Staplade formsprutningsformar är en ny typ av formsprutning som är mycket effektiv, snabb och energibesparande- och som gradvis marknadsförs och används i mitt land. Till skillnad från konventionella formar är hålrummen i staplade formsprutningsformar fördelade på två eller flera skikt, arrangerade på ett överlappande sätt, i huvudsak genom att kombinera flera formuppsättningar.
Vanligtvis, när formsprutningsmaskiner används med konventionella formar, används deras formsprutningsvolym och formöppningsslag endast vid 20%-40% av deras nominella kapacitet, vilket misslyckas med att fullt ut utnyttja maskinens prestanda. Jämfört med konventionella formar ökar staplade formsprutningsformar bara klämkraften med 5%-10%, men kan öka produktionen med 90%-95%, vilket avsevärt förbättrar utrustningens utnyttjande och produktivitet samtidigt som kostnaderna minskar.
Staplade formsprutningsformar är bäst lämpade för att gjuta stora, platta delar, grunda-hålrumsdelar, små, fler-tunna-väggiga delar och delar som kräver massproduktion.
I. Designöverväganden för staplade sprutformar
Staplade formsprutningsformar, som en ny typ av formteknik, har genomgått kontinuerlig utveckling, särskilt med integreringen av hot runner-teknologin, vilket gör det till en spjutspetsteknik i utvecklingen av plastformar idag. Traditionella formdesignteorier är inte längre tillämpliga på staplade formsprutningsformkonstruktioner. Därför finns det ett akut behov av att utveckla en helt ny formdesignteori för att vägleda designen av staplade formsprutningsformar. Följande kommer att förklara de viktigaste designpunkterna för staplade formsprutningsformar.
1. Maximal injektionsvolym för formsprutningsmaskinen
Staplade formsprutningsformar kan använda antingen kalla löpare eller varma löpare. Vid användning av en kall löpare måste mängden plast som används för stelning i grindsystemet beaktas. När man använder en varmlöpare, som ger icke-återgående stelningsproduktion, påverkar inte materialet i den varma öppningsplattan och det centrala huvudmunstycket den erforderliga insprutningsvolymen i formen och kan ignoreras. Därför bör den maximala formsprutningsvolymen för formsprutningsmaskinen bestämmas från fall-till-fall.
2. Insprutningstryck för formsprutningsmaskinen
Verifieringen av insprutningstrycket kontrollerar huvudsakligen om insprutningstrycket kan uppfylla formningskraven. För staplade formsprutningsformar, som mestadels formar tunna-väggiga plastdelar med stora utskjutande ytor och långa flödesvägar, krävs högre insprutningstryck och insprutningshastighet under fyllningsprocessen. Hot runner-formar, på grund av sin heta runner-teknologi, kan bättre överföra insprutningstryck jämfört med kalla runner-formar, vilket kräver lägre insprutningstryck. Men på grund av den ökade flödesvägen och den projicerade ytan kräver de högre insprutningstryck än enskiktsformar för kallt sken. Vid verifiering av injektionstrycket bör plastdelens injektionstryck bestämmas baserat på formsprutningsprocessen för olika plaster och datorsimuleringsflödesanalys och sedan jämföras med det nominella injektionstrycket för formsprutningsmaskinen.
3. Maximal spännkraft för formsprutningsmaskinen
Kaviteterna i en staplad formsprutningsform är anordnade "baksida-till-rygg", vilket teoretiskt tillåter valfritt antal staplar att uppnås på samma formsprutningsmaskin utan att öka klämkraften. Men eftersom det centrala huvudmunstycket och grenröret i en staplad sprutform ökar flödeskanalen, är den projicerade arean av plastdelen plus grindsystemet på avskiljningsytan större. Dessutom resulterar den förlängda löparen på grund av staplingen i större tryckförlust än en konventionell enkel-form, vilket leder till en motsvarande ökning av insprutningstrycket och kavitetstrycket. Därför ökar klämkraften. När man verifierar klämkraften är det relativt säkert att öka den med 10 %-15 % jämfört med samma enskiktsform.
4. Formsprutningsmaskin Öppningsslag
Staplade formsprutor delar och matar ut plastdelen på två nivåer. Vid verifiering av öppningsslaget, för formsprutningsmaskiner som använder en hydraulisk-mekanisk klämmekanism, behöver inte formtjockleken beaktas. Men när den staplade formsprutningsformen har en-delad kärna-dragmekanism, måste inverkan av kärnans-dragsträcka beaktas.
Om en synkron formöppningsmekanism, såsom ett kugghjul och kuggstång eller vev-kopplingsstångsformöppningsanordning med samma utväxlingsförhållande, används, begränsas inte slaglängden för varje lager i en staplad formsprutningsform av produktens höjd. Dess formöppningsslag är N gånger det maximala öppningsslaget för lagret i fler-lagerformen (N är antalet lager i den staplade formsprutningsformen).
5. Huvudmunstyckets längd
Det centrala huvudmunstycket bör inte vara för långt eller för kort. Detta säkerställer att när formen stängs kommer det centrala huvudmunstycket inte att överskrida det maximala avståndet som formsprutningsmaskinens munstycke kan dras in eller föras fram på maskinbasen. Eftersom det centrala huvudmunstycket rör sig tillsammans med den mittersta delen av gjutformen under avskiljning, bör det säkerställas att det centrala huvudmunstycket förblir i den fasta gjutformssektionen efter öppning av gjutformen för att förhindra att översvämning från huvudet av det centrala huvudmunstycket droppar på väggen i den fasta gjutformshåligheten.
6. Portsystem
Staplade formsprutningsformar kan använda antingen ett konventionellt öppningssystem (dvs. ett kallt öppningssystem) eller ett öppningssystem för varm öppning. Hot runner grindsystem kan effektivt överföra insprutningstryck, förbättra formningskvaliteten på plastdelar och underlätta automatiserad produktion. De har dock vissa krav på vilken typ av plast som används och hot runner-system är dyra. När man använder kalllöparsystem är formningskvaliteten på plastdelarna något lägre, men formbearbetningen är lättare, vilket ger lägre kostnader. Därför beror valet av grindsystem på de specifika omständigheterna.
7. Formtemperaturkontrollsystem
Formtemperaturen är en av de viktiga faktorerna som påverkar formningskvaliteten för plastdelar. Vid utformningen av staplade formsprutningsformar är det viktigt att säkerställa konsekvent temperaturkontroll i varje kavitet. För staplade gjutformar med heta löpare, för att minska värmeförlusten på grund av värmeledning, bör kontaktytan mellan gjutformen och den heta löparplattan minimeras och lämpliga värmeisolerande dynor bör installeras.
8. Formöppningsmekanism
För att säkerställa en jämn krympning av plastdelarna bör uppehållstiden (avkylningstiden) för plastdelarna i varje kavitet vara lika. Därför måste staplade formsprutningsformar säkerställa att skiljeytorna i varje hålighet öppnas samtidigt. Kugghjuls- och kuggstångstransmissionsmekanismer och mekaniska länkmekanismer används vanligtvis som öppningsmekanismer i staplade formsprutningsformar. Den förra ger bättre teknisk prestanda och är mer ekonomisk, men den senare ger större flexibilitet. Hydraulisk-assisterad formöppning gör det lättare att kontrollera öppningstiden, men strukturen är större.
9. Demolding Mechanism
Baserat på kravet på lika kylningstid bör staplade formsprutningsformar skjuta ut plastdelarna i varje kavitet samtidigt. Fjäder- eller-högtrycksuttagningsmekanismer för luft kan uppnå detta.
II. Utveckling och tillämpning av staplade sprutformar hemma och utomlands
Redan i december 1940 fick KNOWLESER patent på staplade formar. Dagens staplade formsprutningsformar är inte bara billigare än traditionella-enskiktsformar, utan ökar också flexibiliteten i deras tillämpning. Efter decennier av forskning och utveckling har staplade formsprutningsformar utvecklats genom strukturella förändringar, inklusive kalllöpare dubbel-lager formsprutningsformar, hot runner dubbel-lager formsprutningsformar, 3- eller 4-lagers staplade formsprutningsformar, varmformade rätvinkliga staplade och roterande gjutformar. formsprutningsformar.
1. Utvecklingstrender för staplade formsprutningsformar utomlands
Stacked formsprutningsteknik startade tidigare och är relativt mogen utomlands. Väl-kända staplade formsprutningsföretag inkluderar Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha och Engel. På grund av den snabba utvecklingen av hot runner-teknik utomlands används hot runner-stackad formsprutningsteknik i stor utsträckning utomlands. Dessutom ligger utvecklade länder i framkant av nya staplade formsprutningstekniker, och den nyligen utvecklade roterande staplade formsprutningstekniken har breddat applikationsmöjligheterna för staplade formsprutningsformar.
På 1960- och 70-talen började några utländska företag utveckla staplade formsprutningsformar. Det schweiziska företaget Schottli var först med att utveckla staplade formsprutningsformar för industriella applikationer.
År 1980 designade Johnson T. från Tyskland en kalllöpare med dubbel-insprutningsform. Denna form bestod av en rörlig formsektion, en fast formsektion och en mellansektion. Den mellanliggande sektionen var i huvudsak en fortsättning på huvudskenan, med grenlöpare och två separata hålrumsplattor. Utstötningsmekanismer installerades i både de rörliga och fasta formsektionerna, med hjälp av mekaniska, hydrauliska eller pneumatiska metoder för att mata ut plastdelen.
1989 designade D. Gener och Wiesbaden-Delkheim en varmlöpare med dubbel-insprutningsform. Den bestod också av en rörlig formsektion, en fast formsektion och en mellansektion. Den mellanliggande sektionen bestod av varmröret, varma munstycken för att mata in material i hålrummen och två hålrumsplattor för den färdiga produkten.
1991 designade Rozema H. på Tradesco Die & Mould en staplad formsprutningsform med fyra-lager. Denna form, baserad på den heta löparens dubbel-insprutningsform, utökade den varma löparen och lade till en mellansektion, vilket utökade antalet gjutskikt till fyra, vilket ökade produktiviteten fyrfaldigt.
1992 uppfann Hiroo Kasui och Motoo Yamamoto från Japan en varmlöparstackform med asymmetriskt fördelade heta munstycken. En rimlig löpardesign kan emellertid styra smältflödet i formhåligheten för att uppnå jämvikt.
2. Utvecklingsdynamik för stacksprutformar i Kina
Stack formsprutningsteknik introducerades bara gradvis till mitt lands formindustri i slutet av 1980-talet. Därför startade mitt lands stackformsprutningsteknik relativt sent, och andelen varmlöparstackformsprutningsformar som används i produktionen är liten. Det finns en viss lucka i design och tillämpning jämfört med avancerad utländsk stackformteknik, och inom vissa tekniska områden (som roterande stackformsprutningsformar) är Kina fortfarande ett tomt blad. Därför, inför hård konkurrens på marknaden, måste mitt land snabbt förbättra sin stackformsprutningsteknik för att ta initiativ på den internationella marknaden och säkerställa överlevnaden för sina företag.
År 1990 föreslog Li Shuzan från Beijing No. 13 Plastics Factory en strukturell design för en dubbel-hålrumsform med hjälp av sidomatning-. Den här formen minskar antalet formavskiljande ytor jämfört med punkt-portmatning, vilket underlättar sekventiell formöppning. Den är dock opålitlig vid gjutning av djupa håligheter eller delar som kräver betydande urtagningskraft.
År 1992 introducerade Bu Jianxin från Changzhou Light Industry School en dubbel-formsprutningsform med både sido-grind och spets-matning. Den övre kaviteten använder sido-portmatning och den nedre kaviteten använder punkt-gatematning. Sekventiell avskiljning uppnås med begränsningskrokar och begränsningsplattor, vilket möjliggör gjutning av olika typer av plastdelar.
År 1995 designade Yi Qing en speciell dubbel-insprutningsform med ett två- huvudrörsystem. Det första-stegets huvudlöpare har ett försänkt spår i toppen. Den rörliga formplattan driver den fasta formens ejektorplatta för att mata ut plastdelen via en kedjedrivning. Dess nackdelar inkluderar behovet av att förlänga formsprutningsmaskinens munstycke till den fasta formen för att injicera den huvudsakliga löparbussningen, och ett skrymmande grindsystem.
1997 designade Li Shu och Chuan Chengzhi en dubbel-hot runner-sprutform för tillverkning av tätningslister för dörrar och fönster för bilar. Denna form gick förbi mitten och överförde smält plast från formkanten till löpplattan. Formen kunde forma två uppsättningar plastdelar i en injektionscykel, varje uppsättning innehåller fyra tätningsremsor (fram, bak, vänster och höger). De åtta tätningslisterna som används på två bilar kunde gjutas i en operation.
1999 designade Wang Yuexing från Zhejiang Weixing Group en hög-effektiv halv-typ dubbel-injektionsform. Den delade ett par halva-slider-block, vilket resulterade i en enkel formstruktur, lägre tillverkningskostnader, dubbelt antal hålrum, kortare formsprutningscykler och högre produktionseffektivitet.
År 2000, Feng Xiaozhong et al. introducerade en nedsänkt grind med dubbel-injektionsform för spritglaslock. Denna form gör det möjligt att separera varje lager av plastdelar i-formen från det stelnade materialet i löparen, och varje lagers skiljeytor kan skjutas ut samtidigt. Detta förenklar formstrukturen, minskar kraven på delningsavstånd och underlättar automatiserad produktion. Det kräver dock hög tillförlitlighet hos plastdelarna som finns kvar i formen och en djupt försänkt huvudbussning. År 2003 designade Yan Yalin och Huang Xiaoyan en rätvinklig-insprutningsform med varmlöpare. Denna form ändrade portens position och placerade den i mitten i rät vinkel mot formens öppningsriktning. Samtidigt som den krävde en rätvinklig formsprutningsmaskin eliminerade den behovet av en förlängning av heta löparen, vilket minskade avståndet som den smälta plasten färdas från insprutningsmunstycket till grenröret och förenklar den strukturella designen.
2004 designade Chen Jianling, Liu Tinghua och andra en varm löpare staplad form för CD-förpackningslådor. Genom att använda fasta-stag för sekventiell formöppning har den en kompakt struktur, utmärkt ekonomi, minskad arbetskraft, avsevärt förbättrad effektivitet och säkerställd produktkvalitet.
2007 designade Shen Honglei och andra en varm löpare staplad form för CD-hållare. Denna form använder en dubbel-varm löparstruktur som använder kugghjul, kuggstång och hydraulcylindrar för att uppnå sekventiell formöppning och delutkastning. De producerade delarna uppfyller kraven på dimensioner och utseende, vilket avsevärt förbättrar produktionseffektiviteten och minskar produktionskostnaderna och skrothastigheterna avsevärt.
År 2008, Wang Zhenbao et al. tillämpat CAE-teknologi vid design av staplade formsprutningsformar. Med hjälp av Moldflow-analysmjukvaran simulerade de dynamiskt gjutningsprocessen av en staplad form av en luftkonditioneringspanel genom att analysera plastfyllnings-, hålltrycks- och kylprocesserna. De analyserade de viktigaste faktorerna som påverkar formningsprocessen och optimerade processparametrarna.
III. Slutsats
Användning av staplade formsprutningsformar, särskilt varmlöpare staplade formsprutningsformar, kan fullt ut utnyttja kapaciteten hos formsprutningsmaskiner, spara arbetskraft och utrustningsresurser och avsevärt förbättra produktionseffektiviteten. Även om staplade formsprutningsformar har högre konstruktions- och tillverkningskostnader, kan förbättringar inom följande områden avsevärt minska formkostnaderna och utöka deras användningsområde:
1. Förbättra designteorin för staplade formsprutningsformar och förkorta FoU-cykeln;
2. Förläng livslängden för kärnkomponenter (såsom värmeelement och temperaturkontrollelement);
3. Gör staplade formsprutningsformar kompatibla med vanlig formsprutningsutrustning;
4. Använd CAD/CAE/CAM-teknik för design, analys och tillverkning för att optimera formstrukturen;
5. Standardisera och kommersialisera vanliga delar för staplade formsprutningsformar;
6. Förbättra trycköverföringskapaciteten för att göra dem lämpliga för produktion av tjocka-väggiga plastdelar;
7. Optimera processparametrarna för staplad formsprutning;
8. Uppnå full automatisering av staplade formsprutning.
