플라스틱 사출 성형의 핵심 공정은 금형 충진입니다. 플라스틱 용융물이 금형 캐비티를 채울 때의 유동 모델(유동 상태)은 부품의 응축 구조와 겉보기 구조(예: 결정화, 분자 방향, 융합 균일성 등)를 결정하며 이는 궁극적으로 부품 성능에 영향을 미칩니다.
게이트에서 금형 캐비티로 들어가는 플라스틱 용융물의 일반적인 충전 방법은 후속 용융물이 용융물 전면 가장자리를 밀고 캐비티 내벽에 도달할 때까지 캐비티 평면을 가로질러 점차 팽창하는 것입니다. 전체 구멍을 채웁니다. 금형 충전 흐름의 비정상적인 형태는 제트 흐름과 정체 흐름 충전 형태입니다. 제트 흐름과 정체는 금형 충진이 시작될 때 용융물이 큰 운동 에너지로 게이트를 통해 금형 캐비티에 분사되어 각각 용융 액적과 필라멘트가 형성되고 게이트 반대쪽 캐비티 벽에 직접 분사된다는 사실로 나타납니다. 금형 충전 공정은 확산 흐름과 같습니다. 금형 충전 중 비정상적인 흐름으로 인해 용융물이 분리 및 융합되어 더 많은 용융물 용접 이음새가 형성되어 부품 성능에 부정적인 영향을 미칩니다.
용융 충전 흐름 패턴에 영향을 미치는 요소에는 용융 온도, 금형 온도, 사출 압력, 사출 속도, 금형 캐비티 공간 크기, 게이트 크기 및 위치가 포함됩니다.
컬러 충전 사출 성형 방식과 투명 금형 관찰 방식을 사용하여 다양한 공정 조건에 따른 용융 충전 흐름 형태의 변화를 관찰합니다. 컬러 충진 사출 성형 방법은 투명한 원료 수지에 서로 다른 안료를 혼합하고 샘플을 주입한 후 제품의 플로우 마크 패턴을 관찰하고 플로우 마크 패턴을 기준으로 정상적인 퍼짐 금형 충진 흐름인지 비정상적인 금형인지 판단하는 것입니다. 충전 흐름. 투명 금형 관찰 방법은 투명 금형을 사용하여 금형 충진 흐름 특성을 직접 관찰하는 방법입니다.
사출 성형기의 작동 원리: 스크류(또는 플런저)의 추력을 통해 용융 상태(예: 점성 흐름 상태)의 가소화된 플라스틱이 닫힌 금형 캐비티에 주입됩니다. 최종 확정 후 완제품을 얻는 과정입니다.
사출 성형은 주로 정량 공급 - 용융 및 가소화 - 압력 주입 - 금형 충전 및 냉각 - 금형 개방 및 제거를 포함하는 순환 공정입니다. 플라스틱 부품을 꺼낸 후 금형을 다시 닫고 다음 사이클이 수행됩니다.
사출성형기 동작 프로그램
노즐 전진 → 사출 → 압력유지 → 예비성형 → 후퇴 → 노즐후퇴 → 냉각 → 형개 → 배출 → 바늘퇴출 → 도어열림 → 도어 닫힘 → 금형 고정 → 노즐이 전진합니다.
일반 사출 성형기에는 사출 장치, 금형 클램핑 장치, 유압 시스템 및 전기 제어 시스템이 포함됩니다.
사출성형의 기본 요건은 가소화, 사출, 성형이다. 가소화는 성형품의 품질을 구현하고 보장하기 위한 전제 조건입니다. 성형 요구 사항을 충족하려면 사출이 충분한 압력과 속도를 보장해야 합니다. 동시에 높은 사출 압력으로 인해 금형 캐비티에 그에 상응하는 높은 압력이 생성되므로(금형 캐비티의 평균 압력은 일반적으로 20~45MPa 사이임) 금형 조임력이 충분히 커야 합니다. 사출장치와 형체장치는 사출성형기의 핵심 부품임을 알 수 있다.
사전 성형 작업 선택
사전 성형 추가 전후에 사출 시트가 후퇴하는지 여부, 즉 노즐이 금형에서 이탈하는지 여부에 따라 사출 성형기는 일반적으로 세 가지 옵션이 있습니다.
(1) 고정 공급: 사전 성형 전후에 노즐이 항상 금형에 부착되어 있으며 사출 시트가 움직이지 않습니다.
(2) 전면 공급: 사전 성형 및 공급을 위해 노즐을 금형에 밀어 넣습니다. 사전 성형이 완료된 후 사출 시트가 후퇴하고 노즐이 금형에서 나옵니다. 이 방법을 선택하는 목적은 사전 성형 중에 금형의 주입 구멍을 사용하여 노즐을 눌러 사전 성형 후 배압이 높을 때 용융 재료가 노즐 밖으로 흘러 나가는 것을 방지하는 것입니다. 노즐과 금형 사이의 장기간 접촉으로 인한 열 전달이 발생하고 해당 온도의 상대적 안정성에 영향을 줍니다.
(3) 후공급: 사출이 완료된 후 사출 시트가 후퇴하고 노즐이 금형에서 이탈한 후 사전 성형되고 사전 성형 후 사출 시트가 앞으로 이동합니다. 이 동작은 특히 성형 온도가 좁은 플라스틱을 가공하는 데 적합합니다. 노즐과 금형 사이의 접촉 시간이 짧기 때문에 열 손실이 방지되고 노즐 구멍에서 용융된 재료의 응고가 방지됩니다. 사출 압력 선택
사출 성형기의 사출 압력은 압력 조절 밸브에 의해 조정되며, 압력 설정 조건에서 사출 압력의 높고 낮은 압력은 스위치를 켜고 끄는 방식으로 제어됩니다. 고압 및 저압 오일 회로.
일반 중형 이상의 사출성형기에는 고압, 저압, 고압, 저압의 세 가지 압력 옵션이 장착되어 있습니다. 고압 주입은 사출 실린더에 고압 오일을 주입하여 이루어집니다. 높은 압력으로 인해 플라스틱은 처음부터 높은 압력과 빠른 속도로 금형 캐비티에 들어갑니다. 고압 사출 중에 플라스틱이 금형에 빠르게 들어가고 사출 실린더 압력 게이지의 판독값이 빠르게 상승합니다. 저압 사출은 사출 실린더에 저압 오일을 주입하여 달성됩니다. 사출 공정 중에 압력 게이지 판독값이 천천히 상승하고 플라스틱이 저압 및 속도로 금형 캐비티에 들어갑니다.
플라스틱의 종류와 금형의 실제 요구 사항에 따라 시간 관점에서 실린더로 유입되는 압유의 압력을 제어하여 처음에는 높은 압력, 그 다음에는 낮은 압력을 달성합니다.
사출 압력이 다른 다양한 플라스틱의 요구 사항을 충족하기 위해 나사나 플런저를 직경이 다른 다른 나사나 플런저로 교체할 수도 있습니다. 이는 사출 압력을 충족할 뿐만 아니라 생산 능력을 최대한 활용합니다. 기계의. 대형 사출 성형기에는 다단계 사출 압력과 다단계 사출 속도 제어 기능이 있어 제품의 품질과 정확성을 더 잘 보장할 수 있습니다.
사출 속도 선택
일반적으로 사출 성형기의 제어판에는 사출 속도 요구 사항을 충족하기 위해 빠르고 느린 손잡이가 있습니다. 유압 시스템에서는 대유량 오일 펌프와 소유량 펌프가 동시에 작동하여 오일을 공급합니다. 오일 회로가 큰 유량에 연결되면 사출 성형기는 금형을 빠르게 열고 닫고 빠른 사출 등을 할 수 있습니다. 유압 오일 회로가 작은 유량만 제공하면 사출 성형기의 다양한 동작이 천천히 진행하세요.
토출 형태 선택
사출 성형기의 이젝션 형태에는 기계적 이젝션과 유압 이젝션이 포함되며 일부는 공압 이젝션 시스템도 갖추고 있으며 단일 이젝션 수가 설정됩니다. 그리고 여러 유형. 배출 작업은 수동 또는 자동일 수 있습니다. 취출 동작은 형개 정지 리미트 스위치에 의해 시작됩니다.
금형폐쇄 제어
금형폐쇄는 용융플라스틱의 고압사출과 충진으로 인한 금형의 거대한 개방력을 견디기 위해 거대한 기계적 추력을 이용하여 금형을 단단하게 폐쇄하는 것입니다. 사출 성형 공정 중 금형.
사출성형기의 형체결 구조에는 완전유압식과 기계식 연동식이 있다. 구조 형태에 관계없이 커넥팅 로드가 완전히 신장되면서 최종적으로 형체력이 구현됩니다. 커넥팅로드의 교정과정은 가동플레이트와 테일플레이트를 열어주는 과정이며, 4개의 타이로드를 힘을 받아 늘려주는 과정이기도 합니다.
형 개방 제어
용해된 플라스틱이 금형 캐비티에 주입되고 냉각이 완료되면 형 개방 동작이 수행되고 제품이 꺼집니다. 금형 개방 공정도 세 단계로 나뉩니다. 첫 번째 단계에서는 금형 캐비티에서 부품이 찢어지는 것을 방지하기 위해 금형을 천천히 엽니다. 두 번째 단계에서는 금형을 빠르게 열어 금형 개방 시간을 단축합니다. 3단계에서는 금형 개구부의 관성에 의해 발생하는 충격과 진동을 줄이기 위해 금형을 천천히 개방합니다.
사출 성형 공정 조건 제어
사출 속도 프로그래밍 제어
사출 속도 프로그래밍 제어는 스크류의 사출 스트로크를 3~4단계로 나눕니다. 각 단계마다 적절한 사출 속도를 사용하십시오. 용융된 플라스틱이 게이트를 처음 통과할 때 사출 속도를 늦추고, 충진 공정 중에는 고속 사출을 사용하고, 충진 공정이 끝나면 속도를 늦춥니다. 이 방법을 사용하면 오버플로를 방지하고 흐름 흔적을 제거하며 제품의 잔류 응력을 줄일 수 있습니다.
저속 금형 충전 중에는 유속이 안정적이고 제품 크기가 비교적 안정적이며 변동이 적고 제품 내부 응력이 낮으며 내부 모든 방향의 응력이 그리고 제품 외부는 일관성이 있는 경향이 있습니다(예를 들어 폴리카보네이트 부품은 사염화탄소에 침지되어 있으며, 그 중 고속 사출 성형으로 성형한 부품은 균열이 발생하는 경향이 있는 반면, 저속 사출 성형으로 성형한 부품은 균열이 발생하지 않습니다). 상대적으로 느린 금형 충전 조건에서 재료 흐름의 온도 차이, 특히 게이트 전후의 재료 사이의 큰 온도 차이는 수축 공동 및 찌그러짐의 발생을 방지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 충전 시간이 길기 때문에 부품에 박리 및 용접 불량 표시가 나타나기 쉬우며 이는 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 기계적 강도도 크게 저하시킵니다.
고속 사출 중에는 재료 흐름 속도가 빠르며 고속 금형 충전이 원활하면 용융물이 캐비티에 빠르게 채워지고 재료의 온도가 덜 떨어지며 점도도 덜 떨어집니다. , 더 낮은 사출 압력을 사용할 수 있으며 이는 뜨거운 재료 충전 상황입니다. 고속 금형 충진은 부품의 광택과 매끄러움을 향상시키고, 솔기 선과 박리를 제거하고, 수축과 찌그러짐을 줄이고, 색상을 균일하게 만들고, 부품의 더 큰 부품의 충만도를 보장할 수 있습니다. 그러나 제품이 뚱뚱해지고 수포가 생기거나 노란색으로 변하거나 심지어 타거나 타기도 쉽고 탈형이 어렵거나 금형 충전이 고르지 않게 됩니다. 고점도 플라스틱의 경우 용융 파열이 발생하고 부품 표면에 백탁이 발생할 수 있습니다.
다음과 같은 상황에서는 고속, 고압 사출을 고려할 수 있습니다. (1) 플라스틱의 점도가 높고 냉각 속도가 빠르며, 공정이 긴 부품은 캐비티의 모든 모서리를 완전히 채울 수 없습니다. (2) 벽 두께가 너무 높습니다. 얇은 부품의 경우 용융된 재료가 얇은 벽에 도달할 때 응축되고 정체되기 쉽습니다. (3) 유리 섬유 강화 플라스틱을 사용하거나 다량의 필러를 함유합니다. 플라스틱 재료는 부드럽고 균일한 표면을 가진 부품을 얻기 위해 유동성이 낮습니다. 속도와 고압 주입을 사용해야 합니다.
고급 정밀 제품, 벽이 두꺼운 부품, 벽 두께 변화가 큰 부품, 플랜지와 리브가 두꺼운 부품의 경우 2단계, 세 번째 수준, 네 번째 수준 주입도 5단계입니다.
사출 압력 프로그래밍 제어
사출 압력 제어는 일반적으로 1차 사출 압력 제어, 2차 사출 압력(유지압) 또는 3개 이상의 사출 압력 제어로 구분됩니다. 금형 내 과도한 압력, 재료의 넘침 또는 부족 등을 방지하려면 압력 전환 타이밍이 적절한 지 여부가 매우 중요합니다. 성형품의 비체적은 압력 유지 단계에서 게이트가 닫혀 있을 때의 용융 압력과 온도에 따라 달라집니다. 압력 유지에서 제품 냉각 단계로 전환할 때마다 압력과 온도가 일정하다면 제품의 비체적은 변하지 않습니다. 일정한 성형온도에서 제품의 크기를 결정하는 가장 중요한 변수는 보압이며, 제품의 치수공차에 영향을 미치는 가장 중요한 변수는 보압과 온도이다.
스크루 배압 및 속도에 대한 프로그래밍된 제어
배압이 높으면 용융물이 강하게 절단될 수 있으며, 속도가 낮으면 플라스틱이 배럴 내에서 오랫동안 가소화됩니다. 시간 시간. 따라서 현재 배압과 회전 속도의 동시 프로그래밍 제어가 더 자주 사용됩니다. 예를 들어, 전체 스크류 계량 스트로크 중에 먼저 고속 및 낮은 배압을 사용한 다음 더 낮은 속도 및 더 높은 배압으로 전환한 다음 높은 배압 및 저속으로 전환하고 마지막으로 낮은 배압 및 저속에서 가소화합니다. 이러한 방식으로 스크류 전면의 용융물의 압력이 대부분 해제되어 스크류의 회전 관성이 감소하여 스크류 계량의 정확성이 향상됩니다. 과도한 배압은 종종 착색제의 변색을 증가시키며 사전 성형 메커니즘과 배럴 스크류의 기계적 마모를 증가시키고 사전 성형 주기가 연장되고 노즐이 흘러내리는 경향이 있습니다. 자체 잠금 방식을 사용하더라도 재활용 재료가 증가합니다. 노즐의 배압이 설계된 스프링 잠금 압력보다 높으면 피로 손상도 발생합니다. 따라서 배압을 적절하게 조정해야 합니다.
기술의 발전으로 사출성형기의 제어시스템에 소형 컴퓨터를 접목시키고, 컴퓨터를 이용해 사출성형 공정을 제어하는 것이 가능해졌다.
사출 성형 전 준비 작업
성형 전 준비 작업에는 재료 가공 성능 검사(플라스틱 유동성, 수분 함량 측정 등), 원료 가공 전 펠렛 선택, 펠릿의 예열 및 건조, 인서트 금형 시험 및 배럴 청소 등
원료의 전처리
플라스틱의 특성과 공급 상황에 따라 일반적으로 원재료의 외관 및 가공 성능을 성형 전에 테스트해야 합니다. 사용된 플라스틱이 폴리염화비닐과 같은 분말인 경우에는 일괄 처리하고 건조 혼합해야 합니다. 제품에 착색 요구 사항이 있는 경우 적절한 양의 착색제 또는 색상 마스터 배치를 추가할 수 있습니다. 공급된 펠렛에는 종종 다양한 정도의 수분이 포함되어 있습니다. , 용제 및 기타 휘발성 저분자 물질, 특히 흡습성이 있는 일부 플라스틱의 경우 수분 함량이 항상 처리 허용 한도를 초과합니다. 따라서 가공하기 전에 건조하고 수분 함량을 결정해야 합니다.
인서트 예열
사출 성형 제품의 조립 및 강도 요구 사항을 충족하려면 금속 인서트를 제품에 내장해야 합니다. 사출 성형 중에 금형 캐비티에 배치된 차가운 금속 인서트가 뜨거운 플라스틱 용융물과 함께 냉각될 때 금속과 플라스틱의 수축률 차이로 인해 인서트 주위에 큰 내부 응력이 발생하는 경우가 많습니다(특히 재료). 폴리스티렌과 같은) 에틸렌과 같은 단단한 사슬을 가진 폴리머가 더 중요합니다. 이러한 내부 응력이 존재하면 인서트 주변에 균열이 발생하여 제품 성능이 크게 저하됩니다. 이는 열팽창 계수가 큰 금속(알루미늄, 강철 등)을 인서트로 선택하고 인서트(특히 대형 금속 인서트)를 예열함으로써 수행할 수 있습니다. 동시에 제품을 설계할 때 인서트 주위에 더 크고 두꺼운 벽을 배치하는 등의 조치를 취합니다.
배럴 청소
새롭게 구입한 사출기를 사용하기 전이나, 작업 중 제품 변경, 원재료 교체, 색상 변경, 플라스틱 분해 발견 등이 필요한 경우 생산, 사출 성형기의 배럴을 청소하거나 분해해야합니다.
이형제의 선택
이형제는 플라스틱 제품을 금형에서 쉽게 이형시킬 수 있도록 하는 물질입니다. 아연 스테아레이트는 폴리아미드를 제외한 일반 플라스틱에 적합하며, 유동 파라핀은 폴리아미드 플라스틱에 더 효과적이며, 실리콘 오일은 가격이 비싸고 사용이 번거로워 거의 사용되지 않습니다.
이형제의 사용량은 적정량으로 조절하여 가능한 적게 또는 적게 사용하는 것이 좋습니다. 과도한 분사는 제품의 외관에 영향을 미치며 제품의 색상 장식에도 부정적인 영향을 미칩니다.
사출성형 제품의 불량원인 및 처리방법
사출성형 과정 중 원자재 취급 불량, 제품이나 금형 설계의 불합리, 제작 기술의 부적절 등이 원인일 수 있음 공정 및 운전조건에 따라 또는 기계적인 원인으로 인해 제품에 언더필, 찌그러짐, 플래쉬, 기포, 크랙, 뒤틀림 변형, 치수변화 등의 불량이 발생하는 경우가 많습니다.
플라스틱 제품을 평가하는 데는 세 가지 주요 측면이 있습니다. 첫 번째는 무결성, 색상, 광택 등을 포함한 외관 품질이며, 두 번째는 크기 및 상대적인 위치에 해당합니다. 용도 기계적 성질, 화학적 성질, 전기적 성질 등 이러한 품질 요구 사항은 제품의 사용 상황에 따라 다르며 요구되는 규모도 다릅니다.
스크류의 가소화 능력은 배압이 0이고 스크류 속도가 최대일 때 단위 시간당 제공할 수 있는 용융량을 나타냅니다.
스크류 설계 수준을 평가하기 위해 가소화 용량과 가소화 용량에 대한 스크류 속도, 배압 및 전력 소비의 민감도를 테스트할 수 있습니다. 스크류를 설계할 때 높은 가소화 능력과 우수한 가소화 품질을 달성하기 위해 스크류의 직경은 가능한 한 작고 스크류가 견딜 수 있는 회전 속도는 가능한 한 높은 것이 바람직합니다.
사출성형기의 가소화 능력이 사출성형기의 생산능력과 생산효율을 결정한다. 사출 스크류의 가소화 메커니즘에 따르면 스크류의 간헐적인 작동, 가소화 중 스크류의 축방향 이동, 사출 중 스크류 홈 내 재료의 이동으로 인해 스크류 내 플라스틱의 용융 과정이 발생합니다. 그루브는 불안정한 공정으로 용융물의 축 온도차가 크고 스크류의 가소화 능력과 전력 소비가 불안정합니다.
스크류가 가소화될 때 배압은 가소화 능력에 큰 영향을 미칩니다. 스크류 가소화 공정 중에 사출 실린더의 누출 저항이 증가하면(배압이 증가함) 가소화 성능이 저하됩니다. 대형 스크류 균질화 섹션 전면의 용융 재료 압력은 역류를 증가시키고 그에 따라 가소화 용량을 감소시킵니다.
배압이 증가하면 스크류 구동력도 증가하며, 스크류 속도는 가소화 능력에 비례하고, 스크류 구동력은 가소화 능력에 비례하므로 스크류 구동력도 비례합니다. 나사 속도에 비례합니다.
금형 온도가 균일해지면 금형 온도가 높아지면 사출 성형 공정과 제품 성능에 다음과 같은 영향을 미칩니다.
용융물 충전 흐름과 충전 압력이 약간 감소합니다.
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냉각 시간이 길어지고 필요한 유지 시간도 길어지며 성형 주기도 늘어납니다.
어려워요 제품을 탈형하면 결정성 폴리머의 결정성이 증가하고(제품의 밀도가 증가함) 제품의 수축률이 감소합니다.
제품의 표면 밝기가 증가합니다. , 제품의 고분자 배향 정도가 감소하고 내부 응력이 감소합니다.
충격 강도가 감소하고 금형 온도가 고르지 않습니다. 제품이 고르지 않게 수축되어 내부 응력, 뒤틀림 변형 및 응력 균열이 발생합니다. 제품에서. 금형 온도가 너무 낮으면 용융 유동성이 감소하고 금형 충진이 불충분하거나 웰드 라인의 강도가 약해집니다. 내부 응력이 큰 제품은 뒤틀림 변형이나 응력 균열이 발생하기 쉽습니다.
금형 개방 공정 중에는 금형 충돌을 방지하고 성형 효율성을 보장하기 위해 사출 성형기의 속도 변경 순서가 느림, 빠름, 느림이 필요합니다.
금형 개방은 원래 기계 생산이나 공정 생산을 뜻하는 용어로, 금형 세트 제작을 가리킨다. 이제 산업 디자인에서 이 용어는 기계 장비 및 금형을 포함하여 제품 디자인을 구성하는 도구 세트를 의미합니다. 동시에 금형 개방은 상대적으로 높은 총 투자를 차지하는 생산 공정으로, 생산 기술, 재료 및 기타 요인으로 인해 금형 개방 비용이 증가할 수 있으므로 금형 개방은 매우 중요한 생산 공정입니다.