Parametry formy wtryskowej

Ciśnienie wtrysku zapewnia układ hydrauliczny układu wtrysku. Ciśnienie cylindra hydraulicznego przekazywane jest na stopione tworzywo sztuczne poprzez śrubę wtryskarki. Pod wpływem ciśnienia stopione tworzywo sztuczne wchodzi do prowadnicy formy (w przypadku niektórych form jest to również prowadnica główna), prowadnicy odgałęzionej i na koniec wchodzi do gniazda formy przez bramę. Proces ten nazywany jest formowaniem wtryskowym lub wypełnianiem. Istnieje ciśnienie umożliwiające pokonanie oporu podczas procesu płynięcia stopu; i odwrotnie, opór występujący w procesie przepływu musi zostać zrównoważony przez ciśnienie wtryskarki, aby zapewnić płynne napełnianie.

Podczas formowania wtryskowego najwyższe ciśnienie panuje na dyszy wtryskarki, aby pokonać opór przepływu na całej drodze stopu. Następnie ciśnienie stopniowo maleje wzdłuż długości przepływu w kierunku przedniej krawędzi stopu. Jeśli wnęka formy ma dobrą wentylację, końcowe ciśnienie na krawędzi natarcia stopu jest ciśnieniem atmosferycznym.

Na ciśnienie napełniania stopionego materiału wpływa wiele czynników, które można ogólnie podzielić na trzy typy:

(1) Czynniki materiałowe, takie jak rodzaj i lepkość tworzywa sztucznego;

(2) Czynniki strukturalne, takie jak typ, liczba i lokalizacja układu wlewowego, kształt wnęki formy i grubość części;

(3) Elementy procesu formowania.

Omawiany tutaj czas wtrysku odnosi się do czasu wymaganego, aby stopione tworzywo sztuczne wypełniło gniazdo formy, z wyłączeniem czasów pomocniczych, takich jak otwieranie i zamykanie formy. Chociaż czas wtrysku jest bardzo krótki i ma niewielki wpływ na cykl formowania, dostosowanie czasu wtrysku odgrywa znaczącą rolę w kontrolowaniu ciśnienia zasuwy, wlewu i gniazda. Rozsądny czas wtrysku przyczynia się do idealnego wypełnienia stopu i ma kluczowe znaczenie dla poprawy jakości powierzchni produktu i zmniejszenia tolerancji wymiarowych.

Czas wtrysku powinien być znacznie krótszy niż czas chłodzenia, około 1/10 do 1/15 czasu chłodzenia. Zasadę tę można wykorzystać jako podstawę do przewidywania całkowitego czasu formowania części z tworzywa sztucznego. W analizie przepływu formy czas wtrysku w wynikach analizy jest równy czasowi wtrysku ustawionemu w warunkach procesu tylko wtedy, gdy stop jest całkowicie wypełniony poprzez obrót ślimaka. Jeśli śruba przejdzie w ciśnienie utrzymujące przed całkowitym wypełnieniem wnęki, wyniki analizy będą wyższe niż ustawienia warunków procesu.

Temperatura wtrysku jest kluczowym czynnikiem wpływającym na ciśnienie wtrysku. Bębny wtryskarek posiadają 5-6 stref grzewczych, a każdy materiał ma swoją odpowiednią temperaturę obróbki (szczegółowe temperatury obróbki można znaleźć w danych dostarczonych przez dostawcę materiału). Temperatura wtrysku musi być kontrolowana w określonym zakresie. Zbyt niska temperatura powoduje słabą plastyfikację stopu, co wpływa na jakość wypraski i zwiększa trudność procesu; zbyt wysoka temperatura prowadzi do rozkładu materiału. W rzeczywistym formowaniu wtryskowym temperatura wtrysku jest często wyższa niż temperatura cylindra, a różnica zależy od szybkości wtrysku i właściwości materiału i sięga do 30 stopni. Jest to spowodowane wysokim ciepłem wytwarzanym przez ścinanie, gdy stop przechodzi przez dyszę wtryskową. Różnicę tę można skompensować w analizie przepływu formy na dwa sposoby: jeden polega na pomiarze temperatury stopu podczas wtryskiwania powietrza, a drugi na uwzględnieniu dyszy w modelu.

Pod koniec procesu wtrysku śruba przestaje się obracać, ale nadal się posuwa, w którym to momencie wtrysk wchodzi w fazę ciśnienia utrzymującego. Podczas procesu utrzymywania ciśnienia dysza wtryskarki w sposób ciągły podaje materiał do wnęki, aby wypełnić objętość zwolnioną w wyniku skurczu części. Jeśli wnęka zostanie wypełniona bez utrzymywania ciśnienia, część skurczy się o około 25%, szczególnie na żebrach, gdzie nadmierny skurcz pozostawi ślady skurczu. Ciśnienie trzymania wynosi zazwyczaj około 85% maksymalnego ciśnienia napełniania, ale należy je określić na podstawie rzeczywistej sytuacji.

Przeciwciśnienie odnosi się do ciśnienia, które śruba musi pokonać podczas cofania i wycofywania w celu przechowywania materiału. Wysokie przeciwciśnienie korzystnie wpływa na dyspersję pigmentu i topienie tworzywa sztucznego, ale wydłuża także czas wycofania ślimaka, zmniejsza długość włókien tworzywa sztucznego i zwiększa nacisk wtryskarki. Dlatego przeciwciśnienie powinno być niższe, na ogół nie przekraczające 20% ciśnienia wtrysku. Podczas formowania wtryskowego tworzyw piankowych przeciwciśnienie powinno być wyższe niż ciśnienie tworzenia się gazu; w przeciwnym razie śruba zostanie wypchnięta z lufy. Niektóre wtryskarki można zaprogramować z przeciwciśnieniem, aby skompensować zmniejszenie długości ślimaka podczas topienia, co zmniejsza ciepło wejściowe i obniża temperaturę. Ponieważ jednak skutki tej zmiany są trudne do przewidzenia, nie jest łatwo odpowiednio dostosować maszynę.