Грешка у величини пластичних производа углавном потиче од скупљања пластике током процеса обликовања и нестабилности различитих фактора утицаја. Једноставно речено, то је да се у калуп убризгава загрејана и отопљена пластика, а након хлађења и обликовања, њена запремина ће бити мања од шупљине калупа. Количина смањења и флуктуација процеса заједно одређују тачност коначне величине.
Конкретно, грешке углавном долазе из следећих аспеката:
Основни узрок грешака у величини пластике лежи пре свега у физичким својствима њених полимерних материјала. Од пуњења калупа-при високим температурама до очвршћавања на собној температури, запремина пластичне талине ће се неизбежно смањити, што се назива скупљањем при калупу. То није фиксна вредност, већ променљива на коју утиче више фактора.
Понашање кристализације и ефекат оријентације смоле: За кристалну пластику као што су ПА66 и ПОМ, молекуларни ланци ће бити распоређени на правилан начин да формирају решетку током хлађења, а специфична запремина ће се драматично променити. Стопа скупљања је обично између 1,5% и 3,0%, а амплитуда флуктуације је велика; Некристална пластика (као што су АБС и ПЦ) има неуређено замрзавање молекуларног ланца, нижу стопу скупљања (око 0,4%~0,8%) и лакше осигурање величине. Поред тога, током пуњења калупа за топљење, молекуларни ланци се растежу дуж правца струјања, а ова смрзнута оријентација ће изазвати релаксацију напона након уклањања калупа, што ће резултирати недоследним скупљањем између правца струјања и вертикалног смера производа, односно анизотропије. Ово је дубоки унутрашњи узрок деформације савијања производа.
Утицај статуса сировине и рециклираних материјала: Садржај влаге у сировинама може променити вискозитет растапања, посебно за материјале који апсорбују влагу као што је ПА, где влага делује као пластификатор и повећава стопу скупљања у калупу. Истовремено, додавање рециклираних материјала ће променити индекс топљења због прекида молекуларног ланца. Ако се мешају неравномерно, толеранције димензија исте серије производа ће бити значајно распршене.
2, Производња и структура калупа: "физички плафон" прецизности
Шупљина калупа је "господар" производа, али тачност производње и механичко стање самог мајстора одређују горњу границу величине производа.
1
Недовољна толеранција обраде и компензација
У производњи калупа неизбежно постоје толеранције механичке обраде, и што је још важније, ако се стопа скупљања не узме у обзир током пројектовања (као што је не узимајући у обзир оријентацију стаклених влакана или скупљање након екструзије), чак и ако се калуп обради до нивоа микрометара, коначни производ ће и даље бити отпад са огромним одступањима.
2
Крута деформација и хабање
Притисак убризгавања често достиже десетине мегапаскала. Ако је крутост калупа недовољна, шупљина калупа ће се подвргнути еластичној експанзији под високим притиском, што ће резултирати повећаном дебљином зида производа. У исто време, за пластику са додатком фибергласа (ГФ), површина шупљине калупа ће бити еродирана топљењем, што ће резултирати абразивним хабањем. Након дуготрајне-производње, величина шупљине калупа ће се повећати, а у складу с тим ће се повећати и дебљина зида производа. Поред тога, хабање механизма за вођење може изазвати неусклађеност калупа, што директно резултира неповратним геометријским димензионалним одступањима.
прелазне процесне варијабле
Параметри процеса су најактивније и најчешће променљиве варијабле у процесу бризгања, које директно одређују понашање течења, брзину хлађења и стање скупљања растопа у шупљини калупа. Међу њима, синергија и игра температуре, притиска и времена представљају динамичке изворе грешака у величини.
Контрола температуре пролази кроз цео процес бризгања, укључујући температуру бурета, температуру млазнице и температуру калупа. Температура калупа је температурни параметар који има највећи утицај на тачност димензија производа. Температура калупа директно контролише процес хлађења и обликовања производа. Током периода од смрзавања спруе до вађења производа, температура калупа одређује кристалност кристалне пластике. Како температура калупа расте, кристалност се повећава и скупљање се интензивира. Али ако је температура калупа прениска или неуједначена, недовољно хлађење производа такође може довести до нестабилности димензија. За прецизно бризгање, температура калупа мора бити прецизно контролисана унутар одређеног опсега (као што је 35-45 степени Ц) како би се контролисало скупљање димензија унутар квалификованих индикатора.
Температура бурета материјала је још једна кључна варијабла. Ако је температура превисока (према препорученом опсегу обраде од 5-10 степени Ц), вискозност пластичног растапа ће се смањити и проточност ће бити прејака. Током фазе хлађења, слободни простор за кретање молекуларног ланца ће се повећати, брзина скупљања ће се повећати, а одступање величине може достићи 0,1% -0,3%; Ако је температура прениска, течност талине је лоша, пуњење је недовољно, а величина производа је склона да буде мања.
Међу бројним процесним параметрима, притисак задржавања има највећи утицај на величину производа. Током фазе притиска држања, континуирано допуњавање материјала у шупљину калупа се користи да би се компензовало скупљање при хлађењу - недовољан притисак држања може изазвати прекомерно скупљање и мање димензије; Прекомерно држање притиска може да доведе до превеликих производа или чак до ивица. Практични подаци показују да се за сваку флуктуацију притиска држања од 10МПа, одступање димензија неких прецизних пластичних делова може повећати за више од 0,02мм. Студија такође показује да што је тањи зид профилисаног дела, то је већи утицај притиска држања на величину. Не може се занемарити ни време задржавања. Ако је време прекратко, не може ефикасно да надокнади скупљање, а ако је време предуго, може изазвати препуну.
Притисак убризгавања и брзина убризгавања углавном утичу на фазу пуњења. Притисак убризгавања је пренизак, што отежава топљењу да у потпуности испуни шупљину калупа, посебно за сложене структуре са танким-стинама које су склоне кратким ударцима; Већа брзина и притисак убризгавања, у комбинацији са одговарајућим продуженим временом пуњења и држања, су корисни за превазилажење грешака нестабилности величине.
Утицај брзине убризгавања је суптилнији. Убризгавање великом брзином ће изазвати снажан смичући ток растопа у каналу и шупљини, што ће резултирати локалним повећањем температуре и смањењем вискозитета услед загревања на смицање. Међутим, у исто време, поље струјања смицања индукује оријентацију полимерних ланаца дуж правца струјања. Ова смрзнута оријентација доводи до опуштања напона након уклањања калупа, што резултира различитим количинама скупљања производа у смеру струјања и управном правцу -, односно анизотропном скупљању. Ово је један од основних узрока савијања и деформације производа.
Сви параметри процеса морају бити стриктно контролисани у складу са захтевима процеса, посебно циклус обликовања сваке врсте пластичног дела мора бити конзистентан и не може се произвољно мењати. Све мале флуктуације у температури, притиску и времену ће се одразити на коначну толеранцију димензија кроз кумулативне ефекте.
'хардверски плафон' димензионалних грешака
Тачност саме машине за бризгање одређује да ли се упутства процеса могу верно извршити и представља физичку основу тачности димензија. Ако је тачност саме опреме недовољна, чак ни најпрецизнији параметри процеса не могу се претворити у квалификоване производе.
Прецизно бризгање захтева да контролни систем машине за бризгање мора да обезбеди добру поновљивост различитих параметара процеса. Ово захтева више-управљање повратном спрегом параметара процеса као што су запремина убризгавања, притисак убризгавања, брзина убризгавања, притисак задржавања, противпритисак и брзина завртња, док се ПИД контролери користе за прецизну контролу температуре цеви и млазнице.
Модерне-врхунске серво машине за бризгање могу постићи тачност поновљивости тежине мању од 3 ‰ и тачност отварања калупа од ± 0,2 мм кроз контролу затворене-петље. Затворена{5}}контрола система за убризгавање може чак и да постигне тачност позиционирања понављања од 0,01 мм. Поређења ради, време одзива на пребацивање акције убризгавања код обичне машине за бризгање је око 300 мс, док је ултра прецизна машина за бризгање у потпуно затвореној{9}}петљи много боља од овог нивоа.
Хидраулички систем је моћно срце машине за бризгање. Прецизне машине за бризгање углавном захтевају затворену-контролу загревања и хлађења хидрауличног уља да би се стабилизовала температура уља на око 50-55 степени Ц, како би се спречиле флуктуације вискозитета и брзине протока узроковане променама температуре уља, што може довести до нестабилности параметара процеса. Напредни серво хидраулични систем може постићи контролу флуктуације притиска испод ± 0,5 бара, а тачност поновљивости главне осе кретања достиже ± 0,05%. Потребно је да тачност сензора померања буде најмање 0,1 мм да би се стриктно контролисао мерни ход, ход убризгавања и дебљина преосталог материјала, обезбеђујући прецизну запремину убризгавања сваки пут.
Притисак бризгања потребан за прецизно бризгање је много већи од притиска код обичног бризгања - за обично бризгање је потребно 40-120МПа, док је за прецизно бризгање потребно повећање на 180-250МПа, а за неке чак и до 415МПа. Под тако високим притиском калупа, ако је крутост стезног система машине за бризгање недовољна, шаблон ће бити подвргнут еластичној деформацији, што ће довести до отварања површине одвајања калупа и стварања неравнина, што резултира смањењем тачности. Због тога су дизајн шаблона високе крутости и равномерна расподела силе закључавања предуслови за обезбеђивање тачности.
Хабање шрафова и цеви је чест узрок деградације тачности опреме. Нарочито прстен против преокрета (такође познат као гумени прстен), он се озбиљно истроши након дуготрајне-производње ојачаних материјала за пуњење (као што је фиберглас). Лоше заптивање прстена против преокретања може довести до рефлукса растопа током убризгавања, што доводи до нестабилног мерења и флуктуација у крајњој тачки убризгавања. Ово се директно одражава на дисперзију тежине сваког обликованог производа и разлике у величини између серија
5, Сметње у животној средини: скривене и упорне „спољне варијабле“
Фактори околине су варијабле које се најлакше превиде, али имају континуиран утицај у процесу бризгања.
1. Сезонске флуктуације температуре животне средине
Промене температуре у окружењу радионице директно утичу на ефикасност хлађења калупа и контролу температуре растопа. Температурна разлика између дана и ноћи може довести до тога да се калуп више пута шири и скупља, а на контролу температуре регулатора температуре калупа утиче утицај околине, што доводи до нестабилног скупљања и флуктуација у величини производа у истој серији. Стварни подаци мерења показују да се за сваких 5 степени Ц повећања температуре околине, стопа одступања величине производа од ПП материјала повећава за 12% -15%. Узимајући за пример ПЦ материјале, за сваких 5 степени Ц промене температуре, одступање димензија може да достигне 0,05% -0,1%. Делови ливени убризгавањем произведени у окружењима са ниским температурама генерално показују феномене као што су смањена величина и повећано савијање. Ово захтева од произвођача да благовремено прилагођавају температуру процеса опреме и калупа у складу са променама у спољашњем окружењу.
2. Влажност и апсорпција влаге експанзија материјала
The influence of humidity on plastic size is also significant. Polyamide materials, represented by nylon (PA), contain polar amide groups in their molecular chains and are easily bound to water molecules. The equilibrium moisture content of non reinforced PA6 or PA66 can reach 3% under standard atmospheric conditions (23 ° C, 50% RH). In high humidity environments (relative humidity>60%), проширење величине може достићи 0,2% -0,5%. Када се влажност промени за 10%, флуктуација величине најлонских материјала може да достигне 0,1% -0,3%.
Оно што је још теже је то што апсорпција влаге и ширење одређених материјала показују анизотропне карактеристике - што је већа влажност околине и што је време дуже, величина материјала ојачаног стакленим влакнима ПА66 постаје већа, а промена величине у вертикалном смеру струјања већа је од оне у смеру струјања. То значи да чак и код истог материјала и производа, реакција различитих димензија на влажност варира у различитим правцима, што представља додатне изазове за дизајн прецизних окова.
3. Термичка деформација опреме
Термичка деформација изазвана дуготрајним-радом опреме такође може довести до одступања у димензијама. Различите компоненте машине за бризгање се шире услед топлоте трења током непрекидног рада, што може променити кључне параметре као што су тачност стезања калупа и ход убризгавања. Оператерима је често тешко да одмах открију ово споро и континуирано померање.
6, Логика управљања системом
Укратко, параметри процеса бризгања, тачност опреме и сметње у животној средини нису изоловани ефекти, већ динамички систем који је повезан и преноси слој по слој. Параметри процеса су „регулатори-у реалном времену“, тачност опреме је „гаранција извршења“, а окружење је „шум у позадини“. Да би се осигурала тачност димензија, мора се успоставити систематски начин размишљања о контроли: одабир високо{3}}прецизних-машина за бризгање и њихово редовно одржавање; Усвојите машину за температуру калупа и систем за контролу температуре у радионици како бисте изоловали сметње у животној средини; Спровести строги третман сушења и контроле влажности за осетљиве материјале (као што је ПА); И континуирано пратите стабилност параметара процеса путем статистичке контроле процеса (СПЦ). Само контролисањем ове три димензије као органске целине објективне грешке се могу континуирано и стабилно компресовати у оквиру зоне толеранције пројекта.
