Plastikinių gaminių dydžio paklaida daugiausia atsiranda dėl plastiko susitraukimo liejimo proceso metu ir įvairių įtakojančių veiksnių nestabilumo. Paprasčiau tariant, į formą reikia įpilti įkaitintą ir išlydytą plastiką, o atvėsus ir suformavus jo tūris bus mažesnis nei formos ertmės. Sumažinimo dydis ir proceso svyravimas kartu lemia galutinio dydžio tikslumą.
Konkrečiai, klaidos dažniausiai kyla dėl šių aspektų:
Pagrindinė plastiko dydžio paklaidų priežastis visų pirma yra fizinės polimerinių medžiagų savybės. Nuo formų užpildymo aukštoje temperatūroje iki kietėjimo kambario temperatūroje plastiko lydalo tūris neišvengiamai mažės, o tai vadinama formavimo susitraukimu. Tai nėra fiksuota vertė, o kintamasis, kuriam įtakos turi keli veiksniai.
Dervos kristalizacijos elgsena ir orientacinis poveikis: kristalinių plastikų, tokių kaip PA66 ir POM, molekulinės grandinės bus reguliariai išdėstytos taip, kad aušinant susidarytų grotelės, o specifinis tūris labai pasikeis. Susitraukimo greitis paprastai yra nuo 1,5% iki 3,0%, o svyravimų amplitudė yra didelė; Nekristaliniai plastikai (pvz., ABS ir PC) turi netvarkingą molekulinės grandinės užšalimą, mažesnį susitraukimo greitį (apie 0,4–0,8 %) ir lengvesnį dydžio užtikrinimą. Be to, užpildant lydalo formą, molekulinės grandinės yra ištemptos išilgai tekėjimo krypties, o ši sustingusi orientacija sukels įtempių atsipalaidavimą po išardymo, dėl to susidarys nenuoseklus susitraukimas tarp srauto krypties ir vertikalios gaminio krypties, ty anizotropija. Tai yra gili vidinė gaminio deformacijos priežastis.
Žaliavų būklės ir perdirbtų medžiagų įtaka: Žaliavų drėgmės kiekis gali pakeisti lydalo klampumą, ypač drėgmę sugeriančioms medžiagoms, tokioms kaip PA, kur drėgmė veikia kaip plastifikatorius ir padidina liejimo susitraukimo greitį. Tuo pačiu metu pridėjus perdirbtų medžiagų pasikeis lydymosi indeksas dėl molekulinės grandinės nutrūkimo. Jei maišoma netolygiai, tos pačios produktų partijos matmenų leistinos nuokrypos bus labai išsklaidytos.
2, pelėsių gamyba ir struktūra: tikslumo „fizinės lubos“.
Formos ertmė yra gaminio „šeimininkas“, tačiau paties meistro gamybos tikslumas ir mechaninė būklė lemia viršutinę gaminio dydžio ribą.
1
Nepakankama apdorojimo tolerancija ir kompensacija
Formų gamyboje neišvengiamai yra mechaninio apdorojimo tolerancijos, o dar svarbiau, jei projektuojant neatsižvelgiama į susitraukimo greitį (pvz., neatsižvelgiama į stiklo pluošto orientaciją arba susitraukimą po ekstruzijos), net jei forma apdorojama iki mikrometro lygio, galutinis produktas vis tiek bus atliekos su didžiuliu nuokrypiu.
2
Standžios deformacijos ir susidėvėjimas
Įpurškimo slėgis dažnai siekia dešimtis megapaskalių. Jei formos standumas yra nepakankamas, formos ertmė esant dideliam slėgiui elastingai išsiplės, todėl gaminio sienelės storis padidės. Tuo pačiu metu plastikams, į kuriuos pridėta stiklo pluošto (GF), liejimo formos ertmės paviršius bus išgraužtas, todėl susidėvės abrazyvinis. Po ilgo-gaminimo formos ertmės dydis padidės, o gaminio sienelės storis atitinkamai padidės. Be to, kreipiamojo mechanizmo susidėvėjimas gali sukelti netaisyklingą formos išsidėstymą, dėl kurio tiesiogiai gali atsirasti negrįžtamų geometrinių matmenų nuokrypių.
pereinamojo proceso kintamieji
Proceso parametrai yra patys aktyviausi ir dažniausiai besikeičiantys kintamieji liejimo liejimo procese, kurie tiesiogiai nulemia tekėjimą, aušinimo greitį ir lydalo susitraukimo būseną formos ertmėje. Tarp jų temperatūros, slėgio ir laiko sinergija ir žaidimas yra dinamiški dydžio klaidų šaltiniai.
Temperatūros valdymas vyksta per visą liejimo liejimo procesą, įskaitant statinės temperatūrą, purkštukų temperatūrą ir pelėsių temperatūrą. Formos temperatūra yra temperatūros parametras, kuris turi didžiausią įtaką gaminio matmenų tikslumui. Formos temperatūra tiesiogiai kontroliuoja gaminio aušinimo ir formavimo procesą. Per laikotarpį nuo sruogos užšalimo iki gaminio išardymo formos temperatūra lemia kristalinio plastiko kristališkumą. Didėjant pelėsių temperatūrai, didėja kristališkumas ir stiprėja susitraukimas. Tačiau jei pelėsių temperatūra yra per žema arba netolygi, nepakankamas gaminio aušinimas taip pat gali sukelti matmenų nestabilumą. Tiksliam liejimo įpurškimui formų temperatūra turi būti tiksliai kontroliuojama tam tikrame diapazone (pvz., 35–45 ° C), kad būtų galima kontroliuoti matmenų susitraukimą pagal kvalifikuotus rodiklius.
Kitas svarbus kintamasis yra medžiagos statinės temperatūra. Esant per aukštai temperatūrai (viršijant rekomenduojamą apdorojimo diapazoną 5-10 laipsnių C), plastiko lydalo klampumas sumažės, o takumas bus per stiprus. Aušinimo stadijoje padidės laisva erdvė molekulinės grandinės judėjimui, padidės susitraukimo greitis, o dydžio nuokrypis gali siekti 0,1% -0,3%; Jei temperatūra per žema, lydalo takumas yra prastas, užpildas yra nepakankamas, o gaminio dydis gali būti mažesnis.
Tarp daugelio proceso parametrų didžiausią įtaką gaminio dydžiui turi laikymo slėgis. Laikymo slėgio stadijoje nuolatinis medžiagos papildymas formos ertmėje naudojamas aušinimo susitraukimui kompensuoti. - Nepakankamas laikymo slėgis gali sukelti pernelyg didelį susitraukimą ir mažesnius matmenis; Pernelyg išlaikant slėgį, gali susidaryti per dideli gaminiai ar net blykstės. Praktiniai duomenys rodo, kad esant kiekvienam 10 MPa laikymo slėgio svyravimui, kai kurių plastikinių detalių matmenų nuokrypis gali padidėti daugiau nei 0,02 mm. Tyrimas taip pat rodo, kad kuo plonesnė liejamos detalės sienelė, tuo didesnis laikančiojo slėgio poveikis dydžiui. Negalima ignoruoti ir laikymo laiko. Jei laikas yra per trumpas, jis negali veiksmingai kompensuoti susitraukimo, o jei laikas yra per ilgas, tai gali sukelti perpildymą.
Įpurškimo slėgis ir įpurškimo greitis daugiausia veikia užpildymo etapą. Įpurškimo slėgis yra per mažas, todėl lydalui sunku visiškai užpildyti formos ertmę, ypač sudėtingoms plonasienėms struktūroms, kurios yra linkusios į trumpus šūvius; Didesnis įpurškimo greitis ir slėgis kartu su atitinkamai pailgintu užpildymo ir laikymo laiku yra naudingi norint įveikti dydžio nestabilumo klaidas.
Įpurškimo greičio poveikis yra subtilesnis. Didelio greičio įpurškimas sukels stiprų lydalo srautą kanale ir ertmėje, todėl dėl šlyties šildymo padidės vietinė temperatūra ir sumažės klampumas. Tačiau tuo pačiu metu šlyties srauto laukas skatina polimerų grandinių orientaciją išilgai srauto krypties. Ši sustingusi orientacija sukelia įtempių atsipalaidavimą po išardymo, todėl skiriasi produkto susitraukimo dydžiai srauto kryptimi ir statmena kryptimi -, ty anizotropinis susitraukimas. Tai yra viena iš pagrindinių gaminio deformacijos ir deformacijos priežasčių.
Visi proceso parametrai turi būti griežtai kontroliuojami pagal proceso reikalavimus, ypač kiekvieno tipo plastikinės dalies liejimo ciklas turi būti nuoseklus ir negali būti savavališkai keičiamas. Bet kokie nedideli temperatūros, slėgio ir laiko svyravimai dėl kumuliacinio poveikio atsispindės galutiniame matmenų nuokrypyje.
matmenų paklaidų „aparatinės įrangos lubos“.
Pačios liejimo mašinos tikslumas lemia, ar proceso instrukcijos gali būti tiksliai vykdomos, ir tai yra fizinis matmenų tikslumo pagrindas. Jei pačios įrangos tikslumas yra nepakankamas, net ir tiksliausių proceso parametrų nepavyksta paversti kvalifikuotais gaminiais.
Tiksliam įpurškimui reikalinga, kad liejimo mašinos valdymo sistema užtikrintų gerą įvairių proceso parametrų pakartojamumą. Tam reikalingas kelių{1}}pakopų grįžtamasis proceso parametrų, tokių kaip įpurškimo tūris, įpurškimo slėgis, įpurškimo greitis, laikymo slėgis, priešslėgis ir sraigto greitis, valdymas, o PID valdikliai naudojami tiksliai vamzdžio ir purkštuko temperatūrai valdyti.
Šiuolaikinės aukščiausios klasės servo liejimo mašinos gali pasiekti mažesnį nei 3 ‰ svorio pakartojamumo tikslumą, o formos atidarymo tikslumas – ± 0,2 mm, naudojant uždarą -kilpą. Įpurškimo sistemos uždaros{5} kilpos valdymas gali pasiekti net 0,01 mm pakartotinio padėties nustatymo tikslumą. Palyginimui, įprastos įpurškimo liejimo mašinos įpurškimo veiksmo perjungimo reakcijos laikas yra apie 300 ms, o visiškai uždaros -kilpos itin tikslios liejimo mašinos yra daug geresnės nei šis lygis.
Hidraulinė sistema yra liejimo mašinos galios širdis. Tiksliojo liejimo mašinoms paprastai reikalingas uždaro{1} kilpos hidraulinės alyvos šildymo ir aušinimo valdymas, kad alyvos temperatūra stabilizuotųsi maždaug 50–55 °C temperatūroje, kad būtų išvengta klampos ir srauto greičio svyravimų, atsirandančių dėl alyvos temperatūros pokyčių, dėl kurių gali atsirasti proceso parametrų nestabilumas. Pažangi servo hidraulinė sistema gali pasiekti slėgio svyravimo valdymą žemiau ± 0,5 baro, o pagrindinės judesio ašies pakartojamumo tikslumas siekia ± 0,05%. Poslinkio jutiklio tikslumas turi būti bent 0,1 mm, kad būtų galima griežtai kontroliuoti matavimo eigą, įpurškimo eigą ir likutinės medžiagos pagalvėlės storį, kiekvieną kartą užtikrinant tikslų įpurškimo tūrį.
Tiksliam liejimui reikalingas įpurškimo slėgis yra daug didesnis nei įprasto liejimo įpurškimui - įprastam liejimui reikia 40–120 MPa, o preciziniam liejimui reikia padidinti iki 180–250 MPa, o kai kuriems net iki 415 MPa. Esant tokiam dideliam liejimo slėgiui, jei įpurškimo mašinos tvirtinimo sistemos standumas yra nepakankamas, šablonas elastingai deformuojasi, dėl to atsidaro formos atskyrimo paviršius, o gaminyje susidaro įdubos, dėl to sumažės tikslumas. Todėl didelio standumo šablono konstrukcija ir vienodas fiksavimo jėgos paskirstymas yra būtinos sąlygos tikslumui užtikrinti.
Varžtų ir cilindrų susidėvėjimas yra dažna įrangos tikslumo pablogėjimo priežastis. Ypač priešpriešinis žiedas (taip pat žinomas kaip guminis žiedas) jis labai susidėvi po ilgalaikės-su sustiprintų užpildų (pvz., stiklo pluošto) gamybos. Netinkamas priešpriešinio žiedo sandarinimas gali sukelti tirpalo grįžtamąjį srautą įpurškimo metu, todėl matavimas bus nestabilus ir įpurškimo galutinis taškas svyruos. Tai tiesiogiai atspindi kiekvieno suformuoto gaminio svorio pasiskirstymas ir partijų dydžio skirtumai
5, Aplinkos trukdžiai: paslėpti ir nuolatiniai „išoriniai kintamieji“
Aplinkos veiksniai yra lengviausiai nepastebimi, bet nuolat įtakojantys kintamieji liejimo procese.
1. Sezoniniai aplinkos temperatūros svyravimai
Temperatūros pokyčiai dirbtuvių aplinkoje tiesiogiai veikia pelėsių aušinimo efektyvumą ir lydymosi temperatūros valdymą. Dėl dienos ir nakties temperatūrų skirtumo pelėsiai gali pakartotinai išsiplėsti ir susitraukti, o pelėsių temperatūros reguliatoriaus temperatūros valdymui įtakos turi aplinkos trukdžiai, dėl kurių susidaro nestabilus susitraukimas ir tos pačios partijos gaminių dydžio svyravimai. Faktiniai matavimo duomenys rodo, kad kas 5 laipsniais C aplinkos temperatūrai padidėjus, PP medžiagos gaminių dydžio nuokrypio koeficientas padidėja 12 % -15 %. Kaip pavyzdį imant PC medžiagas, kiekvienam 5 laipsnių C temperatūros pokyčiui matmenų nuokrypis gali siekti 0,05–0,1%. Įpurškimo formos dalys, pagamintos žemoje temperatūroje, paprastai turi tokius reiškinius kaip sumažėjęs dydis ir padidėjęs deformavimas. Tam reikia, kad gamintojai, atsižvelgdami į išorinės aplinkos pokyčius, laiku pakoreguotų įrangos ir formų proceso temperatūrą.
2. Drėgmės ir drėgmės sugėrimo medžiagų plėtra
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%), dydžio išplėtimas gali siekti 0,2% -0,5%. Drėgmei pasikeitus 10%, nailono medžiagų dydžio svyravimas gali siekti 0,1% -0,3%.
Dar sudėtingiau yra tai, kad tam tikrų medžiagų drėgmės sugėrimas ir plėtimasis pasižymi anizotropinėmis savybėmis - kuo aukštesnė aplinkos drėgmė ir kuo ilgesnis laikas, tuo stiklo pluoštu sustiprintos PA66 medžiagos dydis tampa didesnis, o vertikalios tekėjimo krypties dydžio pokytis didesnis nei srauto kryptimi. Tai reiškia, kad net ir naudojant tą pačią medžiagą ir gaminį, skirtingų matmenų reakcija į drėgmę skiriasi skirtingomis kryptimis, o tai kelia papildomų iššūkių precizinės jungiamosios detalės projektavimui.
3. Įrangos terminė deformacija
Šiluminė deformacija, kurią sukelia ilgalaikis{0}} įrangos eksploatavimas, taip pat gali lemti matmenų nuokrypius. Įvairūs įpurškimo liejimo mašinos komponentai plečiasi dėl trinties šilumos nuolatinio veikimo metu, todėl gali pasikeisti pagrindiniai parametrai, tokie kaip formos suspaudimo tikslumas ir įpurškimo eiga. Šį lėtą ir nuolatinį poslinkį operatoriams dažnai sunku iš karto pastebėti.
6, Sistemos valdymo logika
Apibendrinant galima pasakyti, kad liejimo įpurškimo proceso parametrai, įrangos tikslumas ir aplinkos trukdžiai nėra atskiri efektai, o veikiau dinamiška sistema, kuri yra sujungta ir perduodama sluoksnis po sluoksnio. Proceso parametrai yra „realaus laiko reguliatoriai“, įrangos tikslumas yra „vykdymo garantija“, o aplinka yra „foninis triukšmas“. Norint užtikrinti matmenų tikslumą, turi būti sukurtas sistemingas valdymo požiūris: pasirinkti didelio-tikslumo uždaros{{4} kilpos liejimo mašinas ir reguliariai jas prižiūrėti; Priimkite pelėsių temperatūros mašiną ir dirbtuvių temperatūros valdymo sistemą, kad būtų išvengta aplinkos trukdžių; Įdiekite griežtą džiovinimo ir drėgmės kontrolės apdorojimą jautrioms medžiagoms (pvz., PA); Ir nuolat stebėkite proceso parametrų stabilumą naudodami statistinį procesų valdymą (SPC). Tik kontroliuojant šiuos tris matmenis kaip organinę visumą, objektyvios paklaidos gali būti nuolat ir stabiliai suspaustos projektavimo tolerancijos zonoje.
