Formy wtryskowe sztaplowane to nowy typ form wtryskowych, który jest bardzo wydajny, szybki i-energooszczędny i jest stopniowo promowany i stosowany w moim kraju. W przeciwieństwie do konwencjonalnych form, wnęki form wtryskowych ułożonych w stosy są rozmieszczone na dwóch lub więcej warstwach, ułożonych na zakładkę, zasadniczo łącząc wiele zestawów form.
Zwykle, gdy wtryskarki są używane z konwencjonalnymi formami, ich objętość wtrysku i skok otwarcia formy są wykorzystywane tylko przy 20% -40% ich wydajności znamionowej, co nie pozwala w pełni wykorzystać wydajności maszyny. W porównaniu z konwencjonalnymi formami, ułożone w stos formy wtryskowe zwiększają siłę zwarcia jedynie o 5–10%, ale mogą zwiększyć wydajność o 90–95%, znacznie poprawiając wykorzystanie sprzętu i produktywność przy jednoczesnej redukcji kosztów.
Formy wtryskowe piętrowe najlepiej nadają się do formowania dużych, płaskich części, części skorupowych z{{0}płytką wnęką, małych części o cienkich-ściankach z wieloma-komorami oraz części wymagających produkcji masowej.
I. Rozważania projektowe dotyczące form wtryskowych piętrowych
Formy wtryskowe sztaplowane, jako nowy rodzaj technologii form, podlegają ciągłemu rozwojowi, zwłaszcza dzięki integracji technologii gorących kanałów, co czyni ją-najnowocześniejszą technologią w rozwoju form do tworzyw sztucznych. Tradycyjne teorie projektowania form nie mają już zastosowania w przypadku konstrukcji form wtryskowych ułożonych w stosy. Dlatego istnieje pilna potrzeba opracowania zupełnie nowej teorii projektowania form, która będzie stanowić wskazówkę przy projektowaniu form wtryskowych ułożonych piętrowo. Poniżej wyjaśnione zostaną kluczowe punkty konstrukcyjne form wtryskowych ułożonych w stosy.
1. Maksymalna objętość wtrysku wtryskarki
Formy wtryskowe ułożone w stosy mogą wykorzystywać kanały zimne lub gorące. W przypadku stosowania zimnego kanału należy wziąć pod uwagę ilość tworzywa sztucznego użytego do zestalenia w systemie wlewowym. W przypadku stosowania gorącego kanału, który umożliwia-bezpowrotne krzepnięcie, materiał w płycie gorącokanałowej i centralnej dyszy głównej nie wpływa na wymaganą objętość wtrysku formy i można go zignorować. Dlatego też maksymalną objętość wtrysku wtryskarki należy ustalać indywidualnie-dla-przypadku.
2. Ciśnienie wtrysku wtryskarki
Weryfikacja ciśnienia wtrysku polega głównie na sprawdzeniu, czy ciśnienie wtrysku spełnia wymagania dotyczące formowania. W przypadku form wtryskowych piętrowych, które formują głównie cienkościenne-części z tworzyw sztucznych o dużych powierzchniach wystających i długich ścieżkach przepływu, podczas procesu napełniania wymagane jest wyższe ciśnienie i prędkość wtrysku. Formy gorącokanałowe, ze względu na technologię gorącokanałową, mogą lepiej przenosić ciśnienie wtrysku w porównaniu z formami zimnokanałowymi, co wymaga niższego ciśnienia wtrysku. Jednak ze względu na zwiększoną ścieżkę przepływu i rzutowaną powierzchnię wymagają one wyższego ciśnienia wtrysku niż jednowarstwowe-formy zimnokanałowe. Podczas sprawdzania ciśnienia wtrysku należy określić ciśnienie wtrysku części z tworzywa sztucznego na podstawie procesu formowania wtryskowego różnych tworzyw sztucznych i komputerowej analizy przepływu symulacji, a następnie porównać z nominalnym ciśnieniem wtrysku wtryskarki.
3. Maksymalna siła zwarcia wtryskarki
Wnęki formy wtryskowej ułożonej w stosy są rozmieszczone „z tyłu--tyłami”, co teoretycznie pozwala na uzyskanie dowolnej liczby stosów na tej samej wtryskarce bez zwiększania siły zwarcia. Jednakże, ponieważ centralna dysza główna i kolektor ułożonej w stos formy wtryskowej zwiększają kanał przepływowy, rzutowany obszar części z tworzywa sztucznego plus system wlewowy na powierzchni podziału jest większy. Co więcej, wydłużony wlew wynikający z ułożenia w stos powoduje większą utratę ciśnienia w porównaniu z konwencjonalną-formą jednowarstwową, co prowadzi do odpowiedniego wzrostu ciśnienia wtrysku i ciśnienia we wnęce. Dlatego siła mocowania jest zwiększona. Przy sprawdzaniu siły zwarcia zwiększenie jej o 10%-15% w porównaniu do tej samej formy jednowarstwowej jest stosunkowo bezpieczne.
4. Skok otwarcia wtryskarki
Ułożone formy wtryskowe rozcinają i wyrzucają część z tworzywa sztucznego na dwóch poziomach. Podczas sprawdzania skoku otwierania w przypadku wtryskarek wyposażonych w hydrauliczny-mechaniczny mechanizm mocujący nie trzeba brać pod uwagę grubości formy. Jeśli jednak ułożona w stos forma wtryskowa ma mechanizm-rozdzielający rdzeń-z boku, należy wziąć pod uwagę wpływ odległości-wyciągania rdzenia.
Jeśli używany jest synchroniczny mechanizm otwierania formy, taki jak przekładnia zębata i zębatka lub korbowód-urządzenie do otwierania formy korbowodu o tym samym przełożeniu, skok każdej warstwy w ułożonej w stos formie wtryskowej nie jest ograniczony wysokością produktu. Skok otwarcia formy jest N-krotnością maksymalnego skoku otwarcia warstwy w formie wielowarstwowej-(N to liczba warstw w ułożonej w stos formie wtryskowej).
5. Długość dyszy głównej
Środkowa dysza główna nie powinna być ani za długa, ani za krótka. Zapewnia to, że po zamknięciu formy środkowa dysza główna nie przekroczy maksymalnej odległości, na jaką dysza wtryskarki może się wycofać lub wysunąć z podstawy maszyny. Ponieważ środkowa dysza główna podczas rozstania porusza się razem ze środkową częścią formy, należy upewnić się, że środkowa dysza główna pozostanie w nieruchomej części formy po otwarciu formy, aby zapobiec kapaniu przelewu z głowicy środkowej dyszy głównej na ściankę nieruchomej wnęki formy.
6. System bramkowy
Formy wtryskowe ułożone w stosy mogą wykorzystywać albo konwencjonalny system wlewowy (tj. system wlewowy z zimnym kanałem), albo system wlewowy z gorącym kanałem. Systemy wlewów gorącokanałowych mogą skutecznie przenosić ciśnienie wtrysku, poprawiając jakość formowania części z tworzyw sztucznych i ułatwiając zautomatyzowaną produkcję. Mają jednak pewne wymagania dotyczące rodzaju użytego tworzywa sztucznego, a systemy gorących kanałów są drogie. W przypadku stosowania systemów zimnych kanałów jakość formowania części z tworzyw sztucznych jest nieco niższa, ale obróbka form jest łatwiejsza, co skutkuje niższymi kosztami. Dlatego wybór systemu wlewowego zależy od konkretnych okoliczności.
7. System kontroli temperatury formy
Temperatura formy jest jednym z ważnych czynników wpływających na jakość formowania części z tworzyw sztucznych. Przy projektowaniu form wtryskowych układanych piętrowo istotne jest zapewnienie stałej kontroli temperatury w każdej wnęce. W przypadku piętrowych form wtryskowych z gorącym kanałem, aby zmniejszyć straty ciepła na skutek przewodzenia ciepła, należy zminimalizować powierzchnię styku formy z płytą gorącokanałową i zainstalować odpowiednie podkładki termoizolacyjne.
8. Mechanizm otwierania formy
Aby zapewnić równomierny skurcz części z tworzywa sztucznego, czas przebywania (czas chłodzenia) części z tworzywa sztucznego w każdej wnęce powinien być równy. Dlatego w przypadku form wtryskowych ułożonych w stosy należy zapewnić równoczesne otwieranie powierzchni rozdzielających każdej wnęki. Mechanizmy przekładniowe i zębatkowe oraz mechaniczne mechanizmy łączące są powszechnie stosowane jako mechanizmy otwierające w formach wtryskowych ułożonych w stosy. Ten pierwszy oferuje lepsze parametry techniczne i jest bardziej ekonomiczny, natomiast ten drugi zapewnia większą elastyczność. Hydrauliczne-otwieranie formy ułatwia kontrolowanie czasu otwierania, ale konstrukcja jest większa.
9. Mechanizm rozformowujący
W oparciu o wymóg równego czasu chłodzenia, ułożone w stos formy wtryskowe powinny jednocześnie wyrzucać części z tworzywa sztucznego z każdej wnęki. Można to osiągnąć za pomocą mechanizmów sprężynowych lub-wysokociśnieniowego powietrza.
II. Rozwój i zastosowanie form wtryskowych piętrowych w kraju i za granicą
Już w grudniu 1940 roku firma KNOWLESER uzyskała patent na formy piętrowe. Współczesne formy wtryskowe piętrowe są nie tylko tańsze od tradycyjnych form jednowarstwowych-, ale także zwiększają elastyczność ich zastosowania. Po dziesięcioleciach badań i rozwoju formy wtryskowe piętrowe ewoluowały poprzez zmiany strukturalne, w tym dwuwarstwowe formy wtryskowe z zimnym kanałem-, dwuwarstwowe formy wtryskowe z gorącym kanałem, formy wtryskowe z 3- lub 4 warstwami, formy wtryskowe z gorącymi kanałami z bramą kątową i formy wtryskowe z obrotowymi kanałami.
1. Trendy rozwojowe form wtryskowych piętrowych za granicą
Technologia form wtryskowych piętrowych rozpoczęła się wcześniej i jest stosunkowo dojrzała za granicą. Do dobrze-znanych firm zajmujących się formami wtryskowymi piętrowymi należą Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha i Engel. Ze względu na szybki rozwój technologii gorących kanałów za granicą, technologia formowania wtryskowego z gorącymi kanałami jest szeroko stosowana za granicą. Co więcej, kraje rozwinięte przodują w dziedzinie nowych technologii form wtryskowych piętrowych, a niedawno opracowana technologia form wtryskowych rotacyjnych poszerzyła możliwości zastosowań form wtryskowych piętrowych.
W latach 60. i 70. niektóre zagraniczne firmy rozpoczęły opracowywanie form wtryskowych piętrowych. Szwajcarska firma Schottli jako pierwsza opracowała piętrowe formy wtryskowe do zastosowań przemysłowych.
W 1980 roku Johnson T. z Niemiec zaprojektował dwuwarstwową formę wtryskową z zimnym kanałem-. Forma ta składała się z ruchomej sekcji formy, nieruchomej sekcji formy i sekcji pośredniej. Sekcja pośrednia była zasadniczo kontynuacją profilu głównego, z prowadnicami odgałęzionymi i dwiema oddzielnymi płytami wnękowymi. Mechanizmy wyrzucające zainstalowano zarówno w ruchomej, jak i nieruchomej sekcji formy, wykorzystując metody mechaniczne, hydrauliczne lub pneumatyczne do wyrzucania części z tworzywa sztucznego.
W 1989 roku D. Gener i Wiesbaden-Delkheim zaprojektowali dwuwarstwową formę wtryskową z gorącym kanałem-. Składał się również z ruchomej sekcji formy, nieruchomej sekcji formy i sekcji pośredniej. Sekcja pośrednia składała się z gorącego kanału, gorących dysz do podawania materiału do wnęk oraz dwóch płyt wnękowych do gotowego produktu.
W 1991 r. Rozema H. z Tradesco Die & Mold zaprojektowała czterowarstwową formę wtryskową-. Forma ta, oparta na dwuwarstwowej formie wtryskowej z gorącym kanałem-, przedłużyła gorący kanał i dodała sekcję pośrednią, zwiększając liczbę warstw formy do czterech, zwiększając w ten sposób czterokrotnie wydajność.
W 1992 roku Hiroo Kasui i Motoo Yamamoto z Japonii wynaleźli formę wtryskową z gorącymi kanałami, z asymetrycznie rozmieszczonymi gorącymi dyszami. Jednakże rozsądna konstrukcja wlewu może kontrolować przepływ stopionego materiału we wnęce formy w celu osiągnięcia równowagi.
2. Dynamika rozwoju form wtryskowych stosowych w Chinach
Technologia form wtryskowych stosowych była wprowadzana do przemysłu form w moim kraju dopiero pod koniec lat 80-tych. Dlatego w moim kraju technologia form wtryskowych stosowych rozpoczęła się stosunkowo późno, a odsetek form wtryskowych stosowych z gorącymi kanałami wykorzystywanych w produkcji jest niewielki. Istnieje pewna luka w projektowaniu i zastosowaniu w porównaniu z zaawansowaną technologią zagranicznych form wtryskowych, a w niektórych obszarach technicznych (takich jak formy wtryskowe z obrotowym stosem) Chiny są wciąż czystą kartą. Dlatego też, w obliczu ostrej konkurencji rynkowej, mój kraj musi szybko ulepszyć technologię form wtryskowych stosowych, aby przejąć inicjatywę na rynku międzynarodowym i zapewnić przetrwanie swoim przedsiębiorstwom.
W 1990 roku Li Shuzan z Pekinu nr. 13 Plastics Factory zaproponował projekt konstrukcyjny formy wtryskowej z podwójną-gniazdową i wykorzystaniem bocznego{{3}zalewu. Forma ta zmniejsza liczbę powierzchni rozdzielających formę w porównaniu z-podawaniem punktowym, ułatwiając sekwencyjne otwieranie formy. Jednakże nie jest on niezawodny w przypadku formowania głębokich wnęk lub części wymagających znacznej siły wyjmowania z formy.
W 1992 r. Bu Jianxin ze szkoły przemysłu lekkiego w Changzhou wprowadził formę wtryskową z podwójną-komorą, wykorzystującą zasilanie boczne-i punkt-zasuwy. W górnej wnęce zastosowano zasilanie-boczną, a w dolnej wnęce zastosowano zasilanie punktowe-. Przecinanie sekwencyjne realizowane jest za pomocą haków ograniczających i płytek ograniczających, co pozwala na formowanie różnego rodzaju części z tworzyw sztucznych.
W 1995 roku Yi Qing zaprojektowała specjalną podwójną-formę wtryskową z dwu-stopniowym systemem kanałów głównych. Profil główny pierwszego-stopnia ma u góry wpuszczony rowek. Ruchoma płyta formy napędza płytę wypychacza nieruchomej formy, aby wyrzucić część z tworzywa sztucznego za pomocą napędu łańcuchowego. Do jego wad należy konieczność przedłużenia dyszy wtryskarki do nieruchomej formy w celu wtryskiwania tulei wlewu głównego oraz nieporęczny system wlewowy.
W 1997 roku Li Shu i Chuan Chengzhi zaprojektowali dwuwarstwową-formę wtryskową z gorącym kanałem do produkcji pasków uszczelniających do drzwi i okien samochodowych. Forma ta omijała środek i przenosiła stopione tworzywo sztuczne z krawędzi formy na płytę wlewową. Forma może formować dwa zestawy części z tworzywa sztucznego w jednym cyklu wtrysku, każdy zestaw zawiera cztery paski uszczelniające (przód, tył, lewy i prawy). Osiem pasków uszczelniających stosowanych w dwóch samochodach można było uformować w jednej operacji.
W 1999 roku Wang Yuexing z Zhejiang Weixing Group zaprojektował wysokowydajną-dwuwarstwową formę wtryskową typu pół-typu-. Dzieliła parę pół-bloczków suwakowych, co skutkowało prostą konstrukcją formy, niższymi kosztami produkcji, podwójną liczbą gniazd, krótszymi cyklami formowania wtryskowego i wyższą wydajnością produkcji.
W 2000 roku Feng Xiaozhong i in. wprowadziło dwuwarstwową formę wtryskową z zasuwą-do nakrętek ze szkła alkoholowego. Forma ta pozwala na oddzielenie-w formie każdej warstwy części z tworzywa sztucznego od zestalonego materiału wlewu, a powierzchnie podziału każdej warstwy mogą być wyrzucane jednocześnie. Upraszcza to konstrukcję formy, zmniejsza wymagania dotyczące odległości podziału i ułatwia zautomatyzowaną produkcję. Wymaga to jednak dużej niezawodności części plastikowych pozostających w formie oraz głęboko zagłębionej tulei prowadnicy głównej. W 2003 roku Yan Yalin i Huang Xiaoyan zaprojektowali-prostokątną formę wtryskową z gorącymi kanałami z bramą. Forma ta zmieniła położenie bramy, umieszczając ją pośrodku pod kątem prostym do kierunku otwierania formy. Wymagała wtryskarki-pod kątem prostym, ale wyeliminowała potrzebę stosowania przedłużenia gorącego kanału, zmniejszając odległość, jaką pokonuje stopiony plastik od dyszy wtryskowej do kolektora i upraszczając projekt konstrukcyjny.
W 2004 roku Chen Jianling, Liu Tinghua i inni zaprojektowali formę stosową z gorącym kanałem do pudełek do pakowania płyt CD. Dzięki zastosowaniu ściągów-o stałym rozstawie do sekwencyjnego otwierania form, charakteryzuje się zwartą konstrukcją, doskonałą ekonomicznością, zmniejszonym nakładem siły roboczej, znacznie zwiększoną wydajnością i gwarantowaną jakością produktu.
W 2007 roku Shen Honglei i inni zaprojektowali formę stosową z gorącymi kanałami do uchwytów na płyty CD. W tej formie zastosowano dwuwarstwową-konstrukcję gorących kanałów, w której zastosowano koła zębate, zębatki i cylindry hydrauliczne w celu uzyskania sekwencyjnego otwierania formy i wyrzucania części. Wyprodukowane części spełniają wymagania dotyczące wymiarów i wyglądu, znacznie poprawiając wydajność produkcji i znacznie zmniejszając koszty produkcji i ilość złomów.
W 2008 roku Wang Zhenbao i in. zastosował technologię CAE do projektowania form wtryskowych układanych w stosy. Korzystając z oprogramowania do analizy Moldflow, dynamicznie symulowali proces formowania formy ułożonej w panel klimatyzatora, analizując procesy napełniania tworzywem sztucznym, ciśnienie utrzymywania i chłodzenie. Przeanalizowali główne czynniki wpływające na proces formowania i zoptymalizowali parametry procesu.
III. Wniosek
Stosowanie form wtryskowych piętrowych, szczególnie form wtryskowych piętrowych z gorącymi kanałami, pozwala w pełni wykorzystać możliwości wtryskarek, zaoszczędzić siłę roboczą i zasoby sprzętowe oraz znacznie poprawić wydajność produkcji. Chociaż formy wtryskowe piętrowe wiążą się z wyższymi kosztami projektowania i produkcji, ulepszenia w następujących obszarach mogą znacznie obniżyć koszty form i rozszerzyć zakres ich zastosowań:
1. Udoskonalić teorię projektowania ułożonych w stos form wtryskowych i skrócić cykl badawczo-rozwojowy;
2. Przedłużyć żywotność głównych komponentów (takich jak elementy grzejne i elementy regulujące temperaturę);
3. Zapewnij kompatybilność ułożonych w stos form wtryskowych ze zwykłym sprzętem do formowania wtryskowego;
4. Wykorzystywać technologię CAD/CAE/CAM do projektowania, analizy i produkcji w celu optymalizacji struktury formy;
5. Standaryzacja i komercjalizacja części wspólnych form wtryskowych układanych w stosy;
6. Popraw możliwości przenoszenia ciśnienia, aby nadawały się do produkcji-grubościennych części z tworzyw sztucznych;
7. Optymalizacja parametrów procesu formowania wtryskowego piętrowego;
8. Osiągnij pełną automatyzację formowania wtryskowego piętrowego.
