwość naprawy powinna być brana pod uwagę podczas projektowania, aby utrzymać wysoką dokładność formy po naprawie.

IV. Wnioski Precyzyjna technologia formowania wtryskowego jest główną i kluczową technologią produkcji części samochodowych z tworzyw sztucznych, a projektowanie precyzyjnych form wtryskowych jest główną częścią tej technologii produkcyjnej. Rozsądne projektowanie precyzyjnych form wtryskowych jest podstawą i niezbędnym warunkiem wstępnym do uzyskania precyzyjnych produktów. Poprzez rozsądne określenie rozmiaru i tolerancji formy, podjęcie środków technicznych w celu zapobiegania błędom skurczu, odkształceniom wtryskowym, odkształceniom podczas wyjmowania z formy, przepełnieniu itp. produktów formowanych wtryskowo oraz zapewnienie dokładności formy i użycie prawidłowego procesu precyzyjnego formowania wtryskowego, odpowiednich materiałów z tworzyw sztucznych i precyzyjnego sprzętu do formowania wtryskowego w celu uzyskania najlepszego dopasowania, ma ogromne znaczenie dla poprawy jakości, niezawodności i wydajności precyzyjnych części samochodowych z tworzyw sztucznych, obniżenia kosztów produkcji i poprawy wydajności produkcji.