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注塑成型過程中(zhōng)的壓力調節
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      無論是油壓式還是電動式注塑機,所有注塑過程中(zhōng)的運動都會産生(shēng)壓力。适當控制所需壓力,才能生(shēng)産出質量合理的成品。壓力調控及計量系統在油壓式注塑機上,所有運動由負責以下(xià)操作的油路執行:
1、塑化階段中(zhōng)的螺杆旋轉。
2、滑座料道(注嘴、進注口襯套)。
3、注射和保壓期間射料螺杆的軸向運動。
4、将基材閉合于射料杆上,直到肘杆全部延伸或活塞合模行程已完成。
5、啓動裝配頂杆以頂出部件。在全電壓機上,所有運動由配有永久磁鐵的無刷同步電動機執行。
      通過機床業中(zhōng)一(yī)直采用的滾珠軸承螺杆,将旋轉運動變換爲線性運動。整個流程的效率部分(fēn)取決于塑化過程,其中(zhōng),螺杆起十分(fēn)關鍵的作用。三菱公司在生(shēng)産全電機型的過程中(zhōng)最新推出的解決方案包括一(yī)根灌料螺杆(第二螺紋抱輥)和一(yī)根配有混煉元件的螺杆尖梢。這樣,可最大(dà)限度增強塑化能力和混煉效果,縮短螺杆長度,實現高速運轉。螺杆必須确保物(wù)料熔化和均化。這一(yī)過程可借助于反壓調整,以避免過熱。混煉元件不能産生(shēng)過高的流速,否則,會導緻聚合物(wù)降解。每一(yī)種聚合物(wù)具有不同的最大(dà)流速,如果超過這一(yī)極限,分(fēn)子會拉伸,出現聚合物(wù)主鏈斷裂現象。不過,重點仍然是在注射和保壓過程中(zhōng)控制螺杆的向前軸向運動。後續的冷卻過程,包括内在應力、公差和翹曲等方面,對于确保産品質量十分(fēn)重要。這一(yī)切全由模具質量決定,對于優化冷卻料道、确保有效的閉環溫度調節時,尤其如此。該系統完全獨立,不會幹擾機械調節。閉模和頂出等模具運動必須精确高效。通常采用速度分(fēn)布曲線,以确保活動部件準确靠近。接觸維持力可調整。因此可斷定,在不考慮能耗和機械可靠性、附加條件相同(如模具質量)的前提下(xià),産品質量主要決定于控制螺杆向前運動階段的系統。在油壓式注塑機上,這一(yī)調節通過探測油壓而實現。具體(tǐ)地說,油壓通過控制闆而激活一(yī)套閥門,流體(tǐ)通過操縱器而産生(shēng)作用,并得到調節及釋放(fàng)。
  注射速度控制包括開(kāi)環控制、半閉環控制和閉環控制等選擇方案。開(kāi)環系統依靠共用比例閥。比例張力施加于所需比例的流體(tǐ)上,從而使流體(tǐ)在注射機筒中(zhōng)産生(shēng)壓力,讓注射螺杆以一(yī)定的前向速度運動。半閉環系統采用閉環比例閥。環路在閉合口所在的位置閉合,閉合口通過在閥門内的移動而控制油料的流量比例。閉環系統在螺杆平移速度時閉合。閉環系統中(zhōng)采用速度傳感器(通常爲電位計型),定時探測張力下(xià)降。比例閥流出的油料通過調節,可補償出現的速度偏差。閉環控制依靠與機器整合一(yī)體(tǐ)的專用電子元件。閉環壓力控制能在注射和保壓階段确保壓力均勻一(yī)緻,以及在各個循環中(zhōng)确保反壓均勻。
  通過探測出的壓力值對比例閥進行調節,根據設定壓力值進行偏差補償。一(yī)般來說,可對液壓進行監控,但是,探測注嘴或模腔中(zhōng)的熔體(tǐ)壓力也是另一(yī)有效方法。更加可靠的方案是通過閱讀注嘴或模腔壓力讀數對比例閥進行管理。在壓力探測的基礎上增加溫度探測,特别有利于流程管理。了解物(wù)料可承受的實際壓力,還有助于根據設定壓力和溫度條件來預測模塑件的實際重量和尺寸。實際上,通過改變保壓壓力值,可将更多的物(wù)料引入模腔,以降低部件收縮,符合設計公差(其中(zhōng)包括預設注塑收縮)。接近熔化條件時,半晶體(tǐ)聚合物(wù)顯示出極大(dà)的比容變化。對此,過充模不會阻礙部件頂出。油壓設備與出料量及壓力調節離(lí)心泵産生(shēng)的平均液壓壓力可達140巴,這一(yī)壓力值特别适合于注塑。在周期的其它各個階段,要求明顯較低,除了需要快速塑化的特定情形(例如:PET注拉吹一(yī)步法注塑機)要求較高。爲降低能耗,在出料高峰期時可采用可變排量泵和儲壓缸。固定排量泵在每次旋轉時移動等量油量,因此,油泵選型由特定時間内所需移動的油量而定。三相電動機轉速一(yī)般爲1440轉/分(fēn),通常要求裝配雙泵。隻有在塑化過程中(zhōng)(功率達100%),油泵的利用率才達到最大(dà)限度。在停頓過程中(zhōng),機械不需要能耗,即使需要,也屬功率損耗。所有注塑機均采用質量等級各異的比例伺服閥。兩套或以上的比例閥安裝于注射壓機上,目的是對以下(xià)各個方面進行準确控制:開(kāi)模速度(兩級),閉模速度(兩級),閉模安全性,注射(3-10級),加料(3-5級),吸入和頂杆(兩級)。
  開(kāi)模壓力,閉模壓力,模具安全性,機械夾具(料筒或肘杆),注射(充模階段一(yī)次,後續階段3-10次),吸入和反壓(3-5級)。螺杆旋轉速度(3-5級)。滑座靠近速度(機械注嘴靠近模具固定半模上注射襯墊的速度)以及頂杆的運動速度(頂出的速度)也可調整。輔助電動機通過微弱的輸入信号,将放(fàng)大(dà)的信号(輸出信号)發送到閥門,使伺服閥執行調節功能。在伺服閥中(zhōng),微弱的輸入電信号被轉化爲液壓輸出信号,以壓降的形式根據所需的出料要求進行改進。閥門必須對張力或通用指令做出快速、可重覆及低滞後的出料響應。實際上,當前研究的目的是改進頻(pín)率響應,使運行于數千赫(kHz)頻(pín)率的動力設備(液壓邊)和電子設備之間進行對話(huà)。由于有效出料取決于閥門上聚合度(DP)的作用,因此,液壓線路中(zhōng)的油溫必須保持在45-55℃的範圍内(通常采用閉環調節系統),具體(tǐ)根據流體(tǐ)粘度和過渡口的幾何形狀而定。在閥内沒有适當的調節系統,溫度上升會導緻溶體(tǐ)粘度下(xià)降;若配有均衡開(kāi)閥值,則可提高出料量。增加傳動系統的出料油量,意味注射速度随之加快。對高科技伺服傳動閥進行精确控制,可基本消除滞後現象,增強所有功能的重複性。

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