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注塑加工過(guò)程中,如何控制壓力?
  瀏覽次數(shù):5766  發(fā)布時(shí)間:2019年03月01日 16:27:22
[導(dǎo)讀] 無(wú)論是油壓式還是電動(dòng)式注塑機(jī),所有注塑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生壓力。適當(dāng)控制所需壓力,才能生產(chǎn)出質(zhì)量合理的成品。

無(wú)論是油壓式還是電動(dòng)式注塑機(jī),所有注塑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生壓力。適當(dāng)控制所需壓力,才能生產(chǎn)出質(zhì)量合理的成品。壓力調(diào)控及計(jì)量系統(tǒng)在油壓式注塑機(jī)上,所有運(yùn)動(dòng)由負(fù)責(zé)以下操作的油路執(zhí)行: 

1塑化階段中的螺桿旋轉(zhuǎn)。  

2滑座料道(注嘴靠近注口襯套)。  

3注射和保壓期間射料螺桿的軸向運(yùn)動(dòng)。  

4將基材閉合於射料桿上,直到肘桿全部延伸或活塞合模行程已完成。  

5啟動(dòng)裝配頂桿的頂出臺(tái)以頂出部件。  
  
在全電壓機(jī)上,所有運(yùn)動(dòng)由配有永久磁鐵的無(wú)刷同步電動(dòng)機(jī)執(zhí)行。通過(guò)機(jī)床業(yè)中一直采用的滾珠軸承螺桿,將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為線性運(yùn)動(dòng)。整個(gè)流程的效率部分取決於塑化過(guò)程,其中,螺桿起十分關(guān)鍵的作用。

螺桿必須確保物料熔化和均化。這一過(guò)程可借助於反壓調(diào)整,以避免過(guò)熱?;鞜捲荒墚a(chǎn)生過(guò)高的流速,否則,會(huì)導(dǎo)致聚合物降解。每一種聚合物具有不同的最大流速,如果超過(guò)這一極限,分子會(huì)拉伸,出現(xiàn)聚合物主鏈斷裂現(xiàn)象。不過(guò),重點(diǎn)仍然是在注射和保壓過(guò)程中控制螺桿的向前軸向運(yùn)動(dòng)。

後續(xù)的冷卻過(guò)程,包括內(nèi)在應(yīng)力、公差和翹曲等方面,對(duì)於確保產(chǎn)品質(zhì)量十分重要。這一切全由模具質(zhì)量決定,對(duì)於優(yōu)化冷卻料道、確保有效的閉環(huán)溫度調(diào)節(jié)時(shí),尤其如此。該系統(tǒng)完全獨(dú)立,不會(huì)干擾機(jī)械調(diào)節(jié)。閉模和頂出等模具運(yùn)動(dòng)必須精確高效。通常采用速度分布曲線,以確保活動(dòng)部件準(zhǔn)確靠近。

接觸維持力可調(diào)整。因此可斷定,在不考慮能耗和機(jī)械可靠性、附加條件相同(如模具質(zhì)量)的前提下,產(chǎn)品質(zhì)量主要決定於控制螺桿向前運(yùn)動(dòng)階段的系統(tǒng)。在油壓式注塑機(jī)上,這一調(diào)節(jié)通過(guò)探測(cè)油壓而實(shí)現(xiàn)。具體地說(shuō),油壓通過(guò)控制板而激活一套閥門,流體通過(guò)操縱器而產(chǎn)生作用,并得到調(diào)節(jié)及釋放。  

注射速度控制包括開(kāi)環(huán)控制、半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制等選擇方案。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)依靠共用比例閥。比例張力施加於所需比例的流體上,從而使流體在注射機(jī)筒中產(chǎn)生壓力,讓注射螺桿以一定的前向速度運(yùn)動(dòng)。半閉環(huán)系統(tǒng)采用閉環(huán)比例閥。環(huán)路在閉合口所在的位置閉合,閉合口通過(guò)在閥門內(nèi)的移動(dòng)而控制油料的流量比例。閉環(huán)系統(tǒng)在螺桿平移速度時(shí)閉合。

閉環(huán)系統(tǒng)中采用速度傳感器(通常為電位計(jì)型),定時(shí)探測(cè)張力下降。比例閥流出的油料通過(guò)調(diào)節(jié),可補(bǔ)償出現(xiàn)的速度偏差。閉環(huán)控制依靠與機(jī)器整合一體的專用電子元件。閉環(huán)壓力控制能在注射和保壓階段確保壓力均勻一致,以及在各個(gè)循環(huán)中確保反壓均勻。

通過(guò)探測(cè)出的壓力值對(duì)比例閥進(jìn)行調(diào)節(jié),根據(jù)設(shè)定壓力值進(jìn)行偏差補(bǔ)償。一般來(lái)說(shuō),可對(duì)液壓進(jìn)行監(jiān)控,但是,探測(cè)注嘴或模腔中的熔體壓力也是另一有效方法。更加可靠的方案是通過(guò)閱讀注嘴或模腔壓力讀數(shù)對(duì)比例閥進(jìn)行管理。在壓力探測(cè)的基礎(chǔ)上增加溫度探測(cè),特別有利於流程管理。

了解物料可承受的實(shí)際壓力,還有助於根據(jù)設(shè)定壓力和溫度條件來(lái)預(yù)測(cè)模塑件的實(shí)際重量和尺寸。實(shí)際上,通過(guò)改變保壓壓力值,可將更多的物料引入模腔,以降低部件收縮,符合設(shè)計(jì)公差(其中包括預(yù)設(shè)注塑收縮)。接近熔化條件時(shí),半晶體聚合物顯示出極大的比容變化。對(duì)此,過(guò)充模不會(huì)阻礙部件頂出。  

油壓設(shè)備與出料量及壓力調(diào)節(jié)  

離心泵產(chǎn)生的平均液壓壓力可達(dá)140巴,這一壓力值特別適合於注塑。在周期的其它各個(gè)階段,要求明顯較低,除了需要快速塑化的特定情形(例如:PET注拉吹一步法注塑機(jī))要求較高。  

為降低能耗,在出料高峰期時(shí)可采用可變排量泵和儲(chǔ)壓缸。固定排量泵在每次旋轉(zhuǎn)時(shí)移動(dòng)等量油量,因此,油泵選型由特定時(shí)間內(nèi)所需移動(dòng)的油量而定。三相電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般為1440轉(zhuǎn)/分,通常要求裝配雙泵。只有在塑化過(guò)程中(功率達(dá)100%),油泵的利用率才達(dá)到最大限度。在停頓過(guò)程中,機(jī)械不需要能耗,即使需要,也屬功率損耗。  

所有注塑機(jī)均采用質(zhì)量等級(jí)各異的比例伺服閥。兩套或以上的比例閥安裝於注射壓機(jī)上,目的是對(duì)以下各個(gè)方面進(jìn)行準(zhǔn)確控制:  

開(kāi)模速度(兩級(jí)),閉模速度(兩級(jí)),閉模安全性,注射(3-10級(jí)),加料(3-5級(jí)),吸入和頂桿(兩級(jí))。  

開(kāi)模壓力,閉模壓力,模具安全性,機(jī)械夾具(料筒或肘桿),注射(充模階段一次,後續(xù)階段3-10次),吸入和反壓(3-5級(jí))。螺桿旋轉(zhuǎn)速度(3-5級(jí))。  

滑座靠近速度(機(jī)械注嘴靠近模具固定半模上注射襯墊的速度)以及頂桿的運(yùn)動(dòng)速度(頂出臺(tái)速度)也可調(diào)整。輔助電動(dòng)機(jī)通過(guò)微弱的輸入信號(hào),將放大的信號(hào)(輸出信號(hào))發(fā)送到閥門,使伺服閥執(zhí)行調(diào)節(jié)功能。

在伺服閥中,微弱的輸入電信號(hào)被轉(zhuǎn)化為液壓輸出信號(hào),以壓降的形式根據(jù)所需的出料要求進(jìn)行改進(jìn)。閥門必須對(duì)張力或通用指令做出快速、可重覆及低滯後的出料響應(yīng)。實(shí)際上,當(dāng)前研究的目的是改進(jìn)頻率響應(yīng),使運(yùn)行於數(shù)千赫(kHz)頻率的動(dòng)力設(shè)備(液壓邊)和電子設(shè)備之間進(jìn)行對(duì)話。

由於有效出料取決於閥門上聚合度(DP)的作用,因此,液壓線路中的油溫必須保持在45-55℃的范圍內(nèi)(通常采用閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)),具體根據(jù)流體粘度和過(guò)渡口的幾何形狀而定。在閥內(nèi)沒(méi)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng),溫度上升會(huì)導(dǎo)致溶體粘度下降;若配有均衡開(kāi)閥值,則可提高出料量。

增加傳動(dòng)系統(tǒng)的出料油量,意味注射速度隨之加快。對(duì)高科技伺服傳動(dòng)閥進(jìn)行精確控制,可基本消除滯後現(xiàn)象,增強(qiáng)所有功能的重復(fù)性。(文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))