6 Schritte zur Prozessoptimierung beim Schnellspritzgießen
Inhaltsübersicht
Schlussfolgerung
Dieser Artikel enthält 5 Prüfnormen und Diagramme für die Optimierung des Schnellspritzgießprozesses, die je nach Situation auf verschiedene Formen angewendet werden können. Wenn Sie z. B. einen Satz von 4-fach-Werkzeugen prüfen, müssen Sie die gleichen Punkte in jeder Kavität messen und die Prüfergebnisse für den Vergleich zwischen den Kavitäten aufzeichnen. Handelt es sich bei der Prüfung um ein einzelnes Werkzeug, müssen alle 5 Diagramme verschiedene Messpositionen darstellen.
Was ist das Schnellspritzgießverfahren?
Das Schnellspritzgießen ist ein Fertigungsverfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen. Dabei wird geschmolzenes Kunststoffmaterial in eine Form gespritzt, die abkühlt und sich verfestigt, um die Form des Formhohlraums anzunehmen. Die wichtigsten Schritte im Schnellspritzgießverfahren sind:
- Das Schmelzen des Plastiks: Das Kunststoffmaterial, in der Regel in Form von Pellets oder Granulat, wird in eine beheizte Trommel gegeben, wo es geschmolzen wird.
- Einspritzung: Der geschmolzene Kunststoff wird unter hohem Druck in einen Formhohlraum eingespritzt, der dem Teil seine Form gibt.
- Kühlung: Der Kunststoff wird in der Form abgekühlt und verfestigt. Dieser Abkühlungsprozess wird sorgfältig kontrolliert, um sicherzustellen, dass das Teil die gewünschte Form und die gewünschten Eigenschaften beibehält.
- Auswurf: Sobald das Teil abgekühlt ist, öffnet sich die Form und das fertige Teil wird ausgestoßen.
Das Schnellspritzgießen ist ein äußerst vielseitiges Verfahren, das zur Herstellung einer Vielzahl von Kunststoffteilen verwendet werden kann, von kleinen Komponenten bis hin zu großen, komplexen Produkten. Es ist ein beliebtes Herstellungsverfahren, da es die Möglichkeit bietet, Teile schnell und mit einem hohen Maß an Präzision herzustellen.
Dieser Artikel bietet eine detaillierte Einführung in die Optimierungsschritte gängiger Schnellspritzgießverfahren.
1. Viskositätskurve für das Schnellspritzgießverfahren
Der Zweck der Erstellung einer Viskositätskurve besteht darin, eine geeignete Einspritzgeschwindigkeit zu wählen, so dass kleine Schwankungen der verschiedenen Parameter keine signifikanten Änderungen der Viskosität der Schmelze verursachen. Die Schwankungen zwischen den einzelnen Modulen sollten minimiert werden, um die Reproduzierbarkeit der Produktqualität zu gewährleisten.
Aus der Viskositätskurve in der obigen Abbildung ist ersichtlich, dass die Viskosität des Schmelzklebstoffs bei einer Einspritzgeschwindigkeit von mehr als 55 mm/s im Grunde sehr stabil ist. Die Einstellung der Einspritzgeschwindigkeit auf 65 mm/s gewährleistet daher einen gleichmäßigen Füllvorgang. Kleine Schwankungen bei den Parametern selbst führen nicht zu signifikanten Änderungen der Viskosität des Klebstoffs.
Natürlich kann es besondere Umstände geben, unter denen diese optimierte Geschwindigkeit nicht verwendet werden kann, wie z. B. die Verringerung des Anschnitt-Halos. In diesem Fall sollte das Aussehen Vorrang haben, aber die optimierte Geschwindigkeit sollte als Referenz für die Einspritzkurve verwendet werden. Zum Beispiel kann man mit einer niedrigen Geschwindigkeit durch den Anschnitt beginnen, um den Anschnitt-Halo zu reduzieren, und dann schnell auf diese optimierte Geschwindigkeit erhöhen.
2. Materialflussbilanztest für Schnellspritzgussverfahren
Diese Prüfung ist nur erforderlich, wenn mehrere Kavitäten vorhanden sind, z. B. 2 Kavitäten oder mehrere Kavitäten. Der Zweck besteht darin, die maximale prozentuale Abweichung zwischen den einzelnen Kavitäten in verschiedenen Füllungsstadien zu überprüfen.
Eine unausgewogene Füllung kann je nach den Anforderungen an die Produktqualität akzeptiert werden oder nicht. Es ist am besten, diese Informationen nach der Fertigstellung des Fensters für das Erscheinungsbild zu ermitteln (Schritt vier).
1. Wenn das Produkt vollständig gehalten werden kann und das Formfenster groß ist, prüfen Sie, ob die Produktabmessungen innerhalb der Toleranz liegen. Wenn sie alle innerhalb der Toleranz liegen, ist eine unausgewogene Füllung akzeptabel.
2. Wenn das Formfenster sehr klein ist und der erste gefüllte Formhohlraum Grate aufweist, während andere Formhohlräume kurze Schüsse oder Lunkerstellen aufweisen, ist der Grund für die unausgewogene Füllung zu ermitteln.
Für eine unausgewogene Befüllung gibt es in der Regel vier Hauptgründe
- Verschiedene Kufengrößen
- Verschiedene Torgrößen
- Verschiedene Entlüftungsgrößen
- Unterschiedliche Kühlung, aber dieser Grund hat oft wenig Einfluss, wenn IMM nur eingeschaltet ist
Es gibt eine weitere Situation, in der die Unwucht durch Scherung verursacht wird, insbesondere bei Mehrkavitäten-Kaltkanalwerkzeugen.
3. Druckabfalltest für das Schnellspritzgießverfahren
Der Zweck der Durchführung einer Druckabfallprüfung besteht darin, den Druckverlust in den verschiedenen Phasen der Befüllung zu bewerten. Dies umfasst in der Regel die Maschinendüsen, den Verteiler, den Heißkanalverteiler, die Anschnitte und die Füllenden.
Das Schnellspritzgießverfahren sollte nicht den maximalen Druck der Maschine ausnutzen. Wenn der Maximaldruck der Maschine beispielsweise 180 bar beträgt, sollte der zum Füllen benötigte Maximaldruck nicht 180 bar erreichen. Ist dies tatsächlich der Fall, bedeutet dies, dass die Schnecke einen höheren Druck benötigt, um die eingestellte Einspritzgeschwindigkeit zu erreichen, dieser aber aufgrund von Druckbegrenzungen nicht erreicht werden kann. Diese Situation wird als "Druckbegrenzung" bezeichnet.
Normalerweise sollte der Einspritzvorgang 90% des maximalen Maschinendrucks nicht überschreiten. Wenn der Maschinendruck "druckbegrenzt" ist oder 90% überschreitet, suchen Sie in der erstellten Druckabfallkurve den steileren Abschnitt der Druckkurve und versuchen Sie, den Druckabfall an diesem Punkt zu verringern. In der oberen Abbildung ist der Druckabfall im Sekundärkanal zum Beispiel beträchtlich, was bedeutet, dass viel Kraft erforderlich ist, um den Kunststoffstrom in diesem Abschnitt voranzutreiben. Eine Vergrößerung des Durchmessers des Fließkanals in diesem Abschnitt kann helfen, den Druck zu verringern.
4. Erscheinungsbild des Spritzgussfensters für das Schnellspritzgussverfahren
Das Formgebungsfenster ist ein sehr wichtiger Test. Normalerweise setzt sich dieses Fenster aus Nachdruck und Materialtemperatur (amorphes Material), Nachdruck und Formtemperatur (kristallines Material) zusammen.
Das Fenster für die Formgebung gibt Auskunft darüber, wie viel Platz für die Anpassung des Prozesses zur Verfügung steht, um ein Produkt mit akzeptablem Aussehen zu erhalten. Am idealsten ist ein relativ großes Formgebungsfenster. Ist das Formgebungsfenster relativ klein, ist die Wahrscheinlichkeit von Qualitätsmängeln größer. In der obigen Abbildung ist es beispielsweise wahrscheinlicher, dass kurze Schüsse oder Grate aufgrund von Schwankungen im Prozess selbst auftreten, wenn das Formungsfenster relativ klein ist. Ein robuster Prozess bedeutet, dass ein relativ großes Formgebungsfenster vorhanden ist, um die Schwankungen im Prozess selbst auszugleichen.
Das Fenster für das Erscheinungsbild gibt auch die Ober- und Untergrenzen der Materialtemperatur/Gießtemperatur und des Nachdrucks an, die für spätere Anpassungen der Form oder DOE-Tests zulässig sind.
5. Angussgefriertest für das Schnellspritzgießverfahren
Bei Kaltkanalwerkzeugen oder Halbkaltkanälen (von heiß nach kalt) muss der Nachdruck aufrechterhalten werden, bis der Anschnitt vollständig abgekühlt ist, um die Wiederholbarkeit zwischen den Werkzeugen zu gewährleisten.
Nachdem die Kurve erstellt wurde, wählen Sie die Zeit, nachdem sich das Gewicht eines Produkts stabilisiert hat. In der obigen Abbildung steigt das Produktgewicht nach 7 Sekunden nicht mehr an. Aus Sicherheitsgründen und um Schwankungen im Prozess selbst auszugleichen, sollte die Haltezeit auf 8 Sekunden eingestellt werden.
Es ist zu beachten, dass die zusätzliche 1 Sekunde während der Haltephase die Zykluszeit nicht erhöht, da während dieser Zeit der Anschnitt eingefroren sein sollte und der Druck im Kaltkanal nur kurz gehalten wird, während das Produkt bereits abkühlt. Daher sollte die zusätzliche 1 Sekunde von der Kühlzeit abgezogen werden, um die gleiche Zykluszeit zu gewährleisten.
6. Formtemperatur-Chat für Schnellspritzgießverfahren
Der Zweck des Formtemperaturdiagramms ist die Aufzeichnung der momentanen Temperaturverteilung auf der Formoberfläche nach dem Auswerfen des Produkts. Damit lässt sich feststellen, ob der Kühlwasserkreislauf funktioniert oder ob es "heiße Stellen" gibt.
Darüber hinaus können diese Informationen auch zur Lösung künftiger Probleme herangezogen werden - so lässt sich beispielsweise bei Unstimmigkeiten in der Produktgröße feststellen, ob die Oberflächentemperatur der Form die gleiche ist wie zuvor.
Zur Messung der Temperatur ist ein Kontaktpyrometer zu verwenden.
Es ist zu beachten, dass die Formtemperatur nach dem ersten An- oder Abschalten allmählich auf einen stabilen Zustand ansteigt. Daher müssen die Messungen durchgeführt werden, nachdem sich die Formtemperatur stabilisiert hat (mindestens nach 10 Schüssen).
FAQs
Was sind die 5 Schritte des Spritzgießens?
- Klemmen: Befestigen Sie die Formhälften aneinander.
- Einspritzung: Einspritzen des geschmolzenen Materials in die Form.
- Kühlung: Lassen Sie das Material erstarren.
- Auswurf: Entnehmen Sie das feste Teil aus der Form.
- Wiederholen Sie: Bereiten Sie sich auf den nächsten Zyklus vor.
Ist 3D-Druck besser als Spritzgießen?
Was ist der Unterschied zwischen dem Extrusions- und dem Spritzgießverfahren?
Die wichtigsten Unterschiede zwischen den Herstellungsverfahren Extrusion und Spritzguss sind:Kontinuierliche vs. diskrete Teile:
- Extrusion wird verwendet, um kontinuierliche, lineare Formen wie Rohre, Stangen und Profile herzustellen.
- Spritzgießen wird verwendet, um diskrete, dreidimensionale Teile mit komplexen Formen herzustellen, z. B. Spielzeug, Behälter und Utensilien.
Produktionsverfahren:
- Unter Extrusionwird geschmolzener Kunststoff durch eine Düse gedrückt, um eine kontinuierliche Form zu bilden.
- Unter SpritzgießenDer geschmolzene Kunststoff wird in einen Formhohlraum eingespritzt, wo er abkühlt und in der gewünschten Form erstarrt.
Teil Komplexität:
- Extrusion ist besser geeignet für Teile mit konstantem Querschnitt, während Spritzgießen können Teile mit komplexeren, unregelmäßigen Geometrien hergestellt werden.
Produktionsvolumina:
- Extrusion wird in der Regel für größere, kontinuierliche Produktionsläufe verwendet.
- Spritzgießen ist wirtschaftlicher für die Produktion von Einzelteilen in kleineren Stückzahlen.
Was ist besser als Spritzgießen?
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