海天注塑机
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注塑机知识

如何缩短注塑周期?

发布时间:2017-02-10 10:25:00 点击:

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在这日益竞争剧烈的商业社会中,提高生产效率是一个很值得关注的问题。本文阐述了使用既有或新设计的海天注塑机或模具,改善注塑周期的多种办法。 


注塑周期

一台油压驱动海天注塑机的注塑周期指从合模开始到下一次合模为止。 合模一般分为四段:快速合模,慢速合模、低压护模及高压锁模。 

      

注射在高压锁模完成后开始,亦分为多段。注射时熔融塑料填充模腔。当模腔填满,压力骤升,故注射的末端亦称为挤压段(packing phase)。控制不合适的时候,成品就会产生毛边。       


保压在注射完成后开始。其实冷却是从模腔填充满后开始的,亦即是从保压开始。模具冷却时,成品受冷收缩。保压的作用是经过还未凝固的冷流道,以一般低于注射压力的保压压力,填充收缩所形成的凹陷,使成品脱模时饱满(没有凹痕)。 

       

当冷流道凝固后,再保压已没有意义,保压便可终止。保压可分为多段,每段的保压压力不同(一般是逐段递减),以时间划分。总的保压时间是由秤成品的重量或 从成品没有凹痕而定出来的。从短的保压时间开始调整,每注塑一次都增加一点保压时间,直至成品重量不再增加或产生凹痕可接受时,保压时间便不用再增加。 

      

海天注塑机上所置的“冷却时间”参数是从保压完成到开模的一段时间,但冷却早在模腔填满塑料后便已开始。“冷却时间”的目的是使成品继续冷却固化,到顶出时已不会因顶出而变形,应该说,“冷却时间”是从试验得出来的。       


合模

近期设计的肘节式注塑机都有再生合模油路,以争取更高的合模速度。在模具不受高冲击的大前提下,适宜采用。       


高压锁模 

采用最低且能使成品不产生毛边的锁模力,能缩短高压锁模段所需的时间。况且,模具、海天注塑机的拉杆、肘节及模板亦会因采用低的锁模力而延长寿命。如果某模具使用50t的锁模力就足够的话,便不需要用51t的锁模力,尽管你的注塑机具备更高的锁模力。  

      

注射

在成品不产生气泡或不因烧焦塑料而产生黑点的情况下,可使用最高的注射速度。尤其是厚壁注塑,模腔内有大量存气的空间是由熔融塑料填充的,太高的注射速度使会模腔内的空气来不及排出模具外,致成气泡。

 

使用最低的注射压力能相应地降低所需的锁模力(胀模力),而使用最低的料筒温度则能缩短“冷却时间”。


保压

从成品重量或可接受的凹痕可定出最短的保压时间。有很多薄壁产品都不用保压,因成品的内层基本上在注射完毕便马上凝固。  

      

冷却时间

过一个说法:模具根本是个热交换器。不错,模具经冷水道不断将熔融的热量带走,设计得宜的模具能提高热交换的效率。 然而在允许的情况下,冰水冷却能缩短“冷却时间”。若冰水冷却做成模具凝露,干风机及密封的锁模装置便能降低度露点,防止凝露。


若塑化能力不够而做成瓶颈,则在螺杆设计及参数调整时可作以下处理:       1.屏障式螺杆可增加塑化能力。 

2.大直径(C)螺杆可增加塑化能力。       

3.加大螺杆的槽深可增加塑化能力。 

4.加大螺杆的转速可增加塑化能力(某些对剪切敏感的塑料如PVC,PET等则不能用此法)。 

5. 尽可能降低背压,否则会增加塑化速度。       

6. 采用油压封咀,使开合模时亦能塑化。 

7. 采用预塑器设计能使螺杆在周期内除注射及保压时间外都能塑化。       

8. 采用保压装置,使螺杆在保压段亦能塑化。       

      

开模

 在不撕裂成品及不产生大的开模响声的情况下,用最高速开模。某些讲究的海天注塑机有开模前的减压设备,连高速开模亦不会产生响声。为了实现在高速开模下停模位置精确,可用刹车阀或闭环控制。  

      

顶出

在顶出力不大的小型注塑机上,可采用气动顶出,比油压顶出的速度高。电动顶出又比气动顶出快。 

      

模具可设计成由开模动作带动顶出,而不采用海天注塑机上的顶出装置,唯此法只能顶出一次,这是最简单的边开模边顶出的方法。       采用独立的油路、气路或电路控制,可以实现多次顶出的边开模边顶出功能。 

配有录像及电脑设备便能快速分析出一次顶出后成品是否全部掉落。在不全部掉落时才进行第二次顶出,故上例99%的周期都只顶出一次,节省了平均周期时间。  

      

顶退

 有些成品的多次顶出可采用注塑机的振动顶出。顶针不用每次全退,以缩短多次顶出的时间。

最后一次顶退可与合模同时开始。由于顶针的行程比模板短,因此顶针总会全退后才锁模。  

      

最短的周期时间 

最短的周期时间由合模、注射、保压、冷却及开模所需时间构成。加料在“冷却时间”及开合模、甚至在保压时同时进行。多次顶出在开模时同时进行,最后一次顶 退在合模时同时进行。此案例最多有三个动作同时进行,每个动作有独立的驱动。可能是三个都是油路(如三个油泵),三个都是电路(电动注塑机)或油路、气路 及电路的组合。 


电动海天注塑机一般有4个伺服马达,分别驱动注塑、加料、开,合模及脱模。其优点是并行动作能缩短周期。其实,油压注塑机在使用3个独立油路时亦能达到这个目的。因此这一优点并非电动注塑机的专利。 

      

由于开模时不能注塑,4个伺服马达亦不能同时运作。图10的分析显示了3个平行动作已能达到最短的周期。  

   

空运行时间

很多注塑机的规格都标出了空运行时间,但一般都只是计算出来的理论时间,忽略了模板的加速及减速,当然亦没有计算移动模具的质量,比起实际的开合模时间要短。根据Euromap的标准,空运行时间是模板开合所需的时间,而开合的行程则定为四柱空间的0.7倍。在最短的周期里,只有开合模时间(空运行时间)及注射时间与注塑机的设计有关。  

      

薄壁注塑

薄壁注塑定义为0.5 mm壁厚或以下,或流程/壁厚比在300以上的注塑。为了避免熔融塑料在未充填满模腔时便已凝固,薄壁注塑都是高速(及高加速减速)的注塑。所谓高速注塑,系指螺杆的向前速度都在300 mm/s以上。在高速注塑下,注射时间一般在0.5s以内。高速注射都是用蓄能器辅助的。油泵在“冷却时间”充填蓄能器,亦可用小油泵在注射及保压以外的 时间里充填。被蓄存的高压油在注射时释放出来,一般能提高注射速度3倍。 

 

吹气脱模

若产品能用吹气脱模的话,边开模边吹气是很容易做到的。一般是在开模后延时吹气,把脱模时间隐藏在开模时间里。  

      

气动脱模

在一台所需顶模力不大的小型海天注塑机上实现了气动顶出,使开合模与顶出顶退并行,省了约1s的顶针动作时间,这在小型注塑机上是可观的,最后达到了2s的周期时间。  

      

退而求其次

具有3个独立油路的海天注塑机的成本是较高的。两个平行动作的注塑机,一般是锁模装置使用一个油路,注射装置使用另一个油路,这是基于注塑机一般分

锁模装置油路板及注射装置油路板的考虑。 

      

混合式油电注塑机集两种驱动的长处,巧妙配合,一般的设计是电动加料配合油压的其他动作,例如赫斯基的Hyelectric注塑机。  


双泵注射

双泵设计在注射时只用一个油泵。油路可以稍作更改使注射时双泵齐下,从而增加注射速度接近一倍。  

      

热流道模具 

热流道能在多方面缩短周期。 

      

1.  若冷流道的直径比成品厚度更大,“冷却时间”要等候流道冷却到某种程度才能开模,但成品早已冷却,造成浪费。 热流道模具的流道不用冷却,成品决定冷却时间。 

      

2.  冷流道的塑料量是成品塑料量的一个百分比,甚至有比成品重量更重的,注射及加料时间会因此加长。采用热流道模具便省却了流道塑料所需的注射及加料时间。 

      

3、 冷流道留有水口,开模行程要增加。 

      

4、 多腔注塑时,冷流道不保证成品掉落与否,要用机械臂取出(全自动操作)或人手取出(半自动操作),周期便拖慢了。  



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