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如何缩短注塑周期

日期:2019-05-24 12:50
浏览次数:153
摘要: 在这日益竞争剧烈的商业社会中,提高生产效率是一个很值得关注的问题。本文阐述了使用既有或新设计的注塑机或模具,改善注塑周期的多种办法。 注塑周期 一台油压驱动注塑机的注塑周期指从合模开始到下一次合模为止。 合模一般分为四段:快速合模,慢速合模、低压护模及高压锁模。 注射在高压锁模完成后开始,亦分为多段。注射时熔融塑料填充模腔。当模腔填满,压力骤升,故注射的末端亦称为挤压段(packing phase)。控制不合适的时候,成品就会产生毛边。 ...


在这日益竞争剧烈的商业社会中,提高生产效率是一个很值得关注的问题。本文阐述了使用既有或新设计的注塑机或模具,改善注塑周期的多种办法。

注塑周期


一台油压驱动注塑机的注塑周期指从合模开始到下一次合模为止。 合模一般分为四段:快速合模,慢速合模、低压护模及高压锁模。 

    

注射在高压锁模完成后开始,亦分为多段。注射时熔融塑料填充模腔。当模腔填满,压力骤升,故注射的末端亦称为挤压段(packing phase)。控制不合适的时候,成品就会产生毛边。      


保压在注射完成后开始。其实冷却是从模腔填充满后开始的,亦即是从保压开始。模具冷却时,成品受冷收缩。保压的作用是经过还未凝固的冷流道,以一般低于注射压力的保压压力,填充收缩所形成的凹陷,使成品脱模时饱满(没有凹痕)。  

  

当冷流道凝固后,再保压已没有意义,保压便可终止。保压可分为多段,每段的保压压力不同(一般是逐段递减),以时间划分。总的保压时间是由秤成品的重量或 从成品没有凹痕而定出来的。从短的保压时间开始调整,每注塑一次都增加一点保压时间,直至成品重量不再增加或产生凹痕可接受时,保压时间便不用再增加。  


注塑机上所置的“冷却时间”参数是从保压完成到开模的一段时间,但冷却早在模腔填满塑料后便已开始。“冷却时间”的目的是使成品继续冷却固化,到顶出时已不会因顶出而变形,应该说,“冷却时间”是从试验得出来的。       


合模


近期设计的肘节式注塑机都有再生合模油路,以争取更高的合模速度。在模具不受高冲击的大前提下,适宜采用。  

高压锁模

采用*低且能使成品不产生毛边的锁模力,能缩短高压锁模段所需的时间。况且,模具、注塑机的拉杆、肘节及模板亦会因采用低的锁模力而延长寿命。如果某模具使用50t的锁模力就足够的话,便不需要用51t的锁模力,尽管你的注塑机具备更高的锁模力。

注射


在成品不产生气泡或不因烧焦塑料而产生黑点的情况下,可使用*高的注射速度。尤其是厚壁注塑,模腔内有大量存气的空间是由熔融塑料填充的,太高的注射速度使会模腔内的空气来不及排出模具外,致成气泡。

使用*低的注射压力能相应地降低所需的锁模力(胀模力),而使用*低的料筒温度则能缩短“冷却时间”。

保压

从成品重量或可接受的凹痕可定出*短的保压时间。有很多薄壁产品都不用保压,因成品的内层基本上在注射完毕便马上凝固。  

冷却时间


有一个说法:模具根本是个热交换器。不错,模具经冷水道不断将熔融的热量带走,设计得宜的模具能提高热交换的效率。 然而在允许的情况下,冰水冷却能缩短“冷却时间”。若冰水冷却做成模具凝露,干风机及密封的锁模装置便能降低露点,防止凝露。

若塑化能力不够而做成瓶颈,则在螺杆设计及参数调整时可作以下处理:      

1.屏障式螺杆可增加塑化能力。

2.大直径(C)螺杆可增加塑化能力。      

3.加大螺杆的槽深可增加塑化能力。

4.加大螺杆的转速可增加塑化能力(某些对剪切敏感的塑料如PVC,PET等则不能用此法)。

5. 尽可能降低背压,否则会增加塑化时间。

6. 采用油压封咀,使开合模时亦能塑化。

7. 采用预塑器设计能使螺杆在周期内除注射及保压时间外都能塑化。 

8. 采用保压装置,使螺杆在保压段亦能塑化。

开模


在不撕裂成品及不产生大的开模响声的情况下,用*高速开模。某些讲究的注塑机有开模前的减压设备,连高速开模亦不会产生响声。为了实现在高速开模下停模位置**,可用刹车阀或闭环控制。 

顶出


在顶出力不大的小型注塑机上,可采用气动顶出,比油压顶出的速度高。电动顶出又比气动顶出快。 


模具可设计成由开模动作带动顶出,而不采用注塑机上的顶出装置,唯此法只能顶出一次,这是*简单的边开模边顶出的方法。采用独立的油路、气路或电路控制,可以实现多次顶出的边开模边顶出功能。 


配有录像及电脑设备便能快速分析出一次顶出后成品是否全部掉落。在不全部掉落时才进行第二次顶出,故上例99%的周期都只顶出一次,节省了平均周期时间。

顶退


有些成品的多次顶出可采用注塑机的振动顶出。顶针不用每次全退,以缩短多次顶出的时间。

*后一次顶退可与合模同时开始。由于顶针的行程比模板短,因此顶针总会全退后才锁模。

*短的周期时间 


*短的周期时间由合模、注射、保压、冷却及开模所需时间构成。加料在“冷却时间”及开合模、甚至在保压时同时进行。多次顶出在开模时同时进行,*后一次顶 退在合模时同时进行。此案例*多有三个动作同时进行,每个动作有独立的驱动。可能是三个都是油路(如三个油泵),三个都是电路(电动注塑机)或油路、气路 及电路的组合。


电动注塑机一般有4个伺服马达,分别驱动注塑、加料、开,合模及脱模。其优点是并行动作能缩短周期。其实,油压注塑机在使用3个独立油路时亦能达到这个目的。因此这一优点并非电动注塑机的砖利。 

由于开模时不能注塑,4个伺服马达亦不能同时运作。

空运行时间


很多注塑机的规格都标出了空运行时间,但一般都只是计算出来的理论时间,忽略了模板的加速及减速,当然亦没有计算移动模具的质量,比起实际的开合模时间要短。根据Euromap的标准,空运行时间是模板开合所需的时间,而开合的行程则定为四柱空间的0.7倍。在*短的周期里,只有开合模时间(空运行时间)及注射时间与注塑机的设计有关。 

薄壁注塑


薄壁注塑定义为0.5 mm壁厚或以下,或流程/壁厚比在300以上的注塑。为了避免熔融塑料在未充填满模腔时便已凝固,薄壁注塑都是高速(及高加速减速)的注塑。所谓高速注塑,系指螺杆的向前速度都在300 mm/s以上。在高速注塑下,注射时间一般在0.5s以内。高速注射都是用蓄能器辅助的。油泵在“冷却时间”充填蓄能器,亦可用小油泵在注射及保压以外的 时间里充填。被蓄存的高压油在注射时释放出来,一般能提高注射速度3倍。  

吹气脱模

若产品能用吹气脱模的话,边开模边吹气是很容易做到的。一般是在开模后延时吹气,把脱模时间隐藏在开模时间里。  

气动脱模

在一台所需顶模力不大的小型注塑机上实现了气动顶出,使开合模与顶出顶退并行,省了约1s的顶针动作时间,这在小型注塑机上是可观的,*后达到了2s的周期时间。

退而求其次


具有3个独立油路的注塑机的成本是较高的。两个平行动作的注塑机,一般是锁模装置使用一个油路,注射装置使用另一个油路,这是基于注塑机一般分锁模装置油路板及注射装置油路板的考虑。 

混合式油电注塑机集两种驱动的长处,巧妙配合,一般的设计是电动加料配合油压的其他动作。

双泵注射

双泵设计在注射时只用一个油泵。油路可以稍作更改使注射时双泵齐下,从而增加注射速度接近一倍。

热流道模具 


热流道能在多方面缩短周期。  

1.  若冷流道的直径比成品厚度更大,“冷却时间”要等候流道冷却到某种程度才能开模,但成品早已冷却,造成浪费。 热流道模具的流道不用冷却,成品决定冷却时间。     

2.  冷流道的塑料量是成品塑料量的一个百分比,甚至有比成品重量更重的,注射及加料时间会因此加长。采用热流道模具便省却了流道塑料所需的注射及加料时间。   

3、 冷流道留有水口,开模行程要增加。 

4、 多腔注塑时,冷流道不保证成品掉落与否,要用机械臂取出(全自动操作)或人手取出(半自动操作),周期便拖慢了。