Stablede sprøytestøper er en ny type sprøytestøpe som er svært effektiv, rask og-sparende, og som gradvis markedsføres og brukes i landet mitt. I motsetning til konvensjonelle støpeformer, er hulrommene i stablede sprøytestøpeformer fordelt på to eller flere lag, arrangert på en overlappende måte, og kombinerer i det vesentlige flere støpeformsett.
Vanligvis, når sprøytestøpemaskiner brukes med konvensjonelle former, brukes deres injeksjonsvolum og formåpningsslag bare ved 20%-40% av deres nominelle kapasitet, og utnytter ikke maskinens ytelse fullt ut. Sammenlignet med konvensjonelle støpeformer, øker stablede sprøytestøper bare klemkraften med 5%-10%, men kan øke produksjonen med 90%-95%, noe som forbedrer utstyrsutnyttelsen og produktiviteten betydelig, samtidig som kostnadene reduseres.
Stablede sprøytestøpeformer er best egnet for å støpe store, flate deler, grunne-hulromsskalldeler, små, tynne-veggede deler med flere-hulrom og deler som krever masseproduksjon.
I. Designhensyn for stablede sprøytestøpeformer
Stablede sprøytestøpeformer, som en ny type støpeformteknologi, har gjennomgått kontinuerlig utvikling, spesielt med integreringen av hot runner-teknologi, noe som gjør det til en banebrytende teknologi i utviklingen av plastformer i dag. Tradisjonelle formdesignteorier er ikke lenger anvendelige for stablet injeksjonsformdesign. Derfor er det et presserende behov for å utvikle en helt ny formdesignteori for å veilede utformingen av stablede injeksjonsformer. Det følgende vil forklare de viktigste designpunktene til stablede sprøytestøpeformer.
1. Maksimalt injeksjonsvolum for sprøytestøpemaskinen
Stablede injeksjonsformer kan bruke enten kalde løpere eller varme løpere. Når du bruker en kaldløper, må mengden plast som brukes til størkning i portsystemet vurderes. Ved bruk av en varmløper, som oppnår ikke-størkningsproduksjon, påvirker ikke materialet i den varme løperplaten og den sentrale hoveddysen det nødvendige injeksjonsvolumet til formen og kan ignoreres. Derfor bør det maksimale injeksjonsvolumet til sprøytestøpemaskinen bestemmes fra tilfelle-til-sak.
2. Injeksjonstrykk på sprøytestøpemaskinen
Verifikasjonen av injeksjonstrykket kontrollerer hovedsakelig om injeksjonstrykket kan oppfylle støpekravene. For stablede sprøyteformer, som for det meste former tynne-veggede plastdeler med store projiserte områder og lange strømningsbaner, kreves høyere injeksjonstrykk og injeksjonshastighet under fyllingsprosessen. Hot runner former, på grunn av deres hot runner teknologi, kan bedre overføre injeksjonstrykk sammenlignet med kalde runner molds, og krever dermed lavere injeksjonstrykk. På grunn av den økte strømningsveien og det projiserte området krever de imidlertid høyere injeksjonstrykk enn enkeltlags-kaldløpsformer. Når du verifiserer injeksjonstrykket, bør injeksjonstrykket til plastdelen bestemmes basert på sprøytestøpeprosessen til forskjellige plaster og datasimuleringsstrømanalyse, og deretter sammenlignes med det nominelle injeksjonstrykket til sprøytestøpemaskinen.
3. Maksimal klemkraft for sprøytestøpemaskin
Hulrommene i en stablet sprøytestøpeform er arrangert "bakside-til-rygg", og teoretisk sett tillater et hvilket som helst antall stabler å oppnås på samme sprøytestøpemaskin uten å øke klemkraften. Men fordi den sentrale hoveddysen og manifolden til en stablet sprøytestøpe øker strømningskanalen, er det projiserte området av plastdelen pluss portsystemet på skilleflaten større. Videre resulterer den utvidede løperen på grunn av stablingen i større trykktap enn en konvensjonell enkelt-lagsform, noe som fører til en tilsvarende økning i injeksjonstrykk og hulromstrykk. Derfor økes klemkraften. Når du verifiserer klemkraften, er det relativt trygt å øke den med 10 %-15 % sammenlignet med den samme enkeltlagsformen.
4. Sprøytestøpemaskin åpningsslag
Stablede sprøytestøper deler og støter ut plastdelen på to nivåer. Når du verifiserer åpningsslaget, for sprøytestøpemaskiner som bruker en hydraulisk-mekanisk klemmemekanisme, trenger du ikke vurdere formtykkelsen. Men når den stablede sprøytestøpeformen har en side-skillende kjerne-trekkmekanisme, må påvirkningen av kjernens-trekkavstand vurderes.
Hvis en synkron åpningsmekanisme for støpeformen, for eksempel et tannhjul og en tannstang eller en sveiv-koblingsstangformåpningsenhet med samme transmisjonsforhold, er ikke begrenset av høyden på produktet til hvert lag i en stablet sprøyteform. Formåpningsslaget er N ganger det maksimale åpningsslaget til laget i flerlagsformen (N er antall lag i den stablede sprøyteformen).
5. Lengde på hoveddyse
Den midtre hoveddysen skal ikke være for lang eller for kort. Dette sikrer at når formen lukkes, vil den sentrale hoveddysen ikke overskride den maksimale avstanden som sprøytestøpemaskinens dyse kan trekkes tilbake eller bevege seg på maskinbasen. Siden den midtre hoveddysen beveger seg sammen med den midtre delen av støpeformen under deling, bør det sikres at senterhoveddysen forblir i den faste støpeformseksjonen etter åpningen av støpeformen for å hindre at overløp fra hodet til senterhoveddysen drypper på veggen til det faste støpeformhulrommet.
6. Portsystem
Stablede sprøytestøpeformer kan bruke enten et konvensjonelt løpeportsystem (dvs. et kaldløperportsystem) eller et varmløperportsystem. Hot runner-portsystemer kan effektivt overføre injeksjonstrykk, forbedre støpekvaliteten til plastdeler og forenkle automatisert produksjon. De har imidlertid visse krav til hvilken type plast som brukes, og varmeløpersystemer er dyre. Ved bruk av kaldløpssystemer er formingskvaliteten på plastdelene noe lavere, men formbehandlingen er enklere, noe som gir lavere kostnader. Derfor avhenger valget av portsystem av de spesifikke omstendighetene.
7. Muggtemperaturkontrollsystem
Muggtemperatur er en av de viktige faktorene som påvirker støpekvaliteten til plastdeler. Ved utformingen av stablede sprøyteformer er det viktig å sikre konsekvent temperaturkontroll i hvert hulrom. For stablede injeksjonsformer med varme løpere, for å redusere varmetapet på grunn av varmeledning, bør kontaktområdet mellom støpeformen og varme løperplaten minimeres, og passende varmeisolasjonsputer bør installeres.
8. Muggåpningsmekanisme
For å sikre jevn krymping av plastdelene, bør oppholdstiden (kjøletiden) for plastdelene i hvert hulrom være lik. Derfor må stablede sprøytestøpeformer sørge for at skilleflatene til hvert hulrom åpner seg samtidig. Gir- og stativoverføringsmekanismer og mekaniske koblingsmekanismer brukes ofte som åpningsmekanismer i stablede sprøytestøpeformer. Førstnevnte gir bedre teknisk ytelse og er mer økonomisk, men sistnevnte gir større fleksibilitet. Hydraulisk-assistert formåpning gjør det lettere å kontrollere åpningstiden, men strukturen er større.
9. Demolding Mechanism
Basert på kravet om lik avkjølingstid, bør stablede sprøytestøpeformer støte ut plastdelene i hvert hulrom samtidig. Fjær- eller-høytrykksluftuttaksmekanismer kan oppnå dette.
II. Utvikling og bruk av stablede sprøytestøpeformer i inn- og utland
Allerede i desember 1940 fikk KNOWLESER patent på stablede former. Dagens stablede injeksjonsformer er ikke bare billigere enn tradisjonelle enkeltlagsformer, men øker også fleksibiliteten ved bruken. Etter flere tiår med forskning og utvikling har stablede sprøytestøper utviklet seg gjennom strukturelle endringer, inkludert kaldløper dobbelt-lags sprøytestøpeformer, hot runner dobbelt-lags sprøytestøper, 3-lags eller 4-lags stablede sprøytestøpeformer, varme løpende rettvinklede stablede og roterende stablede sprøytestøpeformer.
1. Utviklingstrender for stablede sprøytestøpeformer i utlandet
Stablet sprøytestøpeteknologi startet tidligere og er relativt moden i utlandet. Velkjente-stablede sprøytestøpefirmaer inkluderer Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha og Engel. På grunn av den raske utviklingen av hot runner-teknologi i utlandet, er hot runner stablet injeksjonsstøpeteknologi mye brukt i utlandet. Videre er utviklede land i forkant av nye stablede sprøytestøpeteknologier, og den nylig utviklede roterende stablede sprøytestøpeteknologien har utvidet bruksmulighetene til stablede sprøytestøpeformer.
På 1960- og 70-tallet begynte noen utenlandske selskaper å utvikle stablede injeksjonsformer. Det sveitsiske selskapet Schottli var det første som utviklet stablede sprøytestøpeformer for industrielle applikasjoner.
I 1980 designet Johnson T. fra Tyskland en kaldløper dobbeltlags-injeksjonsform. Denne formen besto av en bevegelig formseksjon, en fast formseksjon og en mellomseksjon. Mellomseksjonen var i hovedsak en fortsettelse av hovedløperen, med grenløpere og to separate hulromsplater. Utstøtningsmekanismer ble installert i både den bevegelige og faste formseksjonen, ved bruk av mekaniske, hydrauliske eller pneumatiske metoder for å kaste ut plastdelen.
I 1989 designet D. Gener og Wiesbaden-Delkheim en dobbel{3}}hotrunner-sprøyteform. Den besto også av en bevegelig formseksjon, en fast formseksjon og en mellomseksjon. Den mellomliggende seksjonen omfattet varmløperen, varme dyser for mating av materiale inn i hulrommene og to hulromsplater for det ferdige produktet.
I 1991 designet Rozema H. fra Tradesco Die & Mold en fire-lags stablet sprøyteform. Denne formen, basert på hotrunner-dobbelt-injeksjonsstøpeformen, utvidet hotrunneren og la til en mellomseksjon, utvidet antall støpelag til fire, og dermed firedoblet produktiviteten.
I 1992 oppfant Hiroo Kasui og Motoo Yamamoto fra Japan en sprøytestøpeform med asymmetrisk fordelte varme dyser. Imidlertid kan en rimelig løpekonstruksjon kontrollere smeltestrømmen i formhulen for å oppnå likevekt.
2. Utviklingsdynamikk for stabelsprøytestøpeformer i Kina
Stabelinjeksjonsstøpeteknologi ble bare gradvis introdusert til mitt lands støpeformindustri på slutten av 1980-tallet. Derfor startet mitt lands stabel-injeksjonsstøpeteknologi relativt sent, og andelen hot runner stack-injeksjonsformer som brukes i produksjonen er liten. Det er et visst gap i design og anvendelse sammenlignet med avansert utenlandsk stabelstøpeteknologi, og på noen tekniske områder (som roterende stabelinjeksjonsformer) er Kina fortsatt en blank tavle. Derfor, overfor hard markedskonkurranse, må landet mitt raskt forbedre sin stabelinjeksjonsstøpeteknologi for å ta initiativet i det internasjonale markedet og sikre overlevelsen til bedriftene.
I 1990 foreslo Li Shuzan fra Beijing No. 13 Plastics Factory et strukturelt design for en dobbel-hulromsprøyteform ved bruk av side-gatemating. Denne formen reduserer antall støpeoverflater sammenlignet med punkt-portmating, noe som letter sekvensiell åpning av formen. Imidlertid er den upålitelig når du støper dype hulrom eller deler som krever betydelig utformingskraft.
I 1992 introduserte Bu Jianxin fra Changzhou Light Industry School en dobbel-innsprøytingsform ved bruk av både side-port og spiss-gate. Det øvre hulrommet bruker side-gatemating, og det nedre hulrommet bruker punkt-gatemating. Sekvensiell oppdeling oppnås ved å bruke begrensende kroker og begrensende plater, som muliggjør støping av forskjellige typer plastdeler.
I 1995 designet Yi Qing en spesiell dobbel-injeksjonsstøpeform med et to- hovedløpssystem. Første-hovedløperen har et forsenket spor på toppen. Den bevegelige formplaten driver ejektorplaten til den faste formen for å støte ut plastdelen via en kjededrift. Dens ulemper inkluderer behovet for å utvide sprøytestøpemaskinens munnstykke til den faste formen for å injisere hovedløperbøssingen, og et klumpete portsystem.
I 1997 designet Li Shu og Chuan Chengzhi en dobbel-hotrunner-injeksjonsstøpeform for produksjon av tetningslister for dører og vinduer. Denne formen gikk utenom midten og overførte smeltet plast fra formkanten til løpeplaten. Formen kunne støpe to sett med plastdeler i en injeksjonssyklus, hvert sett inneholder fire tetningslister (foran, bak, venstre og høyre). De åtte tetningslistene som ble brukt på to biler kunne støpes i én operasjon.
I 1999 designet Wang Yuexing fra Zhejiang Weixing Group en høy-effektiv halv-type dobbelt-injeksjonsform. Den delte et par halve-glideblokker, noe som resulterte i en enkel formstruktur, lavere produksjonskostnader, dobbelt antall hulrom, kortere sprøytestøpesykluser og høyere produksjonseffektivitet.
I 2000, Feng Xiaozhong et al. introduserte en nedsenket port dobbel-injeksjonsform for brennevinsglass. Denne formen gjør det mulig å separere hvert lag med plastdeler i-form fra det størknede materialet i løperen, og skilleflatene til hvert lag kan skytes ut samtidig. Dette forenkler formstrukturen, reduserer kravene til skilleavstand og letter automatisert produksjon. Det krever imidlertid høy pålitelighet av plastdelene som er igjen i formen og en dypt forsenket hovedløperbøssing. I 2003 utformet Yan Yalin og Huang Xiaoyan en rettvinklet-injeksjonsstøpeform. Denne formen endret portens posisjon, og plasserte den i midten i rett vinkel til formens åpningsretning. Mens det krevde en rettvinklet sprøytestøpemaskin, eliminerte den behovet for en forlengelse av varme løpere, noe som reduserer avstanden den smeltede plasten reiser fra injeksjonsdysen til manifolden og forenkler den strukturelle utformingen.
I 2004 designet Chen Jianling, Liu Tinghua og andre en varmløper stablet form for CD-emballasjebokser. Ved å bruke faste-strekkstag for sekvensiell formåpning, har den en kompakt struktur, utmerket økonomi, redusert arbeidskraft, betydelig forbedret effektivitet og sikret produktkvalitet.
I 2007 designet Shen Honglei og andre en varmløper stablet form for CD-holdere. Denne støpeformen bruker en dobbelt-lags varmløperstruktur, som bruker tannhjul, stativer og hydrauliske sylindre for å oppnå sekvensiell åpning av støpeformen og utstøting av deler. De produserte delene oppfyller krav til dimensjoner og utseende, noe som forbedrer produksjonseffektiviteten betraktelig og reduserer produksjonskostnadene og skraphastigheten betydelig.
I 2008, Wang Zhenbao et al. anvendt CAE-teknologi på utformingen av stablede sprøytestøpeformer. Ved å bruke Moldflow-analyseprogramvare simulerte de dynamisk støpeprosessen til en stablet støpeform i et klimaanleggpanel ved å analysere plastfyllings-, holdetrykk- og kjøleprosessene. De analyserte hovedfaktorene som påvirker støpeprosessen og optimaliserte prosessparametrene.
III. Konklusjon
Ved å bruke stablede sprøytestøpeformer, spesielt hot runner stablede sprøytestøpeformer, kan man fullt ut utnytte mulighetene til sprøytestøpemaskiner, spare arbeidskraft og utstyrsressurser og forbedre produksjonseffektiviteten betydelig. Selv om stablede sprøyteformer har høyere design- og produksjonskostnader, kan forbedringer på følgende områder redusere formkostnadene betydelig og utvide bruksområdet:
1. Forbedre designteorien for stablede injeksjonsformer og forkort FoU-syklusen;
2. Forleng levetiden til kjernekomponenter (som varmeelementer og temperaturkontrollelementer);
3. Gjør stablede sprøytestøpeformer kompatible med vanlig sprøytestøpeutstyr;
4. Bruk CAD/CAE/CAM-teknologi for design, analyse og produksjon for å optimalisere formstrukturen;
5. Standardisere og kommersialisere vanlige deler for stablede sprøyteformer;
6. Forbedre trykkoverføringsevnene for å gjøre dem egnet for produksjon av tykke-veggede plastdeler;
7. Optimaliser prosessparametrene for stablet sprøytestøping;
8. Oppnå full automatisering av stablet sprøytestøping.
