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            精密注塑成型對注塑機有哪些要求?

            來源:合肥精密模塑 時間:2019/10/28 瀏覽:0

            精密注塑機指的是適于成型生產精密塑膠制品的成型機械設備。對于一臺精密注塑機,又該如何去衡量或判斷呢?


            通常精密注塑機有兩個指標:一是制品尺寸的重復偏差;另一個是制品的重復重量偏差。前者由于尺寸大小和制品厚薄不同難以比較;而后者代表了注塑機的綜合水平。


            一般普通注塑機的重量重復誤差在1%左右,較好的機器可達到0.8%,低于0.5%為精密機,小于0.3%為超精密機。如前所述,精密注塑機要求制品尺寸精度一般在0.01~0.001mm以內。



            許多精密注塑還要求注塑機具有:


            ①高的注射壓力、高的注射速度;


            ②合模系統具有足夠大的剛性和鎖模精度。所謂鎖模精度是指合模力的均勻性、可調、穩定和重復性高,開合模位置精度高;


            ③對壓力、流量、溫度、計量等都能控制精確到相應的精度,可采用多級注射,保證成型工藝的再現和制品的重復精度等。


            精密注塑成型對注塑機有哪些要求?


            1、技術參數方面的特點:


            ①注射壓力:


            普通注塑機:147~177Mpa;精密注塑機:216~243 Mpa;超高壓注塑機:243MPa以上,通常在243~392 MPa之間。


            精密注塑機可實現高壓成型的好處是:


            A、提高精密制品的精度和質量。


            注射壓力對制品成型收縮率有最明顯的影響,當注射壓力達到392 MPa時,制品成型收縮率幾乎為零。而這時制品的精度只受模具控制或環境的影響。實驗證明:注射壓力從98~392 MPa,制件的機械強度可提高3~33%。


            B、可減小精密制品的壁厚和提高成型長度。


            以PC為例,普通機注射壓力177 Mpa,可成型0.8mm壁厚的制品,而精密機注射壓力在392 MPa時可成型厚度在0.45mm以上的制品。超高壓注射機可獲得流長比更大的制品。


            C、提高注射壓力可充分發渾注射速率的功效。


            為達到額定注射速率,有兩種方式:一是提高系統最高注射壓力;二是改造注射裝置或注射系統參數,包括螺桿參數;


            ②射膠速度:


            精密注射機的注射速度要求高。精密液壓式注塑機的注射速度要求到達200mm/s以上,全電動式注塑機的注射速度可達到300mm/以上。


            2、精密注射機在控制方面的特點:


            ①對注塑成型參數的重復精度(再現性)要求高,宜采用多級注射反饋控制。


            1、多級位置控制;


            2、多級速度控制;


            3、多級保壓控制;


            4、多級背壓控制;


            5、多級螺桿轉速控制。


            位移傳感器的精度至少要求達到0.1mm,這樣可以嚴格控制計量行程,注射行程以及余料墊的厚度(射出監控點)。保證每次注射量準確,提高制品成型精度。


            ②料筒及噴嘴溫度控制要精確


            溫控系統升溫加熱時超調量要小,溫度的波動要小。精密注塑采用PID比例、積分、微分溫度控制,使溫度精確度±1℃之間,超精密注塑機的溫度控制精度達±0.1℃,溫度偏差可穩定控制在±0.2℃之間。


            ③注塑機液壓油的溫度需要控制


            注塑機油溫的變化導致注射壓力的波動,必須對液壓油采用冷卻裝置,把油溫穩定在50~55℃為宜。


            ④對模具溫度要求控制


            模具溫度對制件的后期熱收縮有相當大的影響,也會影響制件的表觀質量和結晶度,還會影響制件的力學性能。若冷卻時間相同,模具型腔溫度低的制品的厚度,要比溫度高的制品的厚度尺寸大。


            3、精密注塑機的液壓系統


            ①油路系統需要采用比例壓力閥、比例流量閥或閉環變量泵系統。


            注塑機液壓系統需要采用比例壓力閥、比例流量閥,實現系統不同的工作壓力和流量。無論是定量泵液壓系統,還是變量泵液壓系統,都存在比例閥,以控制油泵輸出的工作壓力和工作流量,并實現比例線性調整。


            ②在直壓式合模機構中,把合模部分油路和注射部分油路分開。


            這種要求針對直壓式注塑機而言的,因為直壓式注塑機是在合模起高壓后的瞬間,開始注射熔體,填充模具型腔。與此同時,必須有油液充填合模油缸,形成合模高壓力。


            否則中板會因受到充填壓力和脹模力的作用而后退,這是不允許發生的。這就要求合模油路和注射油路分離,否則會發生因油液同時充填合模油缸和注射油缸而發生油泵過載問題,并且會影響注射速度和系統穩定性。


            ③由于精密注塑機具有高速性,為此必須強調液壓系統的響應速度。


            精密注塑多數是在高射壓和高射速的情況下完成的(連接器或手機按鍵),充填時間非常短,一般只有零點幾秒,這要求系統具備高應答性能,否則出現響應遲滯現象,最終導致系統輸出信號與輸入信號的要求偏差較大,成型工藝調試困難,生產中也會直接影響制件的尺寸或重量穩定性。


            注塑機的高應答性取決于控制器的掃描時間、油泵的響應時間、油閥的響應時間。對于加裝伺服閥的液壓系統,在響應方面和重復精度方面就有相當的優勢。


            對于變量泵注塑機,因為油泵的壓力和流量輸出,是通過油泵斜盤擺角調整的,因此具備高響應性與高應答性,油泵的重復精度可達到0.2%以下。


            ④精密注塑機的液壓系統,要充分體現機—電—液—儀一體化工程。


            當前注塑機普遍采用全電腦控制,功能逐漸完善,具備“人機對話”、故障自診斷、成型狀態監控、SPC品質監測等智能化功能。注塑機液壓系統是注塑機各動作發生的動力部件,控制器是液壓系統管控中心,各類儀表是機臺運行狀態的輔助監控部分。注塑機其實是機、電、液、儀有機結合的智能體。


            4、精密注塑機的結構特點


            (1)由于精密注射機注射壓力高。這就要求合模系統的剛度高。動、定模板的平行度控制在0.08~0.10mm的范圍內。


            (2)要求對低壓模具的保護及合模力大小精度的控制。因為合模力的大小要影響模具變形的程度,最終要影響到制件的尺寸公差。


            (3)啟、閉模速度要快,一般在60mm/s左右。


            (4)塑化部件:螺桿、螺桿頭、止逆環、料筒等,要設計成塑化能力強,均化程度好、注射效率高的結構形式;螺桿驅動扭矩要大,并能無級變速。


            注塑機實現精密注塑的表現


            如前已述,注塑制品已應用到各個領域,廣泛地用來代替精密度高的金屬零件,由此對注塑件的尺寸精度、質量精度、表觀質量和力學性能等提出了嚴格的要求。與此同時,對影響注塑制品質量的工藝因素也提出了更高的要求。


            注塑機對制品控制的理想狀態就是希望能直接控制制品尺寸、質量、表觀質量、力學性能的變量為反饋信號進行反饋控制。但是就目前來說,將這些非電量直接測量并轉化為電信號還沒解決,因此只能通過控制影響上述制品質量的注塑機可控制變量來解決,主要有:


            (1)螺桿熔料筒各段溫度,非周期性信號,一般至少選用4段加熱;


            (2)液壓油溫,非周期性信號,用常規熱電偶檢測;


            (3)螺桿預塑位移,用位移電子尺檢測周期性信號,由此引出速度信號;


            (4)注射系統壓力,用應變傳感器安裝在注射油缸上,檢測周期性信號,測定注射壓力、保壓壓力及背壓信號;


            (5)螺桿轉速,用轉速傳感器檢測螺桿轉速,保持背壓恒定;


            (6)螺桿后退停止位置,用于計量注射量,用電子尺檢測;


            (7)注射壓力至少4級設定曲線與反饋信號檢測,進行反饋控制;


            (8)注射速度至少4級設定曲線與反饋信號檢測,將位移變量轉換速度反饋,并進行反饋控制。


             
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