El proceso de moldeo por inyección de piezas de plástico incluye principalmente cuatro etapas: llenado-mantenimiento de presión-enfriamiento-desmoldeo. Estas cuatro etapas determinan directamente la calidad de moldeo del producto, y estas cuatro etapas son un proceso continuo completo. .
1. Etapa de llenado
El llenado es el primer paso de todo el ciclo de moldeo por inyección. El tiempo comienza desde que se cierra el molde y comienza el moldeo por inyección, hasta la cavidad del molde. está lleno aproximadamente al 95%. En teoría, cuanto más corto sea el tiempo de llenado, mayor será la eficiencia del moldeo, pero en la práctica, el tiempo de moldeo o la velocidad de inyección están restringidos por muchas condiciones.
Llenado de alta velocidad. La velocidad de corte es alta durante el llenado a alta velocidad y la viscosidad del plástico disminuye debido al adelgazamiento por corte, lo que reduce la resistencia general al flujo y la influencia del calentamiento viscoso local también hará que el espesor de la capa solidificada sea más delgado; Por lo tanto, durante la fase de control de flujo, el comportamiento de llenado depende a menudo del tamaño del volumen a llenar. Es decir, en la etapa de control de flujo, debido al llenado a alta velocidad, el efecto de adelgazamiento por cizallamiento de la masa fundida suele ser muy grande, mientras que el efecto de enfriamiento de la pared delgada no es obvio, por lo que prevalece el efecto de la velocidad.
Llenado lento. Cuando la conducción de calor controla el llenado a baja velocidad, la velocidad de corte es baja, la viscosidad local es alta y la resistencia al flujo es grande. Dado que la tasa de reposición de plástico caliente es lenta y el flujo es relativamente lento, el efecto de conducción de calor es más obvio y la pared fría del molde elimina rápidamente el calor. Junto con una menor cantidad de calentamiento viscoso, el espesor de la capa solidificada es más grueso, lo que aumenta aún más la resistencia al flujo en partes más delgadas de la pared.
Debido al flujo de la fuente, las cadenas de polímeros plásticos delante de la onda de flujo están alineadas casi paralelas al frente de onda de flujo. Por lo tanto, cuando dos hebras de plástico fundido se encuentran, las cadenas de polímero en la superficie de contacto son paralelas entre sí, además, las dos hebras de plástico fundido tienen diferentes propiedades (diferente tiempo de residencia en la cavidad del molde, diferentes temperaturas y presiones), lo que provoca; el área de intersección de fusión en la que se encuentra La resistencia estructural es pobre microscópicamente. Cuando las piezas se colocan en un ángulo apropiado bajo la luz y se observan a simple vista, se puede ver que hay líneas de unión obvias. Este es el mecanismo de formación de marcas de soldadura. Las marcas de soldadura no solo afectan la apariencia de las piezas de plástico, sino que también provocan la concentración de tensiones debido a la microestructura suelta, lo que reduce la resistencia de esta pieza y provoca fracturas.
En general, la resistencia de las marcas de soldadura producidas en áreas de alta temperatura es mejor, porque en condiciones de alta temperatura, las cadenas de polímeros son más móviles y pueden penetrar y enredarse entre sí. Además, las dos se funden. en el área de alta temperatura las temperaturas son relativamente cercanas y las propiedades térmicas de la masa fundida son casi las mismas, lo que aumenta la resistencia del área de soldadura, por el contrario, en el área de baja temperatura, la resistencia de la soldadura es pobre;
2. Etapa de mantenimiento de presión
La función de la etapa de mantenimiento de presión es aplicar presión continuamente, compactar la masa fundida y aumentar la densidad del plástico (densificación) para compensar la Comportamiento de contracción del plástico. Durante el proceso de mantenimiento de la presión, la contrapresión es alta porque la cavidad del molde se ha llenado de plástico. Durante el proceso de mantenimiento de presión y compactación, el tornillo de la máquina de moldeo por inyección solo puede avanzar lenta y ligeramente, y la velocidad del flujo del plástico también es relativamente lenta. El flujo en este momento se denomina flujo de mantenimiento de presión. Debido a que durante la etapa de mantenimiento de presión, la pared de plástico del molde se enfría y solidifica más rápido, y la viscosidad de la masa fundida aumenta rápidamente, la resistencia en la cavidad del molde es muy grande. En la última etapa de mantenimiento de presión, la densidad del material continúa aumentando y las piezas de plástico se forman gradualmente. La etapa de mantenimiento de presión continúa hasta que la compuerta se solidifica y sella. En este momento, la presión de la cavidad en la etapa de mantenimiento de presión alcanza el máximo. valor.
Durante la etapa de mantenimiento de la presión, debido a la alta presión, el plástico presenta propiedades parcialmente comprimibles. En áreas con mayor presión, el plástico es más denso y tiene una mayor densidad; en áreas con menor presión, el plástico es más suelto y tiene una menor densidad, lo que hace que la distribución de la densidad cambie con la ubicación y el tiempo. Durante el proceso de mantenimiento de la presión, el caudal de plástico es extremadamente bajo y el flujo ya no juega un papel principal; la presión es el factor principal que afecta el proceso de mantenimiento de la presión. Durante el proceso de mantenimiento de la presión, el plástico ha llenado la cavidad del molde y la masa fundida que se solidifica gradualmente sirve como medio para transmitir la presión. La presión en la cavidad del molde se transfiere a la superficie de la pared del molde con la ayuda del plástico, que tiende a abrir el molde, por lo que se requiere una fuerza de sujeción adecuada para sujetar el molde. En circunstancias normales, la fuerza de expansión del molde abrirá ligeramente el molde, lo que es útil para ventilar el molde; sin embargo, si la fuerza de expansión del molde es demasiado grande, puede causar fácilmente rebabas, desbordamiento o incluso abrir el molde; Por lo tanto, al elegir una máquina de moldeo por inyección, debe elegir una máquina de moldeo por inyección con una fuerza de sujeción lo suficientemente grande como para evitar la expansión del molde y mantener la presión de manera efectiva.
3． Fase de Enfriamiento
En los moldes de moldeo por inyección, el diseño del sistema de enfriamiento es muy importante. Esto se debe a que sólo cuando los productos de plástico moldeados se enfrían y solidifican hasta alcanzar una cierta rigidez, se puede evitar que los productos de plástico se deformen debido a fuerzas externas después de ser desmoldados. Dado que el tiempo de enfriamiento representa aproximadamente del 70% al 80% de todo el ciclo de moldeo, un sistema de enfriamiento bien diseñado puede acortar significativamente el tiempo de moldeo, mejorar la productividad del moldeo por inyección y reducir costos.
Un sistema de enfriamiento mal diseñado alargará el tiempo de moldeo y aumentará los costos; el enfriamiento desigual provocará aún más deformaciones de los productos plásticos.
Según los experimentos, el calor que ingresa al molde desde la masa fundida generalmente se distribuye en dos partes, el 5% de una parte se transfiere a la atmósfera a través de radiación y convección, y el 95% restante se conduce desde la atmósfera. derretir al molde. Debido a la función de las tuberías de agua de refrigeración en los productos plásticos en el molde, el calor se transfiere desde el plástico en la cavidad del molde a las tuberías de agua de refrigeración a través del marco del molde mediante conducción de calor, y luego el refrigerante lo elimina mediante convección de calor. Una pequeña cantidad de calor que no ha sido absorbida por el agua de refrigeración continúa conduciéndose en el molde y luego se disipa en el aire después de entrar en contacto con el mundo exterior.
El ciclo de moldeo del moldeo por inyección consta del tiempo de cierre del molde, tiempo de llenado, tiempo de mantenimiento de la presión, tiempo de enfriamiento y tiempo de desmolde. Entre ellos, el tiempo de enfriamiento representa la mayor proporción, alrededor del 70% al 80%. Por lo tanto, el tiempo de enfriamiento afectará directamente la duración del ciclo de moldeo y la producción de productos plásticos. Durante la etapa de desmoldeo, la temperatura del producto plástico debe enfriarse a una temperatura inferior a la temperatura de deformación térmica del producto plástico para evitar que el producto plástico se relaje debido a tensiones residuales o deformaciones y deformaciones causadas por fuerzas externas durante el desmoldeo.
Los factores que afectan a la velocidad de enfriamiento de los productos son:
Diseño del producto plástico. Principalmente el espesor de la pared de los productos plásticos. Cuanto más espeso sea el producto, mayor será el tiempo de enfriamiento. En términos generales, el tiempo de enfriamiento es aproximadamente proporcional al cuadrado del espesor del producto plástico, o proporcional a la potencia 1,6 del diámetro máximo del canal de flujo. Es decir, el espesor del producto plástico se duplica y el tiempo de enfriamiento aumenta 4 veces.
Materiales de moldes y sus métodos de enfriamiento. Los materiales del molde, incluidos el núcleo del molde, los materiales de la cavidad y los materiales de la base del molde, tienen una gran influencia en la velocidad de enfriamiento. Cuanto mayor sea la conductividad térmica del material del molde, mejor será el efecto de transferir calor del plástico por unidad de tiempo y menor será el tiempo de enfriamiento.
Método de configuración de la tubería de agua de refrigeración. Cuanto más cerca esté la tubería de agua de refrigeración de la cavidad del molde, mayor será el diámetro de la tubería y mayor será el número, mejor será el efecto de enfriamiento y menor será el tiempo de enfriamiento.
Flujo de refrigerante. Cuanto mayor sea el caudal de agua de refrigeración (generalmente el flujo turbulento es mejor), mejor será el efecto del agua de refrigeración al eliminar el calor mediante convección térmica.
Propiedades del refrigerante. La viscosidad y la conductividad térmica del refrigerante también afectarán el efecto de conducción de calor del molde. Cuanto menor sea la viscosidad del refrigerante, mayor será el coeficiente de transferencia de calor y cuanto menor sea la temperatura, mejor será el efecto de enfriamiento.
Selección de plásticos. El plástico es una medida de la rapidez con la que un plástico conduce el calor de un lugar caliente a un lugar frío. Cuanto mayor sea el coeficiente de conductividad térmica del plástico, mejor será el efecto de conducción del calor, o el plástico tiene un calor específico bajo y la temperatura es fácil de cambiar, por lo que el calor es fácil de disipar, el efecto de conducción del calor es mejor y el el tiempo de enfriamiento requerido es más corto.
Configuración de parámetros de procesamiento. Cuanto mayor sea la temperatura del material, mayor será la temperatura del molde, menor será la temperatura de expulsión y mayor será el tiempo de enfriamiento requerido.
Reglas de diseño del sistema de refrigeración:
El canal de refrigeración diseñado debe garantizar un efecto de refrigeración uniforme y rápido.
El objetivo del diseño del sistema de refrigeración es mantener una refrigeración adecuada y eficiente del molde. Los orificios de refrigeración deben utilizar tamaños estándar para facilitar el procesamiento y el montaje.
Al diseñar el sistema de refrigeración, el diseñador del molde debe determinar los siguientes parámetros de diseño en función del espesor de la pared y el volumen de la pieza de plástico: la ubicación y el tamaño de los orificios de refrigeración, la longitud de los orificios, la tipo de orificios, la configuración y conexión de los orificios y el caudal y las propiedades de transferencia de calor del refrigerante.
4. Etapa de desmolde
El desmolde es el último paso en un ciclo de moldeo por inyección. Aunque el producto se ha endurecido y formado en frío, el desmoldeo aún tiene un impacto muy importante en la calidad del producto. Los métodos de desmoldeo inadecuados pueden causar una fuerza desigual sobre el producto durante el desmoldeo, deformación del producto durante la expulsión y otros defectos. Hay dos formas principales de desmoldar: desmolde con pasador expulsor y desmolde con placa extractora. Al diseñar el molde, se debe seleccionar el método de desmoldeo adecuado en función de las características estructurales del producto para garantizar la calidad del producto.
Para moldes que utilizan pasadores expulsores para el desmolde, los pasadores expulsores deben colocarse lo más uniformemente posible y se debe seleccionar la posición donde la resistencia al desmoldeo sea mayor y la resistencia y rigidez de la pieza de plástico sean mayores. para evitar deformaciones y daños a la pieza de plástico.
La placa desmoldeadora se utiliza generalmente para desmoldar envases de cavidades profundas y paredes delgadas y productos transparentes que no dejan rastros de varillas de empuje. Las características de este mecanismo son una fuerza de desmoldeo grande y uniforme y un movimiento suave. rastros obvios dejados atrás.
Parámetros del proceso de moldeo por inyección
1. Presión de moldeo por inyección
La presión de moldeo por inyección es proporcionada por el sistema hidráulico del sistema de moldeo por inyección.
La presión del cilindro hidráulico se transmite al plástico fundido a través del tornillo de la máquina de moldeo por inyección. Impulsado por la presión, el plástico fundido ingresa al canal de flujo vertical (también el canal de flujo principal para algunos moldes), al canal de flujo principal y al canal de flujo principal. desvía el flujo del molde a través de la boquilla del canal de la máquina de moldeo por inyección y ingresa a la cavidad del molde a través de la puerta. Este proceso es el proceso de moldeo por inyección, o llamado proceso de llenado. La existencia de presión es para superar la resistencia durante el proceso de flujo de fusión o, por el contrario, la resistencia existente durante el proceso de flujo debe ser compensada por la presión de la máquina de moldeo por inyección para garantizar que el proceso de llenado se desarrolle sin problemas.
Durante el proceso de moldeo por inyección, la presión en la boquilla de la máquina de moldeo por inyección es la más alta para superar la resistencia al flujo de la masa fundida durante todo el proceso. A partir de entonces, la presión disminuye gradualmente a lo largo de la longitud del flujo hacia el frente de onda frontal de la masa fundida. Si el escape dentro de la cavidad del molde es bueno, la presión final en el extremo frontal de la masa fundida es la presión atmosférica.
Hay muchos factores que afectan la presión de llenado de la masa fundida, que se pueden resumir en tres categorías: (1) factores materiales, como el tipo y la viscosidad del plástico, etc. (2) factores estructurales, como; como el tipo y número de sistemas de vertido y posición, la forma de la cavidad del molde y el espesor del producto, etc. (3) Elementos del proceso de moldeo.
2. Tiempo de moldeo por inyección
El tiempo de moldeo por inyección mencionado aquí se refiere al tiempo necesario para que el plástico fundido llene la cavidad, excluyendo el tiempo auxiliar como la apertura y el cierre del molde. Aunque el tiempo de inyección es muy corto y tiene poco impacto en el ciclo de moldeo, el ajuste del tiempo de inyección tiene un gran efecto en el control de presión de la compuerta, el corredor y la cavidad. Un tiempo razonable de moldeo por inyección ayuda a que la masa fundida se llene de manera ideal y es de gran importancia para mejorar la calidad de la superficie del producto y reducir las tolerancias dimensionales.
El tiempo de moldeo por inyección es mucho menor que el tiempo de enfriamiento, aproximadamente entre 1/10 y 1/15 del tiempo de enfriamiento. Esta regla se puede utilizar como base para predecir el tiempo total de moldeo de piezas de plástico. Al realizar el análisis de flujo del molde, solo cuando la masa fundida es impulsada completamente por la rotación del tornillo para llenar la cavidad, el tiempo de inyección en el resultado del análisis es igual al tiempo de inyección establecido en las condiciones del proceso. Si el cambio de presión del tornillo ocurre antes de que se llene la cavidad, los resultados del análisis serán mayores que el ajuste de las condiciones del proceso.
3. Temperatura de moldeo por inyección
La temperatura de moldeo por inyección es un factor importante que afecta la presión de moldeo por inyección. El cilindro de la máquina de moldeo por inyección tiene de 5 a 6 secciones de calentamiento y cada materia prima tiene su propia temperatura de procesamiento adecuada (para temperaturas de procesamiento detalladas, consulte los datos proporcionados por el proveedor del material). La temperatura del moldeo por inyección debe controlarse dentro de un cierto rango. Si la temperatura es demasiado baja, la masa fundida quedará mal plastificada, afectando la calidad de las piezas moldeadas y aumentando la dificultad del proceso; si la temperatura es demasiado alta, las materias primas se descompondrán fácilmente; En el proceso de moldeo por inyección real, la temperatura de inyección suele ser más alta que la temperatura del cilindro. El valor más alto está relacionado con la velocidad de inyección y las propiedades del material, y puede alcanzar hasta 30 °C. Esto se debe al hecho de que el material fundido se corta al pasar por el puerto de inyección y genera mucho calor. Hay dos formas de compensar esta diferencia al realizar un análisis de flujo del molde. Una es intentar medir la temperatura del material fundido cuando se inyecta al aire y la otra es incluir la boquilla al modelar.
4. Mantener la presión y el tiempo
Al final del proceso de moldeo por inyección, el tornillo deja de girar y simplemente empuja hacia adelante. En este momento, el moldeo por inyección entra en la etapa de mantenimiento de presión. . Durante el proceso de mantenimiento de la presión, la boquilla de la máquina de moldeo por inyección repone continuamente material en la cavidad para llenar el volumen que queda vacante debido a la contracción de la pieza. Si no se mantiene presión después de llenar la cavidad, la pieza se encogerá aproximadamente un 25 %, especialmente las nervaduras que se encogerán demasiado y provocarán marcas de contracción. La presión de mantenimiento suele ser aproximadamente el 85% de la presión máxima de llenado, que por supuesto debe determinarse en función de la situación real.
5. Contrapresión
La contrapresión se refiere a la presión que debe superarse cuando el tornillo retrocede y retrocede para almacenar el material. El uso de alta contrapresión es beneficioso para la dispersión de materiales de color y la fusión de plásticos, pero también prolonga el tiempo de retracción del tornillo, reduce la longitud de las fibras plásticas y aumenta la presión de la máquina de moldeo por inyección, por lo tanto, la contrapresión. debe ser inferior, generalmente no más que el del moldeo por inyección. Al inyectar espuma plástica, la contrapresión debe ser mayor que la presión formada por el gas; de lo contrario, el tornillo se saldrá del cañón. Algunas máquinas de moldeo por inyección pueden programar la contrapresión para compensar la reducción de la longitud del tornillo durante la fusión, lo que reduce la entrada de calor y hace que la temperatura baje. Sin embargo, dado que los resultados de este cambio son difíciles de estimar, no es fácil realizar los ajustes correspondientes en la máquina. Si no lo entiendes, puedes ir o echar un vistazo cuando tengas tiempo. ¡Espero que te sea útil!