¿Qué es el moldeo por inyección de plástico y cómo funciona?

Proceso de moldeo por inyección

El proceso de moldeo por inyección consta principalmente de 6 etapas, incluido el cierre de moho - llenado - presión de retención - enfriamiento - apertura de moho --demolding. Estas seis etapas determinan directamente la calidad de moldeo de los productos, y estas seis etapas son un proceso completo y continuo.

Proceso de moldeo por inyección: etapa de llenado

El relleno es el primer paso en todo el ciclo de moldeo por inyección, y el tiempo se cuenta desde el comienzo del moldeo por inyección cuando el molde está cerrado hasta que la cavidad del molde se llena a aproximadamente el 95%. Teóricamente, cuanto más corto sea el tiempo de llenado, mayor es la eficiencia de moldeo; Sin embargo, en la producción real, el tiempo de moldeo está sujeto a muchas condiciones.

Relleno de alta velocidad. Llenado de alta velocidad con alta velocidad de corte, plástico debido al efecto de adelgazamiento de corte y la presencia de viscosidad disminuyendo, de modo que la resistencia al flujo general para reducir; El efecto de calentamiento viscoso local también hará que el grosor de la capa de curado sea más delgada. Por lo tanto, en la fase de control de flujo, el comportamiento de llenado a menudo depende del tamaño del volumen a llenar. Es decir, en la fase de control de flujo, el efecto de adelgazamiento de corte de la masa fundida a menudo es grande debido al relleno de alta velocidad, mientras que el efecto de enfriamiento de las paredes delgadas no es obvio, por lo que prevalece la utilidad de la tasa.

Llenado de baja tasa. La transferencia de calor controlada de baja velocidad tiene una velocidad de corte más baja, mayor viscosidad local y mayor resistencia al flujo. Debido a la tasa más lenta de reposición termoplástica, el flujo es más lento, de modo que el efecto de transferencia de calor es más pronunciado, y el calor se quita rápidamente para la pared del molde frío. Junto con una menor cantidad de fenómeno de calentamiento viscoso, el grosor de la capa de curado es más grueso y aumenta aún más la resistencia del flujo en la parte más delgada de la pared.

Debido al flujo de la fuente, frente a la onda de flujo de la fila de cadena de polímero de plástico hasta casi paralelo a la parte delantera de la onda de flujo. Por lo tanto, cuando los dos plásticos fundidos se cruzan, las cadenas de polímero en la superficie de contacto son paralelas entre sí; Junto con la naturaleza diferente de los dos plásticos fundidos, lo que resulta en una resistencia estructural microscópicamente pobre del área de intersección de fusión. Cuando la pieza se coloca en un ángulo apropiado bajo la luz y se observa a simple vista, se puede encontrar que hay líneas articulares obvias, que es el mecanismo de formación de las marcas de fusión. Las marcas de fusión no solo afectan la apariencia de la parte plástica, sino que también tienen una microestructura suelta, lo que puede causar fácilmente la concentración de estrés, reduciendo así la resistencia de la parte y haciéndola fractura.

En términos generales, la resistencia de las marcas de fusión es mejor cuando la fusión se realiza en el área de alta temperatura. Además, la temperatura de los dos hilos de fusión en la región de alta temperatura está cerca entre sí, y las propiedades térmicas de la masa fundida son casi las mismas, lo que aumenta la resistencia del área de fusión; Por el contrario, en la región de baja temperatura, la resistencia a la fusión es pobre.

Proceso de moldeo por inyección: etapa de retención

El papel de la etapa de retención es aplicar continuamente la presión para compactar la fusión y aumentar la densidad del plástico para compensar el comportamiento de contracción del plástico. Durante el proceso de presión de retención, la presión posterior es mayor porque la cavidad del moho ya está llena de plástico. En el proceso de retención de compactación de presión, el tornillo de la máquina de moldeo por inyección solo puede avanzar lentamente hacia adelante para un pequeño movimiento, y la velocidad de flujo de plástico también es más lenta, lo que se llama flujo de presión de retención. A medida que el plástico se enfría y se cura por la pared del molde, la viscosidad de la fusión aumenta rápidamente, por lo que la resistencia en la cavidad del molde es excelente. En la etapa posterior de la presión de retención, la densidad del material continúa aumentando y la parte moldeada se forma gradualmente. La fase de presión de retención debe continuar hasta que la puerta esté curada y sellada, momento en el cual la presión de la cavidad en la fase de presión de retención alcanza el valor más alto.

En la fase de retención, el plástico es parcialmente compresible porque la presión es bastante alta. En el área de mayor presión, el plástico es más denso y la densidad es mayor; En el área de presión inferior, el plástico es más flexible y la densidad es menor, lo que hace que la distribución de densidad cambie con la posición y el tiempo. El caudal de plástico es muy bajo durante el proceso de retención, y el flujo ya no juega un papel dominante; La presión es el factor principal que afecta el proceso de retención. Durante el proceso de retención, el plástico se ha llenado con la cavidad del moho, y la masa fundida gradualmente curada se usa como medio para transferir la presión. La presión en la cavidad del moho se transfiere a la superficie de la pared del moho con la ayuda del plástico, que tiene la tendencia a abrir el molde y, por lo tanto, requiere una fuerza de sujeción adecuada para el bloqueo del moho.

En el nuevo entorno de moldeo por inyección, debemos considerar algunos procesos de moldeo por inyección nuevos, como molduras asistidas por gas, moldura asistida por agua, moldeo por inyección de espuma, etc.

Proceso de moldeo por inyección: etapa de enfriamiento

In moldeo por inyección, el diseño del sistema de enfriamiento es muy importante. Esto se debe a que solo cuando los productos de plástico moldeado se enfrían y cura a una cierta rigidez, los productos de plástico se pueden liberar del molde para evitar la deformación debido a las fuerzas externas. Dado que el tiempo de enfriamiento representa alrededor del 70% al 80% de todo el ciclo de moldeo, un sistema de enfriamiento bien diseñado puede acortar significativamente el tiempo de moldeo, mejorar la productividad de moldeo por inyección y reducir los costos. El sistema de enfriamiento diseñado incorrectamente hará que el tiempo de moldeo sea más largo y aumentará el costo; El enfriamiento desigual causará aún más deformación y deformación de productos de plástico.

Según los experimentos, el calor que ingresa al molde de la fusión se emite en dos partes, una parte del 5% se transfiere a la atmósfera por radiación y convección, y el 95% restante se realiza desde la fusión al molde. Productos de plástico en el molde Debido al papel de la tubería de agua de enfriamiento, el calor del plástico en la cavidad del moho a través de la conducción de calor a través del marco del molde hasta la tubería de agua de enfriamiento, y luego a través de la convección térmica por el refrigerante. La pequeña cantidad de calor que el agua de enfriamiento no se lleva en el molde continúa realizándose en el molde hasta que se disipa en el aire después de contactar al mundo exterior.

El ciclo de moldeo de moldeo por inyección consiste en el tiempo de cierre de moho, el tiempo de llenado, el tiempo de mantenimiento, el tiempo de enfriamiento y el tiempo de desmoldeo. Entre ellos, el tiempo de enfriamiento representa la mayor proporción, que es de aproximadamente 70% a 80%. Por lo tanto, el tiempo de enfriamiento afectará directamente la longitud del ciclo de moldeo y el rendimiento de los productos de plástico. La temperatura de los productos de plástico en la etapa de desmoldeamiento debe enfriarse a una temperatura inferior a la temperatura de deformación de calor de los productos de plástico para evitar la relajación de los productos plásticos debido al estrés residual o la deformación y la deformación causada por las fuerzas externas de la desmoldeamiento.

Los factores que afectan la tasa de enfriamiento del producto son:

Aspectos de diseño de productos de plástico. Principalmente el grosor de la pared de los productos de plástico. Cuanto mayor sea el grosor del producto, más tiempo será el tiempo de enfriamiento. En términos generales, el tiempo de enfriamiento es proporcional al cuadrado del grosor del producto de plástico, o proporcional a las 1.6 veces del diámetro máximo del corredor. Es decir, duplicar el grosor del producto de plástico aumenta el tiempo de enfriamiento en 4 veces.

Material de molde y su método de enfriamiento. El material de moho, que incluye núcleo de moho, material de cavidad y material del marco de moho, tiene una gran influencia en la velocidad de enfriamiento. Cuanto mayor sea el coeficiente de conducción de calor del material de moho, mejor será el efecto de la transferencia de calor del plástico en el tiempo de la unidad y más corto es el tiempo de enfriamiento.

La forma de enfriar la configuración de la tubería de agua. Cuanto más cerca sea la tubería de agua de enfriamiento para la cavidad del molde, más grande es el diámetro de la tubería y más es el número, mejor será el efecto de enfriamiento y más corto será el tiempo de enfriamiento.

Caudal de refrigerante. Cuanto más grande sea el flujo de agua de enfriamiento, mejor será el efecto del agua de enfriamiento para eliminar el calor por convección térmica.

La naturaleza del refrigerante. El coeficiente de transferencia de viscosidad y calor del refrigerante también afectará el efecto de transferencia de calor del molde. Cuanto menor sea la viscosidad del refrigerante, mayor será el coeficiente de transferencia de calor, menor es la temperatura, mejor será el efecto de enfriamiento.

Selección de plástico. El plástico es una medida de la rapidez con que el plástico conduce el calor desde un lugar caliente hasta un lugar frío. Cuanto mayor sea la conductividad térmica del plástico, mejor será la conductividad térmica, o cuanto más bajo sea el calor específico del plástico, más fácil es el cambio de temperatura, para que el calor pueda escapar fácilmente, mejor será la conductividad térmica y más corto es el tiempo de enfriamiento requerido.

Configuración de parámetros de procesamiento. Cuanto mayor sea la temperatura del material, mayor es la temperatura del moho, menor será la temperatura de expulsión, más largo será el tiempo de enfriamiento requerido.

Reglas de diseño del sistema de enfriamiento:

El canal de enfriamiento debe diseñarse de tal manera que el efecto de enfriamiento sea uniforme y rápido.

El propósito del sistema de enfriamiento es mantener el enfriamiento adecuado y eficiente del molde. Los orificios de enfriamiento deben ser de tamaño estándar para facilitar el procesamiento y el ensamblaje.

Al diseñar un sistema de enfriamiento, el diseñador de moho debe determinar los siguientes parámetros de diseño basados ​​en el grosor de la pared y el volumen de la parte moldeada: la ubicación y el tamaño de los agujeros de enfriamiento, la longitud de los agujeros, el tipo de agujeros, la configuración y la configuración y Conexión de los agujeros y las propiedades de transferencia de velocidad de flujo y transferencia de calor del refrigerante.

Proceso de moldeo por inyección: fase de demolda

Demolding es la última parte de un ciclo de moldeo por inyección. Aunque el producto ha sido en frío, la demolda todavía tiene un impacto importante en la calidad del producto. El desmoldeo inadecuado puede conducir a una fuerza desigual durante el desmoldeamiento y la deformación del producto durante la expulsión. Hay dos formas principales de demoulding: la barra superior, la placa de desmoldeo y el desmoldado de la placa de desnudos. Al diseñar el molde, debemos elegir el método de desmoldeo adecuado de acuerdo con las características estructurales del producto para garantizar la calidad del producto.

Para los moldes con barra superior, la barra superior debe establecerse lo más uniforme posible, y la posición debe elegirse en el lugar con la mayor resistencia de liberación y la mayor resistencia y rigidez de la parte de plástico para evitar la deformación y el daño a la parte de plástico .

La placa de extracción generalmente se usa para el desmoldeamiento de contenedores de paredes delgadas y productos transparentes que no permiten trazas de varilla de empuje. Las características de este mecanismo son la fuerza demolda grande y uniforme, el movimiento suave y no hay rastros obvios que queden atrás.