Инжектиране

Шприцоване (инжекционно формоване в САЩ) е производствен процес за производство на части чрез инжектиране на материал в калъп. Инжекционното формоване може да се извърши с множество материали, включително метали, (за които процесът се нарича излъчване), чаши, еластомери, сладкарски изделия и най-често термопластични и термореактивни полимери. Материалът за частта се подава в загрята цев, смесва се и се притиска в кухина на калъпа, където се охлажда и втвърдява до конфигурацията на кухината. След като продукт е проектиран, обикновено от индустриален дизайнер или от инженер, калъпите се изработват от леяр (или производител на инструменти) от метал, обикновено или стомана, или алуминий, и прецизно обработени, за да формират характеристиките на желаната част. Инжекционното формоване се използва широко за производство на различни части, от най-малките компоненти до цели панели на каросерията на автомобилите. Напредъкът в технологията за 3D печат, използвайки фотополимери, които не се топят по време на инжекционното формоване на някои термопласти с по-ниска температура, може да бъде използван за някои прости инжекционни форми.

Частите за леене под налягане трябва да бъдат много внимателно проектирани, за да улеснят процеса на формоване; материалът, използван за частта, желаната форма и особености на частта, материалът на формата и свойствата на формовъчната машина трябва да се вземат предвид. Универсалността на леенето под налягане се улеснява от тази широчина на дизайнерските съображения и възможности.

Приложения

Инжекционното формоване се използва за създаване на много неща, като телени шпули, опаковки, капачки за бутилки, автомобилни части и компоненти, Gameboys, джобни гребени, някои музикални инструменти (и части от тях), столове и малки масички от една част, контейнери за съхранение, механични части (включително зъбни колела) и повечето други пластмасови изделия, налични днес. Инжекционното формоване е най-разпространеният модерен метод за производство на пластмасови части; той е идеален за производство на големи обеми на един и същ обект.

Характеристики на процеса

За леене под налягане се използва овен или винтово бутало, за да се форсира разтопено пластмаса материал в кухина на мухъл; това се втвърдява във форма, която се е съобразила с контура на матрицата. Най-често се използва за обработка както на термопластични, така и на термореактивни полимери, като използваният обем на първите е значително по-висок. Термопластмасите са преобладаващи поради характеристики, които ги правят изключително подходящи за шприцоване, като лекотата, с която могат да бъдат рециклирани, тяхната гъвкавост, която им позволява да се използват в голямо разнообразие от приложения, и способността им да омекват и да текат при нагряване. Термопластите също имат елемент на безопасност пред термореакторите; ако термореактивен полимер не се изхвърли своевременно от инжекционния съд, може да възникне химическо омрежване, което да причини захващане на винта и възвратните клапани и потенциално да повреди машината за леене под налягане.

Инжекционното формоване се състои от инжектиране на суровината под високо налягане във форма, която оформя полимера в желаната форма. Формите могат да бъдат от една кухина или множество кухини. В множество форми за кухини всяка кухина може да бъде идентична и да формира едни и същи части или може да бъде уникална и да формира множество различни геометрии по време на един цикъл. Формите обикновено се изработват от инструментални стомани, но неръждаемите стомани и алуминиевите форми са подходящи за определени приложения. Алуминиевите форми обикновено не са подходящи за производство с голям обем или части с тесни допустими отклонения, тъй като имат по-ниски механични свойства и са по-податливи на износване, повреди и деформации по време на цикъла на впръскване и затягане; алуминиевите форми обаче са рентабилни при приложения с малък обем, тъй като разходите и времето за производство на форми са значително намалени. Много стоманени форми са проектирани да обработват над един милион части по време на живота им и могат да струват стотици хиляди долари за изработване.

Кога термопласти се формоват, обикновено гранулираната суровина се подава през бункер в нагрята цев с бутален винт. При влизане в цевта температурата се повишава и силите на Ван дер Ваалс, които се противопоставят на относителния поток на отделни вериги, отслабват в резултат на увеличеното пространство между молекулите при по-високи състояния на топлинна енергия. Този процес намалява неговия вискозитет, което позволява на полимера да тече с движещата сила на инжекционната единица. Винтът доставя суровината напред, смесва и хомогенизира топлинното и вискозно разпределение на полимера и намалява необходимото време за нагряване чрез механично срязване на материала и добавяне на значително количество фрикционно нагряване към полимера. Материалът се подава напред през възвратен клапан и се събира отпред на винта в обем, известен като a изстрел. Изстрелът е обемът на материала, който се използва за запълване на кухината на матрицата, компенсиране на свиването и осигуряване на възглавница (приблизително 10% от общия обем на изстрела, която остава в цевта и пречи на винта да отскача отдолу) за пренос на налягане от винта до кухината на формата. Когато се събере достатъчно материал, материалът се принуждава при високо налягане и скорост в кухината, образуваща част. За да се предотвратят скокове на налягане, процесът обикновено използва трансферна позиция, съответстваща на 95–98% пълна кухина, където винтът преминава от постоянна скорост към постоянно управление на налягането. Често пъти за инжектиране са доста под 1 секунда. След като винтът достигне трансферното положение, се прилага налягането на опаковане, което завършва пълненето на матрицата и компенсира термичното свиване, което е доста високо за термопластите в сравнение с много други материали. Опаковъчното налягане се прилага, докато портата (входа на кухината) се втвърди. Поради малкия си размер, портата обикновено е първото място за втвърдяване през цялата си дебелина. След като портата се втвърди, вече не може да влезе материал в кухината; съответно винтът възвръща и получава материал за следващия цикъл, докато материалът в матрицата се охлажда, така че да може да се изхвърли и да бъде стабилен по отношение на размерите. Тази продължителност на охлаждане се намалява драстично чрез използването на охладителни линии, циркулиращи вода или масло от външен регулатор на температурата. След като се постигне необходимата температура, матрицата се отваря и множество щифтове, втулки, ленти и т.н. се задвижват напред, за да се извади изделието. След това формата се затваря и процесът се повтаря.

За терморегулаторите обикновено два различни химически компонента се инжектират в цевта. Тези компоненти незабавно започват необратими химични реакции, които в крайна сметка свързват материала в една свързана мрежа от молекули. Докато химическата реакция протича, двата течни компонента трайно се трансформират във вискоеластично твърдо вещество. Втвърдяването в инжекционния вал и винта може да бъде проблематично и да има финансови последици; следователно, минимизирането на втвърдяването с термореактор в цевта е жизненоважно. Това обикновено означава, че времето за престой и температурата на химическите прекурсори са сведени до минимум в инжекционната единица. Времето на престой може да бъде намалено чрез намаляване на обема на капацитета на цевта и чрез увеличаване на времената на цикъла. Тези фактори доведоха до използването на термично изолиран, студен инжекционен блок, който инжектира реагиращите химикали в термоизолирана гореща форма, което увеличава скоростта на химичните реакции и води до по-кратко време, необходимо за постигане на втвърден термореактивен компонент. След като детайлът се втвърди, клапаните се затварят, за да изолират инжекционната система и химическите прекурсори и матрицата се отваря, за да изхвърли формованите части. След това формата се затваря и процесът се повтаря.

Предварително формованите или обработени компоненти могат да бъдат вкарани в кухината, докато матрицата е отворена, което позволява на инжектирания в следващия цикъл материал да се образува и втвърдява около тях. Този процес е известен като Поставете формоване и позволява на отделните части да съдържат множество материали. Този процес често се използва за създаване на пластмасови части с изпъкнали метални винтове, което позволява тяхното закрепване и отваряне многократно. Тази техника може да се използва и за етикетиране във формата, а капачките от филм могат също да бъдат прикрепени към формовани пластмасови контейнери.

На финалната част обикновено присъстват разделителна линия, изпъкналост, маркировки на вратата и маркировки на изхвърлящия щифт. Нито една от тези функции обикновено не е желана, но е неизбежна поради естеството на процеса. Маркировките на затвора се появяват на затвора, който свързва каналите за подаване на стопилката (втулка и водач) към кухината, образуваща част. Разделителната линия и маркировките на изхвърлящия щифт са резултат от малки несъответствия, износване, газообразни отвори, хлабини за съседни части при относително движение и / или разлики в размерите на свързващите повърхности, контактуващи с инжектирания полимер. Разликите в размерите могат да бъдат приписани на неравномерна, индуцирана от налягането деформация по време на инжектиране, толеранси на обработка и неравномерно термично разширение и свиване на компоненти на матрицата, които изпитват бързо циклиране по време на фазите на инжектиране, опаковане, охлаждане и изтласкване на процеса . Компонентите на мухъл често са проектирани с материали с различни коефициенти на топлинно разширение. Тези фактори не могат да бъдат отчетени едновременно без астрономически увеличения на разходите за проектиране, производство, обработка и мониторинг на качеството. Умелият дизайнер на калъпи и детайли ще позиционира тези естетически вреди в скрити зони, ако е възможно.

История

Американският изобретател Джон Уесли Хаят, заедно с брат си Исая, Хаят патентова първата машина за леене под налягане през 1872 г. Тази машина е сравнително проста в сравнение с използваните машини днес: тя работи като голяма подкожна игла, използвайки бутало за инжектиране на пластмаса през нагрята цилиндър в калъп. Индустрията напредва бавно през годините, произвеждайки продукти като стойки за яка, копчета и гребени за коса.

Германските химици Артур Ейхенрюн и Теодор Бекер изобретяват първите разтворими форми на целулозен ацетат през 1903 г., които са много по-малко запалими от целулозния нитрат. В крайна сметка той се предлага под формата на прах, от който лесно се инжектира. Arthur Eichengrün разработва първата преса за леене под налягане през 1919 г. През 1939 г. Arthur Eichengrün патентова инжекционната отливка на пластифицирана целулозен ацетат.

Индустрията се разраства бързо през 1940-те години, тъй като Втората световна война създава огромно търсене на евтини, масово произвеждани продукти. През 1946 г. американският изобретател Джеймс Уотсън Хендри създава първата машина за инжектиране на винтове, която позволява много по-прецизен контрол върху скоростта на инжектиране и качеството на произвежданите изделия. Тази машина също позволява смесването на материал преди инжектиране, така че цветната или рециклирана пластмаса да може да се добави към девствения материал и да се смеси старателно преди да се инжектира. Днес машините за инжектиране на винтове представляват огромното мнозинство от всички инжекционни машини. През 1970-те години Хендри продължава да разработва първия процес с помощта на газов инжекционен формоване, който позволява производството на сложни кухи изделия, които бързо се охлаждат. Това значително подобри гъвкавостта на дизайна, както и здравината и завършеността на произведените части, като същевременно намали времето за производство, разходите, теглото и отпадъците.

Индустрията за пластмасово леене под налягане се развива през годините от производството на гребени и копчета до производството на голям набор от продукти за много индустрии, включително автомобилна, медицинска, аерокосмическа, потребителски продукти, играчки, водопровод, опаковки и строителство.

Примери за полимери, които са най-подходящи за процеса

Повечето полимери, понякога наричани смоли, могат да бъдат използвани, включително всички термопласти, някои термореактиви и някои еластомери. От 1995 г. общият брой на наличните материали за шприцоване се е увеличил със скорост от 750 на година; имаше около 18,000 XNUMX налични материали, когато тази тенденция започна. Наличните материали включват сплави или смеси от предварително разработени материали, така че дизайнерите на продукти могат да избират материала с най-добрия набор от свойства от богат избор. Основни критерии за избор на материал са здравината и функцията, необходими за крайната част, както и разходите, но също така всеки материал има различни параметри за формоване, които трябва да се вземат предвид. Обичайните полимери като епоксидни и фенолни са примери за термореактивни пластмаси, докато найлонът, полиетиленът и полистиролът са термопластични. До сравнително наскоро пластмасовите пружини не бяха възможни, но напредъкът в свойствата на полимерите ги прави сега доста практични. Приложенията включват катарами за закрепване и изключване на лента за външно оборудване.

Екипировка

Машините за инжекционно формоване се състоят от бункер за материали, инжекционен таран или бутало от винтов тип и нагревателна единица. Известни също като преси, те държат матриците, в които са оформени компонентите. Пресите се оценяват по тонаж, който изразява размера на затягащата сила, която машината може да упражни. Тази сила поддържа матрицата затворена по време на процеса на инжектиране. Тонажът може да варира от по-малко от 5 тона до над 9,000 тона, като по-високите цифри се използват в сравнително малко производствени операции. Общата необходима сила на затягане се определя от прожектираната площ на детайла, който се формова. Тази прогнозна площ се умножава по сила на затягане от 1.8 до 7.2 тона за всеки квадратен сантиметър от проектираните площи. Като правило, 4 или 5 тона / инч² може да се използва за повечето продукти. Ако пластмасовият материал е много твърд, ще е необходимо по-голямо инжекционно налягане, за да запълни матрицата и по този начин повече тонаж на скобата, за да държи матрицата затворена. Необходимата сила също може да се определи от използвания материал и размера на детайла; по-големите части изискват по-висока сила на затягане.

Мухъл

Мухъл or умре са общи термини, използвани за описване на инструмента, използван за производството на пластмасови части при формоване.

Тъй като формите са скъпи за производство, те обикновено се използват само за масово производство, където се произвеждат хиляди части. Типичните форми са изработени от закалена стомана, предварително закалена стомана, алуминий и / или берилий-медна сплав. Изборът на материал, от който да се изработи калъп, е преди всичко икономически; като цяло стоманените форми струват по-скъпо за конструиране, но по-дългият им живот ще компенсира по-високите първоначални разходи за по-голям брой части, направени преди износване. Предварително закалените стоманени форми са по-малко устойчиви на износване и се използват за по-ниски изисквания за обем или по-големи компоненти; тяхната типична твърдост на стоманата е 38–45 по скалата на Rockwell-C. Втвърдените стоманени форми се обработват термично след обработка; те са далеч по-добри по отношение на износоустойчивост и продължителност на живота. Типичната твърдост варира между 50 и 60 Rockwell-C (HRC). Алуминиевите форми могат да струват значително по-малко и когато са проектирани и обработени със съвременно компютърно оборудване, могат да бъдат икономични за формоване на десетки или дори стотици хиляди части. Берилиевата мед се използва в области на матрицата, които изискват бързо отнемане на топлина или области, които виждат най-много срязваща топлина. Формите могат да бъдат произведени или чрез обработка с ЦПУ, или чрез използване на електрически процеси на механично разреждане.

Дизайн на мухъл

Формата се състои от два основни компонента, инжекционната форма (A плоча) и изхвърлящата форма (B плоча). Тези компоненти също се наричат леяр намлява производител на форми. Пластмасовата смола влиза в матрицата през a спру or порта във формата за инжектиране; втулката на накрайника трябва да се уплътни плътно към дюзата на инжекционния вал на формовъчната машина и да позволи на разтопената пластмаса да потече от цевта във формата, известна също като кухина. Втулката на втулката насочва разтопената пластмаса към изображенията на кухината през канали, които са обработени в челата на плочите A и B. Тези канали позволяват на пластмасата да се движи по тях, така че те са посочени катобегачи. Разтопената пластмаса протича през водача и навлиза в една или повече специализирани врати и в геометрията на кухината, за да образува желаната част.

Количеството смола, необходимо за запълване на втулката, водата и кухините на формата, представлява „изстрел“. Задържаният въздух в матрицата може да излезе през отвори за въздух, които са заточени в разделителната линия на матрицата, или около изхвърлящите щифтове и плъзгачи, които са малко по-малки от отворите, които ги задържат. Ако задържаният въздух не може да излезе, той се компресира от натиска на постъпващия материал и се изстисква в ъглите на кухината, където предотвратява пълненето и може да причини и други дефекти. Въздухът дори може да стане толкова компресиран, че да запали и изгори околния пластмасов материал.

За да може да се отстрани формованата част от формата, характеристиките на матрицата не трябва да се надвисват една в друга в посоката, в която се отваря матрицата, освен ако части от формата не са проектирани да се движат между такива надвеси при отваряне на матрицата (използвайки компоненти, наречени повдигачи ).

Страни на частта, която изглежда паралелна на посоката на изтегляне (оста на сърцевината (дупка) или вложка е успоредна на движението нагоре и надолу на формата, когато се отваря и затваря) обикновено са под ъгъл, наречени тяга, за да се улесни освобождаването на детайла от матрицата. Недостатъчното течение може да причини деформация или повреда. Тягата, необходима за освобождаване на мухъл, зависи главно от дълбочината на кухината: колкото по-дълбока е кухината, толкова повече е необходимо тягата. Свиването също трябва да се вземе предвид при определяне на необходимата тяга. Ако кожата е твърде тънка, тогава формованата част ще има тенденция да се свива върху сърцевините, които се образуват, докато се охлажда и прилепва към тези сърцевини, или частта може да се изкриви, изкриви, образува мехури или да се напука, когато кухината се изтегли.

Формата обикновено е проектирана така, че формованата част да остане надеждно върху изтласкващата страна (B) на формата, когато се отвори, и да изтегли пътеката и втулката от страната (A) заедно с частите. След това частта пада свободно, когато се изхвърля от страната (B). Тунелните порти, известни също като подводници или мухъл, са разположени под разделителната линия или повърхността на мухъл. В повърхността на матрицата на разделителната линия се обработва отвор. Формованата част се изрязва (от матрицата) от системата на бегача при изхвърляне от матрицата. Ежекторните щифтове, известни също като избиващи щифтове, са кръгли щифтове, поставени в половината от матрицата (обикновено половината на изхвърлящия механизъм), които изтласкват готовия формован продукт или бегачната система от матрицата. Изхвърлянето на изделието с помощта на щифтове, ръкави, лентички и др. Може да причини нежелани впечатления или изкривяване, така че трябва да се внимава при проектирането на формата.

Стандартният метод за охлаждане е преминаване на охлаждаща течност (обикновено вода) през поредица отвори, пробити през формовъчните плочи и свързани чрез маркучи, за да образуват непрекъснат път. Охлаждащата течност абсорбира топлината от формата (която е поела топлина от горещата пластмаса) и поддържа формата на подходяща температура, за да се втвърди пластмасата с най-ефективната скорост.

За да се улесни поддръжката и вентилирането, кухините и сърцевините са разделени на парчета, наречени вложкии подсглобки, също наречени вложки, блокове или гони блокове, Заменяйки взаимозаменяемите вложки, едната форма може да направи няколко вариации на една и съща част.

По-сложните части се оформят с помощта на по-сложни форми. Те могат да имат секции, наречени слайдове, които се придвижват в кухина, перпендикулярна на посоката на изтегляне, за да образуват надвиснали елементи на частта. Когато формата се отвори, плъзгачите се изтеглят от пластмасовата част, като се използват неподвижни „ъглови щифтове“ върху неподвижната половина на формата. Тези щифтове влизат в слот в слайдовете и причиняват придвижването на плъзгачите назад, когато подвижната половина на формата се отвори. След това частта се изхвърля и формата се затваря. Действието на затваряне на матрицата кара плъзгачите да се придвижват напред по ъгловите щифтове.

Някои форми позволяват да се вмъкнат предварително формовани части, за да се осигури нов пластмасов слой около първата част. Това често се нарича преумора. Тази система може да позволи производство на еднокомпонентни гуми и джанти.

Формите с две изстрели или с много изстрели са проектирани да се „преливат“ в рамките на един цикъл на формоване и трябва да се обработват на специализирани машини за шприцоване с два или повече инжекционни блока. Този процес всъщност представлява процес на инжекционно формоване, изпълняван два пъти и следователно има много по-малка грешка. В първата стъпка основният цветен материал се формира в основна форма, която съдържа места за втория изстрел. След това вторият материал, с различен цвят, се формова в тези пространства. Бутоните и клавишите, например, направени по този процес, имат маркировки, които не могат да се износват и остават четливи при интензивна употреба.

Формата може да произведе няколко копия на едни и същи части в един „изстрел“. Броят на „отпечатъците“ в матрицата на тази част често се нарича неправилно като кавитация. Инструмент с един отпечатък често се нарича единичен отпечатък (кухина). Форма с 2 или повече кухини на едни и същи части вероятно ще бъде посочена като мултиплицираща мултифункция. Някои изключително големи производствени форми (като тези за капачките за бутилки) могат да имат над 128 кухини.

В някои случаи инструментите с множество кухини ще формират серия от различни части в един и същ инструмент. Някои производители на инструменти наричат ​​тези форми от семейството, тъй като всички части са свързани. Примерите включват комплекти от пластмасови модели.

Съхранение на плесени

Производителите стигат до голяма дължина, за да защитят персонализирани форми поради високите си средни разходи. Перфектното ниво на температура и влажност се поддържа, за да се осигури възможно най-дълъг живот на всеки отделен калъп. Персонални форми, като тези, използвани за леене с каучук, се съхраняват в среда с контролирана температура и влажност, за да се предотврати деформация.

Материали за инструменти

Често се използва инструментална стомана. Меката стомана, алуминий, никел или епоксид са подходящи само за прототип или много кратки производствени цикли. Съвременният твърд алуминий (сплави 7075 и 2024) с подходящ дизайн на калъпа, може лесно да направи форми, способни на 100,000 XNUMX или повече частичен живот с подходяща поддръжка на формата.

Машинни

Формите са изградени чрез два основни метода: стандартна обработка и EDM. Стандартната обработка, в конвенционалната си форма, исторически е бил методът за изграждане на леене под налягане. С технологичното развитие CNC обработката се превърна в преобладаващото средство за изработка на по-сложни форми с по-точни детайли на матрицата за по-малко време от традиционните методи.

Обработката с електрически разряд (EDM) или искровата ерозия е широко използвана при производството на плесен. Освен че позволява образуването на фигури, които са трудни за обработка, процесът позволява предварително да се втвърдят формите, така че да не се изисква термична обработка. Промените в втвърдена форма чрез обичайно пробиване и фрезоване обикновено изискват отгряване, за да омекоти формата, последвано от термична обработка, за да се втвърди отново. EDM е прост процес, при който оформен електрод, обикновено изработен от мед или графит, много бавно се спуска върху повърхността на матрицата (за период от много часове), който се потапя в парафиново масло (керосин). Напрежение, приложено между инструмент и мухъл, предизвиква искра от ерозия на повърхността на формата във обратната форма на електрода.

цена

Броят на кухините, включени в матрицата, ще бъде пряко свързан с разходите за формоване. По-малко кухини изискват много по-малко работа с инструментите, така че ограничаването на броя на кухините на свой ред ще доведе до по-ниски първоначални производствени разходи за изграждане на инжекционна форма.

Тъй като броят на кухините играе жизненоважна роля за разходите за формоване, така и сложността на дизайна на детайла. Сложността може да бъде включена в много фактори като завършване на повърхността, изисквания за толерантност, вътрешни или външни резби, фини детайли или брой подрязвания, които могат да бъдат включени.

Допълнителни детайли, като подкоси или която и да е функция, причиняваща допълнителни инструменти, ще увеличат цената на матрицата. Повърхностното покритие на сърцевината и кухината на матриците ще повлияе допълнително на цената.

Процесът на леене с каучукова инжекция дава висок добив на трайни продукти, което го прави най-ефективният и рентабилен метод на формоване. Последователните процеси на вулканизация, включващи прецизен контрол на температурата, значително намаляват всички отпадъчни материали.

Процес на инжектиране

Чрез инжекционно формоване, гранулирана пластмаса се подава от принудително овен от бункер в загрята цев. Тъй като гранулите се движат бавно напред с винтово бутало, пластмасата се принуждава в нагрята камера, където се стопява. С напредването на буталото разтопената пластмаса се принуждава през накрайник, който се опира на матрицата, което й позволява да влезе в кухината на формата през порта и система за бегач. Формата остава студена, така че пластмасата се втвърдява почти веднага щом формата се напълни.

Цикъл на леене под налягане

Последователността на събитията по време на инжекционната форма на пластмасова част се нарича цикъл на инжекционно формоване. Цикълът започва, когато мухълът се затвори, последван от инжектиране на полимера в кухината на формата. След като кухината се запълни, се поддържа задържащо налягане, за да се компенсира свиването на материала. В следващата стъпка винтът се завърта, подавайки следващия изстрел към предния винт. Това кара винта да се отдръпне, докато се подготви следващият изстрел. След като частта е достатъчно охладена, формата се отваря и частта се изхвърля.

Научен срещу традиционното формоване

Традиционно инжекционната част от процеса на формоване се извършва при едно постоянно налягане, за да се запълни и опакова кухината. Този метод обаче позволява големи разлики в размерите от цикъл на цикъл. Сега по-често се използва научно или отделено формоване, метод, въведен от RJG Inc. При това инжектирането на пластмасата се „отделя“ на етапи, за да се позволи по-добър контрол на размерите на детайлите и повече цикъл към цикъл (често наричан изстрел към -отстрелян в индустрията) последователност. Първо кухината се запълва до приблизително 98%, като се използва контрол на скоростта (скоростта). Въпреки че налягането трябва да е достатъчно, за да позволи желаната скорост, ограниченията на налягането по време на този етап са нежелани. След като кухината е пълна с 98%, машината преминава от контрол на скоростта към контрол на налягането, където кухината е „опакована” при постоянно налягане, където се изисква достатъчна скорост за достигане на желаното налягане. Това позволява размерите на частите да се контролират с точност до хилядни от инча или по-добре.

Различни видове процеси за леене под налягане

Въпреки че повечето процеси за леене под налягане са обхванати от конвенционалното описание на процеса по-горе, има няколко важни вариации на формоване, включително, но не само:

• леене
• Метално леене под налягане
• Тънкостенно шприцоване
• Инжекционно формоване на течен силиконов каучук

По-подробен списък на процесите на леене под налягане може да се намери тук:

Процес за отстраняване на проблеми

Подобно на всички промишлени процеси, шприцоването може да произведе дефекти. В областта на леенето под налягане, отстраняването на проблеми често се извършва чрез изследване на дефектни части за специфични дефекти и адресиране на тези дефекти с дизайна на формата или характеристиките на самия процес. Често се правят изпитвания, преди да започне пълното производство, за да се предскаже дефектите и да се определят подходящите спецификации, които да се използват в процеса на инжектиране.

При запълване на нова или непозната матрица за първи път, когато размерът на изстрела за тази матрица е неизвестен, техник / монтажник на инструменти може да извърши пробен пуск преди пълен производствен цикъл. Той започва с малко тегло на изстрела и пълни постепенно, докато матрицата е пълна от 95 до 99%. След като това се постигне, ще се приложи малко задържащо налягане и времето на задържане се увеличава, докато настъпи замръзване на затвора (време на втвърдяване). Времето на замръзване на вратата може да се определи чрез увеличаване на времето на задържане и след това претегляне на детайла. Когато теглото на детайла не се променя, тогава се знае, че портата е замръзнала и в нея не се инжектира повече материал. Времето за втвърдяване на портата е важно, тъй като определя времето на цикъла и качеството и консистенцията на продукта, което само по себе си е важен въпрос в икономиката на производствения процес. Налягането при задържане се увеличава, докато частите се освободят от мивки и не се постигне тегло на частите.

Дефекти на формоването

Инжекционното формоване е сложна технология с възможни производствени проблеми. Те могат да бъдат причинени или от дефекти във формите, или по-често от самия процес на формоване.

Методи като индустриално CT сканиране могат да помогнат при намирането на тези дефекти както външно, така и вътрешно.

Допустими отклонения

Толерансът на формоване е определено допустимо отклонение от отклоненията в параметри като размери, тегла, форми или ъгли и др. За да се увеличи контрола при настройка на допустимите отклонения, обикновено се използва минимална и максимална граница на дебелината въз основа на използвания процес. Инжекционното формоване обикновено е в състояние на допустими отклонения, еквивалентни на IT степен от около 9-14. Възможният толеранс на термопластмаса или термореактив е ± 0.200 до ± 0.500 милиметра. При специализирани приложения при масово производство се постигат допустими отклонения от ± 5 µm както на диаметри, така и на линейни характеристики. Повърхностни покрития от 0.0500 до 0.1000 µm или по-добри могат да бъдат получени. Възможни са и груби или камъчести повърхности.

Изисквания към захранването

Мощността, необходима за този процес на леене под налягане, зависи от много неща и варира между използваните материали. Справочно ръководство за производствени процеси заявява, че изискванията за мощност зависят от "специфичното тегло на материала, точката на топене, топлопроводимостта, размера на детайла и скоростта на формоване." По-долу има таблица от страница 243 от същата справка, спомената по-горе, която най-добре илюстрира характеристиките, свързани с мощността, необходима за най-често използваните материали.

Роботизирано формоване

Автоматизацията означава, че по-малкият размер на части позволява на мобилната система за проверка по-бързо да изследва множество части. В допълнение към монтирането на системи за проверка на автоматични устройства, многоосните роботи могат да премахват части от формата и да ги позиционират за по-нататъшни процеси.

Конкретните случаи включват отстраняване на части от формата веднага след създаването на частите, както и прилагане на системи за машинно виждане. Робот захваща частта, след като изтласкащите щифтове са удължени, за да освободят частта от формата. След това ги премества в място за задържане или директно върху система за проверка. Изборът зависи от вида на продукта, както и от общото разположение на производственото оборудване. Визионните системи, монтирани на роботи, значително подобряват контрола на качеството за вмъкнати формовани части. Мобилен робот може по-точно да определи точността на поставяне на металния компонент и да инспектира по-бързо, отколкото човек.

Галерия