¿Cómo realizar el moldeo por inyección de paredes delgadas con equipos tradicionales?

En el proceso de moldeo por inyección de plástico, el espesor de la pared de la pieza es un parámetro muy crítico. Las piezas de moldeo por inyección de paredes delgadas tienen muchas ventajas, como la reducción del peso de las piezas, la escala de producción, el gasto de material y el ciclo de moldeo. Sin embargo, no es rentable utilizar costosas máquinas de moldeo por inyección de alta velocidad para fabricar productos de paredes delgadas.
Ya sea que la máquina de moldeo por inyección tradicional sea competente o no, analicemos este problema:
Primero, debemos comprender qué es el moldeo por inyección de paredes delgadas. En general, el moldeo por inyección de paredes delgadas se refiere a una pieza moldeada por inyección con un área de superficie de 50 centímetros cuadrados y un espesor de pared de 1 mm. Este nivel de moldeo por inyección puede denominarse moldeo por inyección de paredes delgadas.
Sin embargo, la máquina de moldeo por inyección tradicional no puede cumplir con los requisitos del moldeo por inyección de paredes delgadas. Tome como ejemplo una máquina de moldeo por inyección tradicional para fabricar piezas con un espesor de pared de 3 mm: cuando la parte frontal del termoplástico fundido fluye a través de la cavidad del molde, entrará en contacto con el núcleo o la pared interna de la cavidad del molde con una temperatura y una forma más bajas. una piel fina solidificada. Este tipo de piel prematuramente solidificada representa alrededor del 20 por ciento del espesor total de la pared.
Dentro de esta capa de piel, el material fundido inyectado todavía fluye hacia adelante. Obviamente, si el espesor de la pared de la pieza se reduce hasta el punto de una pared delgada, su velocidad de enfriamiento también se acelerará, lo que dará como resultado un aumento en la proporción de la piel solidificada con respecto al espesor total de la pared, es decir, su posterior núcleo fundido. se reducirá el flujo hacia la cavidad del molde. Por el contrario, el intervalo de tiempo para la condensación de piezas se está acortando. Todo esto añade dificultad al flujo continuo de materiales, lo que dificulta que las piezas alcancen los requisitos de llenado antes de la condensación.
Para superar las dificultades de llenado del moldeo por inyección de paredes delgadas, generalmente se requiere un diseño o modificación especial de la máquina de moldeo por inyección, como el uso de puertos de inyección multicanal, la aplicación de una presión de inyección de hasta 241 Pa y la velocidad de inyección. de 1000MM/S. Sin embargo, estas prácticas costarán una cantidad considerable de dinero.
Entonces, ¿podemos controlar algunos parámetros del proceso en la máquina de moldeo por inyección estándar tradicional sin modificar para cumplir con los requisitos del moldeo por inyección de paredes delgadas?
La respuesta es sí. Se informó que alguien había realizado este experimento en una máquina de moldeo por inyección tradicional con una fuerza de sujeción máxima de 90 hectáreas y un volumen máximo de inyección de 170 g: se colocó un molde con un inserto de inyección en forma de abanico, un puerto de inyección y una cavidad en esta maquina. La relación de longitud a espesor del inserto es de 140:1 y el espesor de la cavidad es de 1 mm. Los plásticos utilizados son Lexan SP7602 y Magnum 9015.
El peso de la parte del producto es el único valor de salida variable. Bajo la misma condición de la cavidad del molde, el cambio del peso de la pieza está obviamente relacionado con el grado de llenado del material fundido en la cavidad del molde durante el proceso de moldeo por inyección. Se dice que la fiabilidad de los resultados del análisis del cambio de peso de las piezas puede llegar al 95 por ciento. Por lo tanto, este experimento se basa en la relación entre los parámetros del proceso y el peso de las piezas. Por esta razón, se instalan especialmente cinco convertidores de presión y temperatura en la cavidad del molde. Un sistema de control de datos rastrea la curva de presión y temperatura en la cavidad.
El experimento adopta un diseño de factor medio fraccional para estudiar la temperatura de la boquilla, la temperatura del molde, el tiempo de enfriamiento, la velocidad de inyección y la presión de mantenimiento del blanqueamiento. Se dice que estos cinco parámetros pueden afectar el peso de las piezas. Con el fin de establecer estos parámetros para determinar su impacto en el peso de las piezas, se utilizan diferentes combinaciones de valores altos y bajos para el moldeo por inyección.
Se probaron PC y ABS. Las condiciones experimentales son: temperatura de fusión respectiva, temperatura del molde estándar y peso de la pieza, resistencia a la tensión de la pieza estándar y velocidad de inyección máxima permitida. Además, la viscosidad relativa de los dos materiales también se puede establecer a diferentes velocidades de corte.
Los resultados experimentales son los siguientes:
1. Cuando la temperatura de fusión del material ABS aumenta de 260 a 280 grados, el peso de sus partes aumentará de 6,6 g a 7,4 g, es decir, un 12 por ciento.
2. Para los materiales de PC, cuando la temperatura de fusión aumenta de 290 a 300 grados, el peso de las piezas aumenta de 7,3 g a 8,9 g, lo que representa un 22 %.
3. Cuando la temperatura del molde aumenta de 80 a 90 grados, el peso de las piezas hechas de PC y ABS aumenta, pero la PC es más sensible. El peso de las piezas fabricadas con este último puede aumentar de 8,4 ga 8,8 g, un aumento del 4,8 por ciento.
4. Los cambios en la temperatura de fusión y la temperatura del molde provocarán cambios en la resistencia a la tracción de las piezas. Sin embargo, el aumento de la temperatura de fusión reducirá la resistencia, mientras que el aumento de la temperatura del molde aumentará la resistencia.
5. Acortar el tiempo de enfriamiento y aumentar la velocidad de inyección aumentará el peso de las piezas de PC, mientras que los materiales ABS no se ven afectados por estos dos parámetros.
Análisis de resultados:
Para los materiales de PC, la temperatura de fusión, la temperatura del molde, el tiempo de enfriamiento y la velocidad de inyección son los parámetros clave que afectan el peso de las piezas; Para ABS, los parámetros que afectan el peso de sus partes son solo la temperatura de fusión y la temperatura del molde.
El aumento de la temperatura de fusión hará que el material tenga una mayor energía térmica y una menor viscosidad, lo que hará que el material fundido fluya más fácilmente, forme una corriente más larga y llene la cavidad con mayor suavidad. Sin embargo, si la temperatura de fusión es demasiado alta, el material se deteriorará y degradará. Por lo tanto, este parámetro solo puede usarse para asegurar el llenado de la cavidad dentro del límite superior permitido por el material.
El aumento de la temperatura del molde reducirá la capa de condensación del material en la cavidad del molde y hará que el material fundido fluya más fácilmente en la cavidad del molde, para obtener un mayor peso de la pieza y una mejor calidad superficial.
Un tiempo de enfriamiento más corto puede hacer que el material fundido permanezca más corto en el contenedor y reducir la posibilidad de degradación. Se cree que reducir el grosor de la pared en un 50 por ciento conducirá a una reducción de 4-veces en el tiempo de enfriamiento. Además, el tiempo de enfriamiento constituye alrededor del 70 por ciento del ciclo de formación, y su reducción significa la mejora de la eficiencia de producción.
El volumen de inyección de la máquina debe ser lo más alto posible. Esto también ayuda a reducir el tiempo de residencia de los materiales fundidos en el recipiente. El aumento de la velocidad de inyección también reducirá la viscosidad relativa del material fundido, que es el resultado de la influencia del pseudoplástico cuando la cizalla se vuelve más delgada. Al mismo tiempo, este calentamiento por cizallamiento solo ocurre en menos de un segundo, lo cual es insignificante para causar una degradación obvia.
El aumento de la velocidad de inyección reducirá la viscosidad del material de PC y aumentará el peso de las piezas, pero es mucho menor que el de las piezas con una temperatura de fusión más alta. Sin embargo, debido a que también puede hacer que el material sea más resistente a la degradación, es recomendable mejorar la velocidad de inyección.
El cambio de la velocidad de inyección casi no tiene efecto sobre el material ABS, debido a que su viscosidad relativa no ha disminuido significativamente en este momento.
Al cambiar algunos parámetros del proceso en las condiciones de la máquina de moldeo por inyección tradicional, se ha aumentado el peso de las piezas.
Este resultado refleja en realidad el aumento de la capacidad del plástico para llenar la cavidad de 1 mm en estado fundido, lo que mejora la capacidad de formación de paredes delgadas.
Según los resultados experimentales, también es posible procesar piezas de paredes delgadas en máquinas de moldeo por inyección tradicionales. Durante el funcionamiento, la velocidad de inyección se puede ajustar al límite superior máximo permitido. Sobre esta base, los dos parámetros se pueden mejorar tanto como sea posible de acuerdo con el límite máximo de temperatura de fusión y el estándar de temperatura máxima de molde recomendado por el material. Esta es la principal contramedida para lograr un moldeo por inyección de paredes delgadas de alta calidad con una selección de bajo costo en las máquinas de moldeo por inyección tradicionales.