Il concetto di "stampaggio ad iniezione di precisione" è sostanzialmente diverso dallo "stampaggio ad iniezione convenzionale". Si basa sul rapido sviluppo di materiali polimerici e utilizza parti in plastica di precisione per sostituire parti metalliche di alta precisione nei settori degli strumenti e dell'elettronica.
1. Caratteristiche dello stampaggio ad iniezione di precisione:
1.1 La precisione dimensionale del pezzo è elevata e la tolleranza è ridotta, ovvero esiste un limite dimensionale di alta precisione;
1. 2 Il peso del prodotto ha un'elevata precisione di ripetibilità, che richiede stabilità dimensionale giornaliera, mensile e annuale;
1.3 Il materiale dello stampo è buono, la rigidità è sufficiente, la precisione dimensionale e la levigatezza della cavità e la precisione di posizionamento tra le sagome sono elevate;
1.4 Sostituire le macchine ad iniezione convenzionali con macchine ad iniezione di precisione;
1.5 Adottare un processo di stampaggio ad iniezione di precisione;
1.6 Selezionare materiali adatti allo stampaggio ad iniezione di precisione.
L'indice tecnico più importante per la valutazione dei prodotti è la precisione dei prodotti stampati ad iniezione (tolleranza dimensionale, tolleranza di forma e finitura superficiale del prodotto). Per iniettare prodotti in plastica precisi, è necessario controllare rigorosamente quattro fattori tra cui la selezione del materiale, la progettazione dello stampo, il processo di stampaggio a iniezione e il livello tecnico dell'operatore.
Le macchine per lo stampaggio a iniezione di precisione richiedono che l'accuratezza dimensionale del prodotto sia generalmente entro 0.01-0.001 mm e molti stampaggi a iniezione di precisione richiedono anche che le macchine per lo stampaggio a iniezione abbiano un'elevata pressione di iniezione e un'elevata velocità di iniezione;
Il sistema di bloccaggio deve avere una rigidità sufficiente e una precisione di bloccaggio sufficientemente elevata. La cosiddetta precisione di serraggio si riferisce all'uniformità, alla regolazione, alla stabilità e all'elevata ripetibilità della forza di serraggio e all'elevata precisione della posizione di apertura e chiusura dello stampo;
È necessario controllare accuratamente la pressione, la portata, la temperatura, la misurazione, ecc. Con la precisione corrispondente e utilizzare l'iniezione multistadio o continua per garantire le condizioni di riproduzione del processo di stampaggio e la ripetibilità delle dimensioni del prodotto.
2. Fattori che influenzano l'accuratezza dimensionale delle parti stampate ad iniezione di precisione:
2.1 Precisione dello stampo;
2.2 ritiro dello stampaggio;
2.3 La temperatura, l'umidità e l'intervallo di fluttuazione dell'ambiente in cui viene utilizzato il prodotto.
3. Principi di selezione dei materiali per stampaggio di precisione per stampaggio ad iniezione
Elevata resistenza meccanica, buona stabilità dimensionale, buona resistenza al creep e ampia adattabilità ambientale.
Ci sono quattro materiali comunemente usati:
POM e rinforzato con fibra di carbonio (CF) o rinforzato con fibra di vetro (GF). Questo materiale è caratterizzato da buona resistenza allo scorrimento, resistenza alla fatica, resistenza agli agenti atmosferici, buone proprietà dielettriche, ritardante di fiamma e facile sformatura mediante l'aggiunta di lubrificante.
PA e PA66 rinforzato con fibra di vetro, le sue caratteristiche: forte resistenza agli urti e resistenza all'usura, buona fluidità e possono essere formati in prodotti con uno spessore della parete di 0.4mm. Il PA66 rinforzato con fibra di vetro ha una resistenza al calore (punto di fusione 250 gradi), ma il suo svantaggio è che è igroscopico e generalmente deve essere sottoposto a controllo dell'umidità dopo lo stampaggio.
Poliestere rinforzato con PBT con tempi di stampaggio brevi. Il tempo di stampaggio viene confrontato come segue: PBT Inferiore o uguale a POM≈PA66 Inferiore o uguale a PA6.
PC e GFPC. Caratteristiche: buona resistenza all'usura, maggiore rigidità dopo il rinforzo, buona stabilità dimensionale, resistenza agli agenti atmosferici, ritardante di fiamma e buona lavorabilità allo stampaggio.
4. Problema di restringimento nello stampaggio ad iniezione di precisione
Ci sono quattro fattori che influenzano il restringimento: restringimento termico, restringimento per cambiamento di fase, restringimento per orientamento e restringimento per compressione.
La contrazione termica è una proprietà termofisica intrinseca dei materiali per stampaggio e dei materiali per stampi. La temperatura dello stampo è alta, anche la temperatura del prodotto è alta e il tasso di restringimento effettivo aumenterà, quindi la temperatura dello stampo per l'iniezione di precisione non dovrebbe essere troppo alta.
Il ritiro a cambiamento di fase è dovuto al ritiro causato dalla diminuzione del volume specifico durante il processo di orientamento delle resine cristalline, accompagnato dalla cristallizzazione dei polimeri, che è chiamato ritiro a cambiamento di fase. La temperatura dello stampo è elevata, la cristallinità è elevata e il tasso di restringimento è elevato; ma d'altra parte, l'aumento della cristallinità aumenterà la densità del prodotto, il coefficiente di espansione lineare diminuirà e il tasso di restringimento diminuirà. Pertanto, il tasso di restringimento effettivo è determinato dall'effetto combinato dei due.
Ritiro dell'orientamento, a causa dello stiramento forzato delle catene molecolari nella direzione del flusso, le macromolecole tendono a ripiegarsi e riprendersi quando raffreddate e si verificherà un restringimento nella direzione dell'orientamento. Il grado di orientamento molecolare è correlato alla pressione di iniezione, alla velocità di iniezione, alla temperatura della resina e alla temperatura dello stampo. Ma la cosa principale è la velocità di iniezione.
Ritiro da compressione e ripristino elastico, generalmente le materie plastiche sono comprimibili. Cioè, il volume specifico cambia significativamente sotto alta pressione. A temperature normali, il volume specifico del prodotto stampato a pressione diminuirà, la densità aumenterà, il coefficiente di espansione diminuirà e il tasso di restringimento diminuirà in modo significativo. In corrispondenza della compressibilità, il materiale di stampaggio ha un effetto di ripristino elastico, che riduce il restringimento del prodotto. I fattori che influenzano il restringimento dello stampaggio del prodotto sono correlati alle condizioni di stampaggio e alle condizioni operative.
5. Stampo ad iniezione di precisione
La precisione dello stampo dipende principalmente dall'elevata precisione dimensionale della cavità dello stampo, dal posizionamento accurato della cavità o dal fatto che la precisione della superficie di divisione soddisfi i requisiti. In generale, la tolleranza dimensionale degli stampi ad iniezione di precisione deve essere controllata al di sotto di 1/3 della tolleranza dimensionale del prodotto.
Lavorabilità e rigidità, nella progettazione della struttura dello stampo, il numero di cavità non dovrebbe essere eccessivo e la piastra inferiore, la piastra di supporto e le pareti della cavità dovrebbero essere più spesse per evitare una grave deformazione elastica delle parti ad alta temperatura e alta pressione .
Nello stampaggio del prodotto, lo stampo dovrebbe cercare di utilizzare il minor numero possibile di cavità, pochi e corti corridori e una finitura più elevata rispetto agli stampi ordinari, il che favorisce lo stampaggio.
Il materiale dello stampo di precisione è acciaio legato ad alta resistenza meccanica. I materiali per la realizzazione della cavità e della materozza devono essere sottoposti a un rigoroso trattamento termico e devono essere selezionati materiali con elevata durezza (le parti stampate devono raggiungere circa HRC52), buona resistenza all'usura e forte resistenza alla corrosione.
6. Caratteristiche e selezione della macchina ad iniezione di precisione
Caratteristiche in termini di parametri tecnici:
In termini di pressione di iniezione, macchina ordinaria: 147 ~ 177 MPa; macchina di precisione: 216 ~ 243 MPa; macchina ad altissima pressione: 243 ~ 392 MPa.
7. Il motivo per cui la pressa ad iniezione di precisione deve essere ad alta pressione è:
(1) Per migliorare la precisione e la qualità dei prodotti di precisione, la pressione di iniezione ha l'impatto più evidente sul tasso di restringimento dei prodotti. Quando la pressione di iniezione raggiunge i 392 MPa, il ritiro dello stampaggio del prodotto è quasi pari a zero. In questo momento, la precisione del prodotto è influenzata solo dal controllo dello stampo o dall'ambiente. Gli esperimenti hanno dimostrato che: dopo che la pressione di iniezione è aumentata da 98 MPa a 392 MPa, la resistenza meccanica aumenta dal 3% al 33%.
(2) Può ridurre lo spessore della parete dei prodotti di precisione e aumentare la lunghezza dello stampaggio. Prendendo il PC come esempio, la pressione di iniezione della macchina ordinaria è di 177 MPa e si possono formare prodotti con uno spessore della parete di 0.2-0.8 mm, mentre la pressione di iniezione della macchina di precisione è di 392 MPa , e si possono formare prodotti con uno spessore di 0.15-0.6mm. Le macchine ad iniezione ad altissima pressione possono ottenere prodotti con un rapporto di lunghezza del flusso maggiore.
(3) L'aumento della pressione di iniezione può realizzare pienamente l'effetto di una velocità di iniezione fangosa. Per raggiungere la velocità di iniezione nominale, ci sono solo due modi: uno è aumentare la pressione massima di iniezione del sistema; l'altro è modificare i parametri della vite e aumentare le proporzioni. La velocità di iniezione della macchina per iniezione di precisione deve essere elevata.
8. Le caratteristiche della macchina ad iniezione di precisione in termini di controllo:
8.1 I requisiti di ripetibilità (riproducibilità) dei parametri di stampaggio a iniezione sono elevati e dovrebbe essere adottato il controllo del feedback di iniezione multistadio:
UN. Controllo della posizione multilivello;
B. Controllo della velocità multilivello;
C. Controllo di mantenimento della pressione multistadio;
D. Controllo della contropressione multilivello;
e. Controllo della velocità della vite a più stadi.
La precisione del sensore di spostamento deve raggiungere {{0}}.1mm, in modo che la corsa di dosaggio, la corsa di iniezione e lo spessore del cuscinetto di materiale rimanente (punto di monitoraggio dell'iniezione) possano essere rigorosamente controllati per garantire il precisione di ogni iniezione e migliorare la precisione di stampaggio del prodotto. Il controllo della temperatura della canna e dell'ugello dovrebbe essere preciso, l'overshoot dovrebbe essere piccolo quando la temperatura aumenta e la fluttuazione della temperatura dovrebbe essere piccola. Lo stampaggio ad iniezione di precisione dovrebbe adottare il controllo PID, in modo che la precisione della temperatura sia preferibilmente entro ± 0,5 gradi.
8.2 Requisiti di qualità della plastificazione. L'uniformità della plastificazione non influisce solo sulla qualità di stampaggio delle parti stampate ad iniezione, ma influisce anche sulla resistenza della plastica fusa quando passa attraverso il cancello. Per ottenere una plastificazione uniforme, è essenziale avvitare e utilizzare una tecnologia di plastificazione dedicata.
Inoltre, anche la temperatura della canna dovrebbe essere controllata con precisione. Ora la temperatura della vite e della canna è per lo più controllata da PID (proporzionale, differenziale, integrale) e la precisione può essere controllata entro ± 1 grado, che può sostanzialmente soddisfare i requisiti dello stampaggio ad iniezione di precisione. Se viene utilizzato il metodo di controllo FUZZY, è più adatto per lo stampaggio ad iniezione di precisione.
8.3 Il controllo della temperatura dell'olio di lavoro dovrebbe essere elevato. Il cambiamento della temperatura dell'olio causerà la fluttuazione della pressione di iniezione. È necessario adottare un dispositivo a circuito chiuso per il riscaldamento e il raffreddamento dell'olio di lavoro, ed è consigliabile stabilizzare la temperatura dell'olio a 50-55 gradi .
8.4 Influenza della pressione di tenuta, la pressione di tenuta ha una grande influenza sulle parti in plastica di precisione. Per essere precisi, la pressione di mantenimento può alimentare meglio il restringimento, ridurre la deformazione delle parti in plastica e controllare la precisione delle parti in plastica e la stabilità della pressione di mantenimento determina le parti in plastica. La precisione di formatura delle parti e la posizione finale costante della vite sono i fattori decisivi che determinano l'effetto di mantenimento della pressione.
8.5 Requisiti per il controllo della temperatura dello stampo Se il tempo di raffreddamento è lo stesso, lo spessore dei prodotti con bassa temperatura della cavità dello stampo sarà maggiore di quelli con alte temperature. Come materiali POM e PA, prodotti con uno spessore di 50-100 μm a una temperatura dello stampo di 50 gradi, lo spessore è ridotto a 20-40 μm a 80 gradi e ridotto a soli 10 μm a 100 gradi . La temperatura ambiente influisce anche sulle tolleranze dimensionali dei prodotti di precisione.
9. Sistema idraulico della pressa ad iniezione di precisione:
Il sistema del circuito dell'olio richiede un sistema proporzionale che utilizza valvole di pressione proporzionali, valvole di flusso proporzionali o pompe servovariabili.
Nel meccanismo di bloccaggio dello stampo a pressione diretta, il circuito dell'olio della parte di bloccaggio è separato dal circuito dell'olio della parte di iniezione.
A causa dell'elevata velocità delle presse ad iniezione di precisione, è necessario sottolineare la velocità di risposta del sistema idraulico.
Il sistema idraulico della macchina per lo stampaggio ad iniezione di precisione dovrebbe riflettere pienamente l'ingegneria integrata degli strumenti idraulici elettromeccanici.
Caratteristiche strutturali della pressa ad iniezione di precisione:
A causa dell'elevata pressione di iniezione della macchina ad iniezione di precisione, è necessario sottolineare la rigidità del sistema di bloccaggio dello stampo. Il parallelismo dei modelli mobili e fissi è controllato entro l'intervallo di 0.05-0.08 mm.
È necessario proteggere lo stampo a bassa pressione e controllare la precisione della forza di serraggio. Perché la dimensione della forza di serraggio dello stampo influisce sul grado di deformazione dello stampo e, in ultima analisi, sulla tolleranza dimensionale del pezzo.
La velocità di apertura e chiusura dello stampo dovrebbe essere elevata, generalmente intorno ai 60 mm/s.
Componenti di plastificazione: vite, testa della vite, anello di non ritorno, cilindro, ecc., devono essere progettati per avere una forma strutturale con una forte capacità di plastificazione, un buon grado di omogeneizzazione e un'elevata efficienza di iniezione; la coppia motrice della vite dovrebbe essere grande e può essere continuamente variabile.
Indipendentemente dal tipo di pressa ad iniezione di precisione, alla fine deve essere in grado di controllare stabilmente la ripetibilità delle dimensioni e della qualità del prodotto. È anche la cosa più importante per ogni azienda di stampaggio a iniezione. La nostra azienda ha molti anni di esperienza nel settorestampaggio ad iniezione di precisione. Benvenuti a comunicare.