Stablede sprøjtestøbeforme er en ny type sprøjtestøbeforme, der er yderst effektiv, hurtig og energibesparende-, og som gradvist promoveres og bruges i mit land. I modsætning til konventionelle støbeforme er hulrummene i stablede sprøjtestøbeforme fordelt på to eller flere lag, arrangeret på en overlappende måde, i det væsentlige ved at kombinere flere støbeforme.
Typisk, når sprøjtestøbemaskiner bruges sammen med konventionelle forme, bruges deres sprøjtevolumen og formåbningsslag kun ved 20%-40% af deres nominelle kapacitet, idet de ikke udnytter maskinens ydeevne fuldt ud. Sammenlignet med konventionelle forme øger stablede sprøjtestøbeforme kun spændekraften med 5%-10%, men kan øge outputtet med 90%-95%, hvilket væsentligt forbedrer udstyrsudnyttelsen og produktiviteten, samtidig med at omkostningerne reduceres.
Stablede sprøjtestøbeforme er bedst egnede til støbning af store, flade dele, lavvandede-hulrumsskaldele, små, tynde-hulrumsdele og dele, der kræver masseproduktion.
I. Designovervejelser for stablede sprøjtestøbeforme
Stablede sprøjtestøbeforme, som en ny type formteknologi, har gennemgået en kontinuerlig udvikling, især med integrationen af hot runner-teknologi, hvilket gør det til en banebrydende-teknologi i udviklingen af plastforme i dag. Traditionelle formdesignteorier er ikke længere anvendelige til stablet sprøjtestøbeformdesign. Derfor er der et presserende behov for at udvikle en helt ny formdesignteori til at guide design af stablede sprøjtestøbeforme. Det følgende vil forklare de vigtigste designpunkter for stablede sprøjtestøbeforme.
1. Maksimal injektionsvolumen for sprøjtestøbemaskinen
Stablede sprøjtestøbeforme kan bruge enten kolde løbere eller varme løbere. Når du bruger en kold løber, skal mængden af plast, der bruges til størkning i portsystemet, tages i betragtning. Ved brug af en varmløber, som opnår en-størkningsproduktion, påvirker materialet i den varme løbeplade og den centrale hoveddyse ikke den nødvendige injektionsvolumen af formen og kan ignoreres. Derfor bør det maksimale sprøjtevolumen for sprøjtestøbemaskinen bestemmes fra sag til sag.
2. Sprøjtetryk af sprøjtestøbemaskinen
Verifikationen af injektionstryk kontrollerer hovedsageligt, om injektionstrykket kan opfylde støbekravene. For stablede sprøjtestøbeforme, som for det meste støber tynde-væggede plastikdele med store fremspringende områder og lange strømningsveje, kræves højere injektionstryk og indsprøjtningshastighed under påfyldningsprocessen. Hot runner forme, på grund af deres hot runner teknologi, kan bedre overføre indsprøjtningstryk sammenlignet med kolde runner forme, hvilket kræver lavere sprøjtetryk. På grund af den øgede strømningsvej og det projicerede areal kræver de imidlertid højere indsprøjtningstryk end enkeltlags-kolde løbeforme. Når du verificerer injektionstrykket, skal plastdelens injektionstryk bestemmes baseret på sprøjtestøbningsprocessen for forskellige plastik og computersimuleringsflowanalyse og derefter sammenlignet med sprøjtestøbemaskinens nominelle injektionstryk.
3. Maksimal klemkraft for sprøjtestøbemaskine
Hulrummene i en stablet sprøjtestøbeform er arrangeret "bagside-til-bagside", hvilket teoretisk giver mulighed for at opnå et hvilket som helst antal stakke på den samme sprøjtestøbemaskine uden at øge klemkraften. Men fordi den centrale hoveddyse og manifold i en stablet sprøjtestøbeform øger strømningskanalen, er det projicerede område af plastdelen plus portsystemet på skillefladen større. Ydermere resulterer den forlængede løber på grund af stablingen i større tryktab end en konventionel enkeltlagsstøbeform, hvilket fører til en tilsvarende stigning i indsprøjtningstryk og hulrumstryk. Derfor øges spændekraften. Når du verificerer klemkraften, er det relativt sikkert at øge den med 10 %-15 % sammenlignet med den samme enkeltlagsform.
4. Sprøjtestøbemaskine åbningsslag
Stablede sprøjtestøbe deler og skubber plastdelen ud på to niveauer. Ved verificering af åbningsslaget for sprøjtestøbemaskiner, der bruger en hydraulisk-mekanisk klemmemekanisme, behøver formtykkelsen ikke at tages i betragtning. Men når den stablede sprøjtestøbeform har en side-delekerne-trækmekanisme, skal indflydelsen af kernens-trækafstand tages i betragtning.
Hvis der anvendes en synkron formåbningsmekanisme, såsom et tandhjul og en tandstang eller en håndsving-forbindelsesstangsformåbningsanordning med samme transmissionsforhold, er slaget af hvert lag i en stablet sprøjtestøbeform ikke begrænset af produktets højde. Dens formåbningsslag er N gange det maksimale åbningsslag for laget i flerlagsformen (N er antallet af lag i den stablede sprøjtestøbeform).
5. Hovedmundstykkelængde
Den midterste hoveddyse bør ikke være for lang eller for kort. Dette sikrer, at når formen lukker, vil den midterste hoveddyse ikke overskride den maksimale afstand, som sprøjtestøbemaskinens dyse kan trækkes tilbage eller føres frem på maskinbunden. Da den midterste hoveddyse bevæger sig sammen med den midterste del af støbeformen under adskillelse, bør det sikres, at den midterste hoveddyse forbliver i den faste støbeformsektion efter åbning af støbeformen for at forhindre overløb fra hovedet af den midterste hoveddyse i at dryppe ned på væggen af det faste støbeformhulrum.
6. Portsystem
Stablede sprøjtestøbeforme kan bruge enten et konventionelt løbeportsystem (dvs. et koldtløbssystem) eller et hot runner-portsystem. Hot runner gating-systemer kan effektivt overføre injektionstryk, forbedre støbekvaliteten af plastdele og lette automatiseret produktion. De har dog visse krav til den anvendte plastiktype, og hot runner-systemer er dyre. Ved brug af koldløbssystemer er formningskvaliteten af plastdelene lidt lavere, men formbehandlingen er lettere, hvilket resulterer i lavere omkostninger. Derfor afhænger valget af portsystem af de konkrete omstændigheder.
7. Skimmeltemperaturkontrolsystem
Formtemperaturen er en af de vigtige faktorer, der påvirker støbekvaliteten af plastdele. Ved design af stablede sprøjtestøbeforme er det vigtigt at sikre ensartet temperaturkontrol i hvert hulrum. For stablede hot runner sprøjtestøbeforme skal kontaktområdet mellem formen og hot runner-pladen minimeres for at reducere varmetab som følge af varmeledning, og passende varmeisoleringspuder skal installeres.
8. Formåbningsmekanisme
For at sikre ensartet krympning af plastdelene, bør opholdstiden (afkølingstiden) af plastdelene i hvert hulrum være ens. Derfor skal stablede sprøjtestøbeforme sikre, at skillefladerne i hvert hulrum åbner sig samtidigt. Gear- og tandstangstransmissionsmekanismer og mekaniske forbindelsesmekanismer bruges almindeligvis som åbningsmekanismer i stablede sprøjtestøbeforme. Førstnævnte giver bedre teknisk ydeevne og er mere økonomisk, men sidstnævnte giver større fleksibilitet. Hydraulisk-assisteret formåbning gør det nemmere at kontrollere åbningstiden, men strukturen er større.
9. Afformningsmekanisme
Baseret på kravet om ens afkølingstid, skal stablede sprøjtestøbeforme skubbe plastdelene ud i hvert hulrum samtidigt. Fjeder- eller-højtryksluftudtagningsmekanismer kan opnå dette.
II. Udvikling og anvendelse af stablede sprøjtestøbeforme i ind- og udland
Allerede i december 1940 opnåede KNOWLESER patent på stablede forme. Nutidens stablede sprøjtestøbeforme er ikke kun billigere end traditionelle enkeltlagsforme, men øger også fleksibiliteten i deres anvendelse. Efter årtiers forskning og udvikling har stablede sprøjtestøbeforme udviklet sig gennem strukturelle ændringer, herunder koldløbe dobbelt-lags sprøjtestøbeforme, hot runner dobbelt-lags sprøjtestøbeforme, 3-lags eller 4-lags stablede sprøjtestøbeforme, hotje runner stablede stablede støbeforme, i hotje runner stablede stablede forme sprøjtestøbeforme.
1. Udviklingstendenser for stablede sprøjtestøbeforme i udlandet
Stablet sprøjtestøbeteknologi startede tidligere og er relativt moden i udlandet. Velkendte-stablede sprøjtestøbevirksomheder omfatter Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha og Engel. På grund af den hurtige udvikling af hot runner teknologi i udlandet, er hot runner stablet sprøjtestøbeteknologi meget udbredt i udlandet. Desuden er udviklede lande i front med nye stablede sprøjtestøbeteknologier, og den nyligt udviklede roterende stablede sprøjtestøbeteknologi har udvidet anvendelsesmulighederne for stablede sprøjtestøbeforme.
I 1960'erne og 70'erne begyndte nogle udenlandske virksomheder at udvikle stablede sprøjtestøbeforme. Den schweiziske virksomhed Schottli var den første til at udvikle stablede sprøjtestøbeforme til industrielle anvendelser.
I 1980 designede Johnson T. fra Tyskland en koldløber dobbeltlags-sprøjtestøbeform. Denne form bestod af en bevægelig formsektion, en fast formsektion og en mellemsektion. Mellemsektionen var i det væsentlige en fortsættelse af hovedløberen, med grenløbere og to separate hulrumsplader. Udstødningsmekanismer blev installeret i både de bevægelige og faste formsektioner ved hjælp af mekaniske, hydrauliske eller pneumatiske metoder til at skubbe plastdelen ud.
I 1989 designede D. Gener og Wiesbaden-Delkheim en hot runner dobbeltlags-sprøjtestøbeform. Den bestod også af en bevægelig formsektion, en fast formsektion og en mellemsektion. Den mellemliggende sektion omfattede den varme løber, varme dyser til at tilføre materiale ind i hulrummene og to hulrumsplader til det færdige produkt.
I 1991 designede Rozema H. fra Tradesco Die & Mould en fire-lags stablet sprøjtestøbeform. Denne støbeform, der er baseret på hot runner-dobbelt--sprøjtestøbeformen, udvidede hotrunneren og tilføjede en mellemsektion, hvilket udvidede antallet af støbelag til fire og dermed firedoblede produktiviteten.
I 1992 opfandt Hiroo Kasui og Motoo Yamamoto fra Japan en sprøjtestøbeform med hot runner stack med asymmetrisk fordelte varme dyser. Et rimeligt løberdesign kan dog styre smeltestrømmen i formhulrummet for at opnå ligevægt.
2. Udviklingsdynamik for stak sprøjtestøbeforme i Kina
Stablesprøjtestøbeteknologi blev kun gradvist introduceret til mit lands støbeformindustri i slutningen af 1980'erne. Derfor startede mit lands stack-sprøjtestøbeteknologi relativt sent, og andelen af hot runner stack-sprøjtestøbeforme, der bruges i produktionen, er lille. Der er et vist hul i design og anvendelse sammenlignet med avanceret udenlandsk stabelstøbeteknologi, og på nogle tekniske områder (såsom roterende stabelsprøjtestøbeforme) er Kina stadig en blank tavle. Derfor, over for hård konkurrence på markedet, skal mit land hurtigt forbedre sin stak sprøjtestøbeteknologi for at få initiativ på det internationale marked og sikre overlevelsen af sine virksomheder.
I 1990 foreslog Li Shuzan fra Beijing No. 13 Plastics Factory et strukturelt design til en dobbelt-hulrumssprøjtestøbeform ved hjælp af side-indføring. Denne støbeform reducerer antallet af støbeformsadskillelsesoverflader sammenlignet med punkt-portindføring, hvilket letter sekventiel åbning af støbeformen. Den er dog upålidelig, når der støbes dybe hulrum eller dele, der kræver betydelig udtagningskraft.
I 1992 introducerede Bu Jianxin fra Changzhou Light Industry School en dobbelt-hulrumssprøjtestøbeform ved hjælp af både side-gate og point-gate feeding. Den øverste kavitet bruger side-portfodring, og den nederste kavitet bruger punkt-gatefodring. Sekventiel adskillelse opnås ved hjælp af begrænsende kroge og begrænsende plader, der muliggør støbning af forskellige typer plastdele.
I 1995 designede Yi Qing en speciel dobbelt-hulrumssprøjtestøbeform med et to- hovedløbesystem. Det første-trins hovedløber har en forsænket rille i toppen. Den bevægelige formplade driver ejektorpladen på den faste form for at udstøde plastdelen via et kædedrev. Dens ulemper omfatter behovet for at forlænge sprøjtestøbemaskinens dyse til den faste form for at injicere hovedløbebøsningen og et omfangsrigt portsystem.
I 1997 designede Li Shu og Chuan Chengzhi en dobbelt-hot runner-sprøjtestøbeform til fremstilling af tætningslister til døre og vinduer til biler. Denne form gik uden om midten og overførte smeltet plast fra formkanten til løbepladen. Formen kunne støbe to sæt plastdele i en injektionscyklus, hvor hvert sæt indeholder fire tætningsstrimler (for, bag, venstre og højre). De otte tætningslister brugt på to biler kunne støbes i én arbejdsgang.
I 1999 designede Wang Yuexing fra Zhejiang Weixing Group en høj-effektiv halv-type dobbelt-sprøjtestøbeform. Den delte et par halve-skyderblokke, hvilket resulterede i en simpel formstruktur, lavere fremstillingsomkostninger, fordoblet antallet af hulrum, kortere sprøjtestøbningscyklusser og højere produktionseffektivitet.
I 2000, Feng Xiaozhong et al. introducerede en nedsænket port dobbelt-indsprøjtestøbeform til spiritusglashætter. Denne form giver mulighed for i-form adskillelse af hvert lag af plastikdele fra løberens størknede materiale, og skillefladerne på hvert lag kan skubbes ud samtidigt. Dette forenkler formstrukturen, reducerer kravene til skilleafstand og letter automatiseret produktion. Det kræver dog høj pålidelighed af plastdelene, der bliver tilbage i formen og en dybt forsænket hovedløbebøsning. I 2003 designede Yan Yalin og Huang Xiaoyan en retvinklet-hot runner stablet sprøjtestøbeform. Denne form ændrede portens position og placerede den i midten i en ret vinkel i forhold til formens åbningsretning. Selvom det krævede en retvinklet-sprøjtestøbemaskine, eliminerede den behovet for en varmløberforlængelse, hvilket reducerede afstanden, som det smeltede plastik bevæger sig fra indsprøjtningsdysen til manifolden og forenkler det strukturelle design.
I 2004 designede Chen Jianling, Liu Tinghua og andre en hot runner stablet form til CD-emballagekasser. Ved at bruge faste-trækstænger til sekventiel formåbning har den en kompakt struktur, fremragende økonomi, reduceret arbejdskraft, væsentligt forbedret effektivitet og sikret produktkvalitet.
I 2007 designede Shen Honglei og andre en hot runner stablet form til cd-holdere. Denne form anvender en dobbeltlags- varmløberstruktur, der anvender tandhjul, stativer og hydrauliske cylindre for at opnå sekventiel formåbning og deludkast. De producerede dele opfylder dimensions- og udseendekrav, hvilket forbedrer produktionseffektiviteten væsentligt og reducerer produktionsomkostninger og skrotmængder betydeligt.
I 2008, Wang Zhenbao et al. anvendt CAE-teknologi til design af stablede sprøjtestøbeforme. Ved hjælp af Moldflow-analysesoftware simulerede de dynamisk støbeprocessen af en stablet form i et klimaanlægspanel ved at analysere plastfyldnings-, holdetrykket og afkølingsprocesserne. De analyserede de vigtigste faktorer, der påvirker støbeprocessen og optimerede procesparametrene.
III. Konklusion
Brug af stablede sprøjtestøbeforme, især hot runner stablede sprøjtestøbeforme, kan fuldt ud udnytte mulighederne i sprøjtestøbemaskiner, spare arbejdskraft og udstyrsressourcer og i høj grad forbedre produktionseffektiviteten. Selvom stablede sprøjtestøbeforme har højere design- og fremstillingsomkostninger, kan forbedringer på følgende områder reducere støbeformsomkostningerne betydeligt og udvide deres anvendelsesområde:
1. Forbedre designteorien for stablede sprøjtestøbeforme og forkort F&U-cyklussen;
2. Forlæng levetiden for kernekomponenter (såsom varmeelementer og temperaturkontrolelementer);
3. Gør stablede sprøjtestøbeforme kompatible med almindeligt sprøjtestøbeudstyr;
4. Brug CAD/CAE/CAM-teknologi til design, analyse og fremstilling for at optimere formstrukturen;
5. Standardiser og kommercialiser almindelige dele til stablede sprøjtestøbeforme;
6. Forbedre trykoverførselsevnerne for at gøre dem egnede til produktion af tykke-væggede plastikdele;
7. Optimer procesparametrene for stablet sprøjtestøbning;
8. Opnå fuld automatisering af stablet sprøjtestøbning.
