克服LSR成型中的挑战

作者: Troy Smith,Andy Stirn 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-09-15
​本文回顾了液体硅橡胶(LSR)成型中一些令人头疼的问题,并通过分析模具和机器因素对成型的影响找出了避免这些问题发生的办法。

鉴于市场对高品质液体硅橡胶(LSR)产品的需求不断增长,用于此类产品成型的机器和模具每天都要面对挑战性的要求。LSR成型商们常常寻求具有全电式驱动、技术集成和稳定加工小部件能力的成型机。然而,即使拥有高质量的机器和模具所提供的可重复性,也会存在每个LSR产品加工都会碰到的一些问题。

模具的加热和排气

几个模具问题会使LSR的加工停顿下来。LSR应用中往往涉及到小部件,它们的质量可能仅有0.017g或者更轻,这就提出了重大的挑战。

用于这种小部件的模具必须能够高效地排气,因为如果没有适当的排气,就会造成缺陷。在生产中,一些缺陷包括部件缺料、熔合线或合流线,都表示排气不当。缺料部件通常是由于排气不充分、不适当的工艺设置,或者可能是一块温度不平衡的冷板(cold deck)造成的。

排气口尺寸和形式最好在原型阶段确定,以防止拖延生产和以后的返工。模具制造商需设计排气口的深度及宽度来平衡排气效率与极低黏度有机硅溢料控制的要求。

有些部件的几何形状需要更积极地排气,因而需对溢料有所妥协,但是在大多数的情况下,这两个相互竞争的目标是能够达到平衡的。通常,模具制造商需将排气口加工至±0.00001(0.01‰)in(1in=25.4mm)的精度,以确保它们正常工作。此外,还要保持排气口深度达0.00002(0.02‰)in左右。

缺料、夹气和熔合线等缺陷,也会因模具的加热问题而产生。部件尺寸不一致也可能说明加热不当。造成模具加热不均匀的原因,是加热器的尺寸相对于模具大小不适合或者不正确的加热器间距。加热器必须有间隔(而不只是加衬板),以使型腔受热均匀。

1214ptTroubleshooter2

加热器具有适当的尺寸和间距,可使型腔(而不只是模板)均匀加热,这是很关键的一点

自动化

自动化对于LSR成型商也十分关键。例如,每个周期,部件都必须处在成型机正确的一边,使得自动化设备可以适当地把部件脱出。由于部件是如此之小而产量常常是如此之大,所以自动化的一致性非常关键。如果部件每次都不是处在同一位置,那么会使自动化变得更复杂及更昂贵。使部件在两个周期之间没有留在相同半模上的原因,包括材料的变化,这会造成部件粘在错的一边。模具涂层、模具或部件在成型中的变化以及加工工艺都是使部件保持在正确一边的关键。

一些LSR部件不能只用一种设计方式来保证它们在每一个周期中都保持在同一位置上,所以它们的生产需要更昂贵的自动化。这也正是需要建立一个原型的关键所在。在一个型腔中对原型进行调整肯定要比在64腔模具中作调整更容易。原型还可以被用来开发自动化策略,以对工艺一致性和周期时间进行优化。它也有助于LSR成型商与模具和机器制造商的合作,后两者已经通过大量的LSR成型解决方案而拥有丰富的经验,他们可以提供可靠的、高品质的自动化解决方案。

注塑机必须配备必要的EuroMap连接,以为自动化集成创造条件。当自动化变得越来越复杂时,有必要使注塑机能够与机器人和其他自动化设备交流,以便于使控制尽可能做到无缝并且在注塑机上保持安全。

1214ptTroubleshooter1

排气、加热、自动化和控制,是LSR成型模具和机器系统成功的关键因素

机器问题

为了有效运行LSR成型,注塑机需要一台足够大的真空泵,它可以很快地将所有的型腔排气。如果真空泵太小,就会延长周期时间同时要等待型腔排气。

注塑机上的一个重要选项是内置在机器控制器中运行阀式浇口冷板的设备。虽然可以使用一个单独的阀式浇口控制器,但这等于在生产过程增加了另一层设备,是不可取的。考虑到一台机器可用于多种作业,新成型机必须配备适当数量的阀式浇口控制器。一个好的经验法则是首先配备至少8个阀式浇口控制电磁阀。

大部分的冷板都采用了8个电磁阀。对于一个4腔模具,你可以使用8个电磁阀中的4个。在一个8腔模具中,你可以针对一个浇口使用一个电磁阀。这提供了最佳程度的控制,而通过操作多个阀式浇口关闭相同的电磁阀也可以实现有限的控制。例如,针对一个16腔模具,你可以使用8个电磁阀一次打开8对阀式浇口,来提供有限的控制。同样的方法也适用于用8个电磁阀控制32个型腔和64个型腔。显然,成型商对于将运行于注塑机中的部件和模具尺寸有一个清晰的概念是可取的,这样会使机器在最初被开发出来就带有最佳数量的控制器。

1214ptTroubleshooter3

一台新注塑机应根据将运行模具的型腔数,配备足够数量的阀式浇口电磁阀(图中显示在水调节器右面)。大多数的冷板(cold decks)都采用8个浇口

注塑机还需要对在周期时间内进行的故障排除提供适当的反馈。反馈机制必须包括读出模具热量、直观显示所有区域及它们的工作进程。

1214ptTroubleshooter4

成型LSR通常需要一台能够准确、可重复地操作小注射量的机器。这是全电式成型机在这个领域中受到欢迎的一个原因,例如Roembke公司实验室中的这台Milacron-Fanuc Roboshot注塑机

其他重要的反馈包括机器是否对模具进行了充分地抽真空,以及显示每一次循环的注射速度、保压时间和注射压力。添加型腔传感器来获得对成型周期的完全控制可算作一个重要优势。成型小部件要求成型机和工艺过程能够准确、可重复地控制非常小的注射量。重复性更好的机器是那些所有的电动机/传动器、软件和控制器都是由一家公司开发的成型机器。因此,用户应该寻找能够生产出具有严格公差的LSR部件和小部件的机器。此外,这些机器还应具有高水平的动作控制。

关于作者

来自Milacron公司(位于美国俄亥俄州巴达维亚)的Andy Stirn,主要从事公司的电动和包装机械产品的开发和应用工作。

Troy Smith是Roembke制造与设计公司(位于美国印第安纳州奥西恩)的全球销售总监,主要从事LSR和其他橡胶模具的销售工作。他已经在Roembke公司工作了32年以上。

0
-1
收藏
/
正在提交,请稍候…