معلمات عملية حقن صب

ضغط الحقن

◎معلمات عملية التشكيل بالحقن (الجزء 2)

ضغط الحقنيستخدم للتغلب على مقاومة الذوبان أثناء تدفقه. تتطلب هذه المقاومة ضغط الحقن من آلة التشكيل بالحقن. كما هو موضح في الشكل 2-1، يكون الضغط أعلى عند فوهة الحقن أثناء قولبة الحقن للتغلب على مقاومة التدفق طوال مسار الذوبان. بعد ذلك، ينخفض ​​ضغط الحقن تدريجيًا باتجاه الجزء الأمامي من المصهور مع زيادة طول التدفق. إذا كان تجويف القالب يتمتع بتهوية جيدة، فإن الضغط النهائي في مقدمة المنصهر هو الضغط الجوي.

يوضح الشكل 2-2 توزيع ضغط الذوبان على طول مسار التدفق. مع زيادة طول التدفق، تزداد أيضًا المقاومة التي يجب التغلب عليها على طول الطريق، ويزداد أيضًا ضغط الحقن وفقًا لذلك. من أجل الحفاظ على تدرج ضغط ثابت لضمان سرعة تعبئة الذوبان الموحدة، يجب زيادة ضغط الحقن وفقًا لتغير طول التدفق، وبالتالي يجب زيادة الضغط عند مدخل الذوبان وفقًا لذلك.

عقد الضغط

قرب نهاية عملية الحقن، يتحول ضغط الحقن إلى ضغط التثبيت، ويدخل في مرحلة التثبيت. أثناء مرحلة الإمساك، تقوم آلة التشكيل بالحقن بتغذية المواد إلى التجويف من الفوهة لملء الحجم الذي تم إخلاؤه بسبب انكماش الجزء. إذا تم ملء التجويف دون الضغط عليه، فسوف ينكمش الجزء بنسبة 25% تقريبًا، خاصة في الأضلاع حيث سيترك الانكماش المفرط علامات الانكماش. يبلغ ضغط التثبيت بشكل عام حوالي 85% من الحد الأقصى لضغط التعبئة، ولكن يجب تحديد ذلك بناءً على الظروف المحددة.

يوضح الشكل 2-3 التحكم في عملية الضغط: 1 يشير إلى بداية الحقن؛ 2 يشير إلى دخول الذوبان إلى التجويف؛ 3 يشير إلى حدوث مفتاح الضغط أثناء التعبئة؛ 4 يشير إلى أن التجويف ممتلئ؛ 5 يشير إلى أن عملية التعبئة قد دخلت مرحلة تعويض الانكماش؛ يشير الشكل 6 إلى انتهاء تعويض الانكماش وبدء التبريد. تتضمن مرحلة ما بعد الملء عمليتين: الاحتفاظ بالضغط والتبريد.

(الشكل 2-3 التحكم في عملية تثبيت الضغط)

تظهر التجارب أن فترات الانتظار الطويلة والقصيرة بشكل مفرط تضر بالقولبة. يؤدي وقت التثبيت المفرط إلى توزيع غير متساوٍ للضغط، وزيادة الضغط الداخلي في الجزء المصبوب، وزيادة القابلية للتشوه، مما قد يؤدي إلى تشقق الإجهاد. على العكس من ذلك، فإن وقت الاحتفاظ غير الكافي يؤدي إلى عدم كفاية الاحتفاظ بالضغط، وانكماش شديد في الحجم، وضعف جودة السطح.

يتكون منحنى ضغط الإمساك من جزأين: فترة احتجاز ضغط ثابت تبلغ حوالي 2-3 ثوانٍ، تسمى منحنى ضغط الإمساك المستمر؛ وفترة تحرير الضغط المتناقصة تدريجيًا لمدة ثانية واحدة تقريبًا، تسمى منحنى ضغط الضغط المتأخر. إن منحنى ضغط الإمساك المتأخر له تأثير كبير على الجزء المصبوب. وينتج عن منحنى الضغط الثابت الأطول انكماشًا أقل في الحجم، والعكس صحيح. وبالمثل، فإن المنحدر الأكثر انحدارًا ومنحنى ضغط الإمساك الأقصر المتأخر يؤدي إلى انكماش أكبر في الحجم، والعكس صحيح. ويؤدي منحنى ضغط الإمساك المجزأ والمطول إلى انكماش أقل في الحجم، والعكس صحيح.

أثناء عملية ملء البلاستيك المنصهر، عندما يكون التجويف ممتلئًا تقريبًا، تتحول حركة المسمار من التحكم في معدل التدفق إلى التحكم في الضغط. تسمى نقطة الانتقال هذه بنقطة التحكم في تبديل الضغط. يعد الضغط على التبديل أمرًا بالغ الأهمية للتحكم في عملية التشكيل. قبل نقطة تبديل ضغط الإمساك، تكون سرعة وضغط المنصهر مرتفعين؛ بعد نقطة التبديل، يكون ضغط المسمار الذي يدفع المصهور للأمام أقل. إذا لم يتم تنفيذ تبديل الضغط، سيكون الضغط مرتفعًا جدًا عندما يكون التجويف ممتلئًا بالذوبان، مما يسبب زيادة حادة في ضغط الحقن، مما يتطلب قوة تثبيت أكبر، وحتى يؤدي إلى عيوب مثل الوميض (المادة الزائدة). يتم تنفيذ تبديل الضغط في آلات القولبة بالحقن بشكل عام وفقًا لموضع الحقن؛ أي أنه عندما يصل المسمار إلى موضع معين، يحدث تبديل الضغط. موضع وتوقيت وضغط الضغط على مفتاح التبديل موضح في الشكل 2-4.

برغي الضغط الخلفي

أثناء عملية الصهر والتلدين للبلاستيك، يتحرك المصهور بشكل مستمر نحو الطرف الأمامي للبرميل (غرفة القياس)، وتزداد الكمية، مما يشكل ضغطًا تدريجيًا يدفع المسمار إلى الخلف. لمنع تراجع المسمار بسرعة كبيرة ولضمان ضغط موحد للمصهور، يجب توفير ضغط في الاتجاه المعاكس للمسمار. ويسمى هذا الضغط في الاتجاه المعاكس الذي يمنع المسمار من التراجع بالضغط الخلفي، كما هو موضح في الشكل 2-6.

يتم التحكم في الضغط الخلفي، المعروف أيضًا باسم ضغط التلدين، عن طريق ضبط صمام خنق الزيت العائد لأسطوانة الحقن. يتم تركيب صمام الضغط الخلفي في الجزء الخلفي من أسطوانة الحقن لضبط سرعة تفريغ الزيت لأسطوانة الحقن أثناء دوران المسمار وتراجعه، مما يحافظ على ضغط معين في الأسطوانة. يتم التحكم في سرعة التراجع اللولبي (المقاومة) للمحرك الكهربائي بالكامل- بواسطة صمام مؤازر يعمل بالتيار المتردد.

إن ضبط الضغط الخلفي بشكل صحيح له فوائد كبيرة لجودة صب الحقن. في عملية القولبة بالحقن، يمكن أن يؤدي ضبط الضغط الخلفي بشكل مناسب إلى تحقيق الفوائد التالية:

① يمكنه ضغط الذوبان في البرميل، مما يزيد من الكثافة ويحسن استقرار حجم الحقن ووزن المنتج والأبعاد.

② يمكن أن "يضغط" الغاز من المصهور، مما يقلل من فقاعات الغاز السطحية وفقاعات الهواء الداخلية، مما يحسن تجانس اللمعان.

③ إنه يبطئ سرعة تراجع المسمار، مما يسمح للمصهور في البرميل بالتلدن الكامل، مما يزيد من توحيد خلط مسحوق اللون / الأصبغة الرئيسية مع المصهور، ويمنع اختلاط الألوان في المنتج.

④ يمكن أن تؤدي زيادة الضغط الخلفي بشكل مناسب إلى تحسين انكماش السطح والتدفق المحيطي للمنتج.

⑤ يمكن أن يزيد من درجة حرارة الذوبان، ويحسن جودة تلدين الذوبان، ويحسن سيولة الذوبان أثناء ملء القالب، ويزيل علامات الغراء الباردة على سطح المنتج.

قوة لقط

يتم ضبط قوة التثبيت لمقاومة قوة تمدد البلاستيك المصهور على القالب، ويتم تحديد حجمها من خلال عوامل محددة مثل ضغط الحقن. ومع ذلك، في الواقع، بعد إخراج البلاستيك المنصهر من فوهة البرميل لآلة التشكيل بالحقن، فإنه يمر عبر المجرى الرئيسي والمجاري الفرعية وبوابات القالب قبل دخول تجويف القالب، مما يؤدي إلى فقدان كبير للضغط على طول الطريق. يوضح الشكل 2-7 (أ) التغير في ضغط الحقن طوال العملية بدءًا من البرميل وحتى دخول القالب. كما يتبين من تغير الضغط في الشكل 2-7(ب)، ينخفض ​​الضغط إلى 20% فقط من ضغط الحقن الأولي في نهاية تجويف القالب.

درجة حرارة البرميل

يجب التحكم في درجة حرارة الذوبان ضمن نطاق معين. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية، فإن سوء تلدين الذوبان سيؤثر على جودة الأجزاء المقولبة ويزيد من صعوبة العملية؛ إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية، فإن المواد الخام تكون عرضة للتحلل. في عملية صب الحقن الفعلية، غالبًا ما تكون درجة حرارة الذوبان أعلى من درجة حرارة البرميل. ويرتبط الفرق بمعدل الحقن وخصائص المادة، ويمكن أن يصل إلى 30 درجة. وذلك لأن المادة المنصهرة تتعرض للقص أثناء مرورها عبر البوابة، مما يولد الكثير من الحرارة، كما هو موضح في الشكل 2-8.

(1 - يبدأ تسخين البرميل؛ 2 - يبدأ تلدين المسمار؛ 3 - يصل الذوبان إلى نهاية العداء؛ 4 - يمر الذوبان عبر البوابة؛ 5 - ينتهي الملء)

تعتبر درجة حرارة البرميل عاملاً حاسماً يؤثر على ضغط الحقن. تحتوي براميل ماكينة التشكيل بالحقن عادة على 5 أو 6 مناطق تسخين، وكل مادة لها درجة حرارة التشكيل المناسبة. يمكن العثور على درجات حرارة صب محددة في البيانات المقدمة من قبل المورد. يسرد الجدول 2-3 درجات حرارة صب المواد البلاستيكية شائعة الاستخدام.