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Kunststoffspritzguss war der Höhepunkt der Technologie, als er vor Jahrzehnten erstmals auf den Markt kam. Diese Herstellungstechnik ist einfach, einfach den Kunststoff zu schmelzen und in die Form zu spritzen, richtig? Nicht so schnell ist das Management der Polymerbewegung und des Phasenwechsels komplizierter als angenommen.  Ich werde einen Ansatz zur Optimierung der 3 kritischen Teile des Spritzgussprozesses (Füllen – Verpacken – Wiederherstellen) skizzieren

Erstens: Was ist eine zweistufige Injektion und warum ist sie erforderlich?

Wenn nur ein Druck (Stufe) verwendet wird, muss er relativ hoch sein, da das Polymer durch ein Kanalsystem gedrückt wird und die gesamte Form füllen muss. Wir verwenden 2 Stufen, um die Form zu schützen, indem wir den Druck auf eine Packungsebene senken, nachdem die Form voll ist. Typischerweise wird der ^untere Druck der zweiten Stufe verwendet, um das Hinzufügen von Volumen fortzusetzen, um die erwartete Volumenschrumpfung auszugleichen, die beim Abkühlen des Polymers auftritt.

Beginnen wir diese Diskussion mit der Untersuchung der Schrauben-Wiederherstellungsphase, in der das Material für den nächsten Zyklus vor der Injektion geladen wird.

Die Materialdosierung wird durch die Drehung der Schraube erreicht, die die Pellets im Schneckenstil aus dem Zufuhrhals durch die Heizkammer (Fass) in Richtung der Düse an der Vorderseite des Zylinders befördert. Wenn sich die Schraube dreht, wird das an der vorderen Spitze der Schraube befestigte Rückschlagventil durch das vorwärts angesaugte Volumen geöffnet, sodass das Material, das durch eine Kombination aus leitfähiger Wärme und Reibung von der Schraube schmilzt, durch dieses in den Düsenbereich fließen kann, wodurch das Volumen im nächsten Zyklus injiziert wird.

Mit zunehmendem Volumen im Düsenbereich entsteht ein Druck (Rückdruck), der dazu führt, dass die Schraube zurückgedrückt wird, bis sie ein ausreichendes Volumen erreicht, um die Form während der nächsten Injektion zu füllen. Der Gegendruck regelt die Dichte des für die Injektion vorbereiteten Materials; ohne dieses wären Luftblasen oder andere Inkonsistenzen in der Schmelze.

Es sollte immer etwas zusätzliches Material in der Dosierung vorhanden sein, damit während der Injektion überschüssiges Material entweder in die Form verpackt oder der Druck in die Form übertragen werden kann. Dies wird als Kissen bezeichnet, ohne dass die Schraube ihre Fähigkeit verliert, Teile konsistent zu verpacken.

Wenn die Injektion beginnt, kommt die Schraube nach vorne und der Druck des Kunststoffs drückt das Rückschlagventil zu, wodurch ein Rückfluss von Material in den Zylinder verhindert wird und alles in Richtung der Form gedrückt wird.

Phase füllen

Während der Befüllung (1^. Stufe) ist es unser Ziel, kontinuierlich von Punkt A (Einspritzstartposition) zu Punkt B zu gelangen, wobei die Transferposition zwischen der ersten Stufe und der zweiten Stufe typischerweise dort eingestellt ist, wo die Form zu etwa 95 % voll ist. Die Transferposition zwischen den 2 Stufen sollte immer kurz vor dem vollständigen Füllen der Form eingestellt werden. Wir tun dies, sodass der tatsächliche Fülldruck eine Messung des Widerstands ist, um das Polymer bei dieser gegebenen Viskosität zu drücken, aber nicht den Dorn enthält, der zu sehen wäre, wenn das Polymer gegen eine volle Form stößt (zu spät übertragen). Wir steuern die Geschwindigkeit, indem wir sicherstellen, dass die Einstellung des Fülldrucks hoch genug ist, um den Geschwindigkeitssollwert zu tragen und wiederholbare Füllzeiten zu erzeugen. Bei korrekter Einstellung ist die Füllzeit in jedem Zyklus konsistent, wobei Änderungen der Materialviskosität stattdessen im überwachten tatsächlichen Fülldruck zu sehen sind, der den Widerstand von Punkt A zu Punkt B misst.

Die Einstellung der richtigen Transferposition ist bei diesem Verfahren entscheidend. Dies kann erreicht werden, indem jeder Nachtransfer-Pack oder Haltedruck entfernt und die Transferposition angepasst wird, bis ein vollständiger Hohlraum von 95 % sichtbar ist, woraufhin der Pack- oder Haltedruck erneut angewendet werden kann. Kunststoff hat ein höheres Volumen, wenn er sich in einem Schmelzzustand befindet, sodass die Schmelze, sobald die Form voll ist und mit den Formwänden in Kontakt kommt, beginnt zu schrumpfen.

Packungsphase

Während der Pack- oder Haltephase (2^. ) ist es unser Ziel, die Schrumpfung nach dem Transfer auszugleichen. Indem wir einen Packungsdruck nach dem Füllen der Form aufrechterhalten, drücken wir mehr Kunststoff durch die Blende und schmelzen immer noch die Mitte des Teils, um die zusammenfallenden Wände mit mehr Volumen nach außen gegen die Form zu drücken. Dies ist sehr effektiv bei der Reduzierung des Spülbeckens, kann aber auch komplexe, unter der Oberfläche eingeformte Spannungen verursachen, die manchmal zu Krümmungen führen.

Es ist am besten, den Packungsdruck so lange anzulegen, bis die Gates eingefroren sind. Ein einfacher Test hierfür besteht darin, die Packzeit weiter hinzuzufügen, bis eine Nivellierung aus dem Teilegewicht erkannt wird. Gate-Freeze wurde am Nivellierungspunkt erreicht, da kein Volumen mehr in der Form erzwungen werden konnte, sodass jede zusätzliche Pack- oder Haltezeit über diesen Punkt hinaus ohne Verdienst ist. Dies stellt auch sicher, dass Ihr Gewicht und Volumen der Teile konsistent sind, was einen großen Faktor bei der Maßkontrolle darstellt.

Phase überwachen

Wenn die Maschine läuft und stabil ist, konzentrieren wir uns auf die Rückmeldung des Monitorbildschirms für konsistente Zyklusdaten für Füllzeit, Wiederherstellungszeit, Fülldruck und Polster. Durch eine Momentaufnahme dieser Variablen, wenn ein Job gut läuft, können wichtige Hinweise auf die Ursache eines Problems bei zukünftigen Fehlerbehebungsbemühungen erkannt werden, wenn sich diese Daten ändern.

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