多模腔注射及液體硅橡膠成型的技術進展

1、多模腔注射及液體硅橡膠成型的技術進展(2009-06-11 12:31:03) 轉載標簽： 硅橡膠雜談分類：注射成型 在美國德克薩斯州Austin舉行的2007年國際成型會議及展覽會中，人們對采用模腔壓力傳感器來控制閥式澆口以改善多模腔成型中熔體填充不平衡的加工問題給予了高度關注。在這一由Executive Conference Management發(fā)起的會議上，還探討了對液體硅橡膠(LSR)注射成型設備的改進以及降低成本以實現“六西格瑪”目標這兩個問題?？刂崎y式澆口 模塑商們通常在多模腔模具、組合模具（family mold）以及多點注射的大型腔模具中使用閥式澆口。閥式澆口的特點是，當填充完

2、畢時，澆口閉合，以控制澆口處的殘余物并縮短成型周期。RJG公司的總工程師Art Schubert先生介紹說，通過對模腔壓力進行監(jiān)控，模塑商們可以通過順序控制澆口的開啟和閉合，以獲得更多的好處，如熔體流動平衡性的改善、部件尺寸一致性的提高、熔接痕的減少，以及鎖模力的降低等。 利用一個3模腔的組合模具，RJG公司試驗并探討了3種根據熔體流動情況和模腔壓力來確定何時開/閉澆口的方法。在這3個模腔中，中間的模腔幾乎是另兩個模腔的3倍大，其余的兩個模腔彼此位置接近但大小不一致。每個模腔中都各自設有閥式澆口和一個模腔壓力傳感器，傳感器被設置在部件的壓力敏感區(qū)域。當控制器監(jiān)測到螺桿按預算的體積輸送熔體時，澆

3、口即打開，而當模腔壓力達到設定值時，澆口即閉合。 第一種方法被稱作“獨立的模腔順序（Independent Cavity Sequencing）”，即在不同的時段開/閉澆口，以使所有的3個模腔可以同步完成填充。首先，使最大的模腔中的澆口打開以填入熔體，當其被部分填滿時，再使另外兩個較小的模腔澆口打開，讓熔體注入模腔中，此時，最大模腔中的熔體注射仍在進行。結果是，這些模腔可以在相同的時間內、以相同的速度被填滿。在此過程中，由于每個模腔內的壓力不同，因此何時閉合各個模腔的澆口則取決于各模腔的壓力情況。 考慮到熔體在熱流道系統(tǒng)中的收縮性，RJG公司建議在模腔被完全填滿之前，應采取適當的措施控制流道上

4、料耙的產生。Schubert先生認為，這樣做可以使熔體在填充開始時就通過減壓產生更快的填充速度，從而降低熔體對速度變化（如在注射階段由快速填充變?yōu)檩^慢填充）的敏感性。他解釋說，在注射率保持恒定的情況下，當其他澆口閉合時，澆口仍然處于開啟狀態(tài)的模腔中的熔體填充速度和填充壓力將快速上升?！皩淼目刂破饔锌赡転閴簷C提供更多的壓力反饋，使?jié)部谠陂]合時可以對速度進行調整，但是現在大多數的壓機還無法實現這一功能?！睂嶋H上，澆口處的模腔壓力可能會因為噴嘴的向前移動而上升，這樣會導致更多的材料被送入模具中，從而在部件中產生局部應力。 該工藝中，由于采用了以體積行程取代線性行程的方法來計算螺桿送入的熔體量，因此

5、使得模具能同時適合于螺筒大小不同的注塑壓機，并可采取相同的設置。該技術同樣適合于模腔完全相同的多型腔模具。在此，所有的閥式澆口都被設定為同步打開。 第二種方法是“交替的模腔順序（Alternate Cavity Sequencing）”，這種方法主要是針對模腔完全不同的模具，或者復雜的組合模具。在這些組合模具中，一些部件要比其它部件厚好幾倍，或者厚薄不均從而到流道的距離不同。在這種情況下，獨立的模腔順序顯然是不適合的，這是因為各部件沒有相同的流速限制和壁厚，如果將個別或全部的澆口同時打開以填充熔體，那么很可能會造成物料流動的“停頓”。 因此，“交替的模腔順序”每次只能填充一個模腔。在某些情況下

6、，從一個模腔到另一個模腔會出現輕微的填充重疊。Schubert先生解釋道，這是因為最先填充的模腔的澆口閉合后，其內部材料開始收縮，從而導致鎖模力降低。一般，當模具一端的模腔正在填充時，其壓力處于上升狀態(tài)；而模具另一端的模腔填充完畢后其壓力下降，此時很容易導致模具的突然開啟。因此，在所有的模腔沒有被完全填滿前，最好采取一種能夠平衡模具開啟力的方法，以避免上述問題的出現?！?RJG公司在一個3模腔模具上做了試驗。該模具外面的兩個模腔具有相似的大小，中間的模腔是其余兩個模腔的3倍大?！拔覀冊俅尾捎昧丝焖?慢速填充的順序控制對注射速度進行設定，通過在機器的控制界面上設定螺桿的位置來調整速度。然而，很明

7、顯的是，使螺桿的速度和位置同步是可以改變的，即填充某個模腔時使螺桿減速，填充另一個模腔時使螺桿重新加速。”利用模腔壓力傳感器可以使這一順序方法變得容易。 這種方法存在的問題是，當第一批模腔填充完畢后，澆口閉合，此時螺桿前端可能還有大量的熔體。當熔體量較大時材料的收縮也很大，從而降低了控制第一批模腔填充的能力。因此Schubert先生提醒該技術的用戶，這將導致第一批完成填充的模腔的冷卻時間比最后一批完成填充的模腔更長，從而在一定程度上會影響部件的質量。 第三種方法是“順序的澆口控制（Sequential Gate Control）”，該方法適用于部件長寬比很大而無法通過一次操作即能成型的長形部件

8、。通用的方法是利用“cascade”方法以消除熔接線，即從中心澆口開始填充，當流峰流經每個模腔的壓力或溫度傳感器時，傳感器會探察到流峰并同時開啟澆注口讓熔體通過。隨著模腔填充完畢，傳感器同時達到預設的壓力值，此時澆口會自動閉合。在此過程中，還采用了快速填充和慢速填充的順序設置。 Engel公司配置了液體硅橡膠（LSR）泵壓系統(tǒng)的注塑機重達110t，該設備在進料口裝配了一個新型復合材料閥、過濾器和靜電混合器組件，在閥口裝配了壓力傳感器，在滾筒上裝配了數字測定計LSR注射成型技術的新發(fā)展 加拿大Engel公司的技術經理Mark Hammond先生介紹了幾種液體硅橡膠注射成型技術的最新發(fā)展。其中將雙組份LSR泵系統(tǒng)控制同壓力控制進行集成是目前LSR注射成型技術的主要應用方向。這種方法提供了一個控制單點，可將全部的泵設置與模具設置同時進行存儲和察看，節(jié)約了為泵系統(tǒng)單獨配備控制器的成本。 Engel公司建議在進料口裝配一個新型復合材料閥、過濾器和靜電混合器組件，以便更精確地輸送A物料和B物料；在閥口添置一個壓力傳感器用于檢驗泵的連貫性和過濾器的濾過效率。此外，Engel公司還將過濾器和水流量計進行整合后用于冷流道系統(tǒng)。Hammond先生說，“監(jiān)控水流量可防止冷流道因模具加熱而發(fā)生交聯固化?！?Engel公司還在動模板上裝配了數字測量儀來替換原來的模擬真空測定計，用于監(jiān)控各生產周期的真空抽