Složeni kalupi za ubrizgavanje nova su vrsta kalupa za ubrizgavanje koji su vrlo učinkoviti, brzi i -štede energiju te se postupno promoviraju i koriste u mojoj zemlji. Za razliku od konvencionalnih kalupa, šupljine naslaganih kalupa za injekcijsko ubrizgavanje raspoređene su na dva ili više slojeva, raspoređenih na način koji se preklapaju, u biti kombinirajući višestruke setove kalupa.
Obično, kada se strojevi za injekcijsko prešanje koriste s konvencionalnim kalupima, njihov volumen ubrizgavanja i hod otvaranja kalupa koriste se samo na 20%-40% njihovog nazivnog kapaciteta, ne uspijevajući u potpunosti iskoristiti performanse stroja. U usporedbi s konvencionalnim kalupima, naslagani kalupi za ubrizgavanje samo povećavaju silu stezanja za 5%-10%, ali mogu povećati učinak za 90%-95%, značajno poboljšavajući iskorištenost opreme i produktivnost uz smanjenje troškova.
Složeni kalupi za injekcijsko ubrizgavanje najprikladniji su za oblikovanje velikih, ravnih dijelova, dijelova ljuske s plitkim-šupljinama, malih-tankih{2}}dijelova s više šupljina i dijelova koji zahtijevaju masovnu proizvodnju.
I. Razmatranja dizajna naslaganih injekcijskih kalupa
Složeni kalupi za ubrizgavanje, kao nova vrsta tehnologije kalupa, prošli su kontinuirani razvoj, posebno s integracijom tehnologije vrućeg toka, što ga čini vrhunskom-tehnologijom u današnjem razvoju plastičnih kalupa. Tradicionalne teorije o dizajnu kalupa više nisu primjenjive na dizajn naslaganih kalupa za ubrizgavanje. Stoga postoji hitna potreba za razvojem potpuno nove teorije dizajna kalupa koja bi vodila dizajn naslaganih injekcijskih kalupa. Sljedeće će objasniti ključne točke dizajna naslaganih kalupa za ubrizgavanje.
1. Maksimalni volumen ubrizgavanja stroja za ubrizgavanje
Složeni kalupi za injekcijsko ubrizgavanje mogu koristiti hladne ili vruće kanale. Pri korištenju hladnog kanala potrebno je uzeti u obzir količinu plastike koja se koristi za skrućivanje u sustavu zatvarača. Pri korištenju vrućeg kanala, koji postiže nepovratnu proizvodnju skrućivanja, materijal u ploči vrućeg kanala i središnjoj glavnoj mlaznici ne utječe na potrebni volumen ubrizgavanja kalupa i može se zanemariti. Stoga se maksimalni volumen ubrizgavanja stroja za injekcijsko prešanje treba odrediti od-slučaja do-slučaja.
2. Tlak ubrizgavanja stroja za injekcijsko prešanje
Provjera tlaka ubrizgavanja uglavnom provjerava može li tlak ubrizgavanja zadovoljiti zahtjeve za oblikovanje. Za naslagane injekcijske kalupe, koji uglavnom oblikuju plastične dijelove s tankim-stjenkama s velikim izbočenim površinama i dugim stazama protoka, potrebni su viši tlak i brzina ubrizgavanja tijekom procesa punjenja. Kalupi s vrućim tijekom, zbog svoje tehnologije vrućeg tijeka, mogu bolje prenijeti tlak ubrizgavanja u usporedbi s kalupima s hladnim tijekom, stoga zahtijevaju niži tlak ubrizgavanja. Međutim, zbog povećanog puta protoka i projektirane površine, oni zahtijevaju viši tlak ubrizgavanja od jedno-slojnih kalupa s hladnim tijekom. Prilikom provjere tlaka ubrizgavanja, tlak ubrizgavanja plastičnog dijela treba odrediti na temelju procesa ubrizgavanja raznih vrsta plastike i analize toka računalne simulacije, a zatim usporediti s nazivnim tlakom ubrizgavanja stroja za ubrizgavanje.
3. Maksimalna sila stezanja stroja za injekcijsko prešanje
Šupljine naslaganog kalupa za injekcijsko prešanje raspoređene su "leđa-na-straga," teoretski dopuštajući da se postigne bilo koji broj hrpa na istom stroju za injekcijsko prešanje bez povećanja sile stezanja. Međutim, budući da središnja glavna mlaznica i razvodnik naslaganog kalupa za injekcijsko ubrizgavanje povećavaju kanal protoka, projicirana površina plastičnog dijela plus sustav zatvarača na razdjelnoj površini je veća. Nadalje, produženi klizač zbog slaganja rezultira većim gubitkom tlaka od konvencionalnog jedno-slojnog kalupa, što dovodi do odgovarajućeg povećanja tlaka ubrizgavanja i tlaka u šupljini. Zbog toga se povećava sila stezanja. Kada se provjerava sila stezanja, njeno povećanje za 10%-15% u usporedbi s istim jednoslojnim kalupom relativno je sigurno.
4. Hod otvaranja stroja za injekcijsko prešanje
Naslagani kalupi za ubrizgavanje rastavljaju i izbacuju plastični dio na dvije razine. Kada se provjerava hod otvaranja, za strojeve za injekcijsko prešanje koji koriste hidraulički-mehanički stezni mehanizam, debljina kalupa se ne mora uzeti u obzir. Međutim, kada naslagani kalup za injekcijsko ubrizgavanje ima bočni-razdjelni mehanizam-povlačenja, mora se uzeti u obzir utjecaj udaljenosti povlačenja-jezgre.
Ako se koristi sinkroni mehanizam za otvaranje kalupa, kao što je zupčanik i zupčanik ili poluga-klipnjača za otvaranje kalupa s istim prijenosnim omjerom, hod svakog sloja u naslaganom kalupu za ubrizgavanje nije ograničen visinom proizvoda. Njegov hod otvaranja kalupa je N puta najveći hod otvaranja sloja u više-slojnom kalupu (N je broj slojeva u naslaganom kalupu za injekcijsko prešanje).
5. Duljina glavne mlaznice
Središnja glavna mlaznica ne smije biti preduga ili prekratka. Ovo osigurava da kada se kalup zatvori, središnja glavna mlaznica neće prijeći maksimalnu udaljenost koju mlaznica stroja za injekcijsko prešanje može uvući ili pomaknuti na bazu stroja. Budući da se središnja glavna mlaznica pomiče zajedno sa srednjim dijelom kalupa tijekom odvajanja, treba osigurati da središnja glavna mlaznica ostane u fiksnom dijelu kalupa nakon otvaranja kalupa kako bi se spriječilo prelijevanje iz glave središnje glavne mlaznice od kapanja na stijenku šupljine fiksnog kalupa.
6. Sustav zatvarača
Složeni kalupi za injekcijsko ubrizgavanje mogu koristiti ili konvencionalni sustav kliznog kanala (tj. sustav hladnog kliznog kanala) ili sustav vrućeg kliznog kanala. Sustavi vrućih kanala mogu učinkovito prenijeti pritisak ubrizgavanja, poboljšavajući kvalitetu oblikovanja plastičnih dijelova i olakšavajući automatiziranu proizvodnju. Međutim, oni imaju određene zahtjeve u pogledu vrste plastike koja se koristi, a sustavi s vrućim kanalima su skupi. Pri korištenju sustava hladnog toka, kvaliteta oblikovanja plastičnih dijelova je nešto niža, ali je obrada kalupa lakša, što rezultira nižim troškovima. Dakle, izbor sustava oklopa ovisi o specifičnim okolnostima.
7. Sustav kontrole temperature kalupa
Temperatura kalupa jedan je od važnih čimbenika koji utječu na kvalitetu kalupljenja plastičnih dijelova. U dizajnu naslaganih injekcijskih kalupa, bitno je osigurati dosljednu kontrolu temperature u svakoj šupljini. Za složene vruće kalupe za injekcijsko ubrizgavanje, kako bi se smanjio gubitak topline zbog provođenja topline, područje kontakta između kalupa i ploče za vruće kanale treba svesti na najmanju moguću mjeru i treba postaviti odgovarajuće jastučiće za toplinsku izolaciju.
8. Mehanizam za otvaranje kalupa
Kako bi se osiguralo ravnomjerno skupljanje plastičnih dijelova, vrijeme zadržavanja (vrijeme hlađenja) plastičnih dijelova u svakoj šupljini mora biti jednako. Stoga složeni kalupi za ubrizgavanje moraju osigurati da se rastavne površine svake šupljine otvaraju istovremeno. Mehanizmi prijenosa zupčanika i zupčaste letve te mehanički mehanizmi povezivanja obično se koriste kao mehanizmi za otvaranje u naslaganim kalupima za ubrizgavanje. Prvi nudi bolju tehničku izvedbu i ekonomičniji je, ali drugi pruža veću fleksibilnost. Hidraulično-potpomognuto otvaranje kalupa olakšava kontrolu vremena otvaranja, ali struktura je veća.
9. Mehanizam za vađenje iz kalupa
Na temelju zahtjeva za jednakim vremenom hlađenja, naslagani kalupi za ubrizgavanje trebali bi istovremeno izbaciti plastične dijelove u svakoj šupljini. To mogu postići opružni ili visoko{1}}tlačni zračni mehanizmi za vađenje iz kalupa.
II. Razvoj i primjena naslaganih injekcijskih kalupa u zemlji i inozemstvu
Već u prosincu 1940. KNOWLESER je dobio patent za složene kalupe. Današnji složeni kalupi za injekcijsko ubrizgavanje nisu samo jeftiniji od tradicionalnih jedno-slojnih kalupa, već također povećavaju fleksibilnost njihove primjene. Nakon desetljeća istraživanja i razvoja, naslagani kalupi za ubrizgavanje razvili su se strukturalnim promjenama, uključujući dvoslojne-slojne kalupe za ubrizgavanje s hladnim kanalima, dvoslojne-slojne kalupe za vruće ubrizgavanje, 3-slojne ili 4-slojne naslagane kalupe za ubrizgavanje, pravokutne naslagane kalupe za injekcijsko ubrizgavanje s pravokutnim vratima i rotacijske naslagane kalupe za ubrizgavanje.
1. Trendovi razvoja naslaganih injekcijskih kalupa u inozemstvu
Tehnologija naslaganih injekcijskih kalupa započela je ranije i relativno je zrela u inozemstvu. Dobro-poznate tvrtke za kalupe za injekcijsko ubrizgavanje uključuju Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha i Engel. Zbog brzog razvoja tehnologije vrućeg kalupa u inozemstvu, tehnologija kalupa za injekcijsko ubrizgavanje s vrućim kanalom naširoko se koristi u inozemstvu. Nadalje, razvijene zemlje prednjače u novim tehnologijama naslaganih kalupa za ubrizgavanje, a nedavno razvijena tehnologija rotirajućih naslaganih kalupa za ubrizgavanje proširila je mogućnosti primjene naslaganih kalupa za ubrizgavanje.
U 1960-im i 70-im godinama neke su strane tvrtke počele razvijati naslagane kalupe za injekcijsko ubrizgavanje. Švicarska tvrtka Schottli prva je razvila višeslojne injekcijske kalupe za industrijsku primjenu.
Godine 1980., Johnson T. iz Njemačke dizajnirao je dvoslojni-kalup za injekcijsko ubrizgavanje s hladnim pogonom. Ovaj kalup se sastojao od pokretnog dijela kalupa, fiksnog dijela kalupa i srednjeg dijela. Srednji dio je u biti bio nastavak glavnog nosača, s ograncima i dvije odvojene šuplje ploče. Mehanizmi za izbacivanje ugrađeni su u pokretne i fiksne dijelove kalupa, koristeći mehaničke, hidrauličke ili pneumatske metode za izbacivanje plastičnog dijela.
Godine 1989. D. Gener i Wiesbaden-Delkheim dizajnirali su dvoslojni kalup za vruće{3}}brizganje. Također se sastojao od pokretnog dijela kalupa, fiksnog dijela kalupa i srednjeg dijela. Međusekcija se sastojala od vrućeg kanala, vrućih mlaznica za ubacivanje materijala u šupljine i dvije ploče sa šupljinama za gotov proizvod.
Godine 1991. Rozema H. iz Tradesco Die & Mold dizajnirala je četvero-slojni kalup za injekcijsko ubrizgavanje. Ovaj kalup, temeljen na dvo-slojnom kalupu za ubrizgavanje vrućeg toka, produžio je vrući tok i dodao međusekciju, povećavajući broj slojeva kalupljenja na četiri, čime se produktivnost povećala četiri puta.
Godine 1992. Hiroo Kasui i Motoo Yamamoto iz Japana izumili su kalup za ubrizgavanje s vrućim kanalom s asimetrično raspoređenim vrućim mlaznicama. Međutim, razuman dizajn klizača može kontrolirati protok taline unutar kalupne šupljine kako bi se postigla ravnoteža.
2. Dinamika razvoja kalupa za injekcijsko ubrizgavanje u Kini
Tehnologija kalupa za injekcijsko ubrizgavanje tek je postupno uvedena u industriju kalupa u mojoj zemlji kasnih 1980-ih. Stoga je tehnologija kalupa za injekcijsko ubrizgavanje u mojoj zemlji započela relativno kasno, a udio kalupa za vruće injekcijsko ubrizgavanje koji se koriste u proizvodnji je mali. Postoji određeni jaz u dizajnu i primjeni u usporedbi s naprednom inozemnom tehnologijom kalupa za kalupe, au nekim tehničkim područjima (kao što su kalupi za ubrizgavanje rotirajućih kalupa), Kina je još uvijek prazna ploča. Stoga, suočena sa žestokim tržišnim natjecanjem, moja zemlja mora brzo poboljšati svoju tehnologiju kalupa za ubrizgavanje kako bi preuzela inicijativu na međunarodnom tržištu i osigurala opstanak svojih poduzeća.
Godine 1990. Li Shuzan iz tvornice plastike No. 13 u Pekingu predložio je konstrukcijski dizajn kalupa za injekcijsko ubrizgavanje s dvostrukom-šupljinom pomoću bočnog-dodavanja. Ovaj kalup smanjuje broj rastavnih površina kalupa u usporedbi s točkastim-dostavljanjem otvora, olakšavajući uzastopno otvaranje kalupa. Međutim, nepouzdan je pri oblikovanju dubokih šupljina ili dijelova koji zahtijevaju značajnu silu vađenja.
Godine 1992., Bu Jianxin iz škole lake industrije u Changzhou predstavio je dvo-kalup za injekcijsko ubrizgavanje koristeći i bočna-vrata i točka-dodavanje. Gornja šupljina koristi bočno-hranjenje vrata, a donja šupljina koristi točka-hranjenje vrata. Sekvencijalno rastavljanje postiže se pomoću graničnih kuka i graničnih ploča, što omogućuje oblikovanje različitih vrsta plastičnih dijelova.
Godine 1995. Yi Qing dizajnirao je poseban kalup za injekcijsko ubrizgavanje s dvostrukom -šupljinom s dvo-faznim sustavom glavnog klizača. Prvo{4}}glavno vodilo stupnja ima upušteni utor na vrhu. Pokretna ploča kalupa pokreće ploču za izbacivanje fiksnog kalupa za izbacivanje plastičnog dijela putem lančanog pogona. Njegovi nedostaci uključuju potrebu da se mlaznica stroja za injekcijsko prešanje produži na fiksni kalup za injektiranje glavne čahure i glomazan sustav zatvarača.
Godine 1997. Li Shu i Chuan Chengzhi dizajnirali su dvo-slojni kalup za vruće injekcijsko ubrizgavanje za proizvodnju brtvenih traka za automobilska vrata i prozore. Ovaj kalup je zaobišao središte i prenio rastaljenu plastiku s ruba kalupa na kliznu ploču. Kalup može oblikovati dva seta plastičnih dijelova u jednom ciklusu ubrizgavanja, a svaki set sadrži četiri brtvene trake (prednja, stražnja, lijeva i desna). Osam brtvenih traka korištenih na dva automobila moglo se oblikovati u jednoj operaciji.
Godine 1999. Wang Yuexing iz Zhejiang Weixing Group dizajnirao je visoko{1}}učinkovit polu-tip dvo-slojnog injekcijskog kalupa. Dijelio je par polu-kliznih blokova, što je rezultiralo jednostavnom strukturom kalupa, nižim troškovima proizvodnje, dvostrukim brojem šupljina, kraćim ciklusima injekcijskog prešanja i većom učinkovitosti proizvodnje.
Godine 2000. Feng Xiaozhong i sur. uveo dvoslojni-kalup za injekcijsko ubrizgavanje s uronjenim vratima za čepove od stakla za alkoholna pića. Ovaj kalup omogućuje odvajanje u -kalupu svakog sloja plastičnih dijelova od skrutnutog materijala klizača, a rastavne površine svakog sloja mogu se izbaciti istovremeno. To pojednostavljuje strukturu kalupa, smanjuje zahtjeve za razmak i olakšava automatiziranu proizvodnju. Međutim, zahtijeva visoku pouzdanost plastičnih dijelova koji ostaju u kalupu i duboko udubljenu glavnu čahuru. Godine 2003. Yan Yalin i Huang Xiaoyan dizajnirali su-pravokutni kalup za injekcijsko ubrizgavanje s vrućim kanalima. Ovaj kalup promijenio je položaj vrata, postavljajući ih u sredinu pod pravim kutom u odnosu na smjer otvaranja kalupa. Iako je zahtijevao-stroj za injekcijsko prešanje pod pravim kutom, eliminirao je potrebu za produžetkom vrućeg toka, smanjujući udaljenost koju rastaljena plastika putuje od mlaznice za ubrizgavanje do razvodnika i pojednostavljujući konstrukcijski dizajn.
Godine 2004., Chen Jianling, Liu Tinghua i drugi dizajnirali su vrući kalup za kutije za pakiranje CD-a. Koristeći -vezne šipke s fiksnom udaljenosti za uzastopno otvaranje kalupa, odlikuje se kompaktnom strukturom, izvrsnom ekonomičnošću, smanjenom radnom snagom, značajno poboljšanom učinkovitošću i osiguranom kvalitetom proizvoda.
Godine 2007. Shen Honglei i drugi dizajnirali su kalup za držače CD-a s vrućim kanalima. Ovaj kalup koristi dvo-slojnu toplotokačnu strukturu, koristeći zupčanike, zupčanike i hidraulične cilindre za postizanje sekvencijalnog otvaranja kalupa i izbacivanja dijelova. Proizvedeni dijelovi zadovoljavaju zahtjeve dimenzija i izgleda, značajno poboljšavajući učinkovitost proizvodnje i značajno smanjujući troškove proizvodnje i stope otpada.
Godine 2008. Wang Zhenbao i sur. primijenio CAE tehnologiju na dizajn naslaganih injekcijskih kalupa. Koristeći softver za analizu Moldflow, dinamički su simulirali proces oblikovanja kalupa naslaganih ploča klima uređaja analizirajući plastično punjenje, pritisak držanja i procese hlađenja. Analizirali su glavne čimbenike koji utječu na proces kalupljenja i optimizirali procesne parametre.
III. Zaključak
Korištenje naslaganih kalupa za injekcijsko prešanje, posebno vrućih naslaganih kalupa za injekcijsko prešanje, može u potpunosti iskoristiti mogućnosti strojeva za injekcijsko prešanje, uštedjeti radnu snagu i resurse opreme i uvelike poboljšati učinkovitost proizvodnje. Iako višeslojni kalupi za ubrizgavanje imaju veće troškove dizajna i proizvodnje, poboljšanja u sljedećim područjima mogu značajno smanjiti troškove kalupa i proširiti njihov raspon primjene:
1. Poboljšati teoriju dizajna naslaganih injekcijskih kalupa i skratiti ciklus istraživanja i razvoja;
2. Produžite životni vijek osnovnih komponenti (kao što su grijaći elementi i elementi za kontrolu temperature);
3. Napraviti složene kalupe za injekcijsko prešanje kompatibilnima s običnom opremom za injekcijsko prešanje;
4. Koristite CAD/CAE/CAM tehnologiju za projektiranje, analizu i proizvodnju za optimizaciju strukture kalupa;
5. Standardizirati i komercijalizirati zajedničke dijelove za naslagane injekcijske kalupe;
6. Poboljšati mogućnosti prijenosa tlaka kako bi bili prikladni za proizvodnju plastičnih dijelova s debelim-stjenkama;
7. Optimizirajte procesne parametre složenog injekcijskog prešanja;
8. Postignite potpunu automatizaciju naslaganog injekcijskog prešanja.
