如何缩短成形周期Word文件下载.docx
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模具冷却时,成品受冷收缩。
保压的作用是经过还未凝固的冷流道,以一股低于注射压力的保压压力,填充收缩时形成的凹陷,使成品脱模时饱满(没有凹痕)。
当冷流道凝固后,再保压已没有意义,保压便可终止。
保压可分为多段,每段的保压压力不同(一般是逐段递减),以时间划分。
总的保压时间是由称量成品的重量;
或从成品没有缩水而定出来的。
从短的保压时间开始调整,每注塑一次都增加一点保压时间,直至成品重量不再增加,或产生的缩水可接受为止,保压时间便不用再增加。
图二:
选定保压时间
成品重量
总保压时间
注塑机上所设的冷却时间参数是从保压完成到开模的一段时间,但冷却早在模腔填满塑料后便开始。
冷却时间的目的是使成品继续冷却固化,到顶出时已不会因顶出的压力而变形。
冷却时间是通过试验得出来的。
在冷却时间的开始,加料同时进行。
图一显示冷却时间比加料时间长。
亦有可能是如(图三)一样,加料时间比冷却时间长。
换句话说,图三显示螺杆的塑化能力不足,做成瓶颈。
故在此案例中,增加塑化能力是缩短周期时间的方法,目标是回到图一的短加料时间。
图三:
塑化能力不足
加料完成
保压加料开模
保压时间冷却时间
冷却时间(图一)或加料完成(图三)后便开模,成品顶出一次或多次,顶退后便再合模,下一周期开始。
合模
近期设计的肘节式注塑机,都有再生合模油路,争取更高的合模速度。
在模具不受高冲击的大前提下,适宜采用。
此功能可以选择关掉。
高压合模
采用最低而使产品不产生披锋的合模力,能缩短高压锁模段所需要的时间。
况且,模具的拉杆,肘节及模板亦会因低的锁模力而延长寿命。
如果某模具使用50吨的锁模力就足够的话,便不再需要用51吨的锁模力。
注射
在成品不产生汽泡,或不因烧焦而产生黑点的情况下,使用最高的注射速度。
尤其是厚壁注塑,模腔内有大量的存气空间是由熔融塑料充填的。
太高的注射速度使模腔内的空气来不及排出模具外,做成气泡,或者强力压缩空气使之急剧发热烧焦制品。
使用最低的注射压力能相应地降低所需的锁模力(胀模力);
使用最低的料筒温度能缩短冷却时间。
保压
从成品重量或可接受的缩水定出最短的保压时间。
有很多薄壁产品都是不用保压的,因成品的内层基本上在注射完成时便马上凝固。
图四:
薄壁注射
注射加料
冷却时间
冷却时间
听过一个说法:
模具根本是个热交换器。
不错,模具经冷水道不断将熔融的热量带走,设计得宜的模具能提高热交换的效率。
在允许的情报况下,冰水冷却能缩短冷却时间。
若冰水冷却做成模具凝露,干风机及带密封的装置能降低露点,防止凝露。
加料
若塑化能力不够,做成瓶颈,在螺杆设计及参数调整可作以下处理:
1.屏障式螺杆可增加塑化能力
2.大直径(C)螺杆可增加塑化能力
3.加大螺杆的槽深可增加塑化能力
4.加大螺杆的转速可增加塑化能力。
某些对剪切敏感的塑料如:
PVCPET等则不能用此法
5.尽可能降低背压,这样会增加塑化速度
6.采用油压封咀,使开、合模时亦能塑化
7.采用预塑器设计,使螺杆能在周期内除了注射及保压的时间外,都能进行塑化(图五)
8.采用保压装置,使螺杆在保压段也可以进行塑化(图六)
图五:
采用预塑器或油压封咀装置
注射保压加料
冷却时间开模顶出顶退合模
图六:
厚壁注塑/保压装置
注射保压(冷却时间)开模
加料
方法1-5:
是试图将图三的情况转换为图一的情况。
方法6-7:
是采用并行动作,加料为独立的油路或电路驱动。
方法8:
最适用于厚壁注塑,为了避免缩水,厚壁产品的保压时间冗长。
加料前后的倒索在需要时,宜采用弹簧咀或油压封咀取代,省却倒索动作,也可缩短时间。
开模
在不撕裂成品及不产生大的开模声音的情况下,用最高速开模。
某些讲究的注塑机有开模前的减压设备,即使高速开模也不会产生响声。
为了能在高速开模下停模位置精确,可用刹车阀或闭环控制。
机械臂的伸入要求停模位置精确。
顶出
在顶出力不大的小型注塑机上,可采用气动顶出,比油压顶出的速度高。
电动顶出又比气动快。
模具可设计成由开模动作带动顶出,而不采用注塑机上的顶出装置,但此方法只能顶出一次。
这是最简单的边开模边顶出的方法。
采用独立的电路、气路或者油路控制,可以做到多次顶出的边开模边顶出的功能。
图七:
边开模边顶出
开模
尤其是多型腔的模具,一次顶出不一定使每件成品都掉落。
为了保护昂贵的模具,只要有1%的机会出现成品不会掉落,便要全面增加一次顶出,付出约半秒种的时间。
配备有录像及电脑设备(电眼、红外线、光控仪等)便能快速分析出一次顶出后成品是否全部脱落。
在不全部脱落时才进行第二次顶出,故上例中99%的周期都只需要顶出一次,节省了平均周期时间。
此外,再生油路也可加快顶出速度。
顶退
有些成品的多次顶出可采用注塑机的振动顶出。
顶针不用每次全退,缩短多次顶出的时间。
图八:
全程与振动顶出
全程顶出振动顶出
最后一次顶退可与合模同时开始。
由于顶针的行程比模板短,顶针总会全退后才会模的。
图九:
最后顶退与合模并行
合模
最后顶退
最短的周期时间
最短的周期时间是由合模、注射、保压、冷却及开模所需的时间构成。
加料在冷却时间及开模、合模甚至在保压时间内同时进行;
多次顶出在开模时同时进行;
最后一次机退在合模时同时进行。
此案例最多有三个动作同时进行,每个动作有独立的驱动系统,可能三个都是油路(如三个油泵);
三个都是电路(电动注塑机动性);
或油路、气路、电路的组合。
图十:
合模注射保压冷却时间开模合模注射
加料
顶出顶退
电动注塑机一般有四个伺服马达,分别驱动注塑、加料、开、合模及脱模。
其优点是动作并行,能缩短周期。
其实,油压注塑机在使用三个独立油路时亦能达到这个目的。
因此,这个优点并非电动注塑机的专利。
由于开模时不能注塑,四个伺服马达亦不能同时动作。
图十的分析显示了三个平行动作已能达到最短的周期。
空运行时间
很多注塑机的规格都标示出空运行时间,但一般都只是计算出来的理论时间,忽略了模板的加速及减速,当然亦没有计算移动模具的质量。
因此,它比实际的开、合模的时间短。
根据EUROMAP的标准,空运行时间是模板开、合所需的时间,而开、合的行程是定为四柱空间的0.7倍的距离.在最短的周期里,只有开、合模时间(空运行时间)及注射时间与注塑机的设计有关。
薄壁注塑
薄壁注塑的定义是壁厚在0.5MM或者以下;
流程/壁厚比在300以上时的注塑。
为了避免熔融塑料在未充满模腔便已凝固,薄壁注塑都是高速(及高速、减速)的注塑。
所谓高速注塑,螺杆往前的速度都在300MM/S以上。
在高速注塑下,注射时间一般都在半秒以下。
高速注塑都是用蓄能器辅助的。
油泵在冷却时间内填充蓄能器。
亦可用一个小油泵在注塑及保压以外的时间进行填充。
被蓄存的高压油在注射时释放出来,一般能提高注射速度3倍。
薄壁注塑亦不需要保压时间及冷却时间,故最短的周期变成如图十一所示。
其中空运行时间便是决定整个周期时间的要素。
从图十一可以领悟出加料时间会是薄壁注塑的一个瓶颈。
图十一:
薄壁注塑的最短周期
空运行时间
合模注射开模合模
顶出顶退
气动脱模
在一台所需顶模压力不大的小型注塑机上安装气动顶出,使开、合模与顶出、顶退并行,节省了约一秒的顶出动作时间,在小型注塑机上是可观的达到几秒种的周期。
吹气脱模
若产品能用吹气脱模的话,边开模边吹气是很容易做到的。
一般是在开模后延时吹气,隐藏脱模时间在开模时间里。
热流道模具
若冷流道的直径比成品厚度更大,冷却时间要等候流道冷却到某种程度才能开模,但成品早已冷却,浪费时间。
热流道的模具不用冷却,成品决定冷却时间。
冷流道模具的塑料量是成品塑料量的一个百分比,甚至有比成品重量更重的。
注射及加料时间会因此而加长。
采用热流道模具便省却了流道塑料所需的注射及加料时间。
冷流道模具留有水口,开模的行程要增加,需要时间。
多模腔模具注射时,冷流道不保证成品掉落,要用机械臂取出(全自动操作)或半自动人工取出,周期也就拖慢了。
总结
参数调较
合模:
用最高速度合模及再生油路而不撞击模具,最低锁模力而不致成品披锋。
料筒温度:
最低的温度设定而不导致螺杆损坏。
注射:
用最高的速度而成品没有气泡、不烧焦,最低压力。
保压:
最短的时间而成品没的缩水。
冷却:
最低的模温而模具不凝露,最短的时间而顶出不变形。
加料:
用最高转速而塑料不降解,最低的背压而注射稳定。
倒索:
最短的距离甚至不用。
开模:
用最高的速度最短的行程。
顶出:
最高的速度而不破坏成品。
顶退:
在多次顶出时采用振动顶出。
注塑机设计
有再生油路。
蓄能器注射或双泵注射。
有保压装置,边保压边加料。
锁模装置密封以保存干燥空气,防止模具及产品凝露。
大螺杆直径,大的螺杆槽深,双螺纹设计,双泵设计及油压封咀,边开模边加料,预塑器设计。
弹簧及油压封咀,不用倒索也不流涎。
开模释压,短的空运行时间,开模刹车油路,开、合模采用闭环控制。
边开模边顶出,录像及电脑监控,再生油路,高速机械臂取出,向下吹风,加速产品脱落。
边合模边顶退。
电脑监控:
以厘秒显示时间,测定每个动作。
总体设计:
大的电马达,大的油泵,大直径的油管及大通量的油阀。
模具设计
模具做好排气或模腔抽真空可提高注射速度。
注射加料:
热流道设计不用注射及塑化水口用的塑料。
优化冷却道,热流道设计可不用待水口冷却。
阀针设计,边开模边加料。
热流道设计不留水口可以缩短开模行程。
机械顶出(只限一次顶出)做成边开模边顶出。
自动操作:
多腔注射时热流道省却机械臂取出水口的时间。