พารามิเตอร์กระบวนการฉีดขึ้นรูป

แรงดันในการฉีด

◎พารามิเตอร์กระบวนการฉีดขึ้นรูป (ตอนที่ 2)

แรงดันในการฉีดใช้เพื่อเอาชนะความต้านทานของการหลอมเหลวในระหว่างการไหล ความต้านทานนี้จำเป็นต้องใช้แรงดันในการฉีดจากเครื่องฉีดพลาสติก ดังแสดงในรูปที่ 2-1 ความดันจะสูงสุดที่หัวฉีดระหว่างการฉีดขึ้นรูปเพื่อเอาชนะความต้านทานการไหลตลอดเส้นทางการหลอม ต่อจากนั้น ความดันการฉีดจะค่อยๆ ลดลงไปทางด้านหน้าของวัสดุหลอมเมื่อความยาวการไหลเพิ่มขึ้น หากช่องแม่พิมพ์มีการระบายอากาศที่ดี ความดันสุดท้ายที่ด้านหน้าของวัสดุหลอมคือความดันบรรยากาศ

รูปที่ 2-2 แสดงการกระจายตัวของแรงดันหลอมเหลวตามเส้นทางการไหล เมื่อความยาวการไหลเพิ่มขึ้น ความต้านทานที่ต้องเอาชนะไปพร้อมกันก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน และความดันการฉีดก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย เพื่อรักษาระดับความดันให้คงที่เพื่อให้แน่ใจว่าความเร็วในการเติมหลอมหลอมสม่ำเสมอ ความดันการฉีดจะต้องเพิ่มขึ้นตามการเปลี่ยนแปลงของความยาวการไหล ดังนั้น ความดันที่ทางเข้าของหลอมจึงต้องเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

คอยกดดัน

เมื่อใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของกระบวนการฉีด แรงดันในการฉีดจะเปลี่ยนไปเป็นแรงดันพัก และเข้าสู่เฟสการพัก ในระหว่างขั้นตอนการจับยึด เครื่องฉีดขึ้นรูปจะป้อนวัสดุเข้าไปในคาวิตี้จากหัวฉีดเพื่อเติมปริมาตรที่ว่างจากการหดตัวของชิ้นส่วน หากเติมโพรงโดยไม่ใช้แรงกด ชิ้นส่วนจะหดตัวประมาณ 25% โดยเฉพาะที่ซี่โครงซึ่งการหดตัวมากเกินไปจะทิ้งรอยการหดตัวไว้ โดยทั่วไปแรงดันในการพักจะอยู่ที่ประมาณ 85% ของแรงดันในการเติมสูงสุด แต่ควรพิจารณาจากสถานการณ์เฉพาะ

รูปที่ 2-3 แสดงการควบคุมกระบวนการกักเก็บแรงดัน: 1 หมายถึงจุดเริ่มต้นของการฉีด; 2 บ่งชี้ว่าของเหลวที่หลอมละลายเข้าสู่โพรง; 3 บ่งชี้ว่ามีสวิตช์ควบคุมแรงดันเกิดขึ้นระหว่างการเติม 4 แสดงว่าช่องเต็ม 5 บ่งชี้ว่ากระบวนการบรรจุได้เข้าสู่ขั้นตอนการชดเชยการหดตัวแล้ว 6 บ่งชี้ว่าการชดเชยการหดตัวสิ้นสุดลงแล้ว และเริ่มการทำความเย็นแล้ว ขั้นตอนหลังการเติมประกอบด้วยสองกระบวนการ: การกักเก็บแรงดันและการทำความเย็น

(ภาพที่ 2-3 การควบคุมกระบวนการกักเก็บแรงดัน)

การทดลองแสดงให้เห็นว่าทั้งระยะเวลาในการจับยึดนานเกินไปและสั้นเกินไปเป็นอันตรายต่อการขึ้นรูป เวลาจับยึดที่มากเกินไปทำให้เกิดการกระจายแรงดันที่ไม่สม่ำเสมอ ความเค้นภายในที่เพิ่มขึ้นในชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป และเพิ่มความไวต่อการเสียรูป ซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกร้าวของความเค้นได้ ในทางกลับกัน ระยะเวลาในการยึดเกาะไม่เพียงพอส่งผลให้การรักษาแรงดันไม่เพียงพอ การหดตัวของปริมาตรอย่างรุนแรง และคุณภาพพื้นผิวไม่ดี

กราฟแรงดันคงตัวประกอบด้วยสองส่วน คือ ช่วงแรงดันคงตัวประมาณ 2-3 วินาที เรียกว่ากราฟแรงดันคงตัว และระยะเวลาปล่อยแรงดันจะค่อยๆ ลดลงประมาณ 1 วินาที เรียกว่ากราฟแรงดันคงค้างล่าช้า กราฟแรงดันในการจับยึดที่ล่าช้ามีผลกระทบอย่างมากต่อชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป กราฟแรงดันคงตัวที่ยาวขึ้นส่งผลให้ปริมาตรหดตัวน้อยลง และในทางกลับกัน ในทำนองเดียวกัน ความลาดชันที่มากขึ้นและเส้นโค้งแรงกดที่ล่าช้าที่สั้นลงส่งผลให้ปริมาตรหดตัวมากขึ้น และในทางกลับกัน เส้นโค้งแรงดันในการจับยึดที่ล่าช้าแบบแบ่งส่วนและยาวส่งผลให้มีการหดตัวของปริมาตรน้อยลง และในทางกลับกัน

ในระหว่างกระบวนการเติมพลาสติกหลอมเหลว เมื่อโพรงเกือบเต็ม การเคลื่อนที่ของสกรูจะเปลี่ยนจากการควบคุมอัตราการไหลเป็นการควบคุมแรงดัน จุดเปลี่ยนนี้เรียกว่าจุดควบคุมการสลับแรงดันที่ค้างไว้ การสลับแรงดันค้างไว้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมกระบวนการขึ้นรูป ก่อนจุดเปลี่ยนแรงดันคงตัว ความเร็วและความดันไปข้างหน้าของการหลอมจะสูง หลังจากจุดเปลี่ยน ความดันของสกรูที่ดันการหลอมไปข้างหน้าจะลดลง หากไม่ดำเนินการเปลี่ยนแรงดันค้าง ความดันจะสูงมากเมื่อโพรงเต็มไปด้วยของเหลว ส่งผลให้แรงดันการฉีดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ต้องใช้แรงจับยึดที่มากขึ้น และอาจนำไปสู่ข้อบกพร่อง เช่น แฟลช (วัสดุส่วนเกิน) โดยทั่วไปการกดค้างไว้ในเครื่องฉีดพลาสติกจะดำเนินการตามตำแหน่งการฉีด นั่นคือเมื่อสกรูถึงตำแหน่งหนึ่ง การกดสวิตช์ค้างไว้จะเกิดขึ้น ตำแหน่ง จังหวะเวลา และแรงกดของสวิตช์กดค้างแสดงไว้ในรูปที่ 2-4

ดันกลับสกรู

ในระหว่างกระบวนการหลอมและการทำให้พลาสติกเป็นพลาสติก การหลอมจะเคลื่อนอย่างต่อเนื่องไปยังส่วนหน้าของถัง (ห้องวัด) และปริมาณจะเพิ่มขึ้น โดยค่อยๆ สร้างแรงกดดันที่ดันสกรูไปด้านหลัง เพื่อป้องกันไม่ให้สกรูถอยกลับเร็วเกินไป และเพื่อให้แน่ใจว่ามีการบดอัดตัวหลอมให้สม่ำเสมอ จึงจำเป็นต้องให้สกรูไปในทิศทางตรงกันข้าม แรงกดในทิศทางตรงกันข้ามที่ป้องกันไม่ให้สกรูถอยกลับเรียกว่าแรงดันต้าน ดังแสดงในรูปที่ 2-6

แรงดันย้อนกลับหรือที่เรียกว่าความดันพลาสติก ถูกควบคุมโดยการปรับวาล์วปีกผีเสื้อน้ำมันไหลกลับของกระบอกฉีด มีการติดตั้งวาล์วแรงดันต้านที่ด้านหลังของกระบอกฉีดเพื่อปรับความเร็วการจ่ายน้ำมันของกระบอกฉีดในระหว่างการหมุนและการถอยกลับของสกรู เพื่อรักษาแรงดันในกระบอกสูบไว้ ความเร็วในการถอนสกรู (ความต้านทาน) ของมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมด-ถูกควบคุมโดยเซอร์โววาล์ว AC

การปรับแรงดันต้านอย่างเหมาะสมมีประโยชน์อย่างมากต่อคุณภาพการฉีดขึ้นรูป ในการฉีดขึ้นรูป การปรับแรงดันต้านอย่างเหมาะสมจะได้รับประโยชน์ดังต่อไปนี้:

1. สามารถอัดตัวหลอมในถัง เพิ่มความหนาแน่นและปรับปรุงความเสถียรของปริมาณการฉีด น้ำหนักผลิตภัณฑ์ และขนาด

2. สามารถ "บีบ" ก๊าซออกจากของเหลวที่หลอมละลายได้ ช่วยลดฟองก๊าซบนพื้นผิวและฟองอากาศภายใน เพิ่มความสม่ำเสมอของความมันเงา

3. มันชะลอความเร็วการดึงกลับของสกรูลง ทำให้ของเหลวที่หลอมละลายในกระบอกฉีดกลายเป็นพลาสติกได้เต็มที่ เพิ่มความสม่ำเสมอในการผสมของผงสี/มาสเตอร์แบทช์กับการหลอม และป้องกันไม่ให้สีผสมในผลิตภัณฑ์

④ การเพิ่มแรงดันด้านหลังอย่างเหมาะสมสามารถปรับปรุงการหดตัวของพื้นผิวและการไหลของปริมณฑลของผลิตภัณฑ์

⑤ สามารถเพิ่มอุณหภูมิของการหลอม ปรับปรุงคุณภาพการทำให้เป็นพลาสติกของการหลอม ปรับปรุงความลื่นไหลของการหลอมในระหว่างการเติมแม่พิมพ์ และกำจัดรอยกาวเย็นบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์

แรงหนีบ

แรงจับยึดถูกกำหนดไว้เพื่อต้านทานแรงขยายตัวของพลาสติกหลอมเหลวบนแม่พิมพ์ และขนาดของมันจะถูกกำหนดโดยปัจจัยเฉพาะ เช่น แรงดันในการฉีด อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง หลังจากที่พลาสติกหลอมเหลวถูกขับออกจากหัวฉีดกระบอกของเครื่องฉีดขึ้นรูป พลาสติกจะผ่านรางหลัก รางย่อย และประตูของแม่พิมพ์ก่อนที่จะเข้าสู่โพรงแม่พิมพ์ ส่งผลให้สูญเสียแรงดันอย่างมีนัยสำคัญตลอดทาง รูปที่ 2-7(a) แสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในการฉีดตลอดกระบวนการตั้งแต่ถังจนถึงเข้าสู่แม่พิมพ์ ดังที่เห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงแรงดันในรูปที่ 2-7(b) ความดันจะลดลงเหลือเพียง 20% ของแรงดันการฉีดเริ่มแรกที่ส่วนท้ายของโพรงแม่พิมพ์

อุณหภูมิถัง

ต้องควบคุมอุณหภูมิหลอมเหลวให้อยู่ในช่วงที่กำหนด หากอุณหภูมิต่ำเกินไป การหลอมพลาสติกที่ไม่ดีจะส่งผลต่อคุณภาพของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป และเพิ่มความยากลำบากของกระบวนการ ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไป วัตถุดิบมีแนวโน้มที่จะสลายตัว ในการฉีดขึ้นรูปจริง อุณหภูมิหลอมละลายมักจะสูงกว่าอุณหภูมิของถัง ความแตกต่างเกี่ยวข้องกับอัตราการฉีดและคุณสมบัติของวัสดุ และสามารถเข้าถึงได้ถึง 30 องศา เนื่องจากวัสดุหลอมจะถูกเฉือนขณะผ่านประตู ทำให้เกิดความร้อนมาก ดังแสดงในรูปที่ 2-8

(1 - การทำความร้อนแบบบาร์เรลเริ่มต้นขึ้น; 2 - สกรูพลาสติกเริ่มต้นขึ้น; 3 - การหลอมละลายไปถึงจุดสิ้นสุดของรันเนอร์; 4 - การหลอมทะลุผ่านประตู; 5 - การเติมสิ้นสุด)

อุณหภูมิลำกล้องเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อแรงดันในการฉีด โดยทั่วไปถังเครื่องฉีดขึ้นรูปจะมีโซนให้ความร้อน 5 หรือ 6 โซน และวัสดุแต่ละชนิดก็มีอุณหภูมิการขึ้นรูปที่เหมาะสม คุณสามารถดูอุณหภูมิการขึ้นรูปที่เฉพาะเจาะจงได้จากข้อมูลที่ซัพพลายเออร์ให้ไว้ ตารางที่ 2-3 แสดงอุณหภูมิการขึ้นรูปสำหรับพลาสติกที่ใช้กันทั่วไป