Hur man kontrollerar plastformsprutningstrycket

Det verkar som att vissa nya maskiner har problem med insprutningshastigheten eftersom maskintillverkare blandar ihop processorer med kontroller som är mer komplexa och mindre användarvänliga än de behöver vara. Det finns hundratals variabler som kan påverka din process, och det sista du behöver är att egenskaperna hos en maskinkontroller stör din dag. Maskinkontroller spelar en stor roll i produktionen av kvalitetsdelar. Det finns subtila men betydande skillnader mellan styrenheter; För att kunna tillverka samma detalj på olika formmaskiner måste processorer vara medvetna om dessa variationer. Så låt oss titta närmare på hur maskintillverkarna skiljer sig åt när det gäller att hålla funktioner.
Alla maskiner följer en generell insprutningssekvens där skruven börjar vid "skottstorleken" och injicerar den smälta plasten med en eller flera hastigheter till ett förinställt överföringsläge. I samma ögonblick som skruven når detta överförings- eller avstängningsläge växlar maskinen från det första (insprutnings-) steget till det andra (pack and hold) steget. Olika maskintillverkare har olika alternativ för vad som händer under packning och håll-processen. Vissa erbjuder tid med press, andra erbjuder press och tidsskeden. Andra erbjuder tryck, tid, ramptid och hastighetssteg. Tyvärr komplicerar detta formsprutningsprocessen, och enligt min mening är vissa alternativ mycket skadliga för konsekventa delar. Undrar varför?
Maskinbyggare är angelägna om att komma med mer komplexa bearbetningslägen, men sällan verifierar de dem i produktionen med håltrycksövervakning.
Eftersom det finns många alternativ för packning och förvaring, beroende på maskin och tillverkare, kommer vi att ställa in konstanta parametrar och granska sju varianter eller alternativ. För att beskriva dessa möjliga alternativ kommer vi att använda följande uppsättning (konstant) villkor:
1. Första steget eller injektion: Alla maskiner är inställda på att injicera (första steget) och överföra till andra steget på en plats eller volym, i detta fall med 1 sekund ± 0,04 sekunder för första stegsinjektion. Genom att använda samma form på varje maskin fann vi att trycket vid tidpunkten för överföringen var 16 000 psi av "plastiskt" tryck. För denna diskussion kommer alla tryck att uttryckas i "plastiska" (inte hydrauliska) tal. Detta gör det lättare att jämföra motorer med hydrauliska maskiner. Dessutom, om du vill ha samma del, när du överför en form från en maskin till en annan, måste du kopiera plastförhållandena snarare än maskininställningarna. Även om hydraulik är populärt bland processorer, överförs det inte mellan maskiner på grund av olika intensifieringsförhållanden.
2. Andra steget (packa/hålla): Här ställer vi in två packtryck: 10 000 psi i 3 sekunder, sedan 8 000 psi i 5 sekunder. Återigen, alla tryck är "plastiska" och inte hydrauliska. Följande antaganden försöker visa de skillnader som kan finnas mellan olika maskiner inom det andra steget:
Maskintyp A: Denna maskin låter processorn ställa in tiden och trycket en gång för andrastegspaketet eller hållet. Till exempel är trycket 10 000 psi under 8 sekunder. Trycket ändras från ett överföringstryck på 16 000 psi till 10 000 psi och håller det trycket i 8 sekunder.

Maskintyp B: Maskinen låter processorn ställa in packtrycken och tillhörande tider för två eller flera steg. Till exempel, 10 000 psi i 3 sekunder plus 8000 psi i 5 sekunder för en total hålltid på 8 sekunder. Det finns flera möjliga hållsvar beroende på maskintillverkaren:
Maskintillverkare 1: Trycket sjunker från ett första stegs överföringstryck på 16 000 psi till 10 000 psi så snabbt som möjligt. Vid slutet av de 3 sekunderna sänks trycket omedelbart till 8000 psi under 5 sekunder. Se diagrammet över plastiskt tryck kontra tid i figur 2.

Denna maskin låter processorn ställa in två eller flera steg av hålltryck och tillhörande tider. Här sjunker trycket från ett första stegs överföringstryck på 16 000 psi till 10 000 psi så snabbt som möjligt. Vid slutet av de programmerade 3 sekunderna sänks trycket omedelbart till 8000 psi under 5 sekunder.

Maskintillverkare 2: Maskinen tar 3 sekunder att sjunka från ett överföringstryck på 16 000 psi till 10 000 psi, ramper sedan snabbt upp till 8 000 psi och håller i 5 sekunder. I detta fall är den första tiden faktiskt ramptiden till det inställda trycket, inte tiden till det inställda trycket. Se figur 3 för en graf över plastiskt tryck vs. tid.

Här tar det 3 sekunder för maskinen att rampa ner från ett 16 000 psi leveranstryck till 10 000 psi, ramper sedan snabbt upp till 8 000 psi och håller i 5 sekunder. Den första tiden är faktiskt ramptiden till det inställda trycket, inte tiden vid det inställda trycket.

Machine Builder 3: Maskinen tar 3 sekunder att rampa ner från ett 16 000 psi leveranstryck till det inställda 10 000 psi hålltrycket, och det tar sedan 5 sekunder att rampa ner från 10 000 psi till 8 000 psi. Båda hålltiderna är "ramptider", inte tider vid inställt tryck. Se figur 4 för en graf över plastiskt tryck vs. tid.

Maskinen tar 3 sekunder att rampa ner från ett överföringstryck på 16 000 psi till ett inställt hålltryck på 10 000 psi, och sedan 5 sekunder att rampa ner från 10 000 psi till 8 000 psi. Båda hålltiderna är "ramptider" snarare än tider vid inställt tryck.

Typ C-maskiner: Dessa maskiner tillåter processorn att ställa in två eller flera steg av hålltryck, tid och hastighet. Med samma tryck och tider som ovan ställer vi nu in det första hållstegshastigheten till 35 mm/sek och det andra hållstegshastigheten till 15 mm/sek.
Maskintillverkare 4: Endast det första steget har en hastighetsinställning, trycket dominerar i båda stegen. Trycket sjunker från ett överföringstryck på 16 000 psi till 10 000 psi med 35 mm/sek tills det når ett hålltryck på 10 000 psi. Vid denna punkt förloras hastighetskontrollen (tryckbegränsat) och maskinen håller konstant 10 000 psi under resten av de 3 sekunderna. Vid slutet av de 3 sekunderna sjunker trycket snabbt till 8000 psi och hålls i 5 sekunder. För en plot av tryck kontra tid,

Här dominerar trycket båda stegen. Trycket sjunker från ett leveranstryck på 16 000 psi till 10 000 psi med en hastighet av 35 mm/sek tills ett hålltryck på 10 000 psi uppnås. Vid denna punkt förloras hastighetskontrollen (tryckbegränsat) och maskinen håller konstant 10 000 psi under resten av de 3 sekunderna.

Maskintillverkare 5: Trycköverstyrning Ställ in hastigheten för båda hållstegen. Trycket sjunker från ett leveranstryck på 16 000 psi till 10 000 psi med en hastighet av 35 mm/sek tills trycket som driver skruven framåt når 10 000 psi. Vid 10 000 psi förloras hastighetskontrollen (tryckbegränsat) och maskinen håller konstant 10 000 psi under resten av de 3 sekunderna. I slutet av de 3 sekunderna rampas trycket upp till 8000 psi med 15 mm/sek tills trycket når 8000 psi och förblir på 8000 psi under resten av den förinställda 5 sekunders uppehåll. Återigen, detta steg är tryckbegränsat och jag tvivlar på att det finns någon hastighetskontroll när hålltrycket ändras från 10 000 psi till 8 000 psi. En kurva över tryck vs tid visas i figur 6.

Trycköverstyrningen ställer in hastigheten för båda hållstegen. Trycket sänks från 16 000 psi leveranstryck till 10 000 psi vid 35 mm/sek tills trycket som driver skruven framåt når 10 000 psi. Vid 10 000 psi förloras hastighetskontrollen (tryckbegränsat) och maskinen bibehåller en konstant 10 000 psi under eventuell återstående tid under de 3 sekunderna.
Maskintillverkare 6: Hastigheten överstiger inställt tryck. Trycket sänks från det levererade trycket på 16 000 psi och kommer att drivas av hastighetskontroll till det tryck som krävs för att uppnå en hastighet på 35 mm/sek under 3 sekunder. Hastigheten överstiger tryckinställningen och trycket får inte vara 10 000 psi. Vid slutet av de 3 sekunderna kommer maskinen att gå i 15 mm/sekunder i 5 sekunder. Återigen åsidosätter hastighetskontrollen tryckinställningen. Figur 7 visar flera skott under dessa förhållanden (plastiskt tryck i rött, kavitetstryck i grönt; olika skalor). Som kan ses försökte jag efter timmar av experiment att få processkonsistens utan att lyckas.

Hastighet över inställt tryck. Grafen visar flera skott under dessa förhållanden (plastiskt tryck i rött, kavitetstryck i grönt; olika skalor). Efter timmar av experimenterande försök att få processkonsistens utan framgång.

Förvirrad? Jag också. Det här är mer komplicerat än det borde vara. Processorer har gott om processorkraft. Maskinbyggare är angelägna om att komma med mer komplexa bearbetningslägen, men testar dem sällan i produktion med håltrycksövervakning. När nya och snabbare datorer blir tillgängliga lägger programmerare med goda avsikter till funktioner (som packningshastighet) som hindrar produktens konsistens.
] Sammanfattning: Många maskintillverkare gör kontrollerna mer komplexa än de behöver vara och mindre användarvänliga genom att lägga till alternativ av tvivelaktigt värde. Hastighetskontroll på packning utan tryckbegränsning eller tryckavstängning är ett klassiskt exempel. För varje utvärdering av en maskinstyrenhet som har ett andra steg (packning eller hållande) hastighetskontroll, är det bäst att ha kavitetstryckavkänning.