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薄壁射出與EC系列射出機
日期: 2008-12-31
薄壁的概念
 
      薄壁與流程/壁厚比、塑膠的粘度及傳熱係數均有關。從模具的主流道到成品最遠一點的流程L,除以成品的壁厚t ,稱為流程/壁厚比。當L/t>150時稱之為薄壁。如果流程的壁厚不一致可分段計算。例如PP的粘度係數為1,EC160制的250mL一次即棄餐盒的流程為135mm,壁厚為0.45mm,則流程/壁厚比=300;PC的粘度係數為2,手機電池外殼的的流程為38mm,壁厚為0.25mm,則流程/壁厚比=152,乘上粘度係數為304,故其製品也是薄壁製品。
 
薄壁製品的冷卻
 
     薄壁製品一般都要求有較高的生產效率,而在整個生產週期中冷卻時間卻佔據了很大的比例,為解決高生產效率的問題,模具必須配備足夠的冷卻運水環。例如EC160機配置250mL一出二餐盒模具,冷卻運水為G1/4”接頭十六進十六出,模具配合冷水機共同使用,冷水機設定溫度為5℃~12℃,水壓為5kg/cm2。此時冷卻時間可控制在2秒之內,也就是說使用EC160啤制250mL一出二餐盒生產週期不足5秒,生產效率得到極大提高。
 
射出成品的冷卻時間公式如下:
 
Tc=t2*ln[4*(Tm- Tw )/π/(T-Tw)]/2πα  其中t=壁厚,Tm=熔融溫度,Tw=模壁溫度,T=脫模溫度,α=塑膠傳熱係數,Tc=冷卻時間。
 
薄壁填充的本質
 
      模具是冷的,在熔融膠料填充模腔時模壁會形成固化層,從而降低了可流動通道的厚度,製品越薄影響越嚴重。1mm壁厚有0.2mm的固化層,流動通道只剩下0.6m ,0.5mm壁厚有0.2mm的固化層,流動通道只剩下0.1m。如果填充未完成時流動通道就已消失,成品便填充不滿而形成殘次品。薄壁製品要求高速射出,在固化層不太厚時即已填滿模腔。
 
     高的射出壓力是不需要的,射出壓力只是彌補射出速度的不足,強制將熔融膠料注入未充滿的模腔。這不但增大了鎖模力,也使製品內應力增大,脫模後製品容易變形。
 
     為提高射出速度,有廠家採用儲能射出或採用差動結構的再生射出。兩種結構都存在一些缺陷:儲能射出射膠壓力存在不穩定情況,隨著儲能器流量的釋放,射膠壓力不斷降低,從而對製品成型產生不利影響。此外儲能射膠反應速度慢,如果射膠行程較短,加速度不能在0.5秒時間內將速度提高到最大值,則無法實現高速射膠。再生射出可以提高射膠速度,但是以犧牲射膠壓力為前提的,如果射膠初段需要較高的射出壓力而差動結構無法滿足,則直接降低了射膠反應速度。
 
     EC系列機型通過電機與油泵的合理匹配,採用獨特新穎的液壓油路原理,實現了鎖模單元和射台單元的動作同步,充分考慮了閥體的過油能耗。鎖模單元和射台單元的流量線性可以通過射台單元的熔膠馬達分別調出,減少了外接輔助馬達進行流量線性調整的難題,給後期的調試工作帶來極大方便。射膠反應速度由帶位置回饋的比例壓力和比例流量閥做物質保障,高速射膠時所有泵的壓力油全部進入射膠油腔,在提高回應的同時加快了射膠速度,實現了液壓系統資源的綜合高效利用。
 
薄壁製品對模具的基本要求
 
     薄壁製品的模具要求有較高的剛性以降低變形。模具的加工精度要求很高,以達到圓周或四壁的壁厚均勻,多腔模具對加工精度要求更高。此外薄壁製品散熱量大,為了提高生產效率,必須設計足夠的冷卻運水通道。
 
     最好使用帶氣動封針的熱流道模具。EC系列機型可實現同步熔膠,為實現此目的則必須要求模具有氣動封針或熔膠頭部有氣動封咀結構,以解決熔融膠料流涎問題。使用帶氣動封針的模具對薄壁製品的射出工藝要求相對較少,一般次序動作能完成的射出工藝此類模具都可以完成。如果模具不帶封針則必須配備氣動封咀,但氣動封咀對打制薄壁製品的射出工藝要求相對嚴格,熱流道模具溫度控制、模具澆口的溫度控制、保壓壓力的控制都要求非常匹配,對某些流動性好的膠料還必須增加保壓後抽膠工序,以降低熱流道模具澆口溢料問題,但同時又給製品的重量重複精度帶來不利影響,無法滿足生產高品質產品的要求。
 
     此外,從客戶的角度來說,增加氣動封咀的成本約1.5萬至2萬,而模具加封針設計則價格相對便宜的多。模具和機器最終都是由客戶買單的,增加了二者之中的任何一項成本都是增大了客戶投入成本,所以我們應該加強對客戶的技術支援和引導,提供更有利於客戶的技術支援和服務。
 
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