Pinottu ruiskumuotit ovat uudentyyppisiä ruiskumuotit, jotka ovat erittäin tehokkaita, nopeita ja energiaa säästäviä-, ja niitä markkinoidaan ja käytetään vähitellen maassani. Toisin kuin tavanomaisissa muoteissa, pinottujen ruiskumuottien ontelot on jaettu kahteen tai useampaan kerrokseen, jotka on järjestetty limittäin, olennaisesti yhdistäen useita muottisarjoja.
Tyypillisesti, kun ruiskuvalukoneita käytetään tavanomaisten muottien kanssa, niiden ruiskutustilavuutta ja muotin avausiskua käytetään vain 20–40 %:lla niiden nimelliskapasiteetista, jolloin koneen suorituskyky ei hyödynnetä täysin. Perinteisiin muotteihin verrattuna pinotut ruiskumuotit lisäävät puristusvoimaa vain 5–10 %, mutta voivat lisätä tuotantoa 90–95 %, mikä parantaa merkittävästi laitteiden käyttöastetta ja tuottavuutta sekä alentaa kustannuksia.
Pinottu ruiskumuotit soveltuvat parhaiten suurten, litteiden osien, matalan-ontelon kuoriosien, pienten, moni-onteloohut-seinämäisten osien ja massatuotantoa vaativien osien muovaamiseen.
I. Pinottujen ruiskumuottien suunnittelua koskevat näkökohdat
Pinottuja ruiskuvalumuotteja uudenlaisena muottiteknologiana on kehitetty jatkuvasti erityisesti kuumakanavateknologian integroinnin myötä, mikä tekee siitä nykyaikaisen-huipputeknologian muovimuottien kehityksessä. Perinteiset muottien suunnitteluteoriat eivät enää sovellu pinottuihin ruiskumuottien suunnitteluun. Siksi on kiireellisesti kehitettävä täysin uusi muottien suunnitteluteoria, joka ohjaa pinottujen ruiskumuottien suunnittelua. Seuraavassa selitetään pinottujen ruiskumuottien tärkeimmät suunnittelukohdat.
1. Ruiskuvalukoneen suurin ruiskutustilavuus
Pinottuissa ruiskumuoteissa voidaan käyttää joko kylmä- tai kuumakanavia. Kylmäkanavaa käytettäessä tulee huomioida porttijärjestelmän jähmettymiseen käytetyn muovin määrä. Käytettäessä kuumakanavaa, jolla saavutetaan ei--palautuva jähmettyminen, kuumakanavalevyn ja keskeisen pääsuuttimen materiaali ei vaikuta muotin vaadittavaan ruiskutustilavuuteen ja se voidaan jättää huomiotta. Siksi ruiskupuristuskoneen suurin ruiskutilavuus tulisi määrittää tapauskohtaisesti--tapauskohtaisesti.
2. Ruiskupuristuskoneen ruiskutuspaine
Ruiskutuspaineen tarkistaminen tarkistaa pääasiassa, voiko ruiskutuspaine täyttää muovausvaatimukset. Pinottuissa ruiskumuoteissa, joissa muovataan enimmäkseen ohutseinäisiä muoviosia, joissa on suuret ulkonevat alueet ja pitkät virtausreitit, täyttöprosessin aikana vaaditaan korkeampi ruiskutuspaine ja ruiskutusnopeus. Kuumakanavamuotit voivat kuumakanavateknologiansa ansiosta siirtää ruiskutuspainetta paremmin kuin kylmäkanavamuotit, mikä vaatii pienempää ruiskutuspainetta. Suuremman virtausreitin ja projisoidun alueen vuoksi ne vaativat kuitenkin korkeamman ruiskutuspaineen kuin yksikerroksiset kylmäkanavamuotit. Ruiskutuspainetta tarkistettaessa muoviosan ruiskutuspaine on määritettävä eri muovien ruiskuvaluprosessin ja tietokonesimulaatiovirtausanalyysin perusteella ja verrattava sitten ruiskuvalukoneen nimelliseen ruiskutuspaineeseen.
3. Ruiskuvalukoneen suurin puristusvoima
Pinottu ruiskupuristusmuotin ontelot on järjestetty "takaisin-vastaan-", mikä mahdollistaa teoriassa minkä tahansa pinon aikaansaamisen samassa ruiskupuristuskoneessa lisäämättä puristusvoimaa. Koska pinotun ruiskumuotin keskeinen pääsuutin ja jakoputkisto kuitenkin lisäävät virtauskanavaa, muoviosan ja porttijärjestelmän projisoitu pinta-ala erotuspinnalla on suurempi. Lisäksi pinoamisesta johtuva pidennetty jako johtaa suurempaan painehäviöön kuin perinteinen yksikerroksinen -muotti, mikä johtaa vastaavaan ruiskutuspaineen ja ontelopaineen nousuun. Siksi kiristysvoima kasvaa. Kun kiristysvoimaa tarkistetaan, sen lisääminen 10 %-15 % verrattuna samaan yksikerroksiseen muottiin on suhteellisen turvallista.
4. Ruiskupuristuskoneen avausisku
Pinotut ruiskumuotit jakavat ja poistavat muoviosan kahdella tasolla. Kun tarkistetaan avausiskua, muotin paksuutta ei tarvitse ottaa huomioon ruiskupuristuskoneissa, joissa käytetään hydraulista -mekaanista puristusmekanismia. Kuitenkin, kun pinotussa ruiskumuotissa on sivu-jakoytimen-vetomekanismi, ytimen-vetoetäisyyden vaikutus on otettava huomioon.
Jos käytetään synkronista muotin avausmekanismia, kuten hammaspyörää ja hammastankoa tai kampi-yhdystanko muotin avauslaitetta, jolla on sama välityssuhde, tuotteen korkeus ei rajoita pinotun ruiskumuotin jokaisen kerroksen iskua. Sen muotin avausisku on N kertaa kerroksen suurin avausisku monikerroksisessa muotissa (N on kerrosten lukumäärä pinotussa ruiskumuotissa).
5. Pääsuuttimen pituus
Keskimmäinen pääsuutin ei saa olla liian pitkä tai lyhyt. Tämä varmistaa, että kun muotti sulkeutuu, keskimmäinen pääsuutin ei ylitä enimmäisetäisyyttä, jonka ruiskupuristuskoneen suutin voi vetää sisään tai edetä koneen alustassa. Koska keskimmäinen pääsuutin liikkuu yhdessä muotin keskiosan kanssa irrotuksen aikana, on varmistettava, että keskipääsuutin pysyy kiinteässä muottiosassa muotin avaamisen jälkeen, jotta ylivuoto keskimuotisen pääsuuttimen päästä ei tippuisi kiinteän muottipesän seinämään.
6. Suojausjärjestelmä
Pinotuissa ruiskumuoteissa voidaan käyttää joko perinteistä jakoputkijärjestelmää (eli kylmäkanavaporttijärjestelmää) tai kuumakanavaporttijärjestelmää. Kuumakanavaporttijärjestelmät voivat siirtää ruiskutuspainetta tehokkaasti, mikä parantaa muoviosien muovauksen laatua ja helpottaa automatisoitua tuotantoa. Niillä on kuitenkin tiettyjä vaatimuksia käytettävän muovin tyypin suhteen, ja kuumakanavajärjestelmät ovat kalliita. Kylmäkanavajärjestelmiä käytettäessä muoviosien muovauslaatu on hieman heikompi, mutta muottien käsittely on helpompaa, mikä pienentää kustannuksia. Siksi porttijärjestelmän valinta riippuu erityisistä olosuhteista.
7. Muotin lämpötilan ohjausjärjestelmä
Muotin lämpötila on yksi tärkeimmistä muoviosien muovauslaatuun vaikuttavista tekijöistä. Pinottujen ruiskumuottien suunnittelussa on tärkeää varmistaa tasainen lämpötilan säätö jokaisessa ontelossa. Pinottuissa kuumakanavaruiskumuoteissa lämmönjohtavuuden aiheuttaman lämpöhäviön vähentämiseksi muotin ja kuumakanavalevyn välinen kosketuspinta tulee minimoida ja asianmukaiset lämmöneristystyynyt tulee asentaa.
8. Muotin avausmekanismi
Muoviosien tasaisen kutistumisen varmistamiseksi muoviosien viipymisajan (jäähdytysajan) kussakin ontelossa tulee olla yhtä suuri. Sen vuoksi pinottujen ruiskumuottien on varmistettava, että jokaisen ontelon jakopinnat avautuvat samanaikaisesti. Vaihteisto- ja hammastankovoimansiirtomekanismeja sekä mekaanisia kytkentämekanismeja käytetään yleisesti avausmekanismeina pinotuissa ruiskumuotteissa. Ensimmäinen tarjoaa paremman teknisen suorituskyvyn ja on taloudellisempi, mutta jälkimmäinen tarjoaa enemmän joustavuutta. Hydraulinen-avusteinen muotin avaaminen helpottaa avausajan hallintaa, mutta rakenne on suurempi.
9. Purkausmekanismi
Saman jäähdytysajan vaatimuksen perusteella pinottujen ruiskumuottien tulee poistaa muoviosat kussakin ontelossa samanaikaisesti. Jousi- tai{1}}korkeapaineilmapurkausmekanismit voivat saavuttaa tämän.
II. Pinottujen ruiskumuottien kehittäminen ja käyttö kotona ja ulkomailla
Jo joulukuussa 1940 KNOWLESER sai patentin pinotuille muoteille. Nykypäivän pinotut ruiskumuotit eivät ole pelkästään halvempia kuin perinteiset yksikerroksiset muotit{2}}, vaan ne lisäävät myös niiden käyttömahdollisuuksien joustavuutta. Vuosikymmenten tutkimuksen ja kehityksen jälkeen pinotut ruiskumuotit ovat kehittyneet rakenteellisten muutosten kautta, mukaan lukien kylmäkanavaiset kaksi-kerrosruiskumuotit, kuumakanavaiset kaksinkertaiset-kerrosruiskumuotit, 3-kerroksiset tai 4-kerroksiset pinotut ruiskumuotit, suorakulmaiset kuumakanavat, pinottu ruiskupuristusmuotit ja pyörivät ruiskupuristusmuotit.
1. Pinottujen ruiskumuottien kehitystrendit ulkomailla
Pinottu ruiskumuottitekniikka alkoi aikaisemmin ja on suhteellisen kypsä ulkomailla. Tunnettuja pinottuja ruiskumuottiyrityksiä ovat-Tradesco, Ferromatik Milacron, Foboha ja Engel. Kuumakanavatekniikan nopean kehityksen vuoksi ulkomailla kuumakanavapinottua ruiskumuottitekniikkaa käytetään laajalti ulkomailla. Lisäksi kehittyneet maat ovat uusien pinottujen ruiskumuottiteknologioiden edelläkävijöitä, ja äskettäin kehitetty pyörivä pinottu ruiskumuottitekniikka on laajentanut pinottujen ruiskumuottien käyttömahdollisuuksia.
1960- ja 70-luvuilla jotkut ulkomaiset yritykset alkoivat kehittää pinottuja ruiskumuotteja. Sveitsiläinen Schottli oli ensimmäinen, joka kehitti pinottuja ruiskumuotteja teollisiin sovelluksiin.
Vuonna 1980 saksalainen Johnson T. suunnitteli kylmäkanavaisen kaksi-kerrosruiskumuotin. Tämä muotti koostui liikkuvasta muottiosasta, kiinteästä muottiosasta ja väliosasta. Väliosa oli olennaisesti jatkoa pääkannattimelle, jossa oli haarakannattimet ja kaksi erillistä ontelolevyä. Sekä liikkuvaan että kiinteään muottiosaan asennettiin irrotusmekanismit mekaanisilla, hydraulisilla tai pneumaattisilla menetelmillä muoviosan poistamiseksi.
Vuonna 1989 D. Gener ja Wiesbaden{2}}Delkheim suunnittelivat kuumakanavaisen kaksikerroksisen ruiskumuotin. Se koostui myös liikkuvasta muottiosasta, kiinteästä muottiosasta ja väliosasta. Väliosaan kuului kuumakanava, kuumat suuttimet materiaalin syöttämiseksi onteloihin ja kaksi ontelolevyä valmiille tuotteelle.
Vuonna 1991 Rozema H., Tradesco Die & Moldista, suunnitteli neli-kerroksisen pinotun ruiskumuotin. Tämä kuumakanava-kaksois-kerrosruiskumuottiin perustuva muotti laajensi kuumakanavaa ja lisäsi väliosan laajentaen muottikerrosten lukumäärän neljään, mikä nelinkertaisti tuottavuuden.
Vuonna 1992 japanilaiset Hiroo Kasui ja Motoo Yamamoto keksivät kuumakanavapinomuotin, jossa oli epäsymmetrisesti jakautuneet kuumat suuttimet. Kohtuullinen jakorakenne voi kuitenkin ohjata sulavirtaa muotin ontelossa tasapainon saavuttamiseksi.
2. Pinon ruiskuvalumuottien kehitysdynamiikka Kiinassa
Pinoruiskumuottitekniikka otettiin käyttöön vasta vähitellen kotimaani muottiteollisuudessa 1980-luvun lopulla. Siksi kotimaani pinoruiskumuottitekniikka alkoi suhteellisen myöhään, ja tuotannossa käytettyjen kuumakanavapinomuottien osuus on pieni. Suunnittelussa ja sovelluksessa on tietty aukko kehittyneeseen ulkomaiseen pinomuottiteknologiaan verrattuna, ja joillakin teknisillä alueilla (kuten pyörivät pinomuotit) Kiina on edelleen tyhjä pöytä. Tästä syystä maani on kovassa kilpailussa markkinoilla parannettava nopeasti pinoruiskumuottitekniikkaansa saadakseen aloitteen kansainvälisillä markkinoilla ja varmistaakseen yritystensä selviytymisen.
Vuonna 1990 Li Shuzan Beijing No{1}} Plastics Factorysta ehdotti rakennesuunnitelmaa kaksoisonteloiselle ruiskumuotille, jossa käytetään sivu-porttisyöttöä. Tämä muotti vähentää muotin irrottavien pintojen määrää verrattuna pistesyöttöön{5}}, mikä helpottaa muotin peräkkäistä avaamista. Se on kuitenkin epäluotettava muovattaessa syviä onteloita tai osia, jotka vaativat merkittävää purkausvoimaa.
Vuonna 1992 Bu Jianxin Changzhou Light Industry Schoolista esitteli kaksinkertaisen-ontelomuotin, jossa käytetään sekä sivu-portti- että piste{3}}porttisyöttöä. Ylempi onkalo käyttää sivu{5}}porttisyöttöä ja alaontelo piste{6}}porttisyöttöä. Peräkkäinen erottelu saavutetaan rajoituskoukkujen ja rajoituslevyjen avulla, mikä mahdollistaa erityyppisten muoviosien muovauksen.
Vuonna 1995 Yi Qing suunnitteli erityisen kaksinkertaisen-ontelomuotin, jossa oli kaksi-vaiheinen pääkanavajärjestelmä. Ensimmäisen-vaiheen pääjuoksussa on upotettu ura yläosassa. Liikkuva muottilevy ajaa kiinteän muotin ejektorilevyä työntämään muoviosan ulos ketjukäytön kautta. Sen haittoja ovat tarve laajentaa ruiskupuristuskoneen suutin kiinteään muottiin pääkanavan holkin ruiskuttamiseksi ja tilaa vievä porttijärjestelmä.
Vuonna 1997 Li Shu ja Chuan Chengzhi suunnittelivat kaksikerroksisen kuumakanavaruiskumuotin autojen ovien ja ikkunoiden tiivisteliuskojen valmistukseen. Tämä muotti ohitti keskustan ja siirsi sulan muovin muotin reunasta jakolevylle. Muotti voi muovata kaksi muoviosien sarjaa yhdessä ruiskutusjaksossa, joista jokainen sisältää neljä tiivistenauhaa (edessä, takana, vasemmalla ja oikealla). Kahdessa autossa käytetyt kahdeksan tiivistenauhaa voitiin muovata yhdellä kertaa.
Vuonna 1999 Wang Yuexing Zhejiang Weixing Groupista suunnitteli korkean-tehokkuuden puoli-tyyppisen kaksikerroksisen-ruiskumuotin. Se jakoi parin puoli{5}}liukukappaleita, mikä johti yksinkertaiseen muottirakenteeseen, alhaisempiin valmistuskustannuksiin, kaksinkertaiseen onteloiden määrään, lyhyempiin ruiskuvalujaksoihin ja parempaan tuotantotehokkuuteen.
Vuonna 2000 Feng Xiaozhong et al. esitteli upotetun portin kaksinkertaisen-kerrosruiskumuotin liköörilasikorkille. Tämä muotti mahdollistaa jokaisen muoviosien kerroksen muotissa erottamisen kanavan jähmettyneestä materiaalista, ja kunkin kerroksen erotuspinnat voidaan poistaa samanaikaisesti. Tämä yksinkertaistaa muotin rakennetta, vähentää jakoetäisyyden vaatimuksia ja helpottaa automatisoitua tuotantoa. Se vaatii kuitenkin suurta luotettavuutta muottiin jääviltä muoviosilta ja syvään upotettua pääkanavan holkkia. Vuonna 2003 Yan Yalin ja Huang Xiaoyan suunnittelivat suorakulmaisen-kuumaportin pinotun ruiskumuotin. Tämä muotti muutti portin asentoa asettamalla sen keskelle suorassa kulmassa muotin avautumissuuntaan nähden. Vaikka se vaati suorakulmaista ruiskuvalukonetta, se poisti kuumakanavan jatkeen tarpeen, mikä lyhensi etäisyyttä, jonka sula muovi kulkee ruiskutussuuttimesta jakoputkeen ja yksinkertaisti rakennesuunnittelua.
Vuonna 2004 Chen Jianling, Liu Tinghua ja muut suunnittelivat kuumakanavapinotun muotin CD-pakkauslaatikoihin. Kiinteän -etäisyyden kiinnitystankojen avulla muotin peräkkäiseen avaamiseen, siinä on kompakti rakenne, erinomainen taloudellisuus, vähemmän työvoimaa, merkittävästi parantunut tehokkuus ja taattu tuotteen laatu.
Vuonna 2007 Shen Honglei ja muut suunnittelivat kuumakanavapinotun muotin CD-pidikeille. Tässä muotissa on kaksikerroksinen kuumakanavarakenne, jossa käytetään hammaspyöriä, telineitä ja hydraulisylintereitä muotin peräkkäiseen avaamiseen ja osien irrottamiseen. Valmistetut osat täyttävät mitta- ja ulkonäkövaatimukset, mikä parantaa merkittävästi tuotannon tehokkuutta ja vähentää huomattavasti tuotantokustannuksia ja romumääriä.
Vuonna 2008 Wang Zhenbao et al. soveltanut CAE-teknologiaa pinottujen ruiskumuottien suunnitteluun. Mouldflow-analyysiohjelmiston avulla he simuloivat dynaamisesti ilmastointilaitteen paneelien pinotun muotin muovausprosessia analysoimalla muovin täyttö-, pitopaine- ja jäähdytysprosesseja. He analysoivat tärkeimmät muovausprosessiin vaikuttavat tekijät ja optimoivat prosessiparametrit.
III. Johtopäätös
Pinottujen ruiskumuottien, erityisesti kuumakanavien pinottujen ruiskumuottien, käyttö voi hyödyntää täysin ruiskuvalukoneiden ominaisuuksia, säästää työvoimaa ja laiteresursseja ja parantaa huomattavasti tuotannon tehokkuutta. Vaikka pinottujen ruiskumuottien suunnittelu- ja valmistuskustannukset ovat korkeammat, seuraavien alueiden parannukset voivat vähentää merkittävästi muottien kustannuksia ja laajentaa niiden käyttöaluetta:
1. Paranna pinottujen ruiskuvalumuottien suunnitteluteoriaa ja lyhennä T&K-sykliä;
2. Pidennä ydinkomponenttien (kuten lämmityselementtien ja lämpötilan säätöelementtien) käyttöikää;
3. Tee pinotuista ruiskumuotiista yhteensopivia tavallisten ruiskuvalulaitteiden kanssa;
4. Hyödynnä CAD/CAE/CAM-tekniikkaa suunnittelussa, analysoinnissa ja valmistuksessa muotin rakenteen optimoimiseksi;
5. Standardoi ja kaupallistaa pinottujen ruiskumuottien yhteiset osat;
6. Paranna paineensiirtokykyä, jotta ne soveltuvat paksuseinäisten muoviosien valmistukseen;
7. Optimoi pinotun ruiskupuristuksen prosessiparametrit;
8. Saavuta pinottu ruiskuvalu täysi automatisointi.
