Conceptul de „turnare prin injecție de precizie” este în principal diferit de „turnare prin injecție convențională”. Se bazează pe dezvoltarea rapidă a materialelor polimerice și folosește piese din plastic de precizie pentru a înlocui piesele metalice de înaltă precizie în domeniul instrumentelor și electronicii.
1. Caracteristici ale turnării prin injecție de precizie:
1.1 Precizia dimensională a piesei de prelucrat este mare, iar toleranța este mică, adică există o limită dimensională de înaltă precizie;
1. 2 Greutatea produsului are o precizie de repetabilitate ridicată, necesitând stabilitate dimensională zilnică, lunară și anuală;
1.3 Materialul matriței este bun, rigiditatea este suficientă, precizia dimensională și netezimea cavității și precizia de poziționare între șabloane sunt ridicate;
1.4 Înlocuirea mașinilor de injecție convenționale cu mașini de injecție de precizie;
1.5 Adoptați procesul de turnare prin injecție de precizie;
1.6 Selectați materiale adecvate pentru turnarea prin injecție de precizie.
Cel mai important indice tehnic pentru evaluarea produselor este precizia produselor turnate prin injecție (toleranța dimensională, toleranța formei și finisarea suprafeței produsului). Pentru a injecta produse din plastic precise, este necesar să se controleze cu strictețe patru factori, inclusiv selecția materialului, proiectarea matriței, procesul de turnare prin injecție și nivelul tehnic al operatorului.
Mașinile de turnat prin injecție de precizie necesită ca acuratețea dimensională a produsului să fie în general în 0.01-0.001 mm și multe modele de injecție de precizie necesită, de asemenea, ca mașinile de turnat prin injecție să aibă o presiune mare de injecție și o viteză mare de injecție;
Sistemul de prindere trebuie să aibă o rigiditate suficientă și o precizie de prindere suficient de mare. Așa-numita precizie de strângere se referă la uniformitatea, reglarea, stabilitatea și repetabilitatea ridicată a forței de strângere și precizia ridicată a poziției de deschidere și închidere a matriței;
Este necesar să controlați cu precizie presiunea, debitul, temperatura, măsurarea etc. cu precizia corespunzătoare și să utilizați injecția în mai multe etape sau fără trepte pentru a asigura condițiile de reproducere ale procesului de turnare și repetabilitatea dimensiunii produsului.
2. Factori care afectează acuratețea dimensională a pieselor turnate prin injecție de precizie:
2.1 Precizia matriței;
2.2 contracție turnare;
2.3 Temperatura, umiditatea și intervalul de fluctuații ale mediului în care este utilizat produsul.
3. Principii de selecție a materialelor de turnare de precizie prin injecție
Rezistență mecanică ridicată, stabilitate dimensională bună, rezistență bună la fluaj și adaptabilitate largă la mediu.
Există patru materiale utilizate în mod obișnuit:
POM și fibră de carbon ranforsată (CF) sau armată cu sticlă (GF). Acest material se caracterizează prin rezistență bună la fluaj, rezistență la oboseală, rezistență la intemperii, proprietăți dielectrice bune, ignifugare și demulare ușoară prin adăugarea de lubrifiant.
PA66 armat cu fibră de sticlă și PA, caracteristicile sale: rezistență puternică la impact și rezistență la uzură, fluiditate bună și pot fi transformate în produse cu o grosime a peretelui de 0.4mm. PA66 armat cu fibră de sticlă are rezistență la căldură (punct de topire 250 de grade), dar dezavantajul său este că este higroscopic și, în general, trebuie supus controlului umidității după turnare.
Poliester armat cu PBT, cu timpi scurti de turnare. Timpul de turnare este comparat după cum urmează: PBT Mai mic sau egal cu POM≈PA66 Mai mic sau egal cu PA6.
PC și GFPC. Caracteristici: Rezistență bună la uzură, rigiditate crescută după armare, stabilitate dimensională bună, rezistență la intemperii, ignifug și procesabilitate bună de turnare.
4. Problemă de contracție în turnarea prin injecție de precizie
Există patru factori care afectează contracția: contracția la căldură, contracția prin schimbare de fază, contracția orientării și contracția prin compresie.
Contracția termică este o proprietate termofizică inerentă a materialelor de turnare și a materialelor de matriță. Temperatura matriței este ridicată, temperatura produsului este, de asemenea, ridicată, iar rata reală de contracție va crește, astfel încât temperatura matriței pentru injecția de precizie nu ar trebui să fie prea mare.
Contracția prin schimbare de fază se datorează contracției cauzate de scăderea volumului specific în timpul procesului de orientare a rășinilor cristaline, însoțită de cristalizarea polimerilor, care se numește contracție cu schimbare de fază. Temperatura matriței este ridicată, cristalinitatea este ridicată și rata de contracție este mare; dar, pe de altă parte, creșterea cristalinității va crește densitatea produsului, coeficientul de dilatare liniară va scădea, iar rata de contracție va scădea. Prin urmare, rata reală de contracție este determinată de efectul combinat al celor două.
Contracția de orientare, datorită întinderii forțate a lanțurilor moleculare în direcția curgerii, macromoleculele au tendința de a reveni și de a se reface atunci când sunt răcite, iar contracția va avea loc în direcția de orientare. Gradul de orientare moleculară este legat de presiunea de injecție, viteza de injecție, temperatura rășinii și temperatura matriței. Dar principalul lucru este viteza de injecție.
Contracția prin compresie și resetarea elastică, în general, materialele plastice sunt compresibile. Adică, volumul specific se modifică semnificativ la presiune ridicată. La temperaturi normale, volumul specific al produsului turnat sub presiune va scădea, densitatea va crește, coeficientul de dilatare va scădea, iar rata de contracție va scădea semnificativ. Corespunzător compresibilității, materialul de turnare are un efect de resetare elastică, care reduce contracția produsului. Factorii care afectează contracția de turnare a produsului sunt legați de condițiile de turnare și condițiile de funcționare.
5. Matriță de injecție de precizie
Precizia matriței depinde în principal de precizia dimensională ridicată a cavității matriței, de poziționarea precisă a cavității sau de precizia suprafeței de despărțire îndeplinește cerințele. În general, toleranța dimensională a matrițelor de injecție de precizie trebuie controlată sub 1/3 din toleranța dimensională a produsului.
Prelucrabilitate și rigiditate, în proiectarea structurii matriței, numărul de cavități nu ar trebui să fie prea mare, iar placa de jos, placa de susținere și pereții cavității trebuie să fie mai groase pentru a evita deformarea elastică severă a pieselor la temperaturi ridicate și presiune ridicată. .
În turnarea produsului, matrița ar trebui să încerce să folosească cât mai puține cavități posibil, canale puține și scurte și un finisaj mai înalt decât matrițele obișnuite, care este propice pentru turnare.
Materialul matriței de precizie este oțel aliat cu rezistență mecanică ridicată. Materialele pentru realizarea cavității și sprue trebuie să fie supuse unui tratament termic strict, iar materialele cu duritate mare (piesele de turnare ar trebui să atingă aproximativ HRC52), rezistență bună la uzură și rezistență puternică la coroziune.
6. Caracteristicile și selecția mașinii de injecție de precizie
Caracteristici din punct de vedere al parametrilor tehnici:
În ceea ce privește presiunea de injecție, mașină obișnuită: 147 ~ 177MPa; mașină de precizie: 216 ~ 243MPa; mașină de ultra-înaltă presiune: 243 ~ 392MPa.
7. Motivul pentru care mașina de turnat prin injecție de precizie trebuie să fie de înaltă presiune este:
(1) Pentru a îmbunătăți precizia și calitatea produselor de precizie, presiunea de injecție are cel mai evident impact asupra ratei de contracție a produselor. Când presiunea de injecție atinge 392 MPa, contracția de turnare a produsului este aproape zero. În acest moment, precizia produsului este afectată doar de controlul mucegaiului sau de mediu. Experimentele au demonstrat că: după ce presiunea de injecție este crescută de la 98 MPa la 392 MPa, rezistența mecanică crește cu 3 la sută până la 33 la sută.
(2) Poate reduce grosimea peretelui produselor de precizie și poate crește lungimea turnării. Luând PC-ul ca exemplu, presiunea de injecție a mașinii obișnuite este de 177MPa și se pot forma produse cu o grosime a peretelui de 0.2-0.8mm, în timp ce presiunea de injecție a mașinii de precizie este de 392MPa , și produse cu o grosime de 0.15-0.6mm pot fi formate. Mașinile de injectare de ultra-înaltă presiune pot obține produse cu un raport de lungime a debitului mai mare.
(3) Creșterea presiunii de injecție poate realiza pe deplin efectul unei rate de injecție noroioase. Pentru a obține rata de injecție nominală, există doar două moduri: una este de a crește presiunea maximă de injecție a sistemului; celălalt este de a modifica parametrii șurubului și de a crește raportul de aspect. Viteza de injecție a mașinii de injecție de precizie trebuie să fie ridicată.
8. Caracteristicile mașinii de injecție de precizie în ceea ce privește controlul:
8.1 Cerințele de repetabilitate (reproductibilitate) a parametrilor de turnare prin injecție sunt ridicate și ar trebui adoptat controlul cu feedback de injecție în mai multe etape:
A. Controlul poziției pe mai multe niveluri;
b. Controlul vitezei pe mai multe niveluri;
c. Controlul menținerii presiunii în mai multe etape;
d. Controlul contrapresiunii pe mai multe niveluri;
e. Controlul vitezei cu șurub în mai multe etape.
Precizia senzorului de deplasare este necesară pentru a atinge {{0}},1 mm, astfel încât cursa de măsurare, cursa de injecție și grosimea tamponului de material rămas (punctul de monitorizare a injecției) să poată fi controlate strict pentru a asigura precizia fiecărei injecții și îmbunătățirea preciziei de turnare a produsului. Controlul temperaturii cilindrului și a duzei ar trebui să fie precis, depășirea ar trebui să fie mică atunci când temperatura crește, iar fluctuația temperaturii ar trebui să fie mică. Turnarea prin injecție de precizie ar trebui să adopte controlul PID, astfel încât precizia temperaturii să fie de preferință între ± 0,5 grade.
8.2 Cerințe de calitate a plastificării. Uniformitatea plastificării nu afectează numai calitatea turnării pieselor turnate prin injecție, ci afectează și rezistența plasticului topit atunci când trece prin poartă. Pentru a obține o plastificare uniformă, șuruburi speciale și utilizare Tehnologia de plastifiare dedicată este esențială.
În plus, temperatura butoiului ar trebui, de asemenea, controlată cu precizie. Acum, temperatura șurubului și a cilindrului este controlată în cea mai mare parte prin PID (proporțional, diferențial, integral), iar precizia poate fi controlată în ± 1 grad, ceea ce poate îndeplini practic cerințele de turnare prin injecție de precizie. Dacă se utilizează metoda FUZZY control, aceasta este mai potrivită pentru turnarea prin injecție de precizie.
8.3 Controlul temperaturii uleiului de lucru trebuie să fie ridicat. Schimbarea temperaturii uleiului va determina fluctuația presiunii de injecție. Este necesar să se adopte un dispozitiv cu buclă închisă pentru încălzirea și răcirea uleiului de lucru și este indicat să se stabilizeze temperatura uleiului la 50-55 grade .
8.4 Influența presiunii de menținere, presiunea de menținere are o mare influență asupra pieselor din plastic de precizie. Pentru a fi precis, presiunea de menținere poate alimenta mai bine contracția, poate reduce deformarea pieselor din plastic și poate controla precizia pieselor din plastic, iar stabilitatea presiunii de menținere determină piesele din plastic. Precizia de formare a pieselor și poziția finală constantă a șurubului sunt factorii decisivi care determină efectul de menținere a presiunii.
8.5 Cerințe pentru controlul temperaturii matriței Dacă timpul de răcire este același, grosimea produselor cu temperatură scăzută în cavitatea matriței va fi mai mare decât a celor cu temperaturi ridicate. Cum ar fi materialele POM și PA, produse cu o grosime de 50-100 μm la o temperatură a matriței de 50 de grade, grosimea este redusă la 20-40 μm la 80 de grade și redusă la doar 10 μm la 100 de grade . Temperatura camerei are, de asemenea, un efect asupra toleranțelor dimensionale ale produselor de precizie.
9. Sistem hidraulic al mașinii de turnat prin injecție de precizie:
Sistemul de circuit de ulei necesită un sistem proporțional care utilizează supape de presiune proporțională, supape de debit proporțional sau pompe servo variabile.
În mecanismul de prindere a matriței cu presiune directă, circuitul de ulei al piesei de prindere este separat de circuitul de ulei al piesei de injecție.
Datorită vitezei mari a mașinilor de turnat prin injecție de precizie, trebuie subliniată viteza de răspuns a sistemului hidraulic.
Sistemul hidraulic al mașinii de turnat prin injecție de precizie ar trebui să reflecte pe deplin ingineria integrată a instrumentelor hidraulice electromecanice.
Caracteristicile structurale ale mașinii de turnare prin injecție de precizie:
Datorită presiunii ridicate de injecție a mașinii de injecție de precizie, este necesar să se sublinieze rigiditatea sistemului de prindere a matriței. Paralelismul șabloanelor mobile și fixe este controlat în intervalul de 0.05-0,08 mm.
Este necesar să protejați matrița de joasă presiune și să controlați precizia forței de strângere. Deoarece dimensiunea forței de strângere a matriței afectează gradul de deformare a matriței și, în cele din urmă, afectează toleranța dimensională a piesei de prelucrat.
Viteza de deschidere și închidere a matriței ar trebui să fie rapidă, în general în jur de 60 mm/s.
Componentele plastifiante: șurubul, capul șurubului, inelul antiretur, butoiul etc., ar trebui să fie proiectate pentru a avea o formă structurală cu capacitate puternică de plastificare, grad de omogenizare bun și eficiență ridicată a injecției; cuplul de antrenare al șurubului ar trebui să fie mare și poate fi variabil continuu.
Indiferent de ce fel de mașină de turnat prin injecție de precizie, aceasta trebuie să poată controla în mod stabil repetabilitatea dimensiunii și calității produsului în cele din urmă. Este, de asemenea, cel mai important lucru pentru fiecare companie de turnare prin injecție. Compania noastra are multi ani de experienta inturnare prin injecție de precizie. Bine ați venit să comunicați.