Els motlles d'injecció apilats són un nou tipus de motlle d'injecció que és molt eficient, ràpid i{0}}estalvi d'energia, i s'estan promocionant i utilitzant gradualment al meu país. A diferència dels motlles convencionals, les cavitats dels motlles d'injecció apilats es distribueixen en dues o més capes, disposades de manera solapada, combinant essencialment múltiples jocs de motlles.
Normalment, quan les màquines d'emmotllament per injecció s'utilitzen amb motlles convencionals, el seu volum d'injecció i la carrera d'obertura del motlle només s'utilitzen al 20%-40% de la seva capacitat nominal, sense aprofitar plenament el rendiment de la màquina. En comparació amb els motlles convencionals, els motlles d'injecció apilats només augmenten la força de subjecció entre un 5% i un 10%, però poden augmentar la producció entre un 90% i un 95%, millorant significativament la utilització i la productivitat dels equips alhora que redueixen els costos.
Els motlles d'injecció apilats són els més adequats per modelar peces planes i grans, peces de closca de-cavitat poc profunda, peces petites de paret fina-de cavitat múltiple- i peces que requereixen producció en massa.
I. Consideracions de disseny per a motlles d'injecció apilats
Els motlles d'injecció apilats, com a nou tipus de tecnologia de motlles, han experimentat un desenvolupament continu, especialment amb la integració de la tecnologia de canal calent, la qual cosa la converteix en una-tecnologia d'avantguarda en el desenvolupament de motlles de plàstic actual. Les teories tradicionals del disseny de motlles ja no són aplicables al disseny de motlles d'injecció apilats. Per tant, hi ha una necessitat urgent de desenvolupar una teoria de disseny de motlles completament nova per guiar el disseny de motlles d'injecció apilats. A continuació s'explicaran els punts clau del disseny dels motlles d'injecció apilats.
1. Volum màxim d'injecció de la màquina d'emmotllament per injecció
Els motlles d'injecció apilats poden utilitzar canals freds o canals calents. Quan s'utilitza un corredor fred, s'ha de tenir en compte la quantitat de plàstic que s'utilitza per a la solidificació en el sistema de tancament. Quan s'utilitza un canal calent, que aconsegueix una producció de solidificació sense -retorn, el material de la placa del canal calent i el broquet principal central no afecta el volum d'injecció requerit del motlle i es pot ignorar. Per tant, el volum màxim d'injecció de la màquina d'emmotllament per injecció s'ha de determinar cas per cas--.
2. Pressió d'injecció de la màquina d'emmotllament per injecció
La verificació de la pressió d'injecció comprova principalment si la pressió d'injecció pot complir els requisits d'emmotllament. Per als motlles d'injecció apilats, que majoritàriament modelen peces de plàstic-de paret fines amb grans àrees projectades i llargs camins de flux, es requereix una pressió i una velocitat d'injecció més altes durant el procés d'ompliment. Els motlles de canal calent, a causa de la seva tecnologia de canal calent, poden transmetre millor la pressió d'injecció en comparació amb els motlles de canal fred, de manera que requereixen una pressió d'injecció més baixa. Tanmateix, a causa de l'augment de la trajectòria de flux i de l'àrea projectada, requereixen una pressió d'injecció més alta que els motlles de canal fred d'una-capa. Quan es verifica la pressió d'injecció, la pressió d'injecció de la peça de plàstic s'ha de determinar en funció del procés d'emmotllament per injecció de diversos plàstics i l'anàlisi de flux de simulació per ordinador, i després comparar-la amb la pressió d'injecció nominal de la màquina d'emmotllament per injecció.
3. Força màxima de subjecció de la màquina d'emmotllament per injecció
Les cavitats d'un motlle d'injecció apilat es disposen "esquena-a-esquena", teòricament permetent que s'aconsegueix qualsevol nombre de piles a la mateixa màquina d'emmotllament per injecció sense augmentar la força de tancament. No obstant això, com que el broquet principal central i el col·lector d'un motlle d'injecció apilat augmenten el canal de flux, l'àrea projectada de la peça de plàstic més el sistema de tancament a la superfície de separació és més gran. A més, el corredor estès a causa de l'apilament provoca una pèrdua de pressió més gran que un motlle d'una-capa convencional, el que comporta un augment corresponent de la pressió d'injecció i la pressió de la cavitat. Per tant, la força de tancament augmenta. Quan es verifica la força de subjecció, augmentar-la un 10%-15% en comparació amb el mateix motlle d'una sola capa és relativament segur.
4. Cursa d'obertura de la màquina d'emmotllament per injecció
Els motlles d'injecció apilats parteixen i expulsen la peça de plàstic a dos nivells. Quan es verifica la carrera d'obertura, per a les màquines d'emmotllament per injecció que utilitzen un mecanisme de subjecció mecànic-hidràulic, no cal tenir en compte el gruix del motlle. Tanmateix, quan el motlle d'injecció apilat té un mecanisme d'estirament-del nucli de separació-lateral, s'ha de tenir en compte la influència de la distància de tracció del nucli-.
Si s'utilitza un mecanisme d'obertura de motlle sincrònic, com ara un dispositiu d'obertura de motlle d'engranatge i cremallera o manivela- amb la mateixa relació de transmissió, la carrera de cada capa en un motlle d'injecció apilat no està limitada per l'alçada del producte. La seva carrera d'obertura del motlle és N vegades la carrera d'obertura màxima de la capa en el motlle multi-capes (N és el nombre de capes del motlle d'injecció apilat).
5. Longitud del broquet principal
El broquet principal central no ha de ser massa llarg ni massa curt. Això garanteix que quan es tanqui el motlle, el broquet principal central no superarà la distància màxima que el broquet de la màquina d'emmotllament per injecció pot retreure o avançar a la base de la màquina. Atès que el broquet principal central es mou juntament amb la part mitjana del motlle durant la separació, s'ha d'assegurar que el broquet principal central roman a la secció del motlle fixa després de l'obertura del motlle per evitar que el desbordament del cap del broquet principal central degoti a la paret de la cavitat del motlle fix.
6. Sistema de gating
Els motlles d'injecció apilats poden utilitzar un sistema de tancament de canals convencionals (és a dir, un sistema de tancament de canals freds) o un sistema de canals calents. Els sistemes de control de canal calent poden transferir eficaçment la pressió d'injecció, millorant la qualitat d'emmotllament de les peces de plàstic i facilitant la producció automatitzada. Tanmateix, tenen certs requisits pel que fa al tipus de plàstic utilitzat, i els sistemes de canal calent són cars. Quan s'utilitzen sistemes de canals freds, la qualitat de modelat de les peces de plàstic és lleugerament inferior, però el processament del motlle és més fàcil, el que resulta en costos més baixos. Per tant, l'elecció del sistema de porta depèn de les circumstàncies específiques.
7. Sistema de control de temperatura del motlle
La temperatura del motlle és un dels factors importants que afecten la qualitat del modelat de les peces de plàstic. En el disseny de motlles d'injecció apilats, és essencial garantir un control constant de la temperatura a cada cavitat. Per a motlles d'injecció de canal calent apilats, per reduir la pèrdua de calor a causa de la conducció de calor, s'ha de minimitzar l'àrea de contacte entre el motlle i la placa del canal calent i s'han d'instal·lar coixinets d'aïllament tèrmic adequats.
8. Mecanisme d'obertura del motlle
Per garantir una contracció uniforme de les peces de plàstic, el temps de residència (temps de refredament) de les peces de plàstic a cada cavitat ha de ser igual. Per tant, els motlles d'injecció apilats han de garantir que les superfícies de separació de cada cavitat s'obren simultàniament. Els mecanismes de transmissió d'engranatges i cremalleres i els mecanismes d'enllaç mecànic s'utilitzen habitualment com a mecanismes d'obertura en motlles d'injecció apilats. El primer ofereix un millor rendiment tècnic i és més econòmic, però el segon ofereix una major flexibilitat. L'obertura del motlle assistida-hidràulica facilita el control del temps d'obertura, però l'estructura és més gran.
9. Mecanisme de desmuntatge
En funció del requisit d'un temps de refredament igual, els motlles d'injecció apilats haurien d'expulsar les peces de plàstic de cada cavitat simultàniament. Els mecanismes de desemmotllament d'aire-molla o d'alta pressió poden aconseguir-ho.
II. Desenvolupament i aplicació de motlles d'injecció apilats a casa i a l'estranger
Ja el desembre de 1940, KNOWLESER va obtenir una patent per a motlles apilats. Els motlles d'injecció apilats actuals no només són més barats que els motlles tradicionals d'una-capa, sinó que també augmenten la flexibilitat de la seva aplicació. Després de dècades d'investigació i desenvolupament, els motlles d'injecció apilats han evolucionat a través de canvis estructurals, com ara motlles d'injecció de doble-capa freda, motlles d'injecció de doble-camina calent, motlles d'injecció apilats de 3-capes o 4 capes, motlles d'injecció apilats de canal calent en angle recte i motlles d'injecció rotatius apilats.
1. Tendències de desenvolupament de motlles d'injecció apilats a l'estranger
La tecnologia de motlle d'injecció apilada va començar abans i és relativament madura a l'estranger. Empreses-conegudes de motlles d'injecció apilats inclouen Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha i Engel. A causa del ràpid desenvolupament de la tecnologia de canal calent a l'estranger, la tecnologia de motlle d'injecció apilada de canal calent s'utilitza àmpliament a l'estranger. A més, els països desenvolupats estan a l'avantguarda de les noves tecnologies de motlles d'injecció apilats, i la tecnologia de motlles d'injecció apilats rotatius desenvolupada recentment ha ampliat les capacitats d'aplicació dels motlles d'injecció apilats.
Als anys 60 i 70, algunes empreses estrangeres van començar a desenvolupar motlles d'injecció apilats. L'empresa suïssa Schottli va ser la primera a desenvolupar motlles d'injecció apilats per a aplicacions industrials.
L'any 1980, Johnson T. d'Alemanya va dissenyar un motlle d'injecció de doble-capa de corredor fred. Aquest motlle constava d'una secció de motlle mòbil, una secció de motlle fixa i una secció intermèdia. La secció intermèdia era essencialment una continuació del corredor principal, amb corredors de branca i dues plaques de cavitat separades. Es van instal·lar mecanismes d'expulsió tant a la secció mòbil com a la fixa del motlle, utilitzant mètodes mecànics, hidràulics o pneumàtics per expulsar la peça de plàstic.
El 1989, D. Gener i Wiesbaden-Delkheim van dissenyar un motlle d'injecció de doble-capa de canal calent. També constava d'una secció de motlle mòbil, una secció de motlle fixa i una secció intermèdia. La secció intermèdia comprenia el canal calent, broquets calents per introduir material a les cavitats i dues plaques de cavitat per al producte acabat.
L'any 1991, Rozema H. de Tradesco Die & Mold va dissenyar un motlle d'injecció apilat de quatre-capes. Aquest motlle, basat en el motlle d'injecció de doble-capa de canal calent, va ampliar el canal calent i va afegir una secció intermèdia, ampliant el nombre de capes d'emmotllament a quatre, augmentant així la productivitat per quatre.
El 1992, Hiroo Kasui i Motoo Yamamoto del Japó van inventar un motlle d'injecció de canal calent amb broquets calents distribuïts de manera asimètrica. Tanmateix, un disseny de corredor raonable pot controlar el flux de fusió dins de la cavitat del motlle per aconseguir l'equilibri.
2. Dinàmica de desenvolupament de motlles d'injecció de pila a la Xina
La tecnologia de motlles d'injecció de pila només es va introduir gradualment a la indústria del motlle del meu país a finals dels anys vuitanta. Per tant, la tecnologia de motlles d'injecció de pila del meu país va començar relativament tard i la proporció de motlles d'injecció de pila de canals calents utilitzats a la producció és petita. Hi ha un cert buit en el disseny i l'aplicació en comparació amb la tecnologia avançada de motlles de pila estrangera, i en algunes àrees tècniques (com els motlles d'injecció de pila rotativa), la Xina encara és una pissarra en blanc. Per tant, davant la ferotge competència del mercat, el meu país ha de millorar ràpidament la seva tecnologia de motlles d'injecció de pila per guanyar la iniciativa al mercat internacional i garantir la supervivència de les seves empreses.
L'any 1990, Li Shuzan de Beijing No. 13 Plastics Factory va proposar un disseny estructural per a un motlle d'injecció de doble-cavitat mitjançant l'alimentació de la-porta lateral. Aquest motlle redueix el nombre de superfícies de separació del motlle en comparació amb l'alimentació de la porta de punt-, facilitant l'obertura seqüencial del motlle. Tanmateix, no és fiable quan s'emmotlla cavitats profundes o peces que requereixen una força de desemmotllament important.
L'any 1992, Bu Jianxin, de l'escola d'indústria lleugera de Changzhou, va introduir un motlle d'injecció de doble-cavitat mitjançant l'alimentació de la-porta lateral i de la porta-de punt. La cavitat superior utilitza l'alimentació de la-porta lateral, i la cavitat inferior utilitza l'alimentació de la-porta. La separació seqüencial s'aconsegueix mitjançant ganxos limitadors i plaques limitadores, que permeten l'emmotllament de diferents tipus de peces de plàstic.
El 1995, Yi Qing va dissenyar un motlle d'injecció especial de doble-cavitat amb un sistema de canal principal de dues-etapes. El corredor principal de la primera-etapa té una ranura avellanada a la part superior. La platina de motlle mòbil impulsa la placa d'expulsió del motlle fix per expulsar la peça de plàstic mitjançant una cadena. Els seus desavantatges inclouen la necessitat d'estendre el broquet de la màquina d'emmotllament per injecció al motlle fix per injectar el casquet del corredor principal i un sistema de compàs voluminós.
El 1997, Li Shu i Chuan Chengzhi van dissenyar un motlle d'injecció de canal calent de doble-capa per produir tires de segellat de portes i finestres d'automòbils. Aquest motlle va passar per alt el centre i va transferir el plàstic fos de la vora del motlle a la placa del corredor. El motlle podria modelar dos jocs de peces de plàstic en un cicle d'injecció, cada conjunt conté quatre tires de segellat (frontal, posterior, esquerra i dreta). Les vuit tires de segellat utilitzades en dos cotxes es podrien modelar en una sola operació.
L'any 1999, Wang Yuexing de Zhejiang Weixing Group va dissenyar un motlle d'injecció de doble-tipus de mitja-eficiència-eficàcia. Compartia un parell de mitges-blocs lliscants, donant com a resultat una estructura de motlle senzilla, costos de fabricació més baixos, el doble de cavitats, cicles d'emmotllament per injecció més curts i una major eficiència de producció.
L'any 2000, Feng Xiaozhong et al. va introduir un motlle d'injecció de doble-capa submergida per a taps de vidre de licor. Aquest motlle permet la separació-del motlle de cada capa de peces de plàstic del material solidificat del corredor, i les superfícies de separació de cada capa es poden expulsar simultàniament. Això simplifica l'estructura del motlle, redueix els requisits de distància de separació i facilita la producció automatitzada. No obstant això, requereix una alta fiabilitat de les peces de plàstic que queden al motlle i un casquet de canal principal profundament encastat. L'any 2003, Yan Yalin i Huang Xiaoyan van dissenyar un motlle d'injecció apilat de canal calent de -angle recte. Aquest motlle va canviar la posició de la porta, col·locant-la al mig en angle recte amb la direcció d'obertura del motlle. Tot i que requeria una màquina d'emmotllament per injecció d'angle recte, va eliminar la necessitat d'una extensió de canal calent, reduint la distància que recorre el plàstic fos des del broquet d'injecció fins al col·lector i simplificant el disseny estructural.
El 2004, Chen Jianling, Liu Tinghua i altres van dissenyar un motlle apilat de canal calent per a caixes d'embalatge de CD. Utilitzant tirants de distància fixa-per a l'obertura seqüencial del motlle, presenta una estructura compacta, una excel·lent economia, una mà d'obra reduïda, una eficiència significativament millorada i una qualitat del producte assegurada.
El 2007, Shen Honglei i altres van dissenyar un motlle apilat de canal calent per a suports de CD. Aquest motlle utilitza una estructura de canal calent de doble-capa, que utilitza engranatges, cremalleres i cilindres hidràulics per aconseguir l'obertura seqüencial del motlle i l'expulsió de les peces. Les peces produïdes compleixen els requisits dimensionals i d'aspecte, millorant significativament l'eficiència de la producció i reduint considerablement els costos de producció i les taxes de ferralla.
El 2008, Wang Zhenbao et al. aplicat la tecnologia CAE al disseny de motlles d'injecció apilats. Mitjançant el programari d'anàlisi Moldflow, van simular dinàmicament el procés d'emmotllament d'un motlle apilat amb panells d'aire condicionat analitzant els processos d'ompliment de plàstic, pressió de retenció i refredament. Van analitzar els principals factors que afecten el procés d'emmotllament i van optimitzar els paràmetres del procés.
III. Conclusió
L'ús de motlles d'injecció apilats, especialment motlles d'injecció apilats de canal calent, pot utilitzar plenament les capacitats de les màquines d'emmotllament per injecció, estalviar recursos de mà d'obra i equips i millorar considerablement l'eficiència de la producció. Tot i que els motlles d'injecció apilats tenen costos de disseny i fabricació més elevats, les millores en les àrees següents poden reduir significativament els costos del motlle i ampliar el seu rang d'aplicació:
1. Millorar la teoria del disseny de motlles d'injecció apilats i escurçar el cicle de R+D;
2. Amplieu la vida útil dels components bàsics (com ara elements de calefacció i elements de control de temperatura);
3. Fer que els motlles d'injecció apilats siguin compatibles amb l'equip d'emmotllament per injecció normal;
4. Utilitzeu la tecnologia CAD/CAE/CAM per al disseny, l'anàlisi i la fabricació per optimitzar l'estructura del motlle;
5. Estandarditzar i comercialitzar peces comunes per a motlles d'injecció apilats;
6. Millorar les capacitats de transmissió de pressió per fer-les aptes per a la producció de peces de plàstic de paret gruixuda-;
7. Optimitzar els paràmetres del procés d'emmotllament per injecció apilat;
8. Aconseguir una automatització completa de l'emmotllament per injecció apilat.
