1. Определение противодавления (BP)
В области литья под давлением, Обратное давление (BP) относится к регулируемому гидравлическому сопротивлению, приложенному к задней части возвратно-поступательного винта во время пластификация (или дозирующая) фаза цикла.
В отличие от Давление впрыска которое толкает расплав вперед в полость формы. Обратное давление — это противодавление который сопротивляется движению винта назад, поскольку расплав пластика скапливается перед кончиком винта. Это критический параметр, который обеспечивает качество и консистенцию расплавленного полимера. раньше начинается инъекция.
2. Основные функции противодавления
Противодавление выполняет три основные фундаментальные роли в подготовке расплава полимера:
2.1. Гомогенизация и смешивание
Увеличение давления, против которого вращается шнек, увеличивает трение и сопротивление, испытываемое расплавом. Это увеличивает время и силу, приложенную к материалу, значительно улучшая однородность расплава и дисперсия .
-
Цветовая дисперсия: Более высокое давление необходимо при смешивании маточных смесей или красителей, обеспечивая их равномерное распределение и предотвращая появление цветных полос или пятен в конечном продукте.
-
Равномерность температуры: Повышенное усилие сдвига и перемешивание помогают устранить локализованные горячие точки и ensure the melt temperature ( Т_м ) однороден по всему объему, что жизненно важно для обеспечения постоянной усадки и вязкости.
2.2. Удаление воздуха и летучих газов
На этапе дозирования пластиковые гранулы и порошок часто задерживают воздух, влагу и летучие компоненты.
-
Уплотнение: Обратное давление сжимает расплавленный пластик. Это сжатие вытесняет захваченный воздух и летучие газы обратно к секции подачи ствола, позволяя им выйти через бункер или вентиляционные отверстия.
-
Предотвращение дефектов: Без достаточного давления эти газы остаются в расплаве и впрыскиваются в полость формы, что приводит к таким дефектам, как серебряные полосы (отметки) или внутренние пустоты (пузырьки) в готовом продукте.
2.3. Стабильность от кадра к кадру (точность измерения)
BP играет решающую роль в достижении повторяемого и точного объема впрыска (дозирования).
-
Контроль плотности расплава: Уплотняя расплав, BP гарантирует, что материал имеет постоянная плотность в конце пластифицирующего хода. Постоянная плотность означает, что за один выстрел впрыскивается постоянная масса полимера, независимо от небольших изменений положения шнека или объемной плотности материала.
-
Контроль веса: Стабильная плотность расплава напрямую влияет на постоянство вес детали и dimensional stability across different cycles.
3. Высокое и низкое АД: последствия процесса
Установка обратного давления требует тщательного баланса. Его влияние на процесс и качество конечной детали является немедленным и значительным.
| Настройка обратного давления | Первичные последствия | Возникающие дефекты/проблемы |
| Слишком высокий (PBP↑) | Чрезмерное сдвиговое тепло и время пребывания | Деградация материала (подгоревшие пятна, изменение цвета), Увеличение времени цикла (из-за более медленного втягивания винта), Повышенный износ винта. |
| Слишком низкий (PBP↓) | Недостаточное уплотнение и смешивание | Серебряные полосы/пустоты (захваченный воздух/влага), непостоянный вес детали (плохое измерение), плохая дисперсия цвета. |
Часть 2: Давление уплотнения/выдержки и контроль размеров
4. Роль уплотняющего/удерживающего давления ( PH )
Противодавление контролирует качество расплава. раньше инъекции, Давление уплотнения/удержания регулирует целостность и стабильность детали после полость формы заполнена.
Эта фаза давления начинается сразу после первичного Давление впрыска заполнил форму примерно 95% - 98% объем. Система управления переключается с режима регулирования скорости. наполнение переход к контролируемому давлению упаковка этап.
Основная цель PH это компенсировать усадку материала . По мере того как расплавленный пластик внутри полости формы остывает и переходит из жидкого состояния в твердое, его объем естественным образом уменьшается (объемная усадка). PH поддерживает постоянное давление вперед на винт, чтобы протолкнуть дополнительный материал в полость, эффективно «заполняя» пространство, созданное этим охлаждающим сжатием.
5. Критическое влияние на качество: усадка и стресс
Настройки для PH и Время удержания являются основными рычагами контроля за конечным результатом. размеры, вес и эстетика поверхности формованной детали.
5.1. Компенсация за раковины и пустоты
Самый непосредственный эффект от PH предотвращает впадины на поверхности и внутренние дефекты:
-
Знаки раковины: Эти дефекты возникают, когда внешняя оболочка детали затвердевает, в то время как внутренняя, более толстая сердцевина продолжает охлаждаться и сжиматься, втягивая оболочку внутрь. Увеличение PH направляет больше материала в зону охлаждения, эффективно смягчая уменьшение объема и устраняя вмятины.
-
Пустоты: Если внешняя оболочка слишком жесткая, чтобы ее можно было втянуть, усадка ядра создает вакуум, образуя внутренние пустоты. Достаточный PH предотвращает это, сохраняя полость полной.
5.2. Контроль стабильности размеров и деформации
Деформация или искажение во многом вызваны дифференциальная усадка — когда разные области детали сжимаются с разной скоростью из-за различной толщины или скорости охлаждения.
-
Высокий PH Риск: Хоть и необходимо, но чрезмерно PH может создать высокий уровень заложенный стресс (остаточное напряжение), особенно возле ворот. Это напряжение в сочетании с неравномерным охлаждением может сняться после выброса, что проявляется в виде коробление или искажение.
-
Оптимизация PH : Оптимальное удерживающее давление — это минимальное значение, необходимое для устранения вмятин и достижения целевого веса детали, что снижает остаточное напряжение и минимизирует коробление.
6. Взаимодействие с временем удержания и замораживанием ворот
Эффективность PH полностью зависит от Время удержания и the mechanical event known as Заморозка ворот .
| Концепция | Определение | Значение процесса |
| Заморозка ворот Time | Точный момент, когда материал в узкой области литника затвердевает, навсегда изолируя полость от направляющей системы. | Как только ворота замерзают, PH становится неэффективным, поскольку материал больше не может попасть в полость. |
| Время удержания | Продолжительность, в течение которой установленное давление удержания активно применяется машиной. | Установленное время удержания должно быть равно или немного больше времени замораживания ворот, чтобы обеспечить правильную упаковку и учесть незначительные отклонения в процессе. |
Если время удержания прерывается преждевременно (т. е. меньше, чем время замораживания ворот), ворота все еще открыты, когда давление сбрасывается. Упакованный материал внутри полости может затем вытекать обратно ( обратный всасывание ), немедленно вызывая серьезные дефекты усадки.
Таким образом, PH применяется для определения окончательной плотности материала и точности размеров детали, в то время как Обратное давление применяется ранее для определения консистенции и качества подаваемого расплава.
Часть 3: Сравнительный анализ и стратегия оптимизации процессов
7. Противодавление против удерживающего давления: прямое сравнение
Понимание функционального разделения между противодавлением и давлением удержания имеет решающее значение для эффективного устранения неполадок и контроля процесса. Они действуют в противоположных точках цикла и устраняют разные категории дефектов:
| Особенность | Обратное давление (PBP) | Давление уплотнения/удержания (PH) |
| Время подачи заявки | Фаза пластификации/дозирования (втягивание шнека) | Фаза после заполнения (шнек медленно продвигается) |
| Основная цель | Качество расплава: Обеспечьте однородность расплава, плотность и удалите воздух/летучие вещества. | Качество детали: компенсация усадки материала и определение окончательных размеров. |
| Устраненные дефекты | Серебряные полосы (расплывчатость), пустоты, цветные полосы, непостоянная плотность выстрела. | Следы раковин, коробление (остаточное напряжение), короткие выстрелы, изменение размеров. |
| Оптимизирован для | Последовательность и однородность | Плотность и точность размеров |
8. Стратегия оптимизации процессов
Систематический подход к настройке этих параметров давления жизненно важен для достижения надежного (последовательного и повторяемого) процесса литья под давлением.
8.1. Установка обратного давления (BP)
Идеальный БП – это минимальное давление, необходимое для достижения постоянного качества и плотности расплава без чрезмерного нагрева или увеличения времени цикла.
-
Старт с низкого уровня: Начните с низкой гидравлической настройки (например, 50 бар ).
-
Осмотр расплава: Проверьте расплав на наличие дефектов, таких как пузырьки воздуха или плохое смешивание цветов.
-
Увеличивайте постепенно: Постепенно увеличивайте давление до тех пор, пока не исчезнут все признаки присутствия воздуха (серебряные полосы) или плохого перемешивания и вес дроби не станет постоянным.
-
Монитор: Убедитесь, что время восстановления винта остается приемлемым, а температура расплава не превышает точку термического разложения материала из-за тепла сдвига.
8.2. Установка давления уплотнения/удержания ( PH )
Оптимальный PH это минимальное давление, необходимое для компенсации усадки без прошивки формы и чрезмерного напряжения.
-
Определите время замораживания ворот: Провести Время удержания Study путем взвешивания отформованных деталей с увеличением времени выдержки до тех пор, пока вес детали не выйдет на плато (что указывает на то, что ворота запечатаны). Это определяет минимальный Время удержания требуется.
-
Определить минимум PH : Используйте большое начальное время выдержки (чтобы обеспечить герметичность ворот) и постепенно уменьшайте PH пока следы погружения или короткие кадры снова появиться. Установленное давление должно быть немного выше этого минимума.
-
Проверьте наличие Flash: Убедитесь, что выбранный PH не вызывает вспышка (материал вытекает из линии разъема формы), поскольку это указывает на превышение силы зажима или слишком высокое давление.
-
Оптимизация деформации: Если присутствует коробление, PH может быть слишком высоким, что приводит к блокировке дифференциального напряжения. Рассмотрите возможность снижения PH (при условии, что раковины приемлемы) и увеличение времени охлаждения для более медленного снятия напряжения, пока деталь все еще находится в форме.
Заключение
И противодавление, и удерживающее давление являются незаменимыми инструментами, каждый из которых контролирует отдельный аспект процесса литья под давлением. Обратное давление гарантирует получение высококачественного полимерного сырья, выступая в качестве подготовительного этапа. Выдерживание давления затем обеспечивает эффективную упаковку этого высококачественного расплава в полость для противодействия термической усадке, определяя окончательные размерные и эстетические свойства компонента. Освоение последовательной и итеративной настройки этих двух параметров является отличительной чертой научно обоснованной и эффективной операции формования.
