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如何縮短注塑周期

2017-04-17 14:41:41 PVC注塑機-東華機械 閱讀



如何縮短注塑周期  

在這日益競爭劇烈的商業社會中,提高生產效率是一個很值得關注的問題。本文闡述了使用既有或新設計的注塑機或模具,改善注塑周期的多種辦法。 

注塑周期

一臺油壓驅動注塑機的注塑周期指從合模開始到下一次合模為止。 合模一般分為四段:快速合模,慢速合模、低壓護模及高壓鎖模。

   

注射在高壓鎖模完成后開始,亦分為多段。注射時熔融塑料填充模腔。當模腔填滿,壓力驟升,故注射的末端亦稱為擠壓段(packing phase)。控制不合適的時候,成品就會產生毛邊。     


保壓在注射完成后開始。其實冷卻是從模腔填充滿后開始的,亦即是從保壓開始。模具冷卻時,成品受冷收縮。保壓的作用是經過還未凝固的冷流道,以一般低于注射壓力的保壓壓力,填充收縮所形成的凹陷,使成品脫模時飽滿(沒有凹痕)。 

 

當冷流道凝固后,再保壓已沒有意義,保壓便可終止。保壓可分為多段,每段的保壓壓力不同(一般是逐段遞減),以時間劃分。總的保壓時間是由秤成品的重量或 從成品沒有凹痕而定出來的。從短的保壓時間開始調整,每注塑一次都增加一點保壓時間,直至成品重量不再增加或產生凹痕可接受時,保壓時間便不用再增加。 


注塑機上所置的“冷卻時間”參數是從保壓完成到開模的一段時間,但冷卻早在模腔填滿塑料后便已開始。“冷卻時間”的目的是使成品繼續冷卻固化,到頂出時已不會因頂出而變形,應該說,“冷卻時間”是從試驗得出來的。       

合模

近期設計的肘節式注塑機都有再生合模油路,以爭取更高的合模速度。在模具不受高沖擊的大前提下,適宜采用。  

高壓鎖模

采用最低且能使成品不產生毛邊的鎖模力,能縮短高壓鎖模段所需的時間。況且,模具、注塑機的拉桿、肘節及模板亦會因采用低的鎖模力而延長壽命。如果某模具使用50t的鎖模力就足夠的話,便不需要用51t的鎖模力,盡管你的注塑機具備更高的鎖模力。

注射

在成品不產生氣泡或不因燒焦塑料而產生黑點的情況下,可使用最高的注射速度。尤其是厚壁注塑,模腔內有大量存氣的空間是由熔融塑料填充的,太高的注射速度使會模腔內的空氣來不及排出模具外,致成氣泡。

使用最低的注射壓力能相應地降低所需的鎖模力(脹模力),而使用最低的料筒溫度則能縮短“冷卻時間”。

保壓

從成品重量或可接受的凹痕可定出最短的保壓時間。有很多薄壁產品都不用保壓,因成品的內層基本上在注射完畢便馬上凝固。  

冷卻時間

有一個說法:模具根本是個熱交換器。不錯,模具經冷水道不斷將熔融的熱量帶走,設計得宜的模具能提高熱交換的效率。 然而在允許的情況下,冰水冷卻能縮短“冷卻時間”。若冰水冷卻做成模具凝露,干風機及密封的鎖模裝置便能降低露點,防止凝露。

若塑化能力不夠而做成瓶頸,則在螺桿設計及參數調整時可作以下處理:      

1.屏障式螺桿可增加塑化能力。

2.大直徑(C)螺桿可增加塑化能力。      

3.加大螺桿的槽深可增加塑化能力。

4.加大螺桿的轉速可增加塑化能力(某些對剪切敏感的塑料如PVC,PET等則不能用此法)。

5. 盡可能降低背壓,否則會增加塑化時間。

6. 采用油壓封咀,使開合模時亦能塑化。

7. 采用預塑器設計能使螺桿在周期內除注射及保壓時間外都能塑化。 

8. 采用保壓裝置,使螺桿在保壓段亦能塑化。

開模

在不撕裂成品及不產生大的開模響聲的情況下,用最高速開模。某些講究的注塑機有開模前的減壓設備,連高速開模亦不會產生響聲。為了實現在高速開模下停模位置精確,可用剎車閥或閉環控制。 

頂出

在頂出力不大的小型注塑機上,可采用氣動頂出,比油壓頂出的速度高。電動頂出又比氣動頂出快。


模具可設計成由開模動作帶動頂出,而不采用注塑機上的頂出裝置,唯此法只能頂出一次,這是最簡單的邊開模邊頂出的方法。采用獨立的油路、氣路或電路控制,可以實現多次頂出的邊開模邊頂出功能。


配有錄像及電腦設備便能快速分析出一次頂出后成品是否全部掉落。在不全部掉落時才進行第二次頂出,故上例99%的周期都只頂出一次,節省了平均周期時間。

頂退

有些成品的多次頂出可采用注塑機的振動頂出。頂針不用每次全退,以縮短多次頂出的時間。

最后一次頂退可與合模同時開始。由于頂針的行程比模板短,因此頂針總會全退后才鎖模。

最短的周期時間 

最短的周期時間由合模、注射、保壓、冷卻及開模所需時間構成。加料在“冷卻時間”及開合模、甚至在保壓時同時進行。多次頂出在開模時同時進行,最后一次頂 退在合模時同時進行。此案例最多有三個動作同時進行,每個動作有獨立的驅動。可能是三個都是油路(如三個油泵),三個都是電路(電動注塑機)或油路、氣路 及電路的組合。


電動注塑機一般有4個伺服馬達,分別驅動注塑、加料、開,合模及脫模。其優點是并行動作能縮短周期。其實,油壓注塑機在使用3個獨立油路時亦能達到這個目的。因此這一優點并非電動注塑機的專利。 

由于開模時不能注塑,4個伺服馬達亦不能同時運作。

空運行時間

很多注塑機的規格都標出了空運行時間,但一般都只是計算出來的理論時間,忽略了模板的加速及減速,當然亦沒有計算移動模具的質量,比起實際的開合模時間要短。根據Euromap的標準,空運行時間是模板開合所需的時間,而開合的行程則定為四柱空間的0.7倍。在最短的周期里,只有開合模時間(空運行時間)及注射時間與注塑機的設計有關。 

薄壁注塑

薄壁注塑定義為0.5 mm壁厚或以下,或流程/壁厚比在300以上的注塑。為了避免熔融塑料在未充填滿模腔時便已凝固,薄壁注塑都是高速(及高加速減速)的注塑。所謂高速注塑,系指螺桿的向前速度都在300 mm/s以上。在高速注塑下,注射時間一般在0.5s以內。高速注射都是用蓄能器輔助的。油泵在“冷卻時間”充填蓄能器,亦可用小油泵在注射及保壓以外的 時間里充填。被蓄存的高壓油在注射時釋放出來,一般能提高注射速度3倍。  

吹氣脫模

若產品能用吹氣脫模的話,邊開模邊吹氣是很容易做到的。一般是在開模后延時吹氣,把脫模時間隱藏在開模時間里。  

氣動脫模

在一臺所需頂模力不大的小型注塑機上實現了氣動頂出,使開合模與頂出頂退并行,省了約1s的頂針動作時間,這在小型注塑機上是可觀的,最后達到了2s的周期時間。

退而求其次

具有3個獨立油路的注塑機的成本是較高的。兩個平行動作的注塑機,一般是鎖模裝置使用一個油路,注射裝置使用另一個油路,這是基于注塑機一般分鎖模裝置油路板及注射裝置油路板的考慮。

混合式油電注塑機集兩種驅動的長處,巧妙配合,一般的設計是電動加料配合油壓的其他動作。

雙泵注射

雙泵設計在注射時只用一個油泵。油路可以稍作更改使注射時雙泵齊下,從而增加注射速度接近一倍。

熱流道模具 


熱流道能在多方面縮短周期。  

1.  若冷流道的直徑比成品厚度更大,“冷卻時間”要等候流道冷卻到某種程度才能開模,但成品早已冷卻,造成浪費。 熱流道模具的流道不用冷卻,成品決定冷卻時間。     

2.  冷流道的塑料量是成品塑料量的一個百分比,甚至有比成品重量更重的,注射及加料時間會因此加長。采用熱流道模具便省卻了流道塑料所需的注射及加料時間。   

3、 冷流道留有水口,開模行程要增加。 

4、 多腔注塑時,冷流道不保證成品掉落與否,要用機械臂取出(全自動操作)或人手取出(半自動操作),周期便拖慢了。 


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