实现更严格的螺杆控制

作者:文/本刊记者 Matthew H. Naitove 文章来源:PT《现代塑料》2013年6月刊 发布时间:2013-06-27

在注塑成型过程中实现更精密的螺杆控制,能够显著降低成型的可变性、避免不必要的浪费。为此,本文专门介绍了一种在热塑性塑料与LSR成型中能够提供高控制精度的新型解决方案。

注射之间的可重复性

Husky Injection Molding Systems公司(以下简称“Husky公司”)的医疗业务经理Phil Kinson表示:“可通过降低注塑成型过程中的可变性避免不必要的浪费。”他列举了一系列注塑过程变化的来源,从树脂进入料斗到热流道、模具、夹具再到完整的过程控制。其中,一个特别吸引人的领域是注塑单元。Kinson指出,传统的注射控制是通过螺杆行程或衬垫位置实现的,其在计算注入量方面易受到熔体密度变化的影响,无论是熔融温度还是树脂本身的变化,都会导致注射的树脂重量不一致,进而对零部件的尺寸造成不良影响。

针对上述问题,Husky公司开发出了一种解决方案——Metering System(MS)控制程序,该解决方案的理想实施设备是截流注嘴或阀控浇口式热流道。MS控制程序会在注射前对熔体进行预加压,以确保每次注射的熔体密度一致。另外,针对不同的滤料网,MS控制程序可选择对熔体进行加压的时间和压力。如果不使用截流注嘴或阀控浇口式热流道,那么采用加压后拉回也可实现同样的效果。

试验(采用了一种螺旋流动模具)显示的是采用Husky公司的计量系统(MS)和更新的先进计量系统(AMS)所带来的重大改善

在注射开始时螺杆的位置和最后的衬垫位置都不是恒定的,这样两者都不能作为质量的考量标准。但是在充模阶段,螺杆的行程(在过渡到保压之前)可以作为质量检查的一项指标。采用MS控制程序,注塑机在每个周期中都能自动调整过渡的位置,以确保每次的注入量相同。正如下面的成型试验图中所示,通过采用MS控制程序,可将注射量的变化从0.8%降低到0.3%。

对于那些对注塑控制有更严格要求的应用,Husky公司又开发出了更先进的计量系统AMS。该计量系统需要一个特殊的注嘴组件并且在Polaris控制系统中进行控制,其关键的特点是在恢复结束时和MS加压熔体之前,螺杆以正常方向的反方向旋转一圈,在一个闭合位置中锁定检查环。锁定检查环可防止在MS、拉回等过程中以及恢复结束与注射开始之间发生熔体泄漏的现象。左图中的测试结果显示,采用此计量系统可将注塑成型过程中的注射量变化降低至0.1%。

Kinson指出,注射精度只是许多变量中的一个,作为医疗成型全面优化系统中的一部分,它必须得到合理控制,才能延长系统正常运行的时间、减少废品、实现理想的产品质量及尽可能短的验证时间。

Husky公司采取一个系统级的关注,通过提供机器、模具、热流道、温度控制器、自动化及辅助设备来减少注射量的变动。

为确保LSR的成型精度,Arburg公司提供了一种进料喉压力传感器来帮助保持注射量的均匀性,并检测螺杆末端检查环或密封上的磨损

控制LSR的变量

Juergen Giesow博士是Arburg公司技术中心的区域经理,他密切关注着LSR成型质量控制领域的特殊需求,其报告“LIM成型中的新发展”涵盖了该工艺的各个方面,同时也涉及了下面4个经常被LSR成型所忽视的质量控制变量。

1.压力传感器:在进料喉中的压力传感器能够通过检测螺杆后端检查环或密封上的磨损情况来帮助保持注射量的均匀性。

模腔中均匀的真空度是LSR模具填充一致性的重要影响因素,Arburg公司建议把监测真空度作为一种质量检测标准,并使用该信号来允许或停止循环

2.真空度:注射之间模腔中均匀的真空度是保持模具充模一致性的重要因素。但是,在生产过程中会对真空度进行实际监控的模塑商少之又少。针对此方面的问题,Arburg公司对Selogica控制系统进行了升级改造,该控制系统采用来自模具真空传感器的信号作为执行/不执行的标准,以防止在不适当的真空度下进行注射,如此一来就保证了注射都是在模腔处于相同的内部空气压力条件下进行的。

3.冷却水流动:确保机筒、注嘴和冷流道系统中有适量的冷却水流动对于保持物料流的一致性是必不可少的条件。据Giesow介绍,这也是在水回路中对冷却水流动的监测变得越来越流行的原因。

Arburg公司表示,确保LSR成型一致性的第三种方式是监测料筒、注嘴和冷流道中的冷却水流动

4.模具温度:模具温度是确保LSR成型一致性的关键。Giesow表示,模塑商可以考虑在模具中放置带有机器控制软件的热电偶来帮助实现对温度的精密控制,该软件能防止模具在不适当的成型温度下关闭,且除了保证工艺的一致性外,该方法还可以防止一些工装的损坏(当模具太冷时就会关闭,进而对冷流道系统造成严重损坏)。

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