(I) Preparación antes del moldeo
Inspección de la apariencia de la materia prima y medición del rendimiento del proceso: incluye la inspección del color del plástico, el tamaño y la uniformidad de las partículas, la fluidez (índice de fusión, viscosidad), la estabilidad térmica y la tasa de contracción.
Precalentamiento y secado de plástico: eliminar el exceso de humedad y sustancias volátiles del material para evitar defectos o degradación en la superficie de las piezas de plástico después del moldeo, lo que afecta la apariencia y la calidad interna de las piezas de plástico. Método de secado del material: producción en lotes pequeños, secado en horno; producción en lotes grandes, secado por ebullición o secado al vacío.
Limpieza de barriles: es necesario limpiar el barril cuando se cambian productos, materias primas y colores.
Precalentamiento del inserto: reduce la diferencia de temperatura entre el material y el inserto, reduce la tensión de contracción del plástico alrededor del inserto y garantiza la calidad de las piezas de plástico.
Selección del agente desmoldante: Los agentes desmoldantes comunes incluyen estearato de zinc, parafina líquida y aceite de silicona.
(II) Proceso de inyección
Alimentación: Añadir plástico granulado o en polvo a la tolva de la máquina de inyección.
Plastificación: La materia prima plástica en el tornillo se funde mediante el dispositivo de calentamiento de la máquina de inyección para convertirse en una masa plástica fundida con buena plasticidad.
Llenado del molde: El plástico fundido plastificado ingresa y llena la cavidad del molde a través de la boquilla y el sistema de vertido del molde a una determinada presión y velocidad bajo el empuje del émbolo o tornillo de la máquina de inyección.
Mantenimiento de presión y compensación de contracción: después de que la masa fundida llena la cavidad, la masa fundida aún mantiene la presión para reponer el material bajo el empuje del émbolo o tornillo de la máquina de inyección, de modo que la masa fundida en el barril continúa ingresando a la cavidad para complementar las necesidades de contracción del plástico en la cavidad y evitar que la masa fundida fluya hacia atrás.
Enfriamiento después de la congelación de la compuerta: después de un período de tiempo, el plástico fundido en la cavidad se solidifica en un sólido, lo que garantiza que la pieza de plástico tenga suficiente rigidez al desmoldar y no provoque deformaciones ni alabeos.
Desmoldeo: Cuando la pieza de plástico se enfría a una determinada temperatura, el mecanismo de expulsión empuja la pieza de plástico fuera del molde.
(III) Post-procesamiento de piezas plásticas
Razones y funciones del postprocesamiento:
Debido a una plastificación o cristalización, orientación y enfriamiento desiguales del plástico en la cavidad, o debido a la influencia de insertos metálicos o un procesamiento secundario inadecuado de las piezas de plástico, inevitablemente se presentan algunas tensiones internas dentro de la pieza de plástico, que pueden causar deformación o agrietamiento de la pieza de plástico durante el uso. Por lo tanto, se deben realizar esfuerzos para eliminarlas.
Recocido: Proceso de tratamiento térmico en el que la pieza de plástico se coloca en un medio líquido calentado (como agua caliente, aceite caliente y parafina líquida) o en un horno de circulación de aire caliente a una temperatura constante durante un período de tiempo y luego se enfría lentamente a temperatura ambiente.
a) Temperatura: 10°~15° mayor que la temperatura de uso o 10°~20° menor que la temperatura de deformación térmica.
b) Tiempo: Está relacionado con el tipo de plástico y el espesor de la pieza plástica. Generalmente se puede calcular en aproximadamente media hora por milímetro.
c) Función: Eliminar la tensión interna de las piezas de plástico, estabilizar el tamaño de las piezas de plástico, aumentar la cristalinidad, estabilizar la estructura cristalina y así aumentar su módulo elástico y dureza.
Ajuste de humedad: método de postratamiento que coloca las piezas de plástico que acaban de desmoldarse en un medio de calentamiento (como agua hirviendo, solución de acetato de potasio) para acelerar la velocidad de equilibrio de absorción de humedad. (Se utiliza principalmente para plásticos que son altamente higroscópicos y se oxidan fácilmente, como el PA)
a) Temperatura: 100~121℃ (tome el límite superior cuando la temperatura de deformación térmica sea alta y tome el límite inferior cuando no lo sea).
b) Tiempo: El tiempo de aislamiento está relacionado con el espesor de las piezas de plástico, normalmente entre 2 y 9 h.
c) Propósito: Eliminar la tensión residual; hacer que el producto alcance el equilibrio de absorción de humedad lo antes posible para evitar cambios dimensionales durante el uso.
(IV) Parámetros del proceso de moldeo por inyección
1. Temperatura
a) Temperatura del barril
La temperatura del cilindro debe estar entre la temperatura de flujo de viscosidad (o punto de fusión) y la temperatura de descomposición térmica. La temperatura del cilindro del émbolo es entre 10 y 20 ℃ más alta que la temperatura del cilindro del tornillo.
Características del plástico: En el caso de plásticos sensibles al calor, como el polioximetileno y el fluoruro de polivinilo, la temperatura máxima del barril y el tiempo de residencia en el mismo deben controlarse estrictamente; en el caso de plásticos termoplásticos con fibra de vidrio, la temperatura del barril debe aumentarse adecuadamente debido a la baja fluidez. En el caso de plásticos termoendurecibles, la temperatura del barril tiende a ser un valor pequeño para evitar que la masa fundida se endurezca prematuramente en el barril.
Piezas de plástico y estructura del molde: Para piezas de paredes delgadas, la temperatura del barril es más alta que la de las piezas de paredes gruesas; la temperatura del barril de piezas con formas complejas o insertos también debe ser más alta.
La distribución de la temperatura del cañón generalmente sigue el principio de parte delantera alta y parte trasera baja, es decir, la temperatura de la sección trasera del cañón (puerto de alimentación) es la más baja y la temperatura de la boquilla es la más alta.
En el caso de las máquinas de inyección de husillo, para evitar la degradación térmica de los plásticos debido al calor de fricción entre el husillo y la masa fundida, la masa fundida y la masa fundida, y la masa fundida y el cilindro, la temperatura de la sección delantera del cilindro puede ser ligeramente inferior a la de la sección media. Para determinar si la temperatura del cilindro es adecuada, se puede utilizar el método de inyección de aire para observar o observar directamente la calidad de las piezas de plástico.
Al inyectar en el aire, si el flujo de material es uniforme, suave, sin burbujas y de color uniforme, significa que la temperatura del material es adecuada; si el flujo de material es áspero, tiene hilos plateados o decoloración, significa que la temperatura del material es inadecuada.
b) Temperatura de la boquilla
Generalmente es un poco más baja que la temperatura máxima del cañón para evitar que el material fundido gotee en la boquilla. Pero no puede ser demasiado baja, de lo contrario, el material fundido se solidificará prematuramente en la boquilla y bloqueará la boquilla, o la solidificación prematura se inyectará en la cavidad del molde y afectará la calidad de la pieza de plástico.
c) Temperatura del molde
La temperatura del molde está determinada por las características del plástico, el tamaño y la estructura de la pieza de plástico, los requisitos de rendimiento y otras condiciones del proceso. Temperatura del molde ↑, fluidez ↑, densidad y cristalinidad ↑, contracción y productividad ↓.
La temperatura del molde se controla generalmente haciendo pasar un medio de enfriamiento a temperatura constante; también existe una manera de mantener una temperatura determinada inyectando el material fundido en el molde para lograr un equilibrio entre el calentamiento natural y la disipación natural del calor; en casos especiales, el molde también se puede calentar mediante un cable de resistencia y una varilla de calentamiento por resistencia para mantener la temperatura constante del molde. Pero en cualquier caso, para la masa fundida de plástico, se trata de un proceso de enfriamiento.
2. Presión
(1) Presión de plastificación (contrapresión): se refiere a la presión ejercida sobre la masa fundida en la parte superior del tornillo cuando el tornillo gira hacia atrás cuando se utiliza una máquina de inyección de tornillo.
A medida que aumenta la presión de plastificación, aumentan la temperatura y la uniformidad de la masa fundida, el colorante se mezcla de manera uniforme y se descarga el gas de la masa fundida. Sin embargo, la velocidad de plastificación disminuye, lo que prolonga el ciclo de moldeo.
En el funcionamiento general, bajo la premisa de garantizar la calidad de las piezas de plástico, la presión de plastificación debe ser lo más baja posible, generalmente alrededor de 6 MPa, y rara vez supera los 20 MPa.
(2) Presión de inyección: se refiere a la presión ejercida sobre el plástico fundido por el émbolo o la parte superior del tornillo.
Función: Superar la resistencia al flujo de la masa fundida durante el proceso de llenado durante la inyección, de modo que la masa fundida tenga una cierta tasa de llenado; compactar la masa fundida y evitar el reflujo durante el mantenimiento de la presión.
Tamaño: Depende del tipo de máquina de inyección, el tipo de plástico, la estructura del molde, la temperatura del molde, el espesor de la pared de la pieza de plástico y la estructura y tamaño del sistema de vertido.
En general, la presión de inyección de plásticos con alta viscosidad es mayor que la de plásticos con baja viscosidad; la presión de inyección de plásticos con paredes delgadas, áreas grandes y formas complejas es alta; la presión de inyección de las máquinas de inyección de émbolo es mayor que la de las máquinas de inyección de tornillo; la temperatura del barril y la temperatura del molde son altas y la presión de inyección es baja.
(V) Formulación de normas para el proceso de moldeo de plásticos
De acuerdo con los requisitos de uso de las piezas de plástico y las características del proceso de los plásticos, se selecciona correctamente el método de moldeo, se determinan el proceso de moldeo y las condiciones del proceso de moldeo, y se diseña razonablemente la selección de moldes de plástico y equipos de moldeo para garantizar que el proceso de moldeo se lleve a cabo sin problemas y que las piezas de plástico cumplan con los requisitos. Esta serie de trabajos se suele denominar formulación de regulaciones de proceso de piezas de plástico.
Se trata de un documento técnico rector en la producción de moldes de plástico y una base importante para la organización de la producción. Se aplica a todas las etapas del proceso de producción y debe cumplirse estrictamente.
1. Análisis de piezas de plástico
La forma y la estructura de las piezas de plástico determinan la estructura del molde y tienen un gran impacto en si las piezas de plástico se pueden moldear sin problemas y en la calidad después del moldeo.
Para garantizar la calidad de las piezas de plástico, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:
1.1 Análisis de plásticos
(1) Análisis del rendimiento del plástico
(2) Análisis del rendimiento del proceso plástico
1.2 Análisis de la estructura de piezas plásticas, tamaño, tolerancia y estándares técnicos
(1) Si la estructura de la pieza de plástico cumple con los requisitos de procesabilidad del moldeo.
(2) Tamaño de las piezas de plástico, tolerancia y normas técnicas
2. Determinación del método de moldeo de piezas de plástico y flujo del proceso.
En función de las características de los plásticos, los requisitos de las piezas de plástico y factores como la estructura, el tamaño, el lote de producción, las condiciones de uso y el equipo de moldeo de las piezas de plástico, se propone una serie de esquemas de moldeo prácticos. A través del análisis comparativo de varios esquemas, se determina el mejor método de moldeo para piezas de plástico de acuerdo con las condiciones reales de producción en el sitio. Una vez determinado el método de moldeo de la pieza de plástico, se debe determinar su flujo de proceso.
3. Determinación de las condiciones del proceso de moldeo.
Se deben seleccionar las condiciones de proceso adecuadas para las piezas de plástico calificadas moldeadas por diversos métodos de moldeo. Hay muchos factores que afectan el proceso de moldeo de plástico y hay muchas condiciones de proceso que deben controlarse. La relación entre las condiciones de proceso es muy estrecha. Por lo tanto, es necesario analizar exhaustivamente las características y las condiciones reales del plástico, seleccionar preliminarmente las condiciones de proceso más razonables y luego corregir gradualmente las condiciones de proceso de acuerdo con la situación real del moldeo de plástico y los resultados de la inspección de las piezas de plástico durante la prueba de moldeo.
4. Selección de equipos y herramientas
Una vez determinado el método de moldeo, es necesario seleccionar el equipo de moldeo adecuado y comprobar los parámetros de proceso e instalación del equipo y del molde. Los diferentes métodos de moldeo utilizan diferentes equipos de moldeo. Además del equipo de moldeo, otros procesos también necesitan seleccionar el equipo correspondiente e indicar las especificaciones y los parámetros técnicos del equipo utilizado según el proceso.
5. Elaboración de documentos de proceso
La preparación de los documentos de proceso consiste en resumir el contenido y los parámetros de las normas de proceso mencionadas anteriormente y determinarlos en forma de documentos de proceso adecuados como base para la preparación de la producción y el proceso de producción. La tarjeta de proceso de piezas de plástico es el documento de proceso más importante en la producción.
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