注塑成型過程中的壓力調(diào)節(jié)

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無論是油壓式還是電動式注塑機，所有注塑過程中的運動都會產(chǎn)生壓力。適當控制所需壓力，才能生產(chǎn)出質(zhì)量合理的成品。壓力調(diào)控及計量系統(tǒng)在油壓式注塑機上，所有運動由負責以下操作的油路執(zhí)行：1、塑化階段中的螺桿旋轉(zhuǎn)。2、滑座料道(注嘴、進注口襯套)。3、注射和保壓期間射料螺桿的軸向運動。4、將基材閉合于射料桿上，直到肘桿全部延伸或活塞合模行程已完成。5、啟動裝配頂桿以頂出部件。在全電壓機上，所有運動由配有永久磁鐵的無刷同步電動機執(zhí)行。 通過機床業(yè)中一直采用的滾珠軸承螺桿，將旋轉(zhuǎn)運動變換為線性運動。整個流程的效率部分取決于塑化過程，其中，螺桿起十分關(guān)鍵的作用。三菱公司在生產(chǎn)全電機型的過程中最新推出的解決方案包括一根灌料螺桿(第二螺紋抱輥)和一根配有混煉元件的螺桿尖梢。這樣，可最大限度增強塑化能力和混煉效果，縮短螺桿長度，實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)。螺桿必須確保物料熔化和均化。這一過程可借助于反壓調(diào)整，以避免過熱?；鞜捲荒墚a(chǎn)生過高的流速，否則，會導致聚合物降解。每一種聚合物具有不同的最大流速，如果超過這一極限，分子會拉伸，出現(xiàn)聚合物主鏈斷裂現(xiàn)象。不過，重點仍然是在注射和保壓過程中控制螺桿的向前軸向運動。后續(xù)的冷卻過程，包括內(nèi)在應力、公差和翹曲等方面，對于確保產(chǎn)品質(zhì)量十分重要。這一切全由模具質(zhì)量決定，對于優(yōu)化冷卻料道、確保有效的閉環(huán)溫度調(diào)節(jié)時，尤其如此。該系統(tǒng)完全獨立，不會干擾機械調(diào)節(jié)。閉模和頂出等模具運動必須精確高效。通常采用速度分布曲線，以確?；顒硬考蚀_靠近。接觸維持力可調(diào)整。因此可斷定，在不考慮能耗和機械可靠性、附加條件相同(如模具質(zhì)量)的前提下，產(chǎn)品質(zhì)量主要決定于控制螺桿向前運動階段的系統(tǒng)。在油壓式注塑機上，這一調(diào)節(jié)通過探測油壓而實現(xiàn)。具體地說，油壓通過控制板而激活一套閥門，流體通過操縱器而產(chǎn)生作用，并得到調(diào)節(jié)及釋放。 　　注射速度控制包括開環(huán)控制、半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制等選擇方案。開環(huán)系統(tǒng)依靠共用比例閥。比例張力施加于所需比例的流體上，從而使流體在注射機筒中產(chǎn)生壓力，讓注射螺桿以一定的前向速度運動。半閉環(huán)系統(tǒng)采用閉環(huán)比例閥。環(huán)路在閉合口所在的位置閉合，閉合口通過在閥門內(nèi)的移動而控制油料的流量比例。閉環(huán)系統(tǒng)在螺桿平移速度時閉合。閉環(huán)系統(tǒng)中采用速度傳感器(通常為電位計型)，定時探測張力下降。比例閥流出的油料通過調(diào)節(jié)，可補償出現(xiàn)的速度偏差。閉環(huán)控制依靠與機器整合一體的專用電子元件。閉環(huán)壓力控制能在注射和保壓階段確保壓力均勻一致，以及在各個循環(huán)中確保反壓均勻。　　通過探測出的壓力值對比例閥進行調(diào)節(jié)，根據(jù)設(shè)定壓力值進行偏差補償。一般來說，可對液壓進行監(jiān)控，但是，探測注嘴或模腔中的熔體壓力也是另一有效方法。更加可靠的方案是通過閱讀注嘴或模腔壓力讀數(shù)對比例閥進行管理。在壓力探測的基礎(chǔ)上增加溫度探測，特別有利于流程管理。了解物料可承受的實際壓力，還有助于根據(jù)設(shè)定壓力和溫度條件來預測模塑件的實際重量和尺寸。實際上，通過改變保壓壓力值，可將更多的物料引入模腔，以降低部件收縮，符合設(shè)計公差(其中包括預設(shè)注塑收縮)。接近熔化條件時，半晶體聚合物顯示出極大的比容變化。對此，過充模不會阻礙部件頂出。油壓設(shè)備與出料量及壓力調(diào)節(jié)離心泵產(chǎn)生的平均液壓壓力可達140巴，這一壓力值特別適合于注塑。在周期的其它各個階段，要求明顯較低，除了需要快速塑化的特定情形(例如：PET注拉吹一步法注塑機)要求較高。為降低能耗，在出料高峰期時可采用可變排量泵和儲壓缸。固定排量泵在每次旋轉(zhuǎn)時移動等量油量，因此，油泵選型由特定時間內(nèi)所需移動的油量而定。三相電動機轉(zhuǎn)速一般為1440轉(zhuǎn)/分，通常要求裝配雙泵。只有在塑化過程中(功率達100%)，油泵的利用率才達到最大限度。在停頓過程中，機械不需要能耗，即使需要，也屬功率損耗。所有注塑機均采用質(zhì)量等級各異的比例伺服閥。兩套或以上的比例閥安裝于注射壓機上，目的是對以下各個方面進行準確控制：開模速度(兩級)，閉模速度(兩級)，閉模安全性，注射(3-10級)，加料(3-5級)，吸入和頂桿(兩級)?！　￠_模壓力，閉模壓力，模具安全性，機械夾具(料筒或肘桿)，注射(充模階段一次，后續(xù)階段3-10次)，吸入和反壓(3-5級)。螺桿旋轉(zhuǎn)速度(3-5級)?；拷俣?機械注嘴靠近模具固定半模上注射襯墊的速度)以及頂桿的運動速度(頂出的速度)也可調(diào)整。輔助電動機通過微弱的輸入信號，將放大的信號(輸出信號)發(fā)送到閥門，使伺服閥執(zhí)行調(diào)節(jié)功能。在伺服閥中，微弱的輸入電信號被轉(zhuǎn)化為液壓輸出信號，以壓降的形式根據(jù)所需的出料要求進行改進。閥門必須對張力或通用指令做出快速、可重覆及低滯后的出料響應。實際上，當前研究的目的是改進頻率響應，使運行于數(shù)千赫(kHz)頻率的動力設(shè)備(液壓邊)和電子設(shè)備之間進行對話。由于有效出料取決于閥門上聚合度(DP)的作用，因此，液壓線路中的油溫必須保持在45-55℃的范圍內(nèi)(通常采用閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng))，具體根據(jù)流體粘度和過渡口的幾何形狀而定。在閥內(nèi)沒有適當?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)，溫度上升會導致溶體粘度下降；若配有均衡開閥值，則可提高出料量。增加傳動系統(tǒng)的出料油量，意味注射速度隨之加快。對高科技伺服傳動閥進行精確控制，可基本消除滯后現(xiàn)象，增強所有功能的重復性。