Skládané vstřikovací formy jsou novým typem vstřikovacích forem, které jsou vysoce účinné, rychlé a energeticky-úsporné a v mé zemi jsou postupně propagovány a používány. Na rozdíl od běžných forem jsou dutiny naskládaných vstřikovacích forem rozmístěny ve dvou nebo více vrstvách, uspořádaných překrývajícím se způsobem, v podstatě kombinující více sad forem.
Obvykle, když se vstřikovací stroje používají s konvenčními formami, jejich vstřikovací objem a zdvih otevření formy se používají pouze na 20 % až 40 % jejich jmenovité kapacity, čímž se plně nevyužije výkon stroje. Ve srovnání s konvenčními formami stohované vstřikovací formy zvyšují upínací sílu pouze o 5%-10%, ale mohou zvýšit výkon o 90%-95%, což výrazně zlepšuje využití zařízení a produktivitu a zároveň snižuje náklady.
Naskládané vstřikovací formy se nejlépe hodí pro lisování velkých plochých dílů, mělkých -dutinových skořepinových dílů, malých, více{1}}dutinových tenkostěnných- dílů a dílů vyžadujících hromadnou výrobu.
I. Konstrukční úvahy pro skládané vstřikovací formy
Skládané vstřikovací formy jako nový typ technologie forem prošly neustálým vývojem, zejména díky integraci technologie horkých vtoků, což z nich dnes činí špičkovou-technologii ve vývoji plastových forem. Tradiční teorie designu forem již nelze aplikovat na konstrukci vrstvených vstřikovacích forem. Proto existuje naléhavá potřeba vyvinout zcela novou teorii návrhu forem, která by vedla k návrhu vrstvených vstřikovacích forem. Následující vysvětlí klíčové konstrukční body skládaných vstřikovacích forem.
1. Maximální vstřikovací objem vstřikovacího lisu
Naskládané vstřikovací formy mohou používat buď studené vtoky, nebo horké vtoky. Při použití studeného vtoku je třeba zvážit množství plastu použitého pro tuhnutí v systému vtoku. Při použití horkého vtoku, který dosahuje výroby ne-zpětného tuhnutí, materiál v desce horkého vtoku a centrální hlavní trysce neovlivňuje požadovaný vstřikovací objem formy a lze jej ignorovat. Maximální vstřikovací objem vstřikovacího stroje by proto měl být stanoven případ-od-případu.
2. Vstřikovací tlak vstřikovacího lisu
Ověření vstřikovacího tlaku ověřuje především to, zda vstřikovací tlak může splňovat požadavky na lisování. U skládaných vstřikovacích forem, které většinou formují tenkostěnné plastové díly s velkými vyčnívajícími plochami a dlouhými cestami toku, je během procesu plnění vyžadován vyšší vstřikovací tlak a rychlost vstřikování. Formy s horkými vtoky mohou díky technologii horkých vtoků lépe přenášet vstřikovací tlak ve srovnání s formami se studenými vtokovými kanály, a proto vyžadují nižší vstřikovací tlak. Vzhledem ke zvýšené průtokové dráze a projektované ploše však vyžadují vyšší vstřikovací tlak než jednovrstvé formy se studeným vtokem. Při ověřování vstřikovacího tlaku by měl být vstřikovací tlak plastové části určen na základě procesu vstřikování různých plastů a počítačové simulační analýzy toku a poté by měl být porovnán s jmenovitým vstřikovacím tlakem vstřikovacího stroje.
3. Maximální upínací síla vstřikovacího stroje
Dutiny naskládané vstřikovací formy jsou uspořádány „zády{0}}k-zády, což teoreticky umožňuje dosáhnout libovolného počtu stohů na stejném vstřikovacím lisu bez zvýšení upínací síly. Protože však centrální hlavní tryska a potrubí naskládané vstřikovací formy zvětšují průtokový kanál, je promítnutá plocha plastové části plus vtokového systému na dělicí ploše větší. Navíc prodloužené vedení v důsledku stohování vede k větší tlakové ztrátě než u konvenční jednovrstvé formy, což vede k odpovídajícímu zvýšení vstřikovacího tlaku a tlaku v dutině. Tím se zvýší upínací síla. Při ověřování upínací síly je její zvýšení o 10 %-15 % ve srovnání se stejnou jednovrstvou formou relativně bezpečné.
4. Zdvih otevření vstřikovacího lisu
Naskládané díly vstřikovacích forem a vysunutí plastového dílu ve dvou úrovních. Při ověřování otevíracího zdvihu u vstřikovacích lisů využívajících hydraulický-mechanický upínací mechanismus není třeba brát v úvahu tloušťku formy. Pokud však naskládaná vstřikovací forma má boční-přetahovací mechanismus dělicího jádra-, je třeba vzít v úvahu vliv-tažné vzdálenosti jádra.
Pokud se použije synchronní mechanismus otevírání formy, jako je ozubené kolo a ozubená tyč nebo klikové{0}}zařízení pro otevírání forem ojnice se stejným převodovým poměrem, není zdvih každé vrstvy ve skládané vstřikovací formě omezen výškou produktu. Jeho zdvih při otevření formy je N násobkem maximálního zdvihu otevření vrstvy ve vícevrstvé formě (N je počet vrstev ve skládané vstřikovací formě).
5. Délka hlavní trysky
Střední hlavní tryska by neměla být příliš dlouhá ani příliš krátká. Tím je zajištěno, že když se forma uzavře, střední hlavní tryska nepřekročí maximální vzdálenost, kterou může tryska vstřikovacího stroje zasunout nebo posouvat na základnu stroje. Protože se střední hlavní tryska během upichování pohybuje společně se střední částí formy, mělo by být zajištěno, že střední hlavní tryska po otevření formy zůstane v pevné části formy, aby se zabránilo odkapávání přetečení z hlavy střední hlavní trysky na stěnu pevné dutiny formy.
6. Vtokový systém
Naskládané vstřikovací formy mohou používat buď konvenční vtokový systém (tj. studený vtokový vtokový systém) nebo horký vtokový vtokový systém. Vtokové systémy s horkými vtoky mohou účinně přenášet vstřikovací tlak, zlepšovat kvalitu lisování plastových dílů a usnadňovat automatizovanou výrobu. Mají však určité požadavky na typ použitého plastu a systémy horkých vtoků jsou drahé. Při použití systémů studených vtoků je kvalita lisování plastových dílů o něco nižší, ale zpracování formy je jednodušší, což má za následek nižší náklady. Proto výběr vtokového systému závisí na konkrétních okolnostech.
7. Systém řízení teploty formy
Teplota formy je jedním z důležitých faktorů ovlivňujících kvalitu lisování plastových dílů. Při konstrukci skládaných vstřikovacích forem je nezbytné zajistit konzistentní kontrolu teploty v každé dutině. U stohovaných vstřikovacích forem s horkým vtokem by se ke snížení tepelných ztrát v důsledku vedení tepla měla minimalizovat kontaktní plocha mezi formou a deskou horkého vtoku a měly by být instalovány vhodné tepelně izolační podložky.
8. Mechanismus otevírání forem
Aby se zajistilo rovnoměrné smrštění plastových dílů, měla by být doba zdržení (doba chlazení) plastových dílů v každé dutině stejná. Naskládané vstřikovací formy proto musí zajistit, aby se dělicí plochy každé dutiny otevíraly současně. Ozubené a hřebenové převodové mechanismy a mechanické spojovací mechanismy se běžně používají jako otevírací mechanismy ve stohovaných vstřikovacích formách. První nabízí lepší technický výkon a je ekonomičtější, ale druhý poskytuje větší flexibilitu. Hydraulické-asistované otevírání formy usnadňuje kontrolu doby otevírání, ale konstrukce je větší.
9. Deformační mechanismus
Na základě požadavku na stejnou dobu chlazení by naskládané vstřikovací formy měly vyhazovat plastové díly v každé dutině současně. Toho lze dosáhnout pomocí pružinových nebo vysokotlakých{1}}vzduchových mechanismů.
II. Vývoj a aplikace skládaných vstřikovacích forem doma i v zahraničí
Již v prosinci 1940 získal KNOWLESER patent na skládané formy. Současné skládané vstřikovací formy jsou nejen levnější než tradiční jednovrstvé{2}}formy, ale také zvyšují flexibilitu jejich aplikace. Po desetiletích výzkumu a vývoje se vrstvené vstřikovací formy vyvinuly prostřednictvím strukturálních změn, včetně dvouvrstvých vstřikovacích forem se studeným vtokem, dvouvrstvých vstřikovacích forem s horkým vtokem-, 3-vrstvých nebo 4vrstvých vstřikovacích forem, vstřikovacích forem s pravoúhlým uzávěrem a rotačně stohovaných vstřikovacích forem.
1. Vývojové trendy skládaných vstřikovacích forem v zahraničí
Technologie vrstvených vstřikovacích forem začala dříve a v zahraničí je poměrně vyspělá. Mezi známé společnosti-skládaných vstřikovacích forem patří Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha a Engel. Vzhledem k rychlému vývoji technologie horkých vtoků v zahraničí je technologie vstřikovacích forem naskládaných horkých vtoků široce používána v zámoří. Kromě toho jsou rozvinuté země v popředí nových technologií skládaných vstřikovacích forem a nedávno vyvinutá technologie rotačních skládaných vstřikovacích forem rozšířila aplikační možnosti stohovaných vstřikovacích forem.
V 60. a 70. letech začaly některé zahraniční společnosti vyvíjet skládané vstřikovací formy. Švýcarská společnost Schottli jako první vyvinula skládané vstřikovací formy pro průmyslové aplikace.
V roce 1980 navrhl Johnson T. z Německa dvouvrstvou vstřikovací formu se studeným vtokem-. Tato forma se skládala z pohyblivé části formy, pevné části formy a střední části. Mezilehlá sekce byla v podstatě pokračováním hlavního žlabu s odbočnými žlaby a dvěma samostatnými dutinovými deskami. Vyhazovací mechanismy byly instalovány jak v pohyblivých, tak v pevných sekcích formy, pomocí mechanických, hydraulických nebo pneumatických metod k vysunutí plastového dílu.
V roce 1989 D. Gener a Wiesbaden-Delkheim navrhli dvouvrstvou vstřikovací formu s horkým kanálem-. Skládal se také z pohyblivé části formy, pevné části formy a mezisekce. Mezilehlá sekce sestávala z horkého kanálu, horkých trysek pro přivádění materiálu do dutin a dvou dutinových desek pro hotový výrobek.
V roce 1991 Rozema H. ze společnosti Tradesco Die & Mold navrhla čtyř-vrstvou skládanou vstřikovací formu. Tato forma, založená na dvouvrstvé vstřikovací formě s horkým kanálem, rozšířila horký kanál a přidala mezisekci, čímž se počet formovacích vrstev rozšířil na čtyři, čímž se zvýšila produktivita čtyřnásobně.
V roce 1992 vynalezli Hiroo Kasui a Motoo Yamamoto z Japonska vstřikovací formu se zásobníkem horkého kanálu s asymetricky rozmístěnými horkými tryskami. Rozumná konstrukce žlabu však může řídit tok taveniny v dutině formy, aby se dosáhlo rovnováhy.
2. Dynamika vývoje zásobníkových vstřikovacích forem v Číně
Technologie zásobníkových vstřikovacích forem byla do odvětví výroby forem v mé zemi zaváděna teprve postupně koncem 80. let. Technologie vstřikovacích forem v mé zemi proto začala relativně pozdě a podíl vstřikovacích forem s horkými kanály používanými ve výrobě je malý. Existuje určitá mezera v designu a použití ve srovnání s vyspělou zahraniční technologií stohovacích forem a v některých technických oblastech (jako jsou rotační vstřikovací formy s stohováním) je Čína stále jen prázdným listem. Moje země proto musí čelit tvrdé konkurenci na trhu a musí rychle vylepšit svou technologii vstřikovacích forem, aby získala iniciativu na mezinárodním trhu a zajistila přežití svých podniků.
V roce 1990 navrhl Li Shuzan z Pekingské No{1}} továrny na plasty konstrukční návrh pro dvoudutinovou vstřikovací formu s bočním-vstřikováním. Tato forma snižuje počet dělicích ploch formy ve srovnání s podáváním bodové{5}}brány, což usnadňuje sekvenční otevírání formy. Je však nespolehlivá při formování hlubokých dutin nebo dílů vyžadujících značnou demontážní sílu.
V roce 1992 představil Bu Jianxin ze školy lehkého průmyslu Changzhou dvoudutinovou vstřikovací formu využívající boční-brány a bodové-brány. Horní dutina používá boční-krmení branou a spodní dutina-bodové podávání. Sekvenčního dělení je dosaženo pomocí omezovacích háčků a omezovacích desek, což umožňuje lisování různých typů plastových dílů.
V roce 1995 Yi Qing navrhl speciální dvou-dutinovou vstřikovací formu s dvou-stupňovým systémem hlavního vstřikování. Hlavní nosník prvního-stupně má nahoře zapuštěnou drážku. Pohyblivá deska formy pohání vyhazovací desku pevné formy pro vysunutí plastového dílu pomocí řetězového pohonu. Mezi jeho nevýhody patří nutnost prodloužit trysku vstřikovacího stroje k pevné formě pro vstřikování pouzdra hlavního oběžného kola a objemný vtokový systém.
V roce 1997 Li Shu a Chuan Chengzhi navrhli dvouvrstvou-vstřikovací formu s horkým vtokem pro výrobu automobilových těsnicích pásů dveří a oken. Tato forma obešla střed a přenesla roztavený plast z okraje formy na vodicí desku. Forma mohla lisovat dvě sady plastových dílů v jednom vstřikovacím cyklu, přičemž každá sada obsahovala čtyři těsnicí pásy (přední, zadní, levý a pravý). Osm těsnících pásů použitých na dvou vozech mohlo být vylisováno v jedné operaci.
V roce 1999 navrhl Wang Yuexing ze skupiny Zhejiang Weixing Group vysoce-účinnou poloviční-dvouvrstvou- vstřikovací formu. Sdílel dvojici bloků s polovičním posuvem, což vedlo k jednoduché konstrukci formy, nižším výrobním nákladům, dvojnásobnému počtu dutin, kratším cyklům vstřikování a vyšší efektivitě výroby.
V roce 2000 Feng Xiaozhong a kol. představila dvouvrstvou vstřikovací formu s ponorným vtokem-pro víčka na lihoviny. Tato forma umožňuje-oddělování každé vrstvy plastových dílů ve formě od materiálu ztuhlého běhounu a dělicí plochy každé vrstvy mohou být vysunuty současně. To zjednodušuje strukturu formy, snižuje požadavky na vzdálenost upichování a usnadňuje automatizovanou výrobu. Vyžaduje však vysokou spolehlivost plastových dílů zbývajících ve formě a hluboce zapuštěné pouzdro hlavního žlabu. V roce 2003 Yan Yalin a Huang Xiaoyan navrhli pravoúhlou-vstřikovací formu s horkým vtokem. Tato forma změnila polohu brány a umístila ji doprostřed v pravém úhlu ke směru otevírání formy. I když vyžadoval pravoúhlý vstřikovací stroj, eliminoval potřebu prodloužení horkého vtoku, čímž se zkrátila vzdálenost, kterou roztavený plast urazí od vstřikovací trysky k potrubí, a zjednodušil se konstrukční návrh.
V roce 2004 Chen Jianling, Liu Tinghua a další navrhli horkovzdušnou skládanou formu pro krabice na CD. Pomocí spojovacích tyčí s pevnou-vzdáleností pro sekvenční otevírání forem se vyznačuje kompaktní konstrukcí, vynikající hospodárností, sníženou pracovní silou, výrazně zvýšenou účinností a zajištěnou kvalitou produktu.
V roce 2007 Shen Honglei a další navrhli horkovzdušnou skládanou formu pro držáky CD. Tato forma využívá dvou-vrstvou konstrukci horkého kanálu, která využívá ozubená kola, hřebeny a hydraulické válce k dosažení postupného otevírání formy a vyhazování dílů. Vyrobené díly splňují požadavky na rozměr a vzhled, výrazně zlepšují efektivitu výroby a výrazně snižují výrobní náklady a zmetkovitost.
V roce 2008 Wang Zhenbao a kol. aplikoval technologii CAE na konstrukci skládaných vstřikovacích forem. Pomocí softwaru pro analýzu Moldflow dynamicky simulovali proces formování formy naskládané na panel klimatizace pomocí analýzy plastové výplně, přídržného tlaku a procesů chlazení. Analyzovali hlavní faktory ovlivňující proces formování a optimalizovali parametry procesu.
III. Závěr
Použití stohovaných vstřikovacích forem, zejména vstřikovacích forem stohovaných s horkým vtokem, může plně využít schopnosti vstřikovacích strojů, ušetřit pracovní sílu a zdroje zařízení a výrazně zlepšit efektivitu výroby. Přestože stohované vstřikovací formy mají vyšší konstrukční a výrobní náklady, vylepšení v následujících oblastech mohou výrazně snížit náklady na formy a rozšířit rozsah jejich použití:
1. Zlepšit teorii návrhu skládaných vstřikovacích forem a zkrátit cyklus výzkumu a vývoje;
2. Prodlužte životnost hlavních součástí (jako jsou topná tělesa a prvky regulace teploty);
3. Vytvořte naskládané vstřikovací formy kompatibilní s běžným vstřikovacím zařízením;
4. Využijte technologii CAD/CAE/CAM pro návrh, analýzu a výrobu k optimalizaci struktury formy;
5. Standardizovat a komercializovat běžné díly pro skládané vstřikovací formy;
6. Zlepšit schopnosti přenosu tlaku, aby byly vhodné pro výrobu silnostěnných plastových dílů;
7. Optimalizace procesních parametrů vrstveného vstřikování;
8. Dosáhněte plné automatizace vrstveného vstřikování.
