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精密注塑--成型工藝解決方案
本文已被閱讀 1322203 次 發表時間:2018年11月26日

從注射壓力方面劃分,普通機:147 ~177MPa;精密機:216 ~243MPa;超高壓機:243~392 MPa。精密注塑機必須高壓的理由是:

 

(1) 提高精密制品的精度和質量,注射壓力對制品成型收縮率有最明顯的影響。當注射壓力達到392MPa時,制品成型收縮率幾乎為零。而這時制品的精度只受模具控制或環境的影響。實驗證明:注射壓力從98MPa提高到392MPa后,機械強度提高3%~33%。

 

(2) 可減小精密制品的壁厚、提高成型長度。以PC為例,普通機注射壓力177MPa,可成型0.2~0.8mm壁厚的制品,而精密機注射壓力在392MPa時可成型厚度在0.15~0.6mm 之間的制品。超高壓注射機可獲得流長比更大的制品。

 

(3) 提高注射壓力可充分發渾注射速率的功效。欲達到額定注射速率,只有兩個辦法:一是提高系統最高注射壓力;二是改造螺桿參數,提高長徑比。精密注射機的注射速率要求高。以德國制造的DEMAG精密注塑機(60~420噸)為例,它的注射速度能達到1000mm/s,螺桿能獲得12m/s2的加速度。


5.2 精密注射機在控制方面的特點
(1) 對注塑成型參數的重復精度(再現性)要求高,宜采用多級注射反饋控制:

 

a.多級位置控制;

b.多級速度控制;

c.多級保壓控制;

d.多級背壓控制;

e.多級螺桿轉速控制。

 

位移傳感器的精度要求達到0.1mm,這樣可以嚴格控制計量行程、注射行程以及余料墊的厚度(射出監控點),保證每次注射量準確,提高制品成型精度。料筒及噴嘴溫度控制要精確,升溫時超調量要小,溫度的波動要小。精密注塑應采用PID控制,使溫度精確度在±0.5℃之間為宜。

 

(2) 塑化質量要求,塑料塑化的均勻性不僅影響到注塑件的成型質量,還會影響到熔融塑料通過澆口時所受阻力的大小,為了得到均勻的塑化,設計專用的螺桿和使用專用的增塑技術必不可少。另外,機筒的溫度也應精確控制,現在螺桿、機筒溫度多采用PID控制(比例、微分、積分),精度可控制在±l℃內,基本可滿足精密注塑的要求,如果采用FUZZY控制方法,就更適合于精密注塑了。

 

(3) 工作油的溫度控制要高油溫的變化導致注射壓力的波動,必須對工作油采用加熱、冷卻的閉環裝置,把油溫穩定在50~55℃為宜。

 

(4) 保壓壓力的影響,保壓對精度塑件的影響極大,準確地說,保壓能較好地補縮,減小塑件變形,控制塑件精度,保壓壓力的穩定決定了塑件的成型精度,螺桿的終止位置不變是決定保壓效果的決定因素。

 

(5) 對模具溫度控制要求若冷卻時間相同,模具型腔溫度低的制品厚度要比溫度高的制品厚度尺寸大。如POM、PA類材料,模溫50℃時厚度為50~100μm的制品,在80℃時厚度減小到20~40μm,100℃時減小到只有10μm。室溫也對精密制品尺寸公差有影響。


5.3 精密注塑機的液壓系統
(1) 油路系統需要采用比例壓力閥、比例流量閥或伺服變量泵的比例系統。

 

(2) 在直壓式合模機構中,把合模部分油路和注射部分油路分開。

 

(3) 由于精密注塑機具有高速性,為此必須強調液壓系統的反應速度。

 

(4) 精密注塑機的液壓系統,更要充分體現機― 電― 液― 儀一體化工程。

 

5.4 精密注塑機的結構特點
(1) 由于精密注射機注射壓力高,這就要強調合模系統的剛度。動、定模板的平行度控制在0.05~0.08mm 的范圍內。

(2) 要求對低壓模具的保護及合模力大小精度的控制。因為合模力的大小要影響模具變形的程度,最終要影響到制件的尺寸公差。

(3) 啟、閉模速度要快,一般在60mm/s左右。

(4) 塑化部件: 螺桿、螺桿頭、止逆環、料筒等, 要設計成塑化能力強、均化程度好、注射效率高的結構形式;螺桿驅動扭矩要大,并能無級變速。

結論:無論何種精密注塑機, 最終都必須能夠穩定地控制制品尺寸重復精度和質量重復精度。


6、精密注射機的主要代表型號


精密注射成型機的研制方面代表當今世界先進水平的生產廠商主要有德國的克勞斯瑪菲、德瑪格、雅寶、阿博格以及日本的日精、日鋼、東芝機械和住友重機等企業。德國阿博格公司推出的精密注射機合模機構采取了箱式設計,以此來提高鎖模精度。

 

由于三板式注射機前板與后板均固定于機架上,當鎖模力施加時,四拉桿的伸長受到機架的約束,從而使拉桿趨向“拱橋形”而影響鎖模精度,箱式樣設計的結果從限制不良變形的角度提高鎖模精度。注射油缸采用雙向壓力伺服控制,精確定位螺桿位置,使注射量控制精度提高一倍;采用變頻器優化控制主泵馬達,不僅使液壓系統控制精度提高,而且節能效果顯著;

 

此外,采用模塊化設計,注射成型機各運動系統可根據用戶實際需要,采取液壓與電動兩者的組合,鎖模系統和注射系統空間相對位置也可以有多種配置。

日精公司采用了新的控制系統TACT,提高響應速度、操作穩定性、液晶屏顯示的多語言控制界面;新的注射機構:螺桿長徑比加大增強塑化效果,五段溫區優化塑化溫度控制,并對油壓回路進行了優化;

 

油路壓力損失降低、鎖模效率提高、低速運動平穩性提高,開發出新的油壓式FN系列精密注射成型機,還開發成功了油壓式小型精密注射成型機NP7RealMini、AU3E、AS15 等機型。該精密注射成型機主要的加工材料為液晶聚合物(LCP)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)等工程塑料。

日精NEX150 精密注射機綜合了Ultimate微型注塑技術,可用于大批量注塑成型加工微小的精密塑料部件,配置有優化設計的精確計量和快速回應注射系統, 高精密和高剛性的合模機構, 可加工0.1~0.3g重的精密微型塑料部件,用途包括數碼相機、手機、硬盤、精細針孔連接器等等。

 

日本制鋼所也開發出J-ELII-UPS超高速精密注塑成型機。在標準保壓條件下, 制品重量的變動幅度為0.022 克, 采用新的保壓控制方式后,制品重量變動幅度可減小到0.006克。


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