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优化热流道阀浇口系统的补缩和保压时间上

来源:模具设计 时间:2022/11/25
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在大多数模具中,注塑员在填充阶段后一般仅会使用一个阶段来完成补缩和保压过程,这就是一般意义上的保压阶段。实际上,注塑企业必须懂得去区分补缩和保压阶段。

对于冷流道模具而言,一般会通过浇口冻结实验来确定和优化保压时间,实验中会记录不同保压时间下的产品重量和保压时间。当浇口冻结之后,产品的重量随着保压时间的增加而保持不变。在产品重量保持不变的时间的最小值上增加上一秒左右的时间,这个时间便可以设置为保压时间。

而在热流道阀浇口控系统中,浇口区域总是有熔融塑料存在的,因此零件重量-保压时间曲线永远不会变平。因此,浇口冻结实验对热流道阀浇口系统并不适用。

过多的保压时间和保压压力会导致产品的缺陷,如飞边、零件应力问题等。然而,保压时间和保压压力的不足会导致短射、缩水和尺寸等问题。所以注塑企业需要找到保压时间和保压压力的最优组合,然后进行DOE(实验设计)实验,从而在可用范围内优化注塑参数。

有两个术语需要解释。第一个是外观加工窗口(CPW),第二个是尺寸加工窗口(DPW)。CPW是指可以生产出外观合格产品的工艺范围。DPW是指可以生产出尺寸合格产品的工艺范围。一般而言,DPW始终会在在CPW的范围内。

如下是一套两穴热流道阀浇口模具的保压时间确定流程:

首先,生成一个反应外观工艺窗口的坐标系统模板。X轴对应保压时间,Y轴对应保压压力。这个坐标系统可以称为目视检查模板(VIT)。完整的VIT如图1所示。红色方块表示压力和时间较低时有缺陷的零件(收缩、短射等);红色三角形表示压力和时间较高时有缺陷的零件(飞边等);绿色圆圈表示外观可接受的零件。

图1目视检查模板

保压压力从27.6bar开始,以13.8bar的增量从27.6bar增加到96.6bar;保压时间从4秒到10秒,增量为1秒。收集数据并记录在VIT中。可以在VIT中绘制多个CPW(图1中的Window1,2,3)。

一旦确定了这些窗口,下一步就是使用DOE来确定产品的尺寸。在考虑了三个CPW和其他生产要求后,决定选择窗口3来确定DOE。

零件按表中所示的四种设置进行成型,并测量尺寸。该部分的尺寸要求为长度,规定为.80±0.07mm。使用DOE软件进行分析。图2和图3分别显示了腔1和腔2的DPW。绿色实线表示空腔1,虚线表示空腔2。绿线表示零件尺寸可接受的设置,红线表示零件尺寸不可接受的设置。橙色线是规格上限。

图21号穴的DPW

图32号穴的DPW

因为模具是两穴模,所以必须综合考虑两个模穴的情况来综合确定组合轮廓图,如图4所示。每个型腔的绿色轮廓相交的区域表示两个型腔都可以用可接受的尺寸进行成型的设置。

图4两穴综合图示

现在可以绘制一个复合DPW图,其中的产品尺寸都是可以接受的。上述实验数据如图5所示。观察窗口,注意在43.5至63.5bar的压力下,将保压时间从6.2秒变为7.5秒将产生尺寸可接受的零件。当然,这个窗口越大,工艺也就越稳健。

图5模具DPW窗口

工艺的稳健性是每个工艺人员的目标,因此最好使用图5中的DPW中心参数进行工艺设置。选择55bar的保压压力和7秒的保压时间作为工艺参数设置。保压时间从6.2到7.5秒,保压压力在43.5到63.5bar之间变化,仍然会生产出尺寸可接受的零件。

上述模具经过反复的模具钢材调整,最终形成了一个可接受的工艺窗口。在第一次迭代中,模具无法生产出符合尺寸规格的产品。CPW很大,但DPW非常小。考虑这是一个两腔模具,因此注塑成型的工艺并不稳健。

该程序适用于热流道模具,但可以很容易地扩展到阀浇口模具。事实上,由于阀浇口会完全关闭,因此程序还要稍微简单一些。热流道模具保压时间的优化一直是一个不断尝试和试错的领域。上述程序是确定热流道和阀浇口系统的保压压力和时间的科学方法之一。该程序还评估和证明了该流程的稳健性和持续成型零件的能力。

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