การเกิดและกำจัดฟองอากาศในชิ้นส่วนแม่พิมพ์ฉีด

ฟองอากาศในผลิตภัณฑ์ระหว่างการฉีดขึ้นรูปเป็นปัญหาทั่วไปที่ต้องแก้ไข

บทความนี้จะอธิบายถึงสาเหตุสามประการของการเกิดฟองอากาศและให้แนวทางแก้ไข

ผลิตภัณฑ์โปร่งใสไม่ได้รับอนุญาตให้มีฟองอากาศ เว้นแต่จะเป็นไปเพื่อให้ได้ผลการออกแบบ

ฟองอากาศยังลดความแข็งแรงเชิงกลของผลิตภัณฑ์หรือน้ำหนักผลิตภัณฑ์ที่ลูกค้ากำหนด ซึ่งเป็นสิ่งที่ควรหลีกเลี่ยง

สาเหตุของฟองอากาศในชิ้นส่วนแม่พิมพ์ฉีดมีสามสาเหตุ ได้แก่ อากาศ ความชื้น และสุญญากาศ

อากาศ

ภายในถัง

ในถังมีอากาศอยู่ระหว่างอนุภาคพลาสติก เมื่อพลาสติกถูกทำให้เป็นพลาสติก พลาสติกจะเข้าสู่ถังจากถังและอากาศจะถูกรวมเข้าด้วยกัน แรงดันย้อนกลับที่เหมาะสมจะบีบตัวละลายที่อยู่ด้านหน้าของสกรู ฟองอากาศจะถูกบดขยี้ และจะไม่ถูกฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ผ่านทางหัวฉีด

การออกแบบเครื่องฉีดพลาสติกแบบเรียบง่ายไม่มีมาตรวัดแรงดันย้อนกลับ แรงดันต้านสามารถวัดได้จากการปิดวาล์วควบคุมการไหลเท่านั้น แต่แรงดันต้านไม่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับมุมการหมุนของวาล์ว และสามารถสังเกตได้จากความเร็วการถอยของสกรูเท่านั้น


สำหรับเครื่องฉีดพลาสติกที่มีมาตรวัดแรงดันย้อนกลับ แรงดันที่อ่านได้ไม่ใช่แรงดันหลอมเหลว แต่เป็นแรงดันของกระบอกฉีด มีความสัมพันธ์ประมาณ 10-พับระหว่างทั้งสอง เครื่องฉีดขึ้นรูปบางเครื่องแสดงความสัมพันธ์นี้ซึ่งติดอยู่กับแผ่นกั้นการฉีด และสามารถใช้เพื่อแปลงความดันเกจที่อ่านกลับเป็นความดันหลอมเหลว


ภายในโพรง

ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีผนังหนาหรือผนังบาง โพรงแม่พิมพ์จะมีอากาศมากหรือน้อย และเมื่อไม่ถูกระบายออกจากแม่พิมพ์ มันจะผสมกับสารหลอมละลายที่ฉีดเข้าไปเพื่อสร้างฟองอากาศ

ความเร็วในการฉีด

หากความเร็วในการฉีดสูงเกินไป หากใช้ไนโตรเจนเพื่อเร่งการฉีด อากาศในช่องแม่พิมพ์อาจไม่ระบายออกทันเวลา ติดอยู่ในแม่พิมพ์ และสร้างฟองอากาศ หากการฉีดขึ้นรูปผนังบางต้องใช้อัตราการยิงที่สูงมากเพื่อเติมโพรง สามารถทำได้เฉพาะในร่องไอเสีย แรงยึดต่ำ และสุญญากาศเท่านั้น

ช่องระบายอากาศ

แม่พิมพ์ถูกแกะสลักด้วยร่องไอเสียบนพื้นผิวของการแยกส่วน ขยายจากโพรงแม่พิมพ์ไปยังขอบของฟิล์ม ช่องระบายอากาศมีพารามิเตอร์ความกว้าง ความลึก และจำนวนแถบ

ความลึกของร่องระบายช่วยให้อากาศระบายออกเท่านั้น และไม่อนุญาตให้มีการรั่วไหลของสารหลอมเหลวที่มีความหนืดสูง (มิฉะนั้นจะเกิดครีบ) ความลึกของร่องไอเสียไม่เกิน 0.03 มม. และความกว้างโดยทั่วไปไม่น้อยกว่า 6 มม. ร่องไอเสียจะเปิดทุกๆ 25-50 มม. โปรดทราบว่าความลึกของร่องระบายอากาศจะได้รับผลกระทบจากแรงหนีบ

ผู้ปฏิบัติงานควรกำหนดแรงจับยึดขั้นต่ำแต่เพียงพอ (ไม่มีเสี้ยน) แทนที่จะใช้แรงจับยึดเต็มที่ เพื่อไม่ให้ร่องไอเสียเรียบน้อยลงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกลไกการจับยึดของแม่พิมพ์และเครื่องฉีดพลาสติกด้วย (รวมถึงเครื่องจักร บานพับ, อายุการใช้งานของบานพับ, ปลอกบานพับ, แกนผูกและแม่แบบ) จะถูกขยายออกไป และเวลาในการหนีบจะสั้นลง


เหล็กระบายอากาศ

หากรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ไม่ต้องการความมันวาว สามารถใช้เหล็กระบายอากาศเป็นแม่พิมพ์ได้ และสามารถใช้รูพรุนขนาดเล็กในเหล็กเพื่อระบายออกได้

เครื่องดูดฝุ่น

ในสถานที่ปิดที่มั่นคงหรือทางวิ่งเย็น ให้เปิดจุดสุญญากาศและเชื่อมต่อกับปั๊มสุญญากาศเพื่อดึงอากาศในช่องแม่พิมพ์ระหว่างการฉีด

การดูดฝุ่นเป็นเอกสิทธิ์เฉพาะเจาะจงกับร่องไอเสียและเหล็กระบายอากาศ และไม่สามารถใช้ทั้งสองอย่างพร้อมกันได้ มิฉะนั้น จะไม่สามารถสูบสุญญากาศได้

ไอน้ำ

The plastic particles absorb water from the air, and they must be removed from the bottom to prevent them from being released after being heated at high temperatures (>1000C) และวิ่งเข้าไปในผลิตภัณฑ์

ตามข้อกำหนดของพลาสติกชนิดต่างๆ อุณหภูมิและเวลาในการอบแห้งจะแตกต่างกัน โปรดดูตารางด้านล่าง



ถังอบแห้งดึงอากาศจากชั้นบรรยากาศ อุ่นให้อุณหภูมิแห้ง ไหลผ่านพลาสติกในถังจากล่างขึ้นบน จากนั้นปล่อยกลับคืนสู่บรรยากาศจากด้านบน



สภาวะการอบแห้งในตารางด้านบนอยู่ภายใต้อุณหภูมิบรรยากาศ 200C และความชื้นสัมพัทธ์ 65 เปอร์เซ็นต์ โดยใช้กังหันลมประสิทธิภาพสูงเพื่อสร้างการไหลเวียนของอากาศ และปริมาณความชื้นของพลาสติกหลังจากการอบแห้งจะเท่ากับ น้อยกว่า 0.02 เปอร์เซ็นต์ .

ตัวอย่างเช่น ในช่วงปลายฤดูใบไม้ผลิทางตอนใต้ของจีน เมื่อความชื้นสัมพัทธ์เกิน 90 เปอร์เซ็นต์ ผลการอบแห้งจะด้อยกว่า สามารถใช้วิธีการต่อไปนี้เพื่อแก้ปัญหาได้

เวลาอบแห้ง

การขยายเวลาการอบแห้งเป็นวิธีการที่เข้าใจง่าย อากาศร้อนจะมีเวลามากขึ้นในการกำจัดความชื้นที่ติดอยู่กับอนุภาคพลาสติก และพลาสติกจะแห้งกว่า ความจุถังขนาดใหญ่ช่วยยืดเวลาการอบแห้ง

H = 3.6s*t/c (1)

H=ความจุถัง, กก

s=น้ำหนักต่อชอต (ต่อเบียร์) ปริมาณน้ำ g

c=รอบเวลา วินาที

t=เวลาในการทำให้แห้ง ชั่วโมง

ความจุถัง

ข้อมูลจำเพาะของถังบรรจุระบุด้วยความจุ และมีประเภทดังต่อไปนี้ เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ซัพพลายเออร์มีแนวทางการเลือกข้อใดข้อหนึ่งต่อไปนี้


ควรสังเกตว่าถังต้องติดตั้งเครื่องดูดเพื่อเติมพลาสติกที่ใช้แล้วอย่างต่อเนื่องและรักษาปริมาณพลาสติกให้คงที่ในถังเพื่อให้พลาสติกแห้งในพื้นที่ มิฉะนั้น เมื่อพลาสติกในถังบรรจุหมด จะถูกเติม และพลาสติกที่อยู่ใกล้ทางออกจะวิ่งเข้าไปในถังก่อนที่จะแห้ง และความชื้นจะไม่ถูกกำจัดออกไป

ตัวอย่างการคำนวณความจุถัง

การฉีดขึ้นรูป PET preform 20g ที่มี 32 ช่องใช้เวลา 24 วินาที ต้องใช้ถังอบแห้งเท่าใด

ดูตารางที่ 1 วัสดุ PET จะต้องทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 1600C เป็นเวลา 4~5 ชั่วโมง

จากสูตร (1)

H=3.6*32*20*5/24=480กก


สมมติว่าใช้เพียงร้อยละ 80 ของปริมาตรการฉีดของเครื่องฉีดพลาสติกสำหรับการฉีดขึ้นรูป ตัวแทนที่แนะนำในตารางที่ 2

t / c {{0}}.8H / (3.6*s) คำนวณจาก 0.119 ถึง 0.033 นั่นคือ:

เวลาในการอบแห้ง ชั่วโมง {{0}} (0.033~0.119)*รอบเวลา วินาที



จากตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ขึ้นรูปขั้นต้น เวลาในการอบแห้งสูงสุดเพียง 0.119*24=2.9 ชั่วโมง ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับ 4~5 ชั่วโมงที่กำหนดในตารางที่ 1

จากมุมมองอื่น 32*20 g / 0.8=800 g ตามตารางที่ 2 เลือกถังอบแห้ง 100 กก. ซึ่งแตกต่างจากถังบรรจุ 480 กก. ที่คำนวณใน ตัวอย่างก่อนหน้านี้


เครื่องอบลดความชื้น

ยังคงเป็นเรื่องยากที่จะรับประกันความแห้งของพลาสติกโดยการเพิ่มความจุของถังเพื่อเพิ่มผลการทำให้แห้ง เหตุผลคือความชื้นในบรรยากาศเพิ่มขึ้นเท่าใดและเวลาในการอบแห้งเพิ่มขึ้นเท่าใดเพื่อชดเชย ยิ่งไปกว่านั้น ความชื้นในบรรยากาศเปลี่ยนแปลงทุกวัน และการทำให้แห้งนานเกินไปก็เป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน

เครื่องทำลมแห้งแบบลดความชื้นสามารถรับประกันความแห้งโดยไม่ขึ้นกับความชื้นในบรรยากาศ

เครื่องอบลดความชื้นใช้ร่วมกับถังปั่นแห้ง การไหลของอากาศที่มีความชื้นออกจากถังอบแห้งจะเข้าสู่เครื่องลดความชื้น หลังจากการกรองและทำความเย็น ความชื้นในกระแสลมจะถูกดูดซับโดยตะแกรงโมเลกุลในรังผึ้งที่หมุนได้ จากนั้นส่งกลับไปที่ช่องดูดของถังปั่นแห้ง ด้วยวิธีนี้ การไหลเวียนของอากาศจึงเป็นระบบปิดที่ไม่ได้รับผลกระทบจากความชื้นในบรรยากาศ ตัวกรองโมเลกุลในรังผึ้งถูกสร้างขึ้นใหม่โดยการกำจัดน้ำออกจากกระแสอากาศที่สัมผัสกับบรรยากาศ



ความแห้งของอากาศแห้ง (เรียกอีกอย่างว่าความชื้นสัมบูรณ์) ที่ผลิตโดยเครื่องดูดความชื้นแบบรังผึ้งถึงจุดน้ำค้างที่ {{0}}C ซึ่งเทียบเท่ากับความชื้นสัมพัทธ์ที่ 0.60 เปอร์เซ็นต์หรือ a ความชื้น 0.013 เปอร์เซ็นต์ หรือ 128 ppm. ความสามารถในการอบแห้งของเครื่องลดความชื้นจะคำนวณจากจำนวนพลาสติกที่สามารถอบแห้งได้ต่อชั่วโมง ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับการเลือก

การอบแห้งแบบสองขั้นตอน

เครื่องลดความชื้นรังผึ้งไม่ถูก ผู้ผลิตบางรายใช้ถังปั่นแห้งแบบสองขั้นตอนเพื่อให้ได้ผลการอบแห้งที่ดีกว่าถังปั่นแห้งแบบเดี่ยว



อุณหภูมิการอบแห้ง

ผู้ผลิตพลาสติกแนะนำอุณหภูมิในการอบแห้ง หากเวลาในการอบแห้งคงที่ การเพิ่มอุณหภูมิในการอบแห้งสามารถปรับปรุงผลของการอบแห้งได้ แต่อุณหภูมิการอบแห้งที่สูงเกินไปจะทำให้ส่วนผสมในส่วนผสมเป็นโคลน ซึ่งส่งผลต่อสี ความโปร่งใส และคุณสมบัติเชิงกล

เครื่องดูดฝุ่น

พบรอยบุบบนพื้นผิวเมื่อทำการฉีดขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ที่มีผนังหนา รอยบุบเกิดจากการหดตัวของพลาสติกเมื่อเย็นตัวลงจากสถานะหลอมเหลวเป็นสถานะของแข็ง สามารถหลีกเลี่ยงได้หากพารามิเตอร์การยึดแรงดันและรันเนอร์ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม

เมื่อพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่มีผนังหนาเย็นลงและแข็งตัวแต่ภายในยังคงเป็นของเหลว มันจะหดตัวได้เฉพาะภายในเท่านั้น ซึ่งเรียกว่า "ฟองสบู่" ไม่มีอากาศหรือความชื้นใน "ฟองสบู่" มีเพียงสุญญากาศ วิธีการแยกจะเหมือนกับการบุบ

หากเส้นผ่านศูนย์กลางของ Cold Runner ใกล้เคียงกับความหนาของผนังสูงสุด แรงดันที่จับไว้สามารถเติมผลิตภัณฑ์ด้วยพลาสติกผ่าน Runner ที่ยังไม่แข็งตัว และกำจัด "ฟองอากาศ"


จะบอกได้อย่างไร

สาเหตุของฟองอากาศทั้งสามประเภทนั้นแตกต่างกัน และวิธีการกำจัดก็แตกต่างกันด้วย เราจะบอกได้อย่างไรว่าเป็นฟองสบู่ชนิดใด?

หากพลาสติกมีความโปร่งใสหรือโปร่งแสง สามารถใช้วิธีต่อไปนี้เพื่อระบุสาเหตุของฟองอากาศได้

ตัวเลข

มีฟองอากาศและน้ำจำนวนมาก แต่ฟองอากาศสุญญากาศมีอยู่เฉพาะในส่วนที่หนาที่สุด และมีน้อยหรือมีเพียงฟองเดียว

ที่ตั้ง

ตำแหน่งของฟองอากาศและความชื้นเป็นแบบสุ่ม และภายในผลิตภัณฑ์หลายตัว ฟองอากาศก็มีตำแหน่งต่างกัน ตำแหน่งของฟองสุญญากาศอยู่ตรงกลางของส่วนที่หนาที่สุด ซึ่งไม่เอนเอียง และขนาดฟองอากาศของแต่ละผลิตภัณฑ์ก็เกือบจะเท่ากัน

ไฟกระชากความร้อน

หลังจากที่ฟองอากาศและน้ำได้รับความร้อน ผลิตภัณฑ์จะอ่อนตัวลง และฟองอากาศจะขยายตัว แต่ฟองสุญญากาศจะไม่หดตัวหรือผนังด้านนอกหย่อนคล้อย สามารถสังเกตเห็นผลิตภัณฑ์ก่อนและหลังการให้ความร้อนภายใต้อุปกรณ์วัดแสง

รูปร่าง

ฟองอากาศและไอน้ำมีลักษณะเป็นทรงกลม แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นฟองสุญญากาศ