דרישות טכניות עבור הזרקה מדויקת

 

דִיוּקהזרקה, כפי שמקובל להבין, מתייחס למוצרים-מוזרקים העומדים בדרישות מחמירות לסובלנות ממדים, סובלנות גיאומטרית וחספוס פני השטח. השגת הזרקה מדויקת דורשת גורמים תורמים רבים, אך החיוניים ביותר הם ארבעת האלמנטים של חומרי גלם פלסטיים, תבניות הזרקה, תהליך הזרקה וציוד הזרקה (מכונת הזרקה).

פלסטיק יצוק-בהזרקה מדויקת

פלסטיקים המתאימים ליציקות הזרקה מדויקות צריכים להיות בעלי מאפיינים כגון חוזק מכני גבוה, יציבות מימדית טובה, עמידות מעולה לזחילה ומגוון רחב של התאמה סביבתית. ארבעת סוגי הפלסטיק הבאים משמשים בדרך כלל עבור הזרקה מדויקת:

① POM וסיבי פחמן (CF) מחוזק POM או POM מחוזק בסיבי זכוכית (GF). חומר זה מאופיין בעמידות טובה לזחילה, עמידות בפני עייפות, עמידות בפני מזג אוויר ותכונות דיאלקטריות, והוא מעכב בעירה-. תוספת של חומרי סיכה מקלה על שחרור עובש.

② PA66 מחוזקים בסיבי זכוכית. מאפיינים: עמידות חזקה ועמידות בפני שחיקה, תכונות זרימה טובות, וניתן ליצוק למוצרים עם עובי דופן של 0.4 מ"מ. PA66 מחוזק בסיבי זכוכית יש עמידות טובה בחום (נקודת התכה של 250 מעלות), אך החיסרון שלו הוא היגרוסקופיות; בדרך כלל, זה דורש מיזוג לחות לאחר דפוס.
③ פוליאסטר מחוזק PBT. מאפיינים: מחזור דפוס קצר. השוואת זמן הדפוס היא כדלקמן: PBT פחות או שווה ל-POM ~ PA66 פחות או שווה ל-PA6.
④ מחשב אישי וסיבי זכוכית מחוזק. מאפיינים: עמידות בפני שחיקה טובה, קשיחות משופרת לאחר חיזוק, יציבות ממדית טובה, עמידות טובה במזג האוויר, עיכוב בעירה ועמידות טובה.

תבניות הזרקה מדויקות

התבניות המשמשות לייצור הזרקה מדויק צריכות להיות בעלות המאפיינים הבאים:
① דיוק עובש גבוה.

הדבר תלוי בעיקר אם מידות חלל התבנית, מיקום החלל או דיוק משטח הפרידה עומדים בדרישות.

② יכולת עיבוד טובה וקשיחות.

בתכנון מבנה התבנית, מספר החללים לא צריך להיות מוגזם, וצלחת הבסיס, לוחית התמיכה וקירות החלל צריכים להיות עבים יותר כדי למנוע עיוות אלסטי חמור של החלקים בטמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה.

③ ביצועי פירוק מוצר טובים.

באופן אידיאלי התבנית צריכה להיות בעלת מספר קטן של חללים, פחות רצים וקצרים יותר וחספוס פני השטח גבוה יותר מאשר תבניות רגילות, מה שמקל על פירוק התבנית.

④ פלדה לתבניות מדויקות.
יש לבחור פלדה מסגסוגת חוזק- גבוה; החומרים המשמשים לחללים ולרצנים חייבים לעבור טיפול חום קפדני, ויש לבחור חומרים בעלי קשיות גבוהה (חלקים יוצרים צריכים להגיע לכ-52 HRC), עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה חזקה.

מכונת הזרקה מדויקת

מאפיינים מבחינת פרמטרים טכניים

בהתבסס על לחץ הזרקה, מכונות הזרקה קונבנציונליות פועלות במהירות 147–177 MPa; מכונות הזרקה מדויקות פועלות במהירות של 216–243 MPa; ומכונות הזרקה בלחץ אולטרה-גבוה- פועלות במהירות של 243-392 MPa. מכונות הזרקה מדויקות חייבות להשתמש במכונות הזרקה בלחץ גבוה- מהסיבות הבאות:

מאפיינים של מכונות הזרקה מדויקות מבחינת שליטה

מערכת הידראולית (מעגל שמן) של מכונת הזרקה מדויקת

• ① המערכת ההידראולית צריכה להשתמש ברכיבים פרופורציונליים כגון שסתומי לחץ פרופורציונלי, שסתומי זרימה פרופורציונלית או משאבות סרוו משתנות.
• ② במנגנוני הידוק בלחץ ישיר-, יש להפריד את המעגלים ההידראוליים עבור חלקי ההידוק וההזרקה.
• ③ בשל המהירות הגבוהה של מכונות הזרקה מדויקות, יש להגביר את מהירות התגובה של המערכת ההידראולית.
• ④ המערכת ההידראולית של מכונות הזרקה מדויקות צריכה לגלם במלואה את ההנדסה המשולבת של מערכות מכניות, חשמליות, הידראוליות ומכשור.

מאפיינים מבניים של מכונות הזרקה מדויקות

① בשל לחץ ההזרקה הגבוה של מכונות הזרקה מדויקות, הקשיחות של מערכת ההידוק היא קריטית, ויש לשלוט על המקביליות של הפלטות הנעות והנייחות בטווח של 0.05 עד 0.08 מ"מ.
② יש להגן על תבניות בלחץ נמוך-, ויש לשלוט בקפדנות על הדיוק של כוח ההידוק, שכן גודל כוח ההידוק משפיע על מידת העיוות של העובש, ובסופו של דבר משפיע על סובלנות הממדים של החלקים המעוצבים.
③ מהירות הפתיחה והסגירה של התבנית צריכה להיות מהירה, בדרך כלל בסביבות 60 מ"מ לשנייה.

 

④ רכיבים לפלסטיק: הבורג, ראש הבורג, הטבעת הבלתי-ת והקנה צריכים לאמץ צורה מבנית המספקת יכולת פלסטית חזקה, הומוגניות טובה ויעילות הזרקה גבוהה; מומנט הבורג צריך להיות גדול ומסוגל לוויסות מהירות ללא מדרגות. בהתבסס על זה, מכונות הזרקה מדויקות משתמשות לעתים קרובות ביחידות מודולריות כדי להתאים לצרכי הייצור של חלקי פלסטיק מדויקים שונים, כפי שמוצג באיור.

אנו יודעים שללא קשר לסוג מכונת הזרקה המדויקת, היא חייבת בסופו של דבר להיות מסוגלת לשלוט ביציבות על החזרה הממדית והחזרה האיכותית של המוצרים המעוצבים.

יצרנים גדולים של מכונות הזרקה מדויקות

בתחום פיתוח מכונות הזרקה מדויקות, יצרנים מובילים המייצגים את הרמה המתקדמת בעולם כיום כוללים חברות גרמניות כמו KraussMaffei, Demag, וארבורג, וכן חברות יפניות כמו Nissei, JSW ו-Sumito Mo Heavy Industries. ביניהם, מכונת ההזרקה המדויקת שהשיקה ארבורג מגרמניה כוללת עיצוב מסוג-תיבה עבור מנגנון ההידוק שלה, המשפר באופן משמעותי את דיוק ההידוק.

בעיות התכווצות בחלקי פלסטיק יצוקים בהזרקה מדויקת.

ישנם ארבעה גורמים המשפיעים על ההתכווצות של חלקי פלסטיק יצוקים: התכווצות תרמית, התכווצות מעבר פאזה, התכווצות כיוון והתכווצות דחיסה.

① התכווצות תרמית:התכווצות תרמית היא מאפיין תרמופיזי מובנה של חומר הדפוס וחומר התבנית. טמפרטורות גבוהות יותר של עובש מביאות לטמפרטורות גבוהות יותר של המוצר, מה שמוביל להתכווצות מוגברת בפועל. לכן, טמפרטורת התבנית לא צריכה להיות גבוהה מדי בהזרקה מדויקת.
② התכווצות מעבר שלבים:בשרף גבישי, במהלך תהליך ההתמצאות, מתרחשת התגבשות של מקרומולקולות, הגורמת להתכווצות עקב ירידה בנפח הספציפי. זה נקרא הצטמקות מעבר פאזה. טמפרטורות עובש גבוהות יותר מובילות לגבישיות גבוהה יותר ולהתכווצות גדולה יותר; עם זאת, מצד שני, גבישיות מוגברת מגדילה את צפיפות המוצר, מפחיתה את מקדם ההתפשטות הליניארית, ובכך מפחיתה את ההתכווצות. לכן, שיעור ההתכווצות בפועל נקבע על ידי ההשפעה המשולבת של שני גורמים אלה.
③ התכווצות כיוון:עקב מתיחה מאולצת של שרשראות מולקולריות בכיוון הזרימה, המקרומולקולות נוטות להתפתל מחדש ולהתאושש במהלך הקירור, וכתוצאה מכך להתכווצות בכיוון הכיוון. מידת האוריינטציה המולקולרית קשורה ללחץ ההזרקה, מהירות ההזרקה, טמפרטורת השרף וטמפרטורת העובש, אך בעיקר למהירות ההזרקה.
④ כיווץ דחיסה:רוב הפלסטיקים ניתנים לדחיסה, כלומר הנפח הספציפי שלהם משתנה באופן משמעותי בלחץ גבוה. בטמפרטורות רגילות, הגדלת לחץ ההזרקה מפחיתה את הנפח הספציפי של המוצר היצוק, מגבירה את הצפיפות שלו, מפחיתה את מקדם ההתפשטות הליניארית ומפחיתה משמעותית את הכיווץ. בהתאם לדחיסה, לחומר הדפוס יש אפקט התאוששות אלסטי, המפחית את כיווץ המוצר.