注塑模具：建立永远强劲的工艺

HEATS 发表于 2010-9-12 09:31:37

在以前的文章中，我们已经讨论了零件的设计原理、模具设计考虑因素、在正确的模具加工设备上加工正确的模具、设备性能评估、模具试制评估和核实调整工具钢。 在本文中我们需要确定如何处理零件，使其在很长的时期内零件的变化量最小。需要恒定维护或调整的工艺不能提供最有利的工况。 如果你已经采用了以前文章中的推荐，通过使用严格的模具试验（粘度曲线、型腔压力平衡、模具和零件的温度图、进料点密封等等），已经完成了许多工艺试验。也已经完成了所有的设备试验（<A href="http://plastic.newmaker.com/cat_1110001.html" target=_blank>注塑</A>速度的线性度、档圈研究、注塑响应和负载敏感性）。通过建立非常简单的II型分离工艺（当型腔的填充率达95%时，把填料从组件上分离并通过传送进行控制）完成很多的这类试验。 强制粘度改变 我们现在需要运作这个工艺来看它随着时间的迁移是否稳定。但是，仅在一次安装时用相同批次的材料运转数百次是不够的。然而，通过引入将在制造中不可避免看到的变量类型来挑战该工艺是很重要的。做到这一点最有效的途径之一是通过使用强制的粘度改变。通常引入至少10%的粘度改变来考评该工艺如何很好地吸收该变化是最佳的方法。 通过使用传感器和数据采集，我们能看到图形表示的关于流体力学和注口的曲线，以及面对粘度改变时型腔工况的重复性好到什么程度。在图1 中，我们能看到设备的重复性非常好（红色的流体力学曲线彼此重叠），但是注口曲线（绿色）具有一个大的带宽，表示确是存在很大的型腔压力波动。随着型腔压力的改变，它影响到零件的尺寸。目标是尽可能减少型腔压力的波动。
<IMG height=165 src="http://news.mechnet.com.cn/upload/0902192234261583.bmp" width=400 border=0> Figure 1: Hydraulic and post gate cavity conditions with a decoupled II process. Figure courtesy of RJG, Inc.就如图1所示的II型分离工艺，不需要使用数据采集或型腔压力传感器，使其实施成本更低。如果用磨具生产的产品的质量要求不严格，II型分离工艺也许就是实现质量目标所需的全部内容。 如果你采用II型分离工艺时仍然看到波动量不可接受，于是更先进的III型分离（型腔压力控制）工艺能有助于获得更大的处理能力。这种处理技术提供填料、组件和保持的分离，将其作为分离功能。图2表示使用如图1相同模具的III型分离工艺。
<IMG height=159 src="http://news.mechnet.com.cn/upload/0902192234412619.bmp" width=400 border=0> Figure 2: Decoupled III process using the same mold as Figure 1.这里，我们能看到设备正根据粘度的改变进行补偿调节。虽然这使得压力机似乎不一致，当发生工艺变化时，实际上这个补偿恰好是内型腔工况所需的。这反过来将提供更一致的零件。 多数情况下，III型分离出模需要一个用于控制的注口传感器（位于型腔内的注口旁）。要考虑的另一个选项是一个中流型腔压力传感器或一个型腔末端的传感器。多年之前，这些位置的型腔压力控制不是一个选项，因为较老的制模设备不具备迅速传送的能力。但是有了今日的压机，当控制这些位置时，我们易于看到明显的好处。 应用 以下是一个案例。某工厂试图为一个产品（见图3的联结器罩）寻找最佳的可行工艺，该产品的利润非常低。出模设备相对较新，该设备连接了功能强大的生产和过程控制系统，使型腔压力控制更有潜力。
<IMG height=150 src="http://news.mechnet.com.cn/upload/0902192234528579.bmp" width=290 border=0> Figure 3: Hitch cover. Photo courtesy of Midwest Tool.随着一个III型分离工艺的完成，运行了连续的出模并记录了粘度改变时型腔两端（注口和型腔末端）的压力，如图4注释。在第一列中，注意到型腔压力的变化，还有采用III型分离工艺进行注口控制的标准偏差和预期变动。为了评估在那个位置的型腔压力变化的百分比，他们把注口的高值(8022ppsi)减去注口的低值(7998ppsi)，除以注口的高值(8022ppsi)再乘100，显示出变化为.299%。使用相同的公式计算型腔末端的压力变化，显示出6.98%的变化。
<IMG height=381 src="http://news.mechnet.com.cn/upload/0902192235092151.bmp" width=384 border=0>没有引入任何附加变量，注口传送被改为型腔末端，而所有其它设置保持不变。型腔末端压力变化现在更小（0.61%，采用注口传送时为6.89%），而如果是尺寸关键的零件，由于它消除了该型腔区域的更大变化，这是极好的。与注口传送的3%相比，注口压力变化转到4%。在这个情形下，整个型腔工况更好，型腔压力变化更小，使该策略成为一个明智的选择。 总结：总结该系列的文章，我们现在知道需要在报价阶段预先做功课，在正确的出模设备上得到正确的模具，完成严格的模具试制，然后调整钢材，最后又最重要的是建立需要维护量最小的最佳工艺。你一定要彻底研究所有的工艺能力（想尽办法）。为了制造好的零件，不要让你的工艺总是成为一个烦恼。生产的零件质量不再象最初那样好，这简直是不能承受的。(end)

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