Der Begriff „Präzisionsspritzguss“ unterscheidet sich hauptsächlich vom „konventionellen Spritzguss“. Es basiert auf der rasanten Entwicklung von Polymermaterialien und verwendet Präzisionskunststoffteile, um hochpräzise Metallteile in den Bereichen Instrumente und Elektronik zu ersetzen.
1. Merkmale des Präzisionsspritzgusses:
1.1 Die Maßgenauigkeit des Werkstücks ist hoch und die Toleranz gering, dh es gibt eine hochpräzise Maßgrenze;
1. 2 Das Gewicht des Produkts hat eine hohe Wiederholgenauigkeit und erfordert tägliche, monatliche und jährliche Maßhaltigkeit;
1.3 Das Material der Form ist gut, die Steifigkeit ausreichend, die Maßhaltigkeit und Glätte der Kavität und die Positioniergenauigkeit zwischen den Schablonen hoch;
1.4 Herkömmliche Spritzgussmaschinen durch Präzisionsspritzgussmaschinen ersetzen;
1.5 Nehmen Sie Präzisionsspritzgussverfahren an;
1.6 Wählen Sie Materialien aus, die für Präzisionsspritzguss geeignet sind.
Der wichtigste technische Index zur Bewertung von Produkten ist die Präzision von Spritzgussprodukten (Maßtoleranz, Formtoleranz und Oberflächenbeschaffenheit des Produkts). Um präzise Kunststoffprodukte zu spritzen, müssen vier Faktoren streng kontrolliert werden, darunter Materialauswahl, Formdesign, Spritzgussverfahren und technisches Niveau des Bedieners.
Präzisionsspritzgussmaschinen erfordern, dass die Maßgenauigkeit des Produkts im Allgemeinen innerhalb von 0.01-0.001 mm liegt, und viele Präzisionsspritzgussteile erfordern auch Spritzgussmaschinen mit hohem Einspritzdruck und hoher Einspritzgeschwindigkeit;
Das Spannsystem muss eine ausreichende Steifigkeit und eine ausreichend hohe Spanngenauigkeit aufweisen. Die sogenannte Spannpräzision bezieht sich auf die Gleichmäßigkeit, Einstellung, Stabilität und hohe Wiederholbarkeit der Spannkraft und die hohe Präzision der Öffnungs- und Schließposition der Form;
Es ist erforderlich, den Druck, die Durchflussrate, die Temperatur, die Messung usw. auf die entsprechende Genauigkeit genau zu steuern und eine mehrstufige oder stufenlose Injektion zu verwenden, um die Reproduktionsbedingungen des Formprozesses und die Wiederholbarkeit der Produktgröße sicherzustellen.
2. Einflussfaktoren auf die Maßhaltigkeit von Präzisionsspritzgussteilen:
2.1 Formpräzision;
2.2 Formschwindung;
2.3 Die Temperatur, Feuchtigkeit und Schwankungsbreite der Umgebung, in der das Produkt verwendet wird.
3. Auswahlprinzipien von Spritzguss-Präzisionsgussmaterialien
Hohe mechanische Festigkeit, gute Dimensionsstabilität, gute Kriechfestigkeit und breite Anpassungsfähigkeit an Umwelteinflüsse.
Es gibt vier häufig verwendete Materialien:
POM und kohlefaserverstärkt (CF) oder glasfaserverstärkt (GF). Dieses Material zeichnet sich durch gute Kriechfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, gute dielektrische Eigenschaften, Flammwidrigkeit und leichte Entformbarkeit durch Zugabe von Gleitmittel aus.
PA und glasfaserverstärktes PA66, seine Eigenschaften: starke Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit, gute Fließfähigkeit und kann zu Produkten mit einer Wandstärke von 0,4 mm geformt werden. Glasfaserverstärktes PA66 ist hitzebeständig (Schmelzpunkt 250 Grad), hat aber den Nachteil, dass es hygroskopisch ist und im Allgemeinen nach dem Formen einer Feuchtigkeitskontrolle unterzogen werden muss.
PBT-verstärkter Polyester mit kurzen Formzeiten. Die Formzeit wird wie folgt verglichen: PBT Kleiner oder gleich POM≈PA66 Kleiner oder gleich PA6.
PC und GFPC. Eigenschaften: Gute Verschleißfestigkeit, erhöhte Steifigkeit nach der Verstärkung, gute Dimensionsstabilität, Witterungsbeständigkeit, Flammschutzmittel und gute Formverarbeitbarkeit.
4. Schwindungsproblem beim Präzisionsspritzguss
Es gibt vier Faktoren, die die Schrumpfung beeinflussen: Wärmeschrumpfung, Phasenänderungsschrumpfung, Orientierungsschrumpfung und Kompressionsschrumpfung.
Wärmeschrumpfung ist eine inhärente thermophysikalische Eigenschaft von Formmaterialien und Formmaterialien. Die Formtemperatur ist hoch, die Temperatur des Produkts ist ebenfalls hoch und die tatsächliche Schrumpfungsrate wird zunehmen, daher sollte die Formtemperatur für die Präzisionseinspritzung nicht zu hoch sein.
Die Phasenänderungsschrumpfung ist auf die Schrumpfung zurückzuführen, die durch die Abnahme des spezifischen Volumens während des Orientierungsprozesses von kristallinen Harzen verursacht wird, begleitet von der Kristallisation von Polymeren, die als Phasenänderungsschrumpfung bezeichnet wird. Die Formtemperatur ist hoch, die Kristallinität ist hoch und die Schrumpfungsrate ist groß; aber andererseits erhöht die Zunahme der Kristallinität die Dichte des Produkts, der lineare Ausdehnungskoeffizient nimmt ab und die Schrumpfungsrate nimmt ab. Daher wird die tatsächliche Schrumpfungsrate durch die kombinierte Wirkung der beiden bestimmt.
Orientierungsschrumpfung Aufgrund der erzwungenen Streckung der Molekülketten in Fließrichtung neigen die Makromoleküle dazu, sich beim Abkühlen wieder zu krümmen und zu erholen, und es tritt eine Schrumpfung in Orientierungsrichtung auf. Der Grad der molekularen Orientierung hängt mit dem Einspritzdruck, der Einspritzgeschwindigkeit, der Harztemperatur und der Formtemperatur zusammen. Aber die Hauptsache ist die Einspritzgeschwindigkeit.
Druckschrumpfung und elastische Rückstellung, generell sind Kunststoffe komprimierbar. Das heißt, das spezifische Volumen ändert sich unter hohem Druck erheblich. Bei normalen Temperaturen nimmt das spezifische Volumen des druckgeformten Produkts ab, die Dichte nimmt zu, der Ausdehnungskoeffizient nimmt ab und die Schrumpfungsrate nimmt deutlich ab. Entsprechend der Kompressibilität hat die Formmasse einen elastischen Rückstelleffekt, der die Schwindung des Produktes reduziert. Faktoren, die die Formschrumpfung des Produkts beeinflussen, beziehen sich auf Formbedingungen und Betriebsbedingungen.
5. Präzisionsspritzguss
Die Präzision der Form hängt vor allem von der hohen Maßhaltigkeit der Formkavität, der genauen Positionierung der Kavität oder davon ab, ob die Genauigkeit der Trennfläche den Anforderungen entspricht. Im Allgemeinen sollte die Maßtoleranz von Präzisionsspritzgussformen unter 1/3 der Maßtoleranz des Produkts kontrolliert werden.
Bearbeitbarkeit und Steifigkeit, bei der Gestaltung der Formstruktur sollte die Anzahl der Hohlräume nicht zu hoch sein, und die Bodenplatte, die Stützplatte und die Hohlraumwände sollten dicker sein, um eine starke elastische Verformung der Teile bei hoher Temperatur und hohem Druck zu vermeiden .
Beim Produktformen sollte die Form versuchen, so wenig Hohlräume wie möglich, wenige und kurze Läufer und eine höhere Oberflächengüte als gewöhnliche Formen zu verwenden, was dem Formen förderlich ist.
Das Material der Präzisionsform ist legierter Stahl mit hoher mechanischer Festigkeit. Die Materialien zur Herstellung der Kavität und des Angusses müssen einer strengen Wärmebehandlung unterzogen werden, und es sollten Materialien mit hoher Härte (Formteile sollten etwa HRC52 erreichen), guter Verschleißfestigkeit und starker Korrosionsbeständigkeit ausgewählt werden.
6. Eigenschaften und Auswahl der Präzisionsspritzgussmaschine
Merkmale in Bezug auf technische Parameter:
In Bezug auf den Einspritzdruck, gewöhnliche Maschine: 147 ~ 177 MPa; Präzisionsmaschine: 216 ~ 243 MPa; Ultrahochdruckmaschine: 243 ~ 392 MPa.
7. Der Grund, warum die Präzisionsspritzgießmaschine Hochdruck sein muss, ist:
(1) Um die Präzision und Qualität von Präzisionsprodukten zu verbessern, hat der Einspritzdruck den offensichtlichsten Einfluss auf die Schrumpfrate von Produkten. Wenn der Einspritzdruck 392 MPa erreicht, ist die Formschwindung des Produkts nahezu null. Zu diesem Zeitpunkt wird die Präzision des Produkts nur durch die Formkontrolle oder die Umgebung beeinflusst. Experimente haben bewiesen: Nachdem der Einspritzdruck von 98 MPa auf 392 MPa erhöht wurde, steigt die mechanische Festigkeit um 3 Prozent auf 33 Prozent.
(2) Es kann die Wandstärke von Präzisionsprodukten reduzieren und die Formlänge erhöhen. Am Beispiel von PC beträgt der Einspritzdruck der gewöhnlichen Maschine 177 MPa, und Produkte mit einer Wandstärke von 0,2-0,8 mm können geformt werden, während der Einspritzdruck der Präzisionsmaschine 392 MPa beträgt , und Produkte mit einer Dicke von 0,15-0,6 mm können geformt werden. Ultrahochdruck-Injektionsmaschinen können Produkte mit einem größeren Fließlängenverhältnis erhalten.
(3) Durch Erhöhen des Injektionsdrucks kann der Effekt einer schlammigen Injektionsrate vollständig realisiert werden. Um die Nenneinspritzrate zu erreichen, gibt es nur zwei Möglichkeiten: Einer besteht darin, den maximalen Einspritzdruck des Systems zu erhöhen; Die andere besteht darin, die Schneckenparameter zu modifizieren und das Seitenverhältnis zu erhöhen. Die Einspritzrate der Präzisionsspritzmaschine muss hoch sein.
8. Die Eigenschaften der Präzisions-Spritzgussmaschine in Bezug auf die Steuerung:
8.1 Die Anforderungen an die Wiederholbarkeit (Reproduzierbarkeit) der Spritzgussparameter sind hoch, und es sollte eine mehrstufige Einspritzregelung eingeführt werden:
A. Mehrstufige Positionssteuerung;
B. Mehrstufige Geschwindigkeitsregelung;
C. Mehrstufige Druckhalteregelung;
D. Mehrstufige Gegendruckregelung;
e. Mehrstufige Regelung der Schneckendrehzahl.
Die Genauigkeit des Wegsensors muss {{0}}.1 mm erreichen, damit der Dosierhub, der Einspritzhub und die Dicke des verbleibenden Materialkissens (Einspritzüberwachungspunkt) streng kontrolliert werden können, um dies sicherzustellen Genauigkeit jeder Injektion und Verbesserung der Formgenauigkeit des Produkts. Die Zylinder- und Düsentemperaturregelung sollte präzise sein, das Überschwingen sollte klein sein, wenn die Temperatur ansteigt, und die Temperaturschwankung sollte klein sein. Das Präzisionsspritzgießen sollte eine PID-Steuerung verwenden, damit die Temperaturgenauigkeit vorzugsweise innerhalb von ±0,5 Grad liegt.
8.2 Anforderungen an die Plastifizierungsqualität. Die Gleichmäßigkeit der Plastifizierung wirkt sich nicht nur auf die Formqualität von Spritzgussteilen aus, sondern auch auf den Widerstand des geschmolzenen Kunststoffs beim Passieren des Anschnitts. Um eine gleichmäßige Plastifizierung zu erhalten, ist eine spezielle Schnecke und eine spezielle Plastifiziertechnologie erforderlich.
Darüber hinaus sollte auch die Temperatur des Fasses genau geregelt werden. Jetzt wird die Temperatur der Schnecke und des Zylinders hauptsächlich durch PID (proportional, differentiell, integral) gesteuert, und die Genauigkeit kann innerhalb von ± 1 Grad gesteuert werden, was im Wesentlichen die Anforderungen des Präzisionsspritzgießens erfüllen kann. Wenn die FUZZY-Steuerungsmethode verwendet wird, ist sie besser für das Präzisionsspritzgießen geeignet.
8.3 Die Temperaturregelung des Arbeitsöls sollte hoch sein. Die Änderung der Öltemperatur verursacht eine Schwankung des Einspritzdrucks. Es ist notwendig, ein Gerät mit geschlossenem Kreislauf zum Heizen und Kühlen des Arbeitsöls einzusetzen, und es ist ratsam, die Öltemperatur bei 50-55 Grad zu stabilisieren.
8.4 Einfluss des Nachdrucks Der Nachdruck hat einen großen Einfluss auf Präzisionsteile aus Kunststoff. Um genau zu sein, kann der Haltedruck die Schrumpfung besser zuführen, die Verformung von Kunststoffteilen verringern und die Präzision der Kunststoffteile steuern, und die Stabilität des Haltedrucks bestimmt die Kunststoffteile. Die Umformgenauigkeit der Teile und die konstante Endposition der Schnecke sind die entscheidenden Faktoren, die die Druckhaltewirkung bestimmen.
8.5 Anforderungen an die Werkzeugtemperierung Bei gleicher Abkühlzeit ist die Dicke von Produkten mit niedriger Werkzeuginnentemperatur größer als die von Produkten mit hohen Temperaturen. Wie POM- und PA-Materialien, Produkte mit einer Dicke von 50-100 μm bei einer Formtemperatur von 50 Grad, wird die Dicke bei 80 Grad auf 20-40 μm und bei 100 Grad auf nur 10 μm reduziert . Auch die Raumtemperatur wirkt sich auf die Maßtoleranzen von Präzisionsprodukten aus.
9. Hydrauliksystem der Präzisionsspritzgießmaschine:
Das Ölkreislaufsystem erfordert ein Proportionalsystem mit Proportionaldruckventilen, Proportionalstromventilen oder servovariablen Pumpen.
Bei der Direktdruck-Formschließeinrichtung ist der Ölkreislauf des Schließteils vom Ölkreislauf des Spritzteils getrennt.
Aufgrund der hohen Geschwindigkeit von Präzisions-Spritzgießmaschinen ist die Reaktionsschnelligkeit der Hydraulik hervorzuheben.
Das Hydrauliksystem der Präzisionsspritzgießmaschine sollte die integrierte Technik elektromechanischer Hydraulikinstrumente vollständig widerspiegeln.
Strukturelle Merkmale der Präzisions-Spritzgießmaschine:
Aufgrund des hohen Einspritzdrucks der Präzisionsspritzmaschine muss die Steifigkeit des Formspannsystems betont werden. Die Parallelität von beweglichen und festen Vorlagen wird im Bereich von 0,05-0,08 mm gesteuert.
Es ist erforderlich, um die Niederdruckform zu schützen und die Präzision der Schließkraft zu steuern. Weil die Größe der Formschließkraft den Grad der Formverformung und letztendlich die Maßtoleranz des Werkstücks beeinflusst.
Die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Form sollte schnell sein, im Allgemeinen etwa 60 mm/s.
Plastifizierungskomponenten: Schnecke, Schraubenkopf, Rückschlagring, Zylinder usw. sollten so konstruiert sein, dass sie eine strukturelle Form mit starker Plastifizierungsfähigkeit, gutem Homogenisierungsgrad und hoher Einspritzeffizienz haben; Das Antriebsdrehmoment der Schraube sollte groß sein und kann stufenlos variabel sein.
Egal welche Art von Präzisions-Spritzgießmaschine, sie muss in der Lage sein, die Wiederholbarkeit von Produktgröße und -qualität am Ende stabil zu kontrollieren. Es ist auch das Wichtigste für jedes Spritzgießunternehmen. Unser Unternehmen verfügt über langjährige Erfahrung in derPräzisionsspritzguss. Willkommen zu kommunizieren.