Πίεση έγχυσης
◎Παράμετροι διαδικασίας χύτευσης με έγχυση (μέρος 2)
Πίεση έγχυσηςχρησιμοποιείται για να υπερνικήσει την αντίσταση του τήγματος κατά τη ροή του. Αυτή η αντίσταση απαιτεί την πίεση έγχυσης από τη μηχανή χύτευσης με έγχυση. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2-1, η πίεση είναι υψηλότερη στο ακροφύσιο έγχυσης κατά τη χύτευση με έγχυση για να ξεπεραστεί η αντίσταση ροής σε όλη τη διαδρομή του τήγματος. Στη συνέχεια, η πίεση έγχυσης μειώνεται σταδιακά προς το μπροστινό μέρος του τήγματος καθώς αυξάνεται το μήκος ροής. Εάν η κοιλότητα του καλουπιού έχει καλό εξαερισμό, η τελική πίεση στο μπροστινό μέρος του τήγματος είναι η ατμοσφαιρική πίεση.
Το σχήμα 2-2 δείχνει την κατανομή της πίεσης τήγματος κατά μήκος της διαδρομής ροής του. Καθώς αυξάνεται το μήκος ροής, αυξάνεται επίσης η αντίσταση που πρέπει να ξεπεραστεί στην πορεία και η πίεση έγχυσης αυξάνεται επίσης ανάλογα. Προκειμένου να διατηρηθεί μια σταθερή κλίση πίεσης για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη ταχύτητα πλήρωσης τήγματος, η πίεση έγχυσης πρέπει να αυξάνεται ανάλογα με την αλλαγή του μήκους ροής και επομένως η πίεση στην είσοδο τήγματος πρέπει να αυξάνεται ανάλογα.
Κρατώντας πίεση
Κοντά στο τέλος της διαδικασίας έγχυσης, η πίεση έγχυσης μεταβαίνει στην πίεση συγκράτησης, μπαίνοντας στη φάση συγκράτησης. Κατά τη φάση συγκράτησης, η μηχανή χύτευσης με έγχυση τροφοδοτεί υλικό στην κοιλότητα από το ακροφύσιο για να γεμίσει τον όγκο που εκκενώνεται από τη συρρίκνωση του εξαρτήματος. Εάν η κοιλότητα γεμίσει χωρίς πίεση συγκράτησης, το τμήμα θα συρρικνωθεί κατά περίπου 25%, ειδικά στις νευρώσεις όπου η υπερβολική συρρίκνωση θα αφήσει σημάδια συρρίκνωσης. Η πίεση συγκράτησης είναι γενικά περίπου το 85% της μέγιστης πίεσης πλήρωσης, αλλά αυτό θα πρέπει να προσδιορίζεται με βάση τις ειδικές περιστάσεις.
Το σχήμα 2-3 δείχνει τον έλεγχο της διαδικασίας διατήρησης της πίεσης: Το 1 δείχνει την έναρξη της έγχυσης. Το 2 δείχνει ότι το τήγμα εισέρχεται στην κοιλότητα. Το 3 υποδεικνύει ότι έχει συμβεί διακόπτης συγκράτησης πίεσης κατά την πλήρωση. Το 4 υποδηλώνει ότι η κοιλότητα είναι γεμάτη. Το 5 υποδεικνύει ότι η διαδικασία πλήρωσης έχει εισέλθει στο στάδιο αντιστάθμισης συρρίκνωσης. Το 6 υποδεικνύει ότι η αντιστάθμιση συρρίκνωσης έχει τελειώσει και η ψύξη έχει αρχίσει. Το στάδιο μετά την πλήρωση περιλαμβάνει δύο διαδικασίες: διατήρηση της πίεσης και ψύξη.
(Εικόνα 2-3 Έλεγχος διαδικασίας διατήρησης πίεσης)
Τα πειράματα δείχνουν ότι τόσο οι υπερβολικά μεγάλοι όσο και οι σύντομοι χρόνοι συγκράτησης είναι επιζήμιοι για τη χύτευση. Ο υπερβολικός χρόνος συγκράτησης οδηγεί σε ανομοιόμορφη κατανομή πίεσης, αυξημένη εσωτερική καταπόνηση στο καλουπωμένο τμήμα και αυξημένη ευαισθησία σε παραμόρφωση, προκαλώντας δυνητικά ρωγμές τάσης. Αντίθετα, ο ανεπαρκής χρόνος συγκράτησης οδηγεί σε ανεπαρκή διατήρηση της πίεσης, σοβαρή συρρίκνωση όγκου και κακή ποιότητα επιφάνειας.
Η καμπύλη πίεσης συγκράτησης αποτελείται από δύο μέρη: μια περίοδο διατήρησης σταθερής πίεσης περίπου 2-3 δευτερολέπτων, που ονομάζεται καμπύλη σταθερής πίεσης διατήρησης. και μια σταδιακά φθίνουσα περίοδος απελευθέρωσης πίεσης περίπου 1 δευτερολέπτου, που ονομάζεται καμπύλη καθυστερημένης πίεσης συγκράτησης. Η καμπύλη καθυστερημένης πίεσης συγκράτησης έχει σημαντικό αντίκτυπο στο καλουπωμένο τμήμα. Μια μεγαλύτερη καμπύλη σταθερής πίεσης συγκράτησης έχει ως αποτέλεσμα μικρότερη συρρίκνωση όγκου και αντίστροφα. Ομοίως, μια πιο απότομη κλίση και μικρότερη καμπύλη πίεσης καθυστερημένης συγκράτησης έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη συρρίκνωση όγκου και αντίστροφα. Μια τμηματοποιημένη και επιμήκης καμπύλη καθυστερημένης πίεσης συγκράτησης οδηγεί σε μικρότερη συρρίκνωση όγκου και αντίστροφα.
Κατά τη διαδικασία πλήρωσης λιωμένου πλαστικού, όταν η κοιλότητα είναι σχεδόν γεμάτη, η κίνηση της βίδας αλλάζει από έλεγχο ταχύτητας ροής σε έλεγχο πίεσης. Αυτό το σημείο μετάβασης ονομάζεται σημείο ελέγχου μεταγωγής πίεσης συγκράτησης. Ο διακόπτης πίεσης συγκράτησης είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο της διαδικασίας χύτευσης. Πριν από το σημείο μεταγωγής πίεσης συγκράτησης, η ταχύτητα προς τα εμπρός και η πίεση του τήγματος είναι υψηλές. Μετά το σημείο μεταγωγής, η πίεση της βίδας που σπρώχνει το τήγμα προς τα εμπρός είναι χαμηλότερη. Εάν δεν εκτελεστεί η εναλλαγή πίεσης συγκράτησης, η πίεση θα είναι πολύ υψηλή όταν η κοιλότητα είναι γεμάτη τήγμα, προκαλώντας απότομη αύξηση της πίεσης έγχυσης, απαιτώντας μεγαλύτερη δύναμη σύσφιξης και ακόμη και ελαττώματα όπως φλας (υπερβολικό υλικό). Ο διακόπτης πίεσης συγκράτησης στις μηχανές χύτευσης με έγχυση πραγματοποιείται γενικά σύμφωνα με τη θέση έγχυσης. Δηλαδή, όταν η βίδα φτάσει σε μια ορισμένη θέση, συμβαίνει εναλλαγή πίεσης συγκράτησης. Η θέση, ο χρονισμός και η πίεση του διακόπτη πίεσης συγκράτησης φαίνονται στο Σχήμα 2-4.
Βιδώστε αντίστροφη πίεση
Κατά τη διαδικασία τήξης και πλαστικοποίησης του πλαστικού, το τήγμα κινείται συνεχώς προς το μπροστινό άκρο της κάννης (θάλαμος μέτρησης) και η ποσότητα αυξάνεται, σχηματίζοντας σταδιακά μια πίεση που σπρώχνει τη βίδα προς τα πίσω. Για να αποφευχθεί η υπερβολική γρήγορη απόσυρση της βίδας και για να εξασφαλιστεί η ομοιόμορφη συμπίεση του τήγματος, πρέπει να ασκηθεί πίεση προς την αντίθετη κατεύθυνση στη βίδα. Αυτή η πίεση προς την αντίθετη κατεύθυνση που εμποδίζει τη συμπίεση της βίδας ονομάζεται αντίθλιψη, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2-6.
Η αντίθλιψη, γνωστή και ως πίεση πλαστικοποίησης, ελέγχεται με τη ρύθμιση της βαλβίδας πεταλούδας λαδιού επιστροφής του κυλίνδρου έγχυσης. Μια βαλβίδα αντίθλιψης είναι εγκατεστημένη στο πίσω μέρος του κυλίνδρου έγχυσης για τη ρύθμιση της ταχύτητας εκκένωσης λαδιού του κυλίνδρου έγχυσης κατά την περιστροφή και την ανάσυρση της βίδας, διατηρώντας μια ορισμένη πίεση στον κύλινδρο. Η ταχύτητα (αντίσταση) ανάσυρσης της βίδας του πλήρως-ηλεκτρικού κινητήρα ελέγχεται από μια σερβοβαλβίδα AC.
Η σωστή ρύθμιση της αντίθλιψης έχει σημαντικά οφέλη για την ποιότητα χύτευσης με έγχυση. Στη χύτευση με έγχυση, η κατάλληλη προσαρμογή της αντίθλιψης μπορεί να επιτύχει τα ακόλουθα οφέλη:
① Μπορεί να συμπιέσει το τήγμα στο βαρέλι, αυξάνοντας την πυκνότητα και βελτιώνοντας τη σταθερότητα του όγκου έγχυσης, του βάρους του προϊόντος και των διαστάσεων.
② Μπορεί να «στριμώξει» αέριο από το τήγμα, μειώνοντας τις επιφανειακές φυσαλίδες αερίου και τις εσωτερικές φυσαλίδες αέρα, βελτιώνοντας την ομοιομορφία στιλπνότητας.
③ Επιβραδύνει την ταχύτητα ανάσυρσης της βίδας, επιτρέποντας στο τήγμα στο βαρέλι να πλαστικοποιηθεί πλήρως, αυξάνοντας την ομοιομορφία ανάμειξης της σκόνης χρώματος/της κύριας παρτίδας με το τήγμα και αποτρέποντας την ανάμειξη χρώματος στο προϊόν.
④ Η κατάλληλη αύξηση της αντίθλιψης μπορεί να βελτιώσει τη συρρίκνωση της επιφάνειας και την περιμετρική ροή του προϊόντος.
⑤ Μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του τήγματος, να βελτιώσει την ποιότητα πλαστικοποίησης του τήγματος, να βελτιώσει τη ρευστότητα του τήγματος κατά την πλήρωση του καλουπιού και να εξαλείψει τα σημάδια ψυχρής κόλλας στην επιφάνεια του προϊόντος.
δύναμη σύσφιξης
Η δύναμη σύσφιξης έχει ρυθμιστεί ώστε να αντιστέκεται στη δύναμη διαστολής του τηγμένου πλαστικού στο καλούπι και το μέγεθός της καθορίζεται από συγκεκριμένους παράγοντες όπως η πίεση έγχυσης. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, αφού το λιωμένο πλαστικό εκτοξευθεί από το ακροφύσιο κύλινδρος της μηχανής χύτευσης με έγχυση, περνά μέσα από τον κύριο δρομέα, τους δρομείς διακλάδωσης και τις πύλες του καλουπιού πριν εισέλθει στην κοιλότητα του καλουπιού, με αποτέλεσμα σημαντική απώλεια πίεσης στην πορεία. Το Σχήμα 2-7(α) δείχνει την αλλαγή στην πίεση έγχυσης καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας από την κάννη έως την είσοδο στο καλούπι. Όπως φαίνεται από την αλλαγή πίεσης στο Σχήμα 2-7(b), η πίεση πέφτει μόνο στο 20% της αρχικής πίεσης έγχυσης στο άκρο της κοιλότητας του καλουπιού.
Θερμοκρασία βαρελιού
Η θερμοκρασία τήξης πρέπει να ελέγχεται μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η κακή πλαστικοποίηση του τήγματος θα επηρεάσει την ποιότητα των χυτευμένων εξαρτημάτων και θα αυξήσει τη δυσκολία της διαδικασίας. εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, οι πρώτες ύλες είναι επιρρεπείς σε αποσύνθεση. Στην πραγματική χύτευση με έγχυση, η θερμοκρασία τήξης είναι συχνά υψηλότερη από τη θερμοκρασία του κυλίνδρου. Η διαφορά σχετίζεται με τον ρυθμό έγχυσης και τις ιδιότητες του υλικού και μπορεί να φτάσει έως και τους 30 βαθμούς. Αυτό συμβαίνει επειδή το τήγμα υπόκειται σε διάτμηση καθώς περνά μέσα από την πύλη, δημιουργώντας πολλή θερμότητα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2-8.
(1 - Ξεκινά η θέρμανση του βαρελιού, 2 - Ξεκινά η πλαστικοποίηση με βίδες, 3 - Το λιώσιμο φτάνει στο τέλος του κυκλώματος, 4 - Το λιώσιμο περνάει από την πύλη, 5 - Το γέμισμα τελειώνει)
Η θερμοκρασία της κάννης είναι ένας κρίσιμος παράγοντας που επηρεάζει την πίεση έγχυσης. Οι κάννες μηχανών χύτευσης με έγχυση έχουν συνήθως 5 ή 6 ζώνες θέρμανσης και κάθε υλικό έχει την κατάλληλη θερμοκρασία χύτευσης. Οι συγκεκριμένες θερμοκρασίες καλουπώματος μπορούν να βρεθούν στα δεδομένα που παρέχονται από τον προμηθευτή. Ο Πίνακας 2-3 παραθέτει τις θερμοκρασίες χύτευσης για τα συνήθως χρησιμοποιούμενα πλαστικά..