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注塑机 |
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注射成型过程中保压的PVT最佳状态选定 |
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newmaker |
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1．说明
热塑性材料注射过程中所需控制的最重要的特性之，一是材料 冷却阶段的保压压力曲线。
按照所成型材料的一系列特性所选定的最佳保压压力曲线，甚至于能够在材料特性产生重大变化的情况下，仍可对所成型的制品重量进行非常精确的控制。
2．PVT特性曲线
材料成型过程中的最佳压力变化途径能通过叫做PVT曲线的图形得到。该图形描述了材料的温度(T)，及其特定的体积(V)和作用于材料的压力(P)之间的相互关系。
PVT曲线也能通过一系列不同的数学表达式来表述。它对每一种类型的材料给予相应的特性参数形式，这意味着不同等级而相同种类的村料，其PVT曲线仪在方程的特性系数上显现出差别。换句话说，PVT曲线的形状总是不变的。图-聚丙烯材料的PVT曲线便是一例。
图1：聚丙烯材料的PVT特性曲线
3．PVT曲线及其注射成型过程
众所周知，注射成型的充模阶段，注射——保压的切换点及保压过程必须准确地控制，以便得到高质量及高精度的制品。
为了避免材料在模中过早的凝固定型，必须控制充模速度。同样，在保压阶段也必须控制作用于材料的压力，以补偿材料的收缩和避免材料外溢。
为了保证所成型制品在重量和尺寸上的高质量精度和重复精度，保压阶段的最佳压力曲线应当是在材料冷却过程中处于等容变化的那段曲线。
图2说明了在聚丙烯材料的情况下，为达到上述结果在保压阶段所应遵循的最佳PVT变化路线。
图2：聚丙烯材料充模及保压的最佳PVT过程
从A到B是充模过程，此时模中压力上升到模具允许的不至于损坏模具的极限压力值，换句话说，上升到机器所能提供的最大压力量
在充模阶段，材料的温度可被认为差不多在应处恒定不变。材料冷却从B点开始，起初，材料按等压曲线变化，模温持续下降至点C，点C是无须克服模内最大压力值而能进行等容变化的点。
从C到D材料继续冷却，此对模内的压力按等容路径变化并一直下降至大气压力(点D处)。
冷却过程持续至E点，此时成型制品的温度是启模所需的温度。
4．注射成型机的PVT控制实施
上述几节所描述的，为得到高的成型精度的最佳PVT变化路径，能通过转化注射成型机的一系列保压压力值来实现。
换句话说，这意味着应使用一个有效的时间闭路控制系统来执行上述任务。该系统能根据所测量得到的在模具和喷嘴中所得的大量特性数据，不断地调整注射油缸的液压压力，该系统还能注意到所使用材料的特点和所成型制品的几何特性并作出相应的反应。
正如图3所示，材料的温度恰是在注射前在喷嘴内测量的，模壁温度和壁模中的压力是分别用热电偶和压电传感器测量的。
图3：PVT闭路控制方框图
T1 T2： 模壁温度；Tm 喷嘴中材料温度；Pm 模压
然而此外，关于制品的平均壁厚值，模内所允许的最高压力，制品打开时的平均温度，所使用材料的类型这些信息则是由操作者输入机内的。
上述措施是为了尽可能地按照所使用材料的PVT特性曲线，力图在注射油缸中获得最佳相应的压力。
作为时间的函数，模槽内材料的温度是通过不断对模壁温度测量来得到的。油缸中的液压压力能按PVT特性曲线持续地调整，以获得相应的模内压力值。
5．效果
正由于喷嘴中材料的温度是在注射前测量的，最佳的PVT特性曲线有助于甚至当材料的特性发生重大变化的时候仍保持稳定的制品质量。
举例来说，当材料的黏度发生变化而塑化时未作出相应调整时，材料将会在注射前出现不同的温度。如果保压压力曲线仍保持不变，所成型的制品重量将会发生变化。
图4说明了一个试验的例子，当机器经过220周期的工作循环时，注射前材料的温度已从215℃转升至250℃。
将采用PVT最佳化措施的图4—1与不采用PVT最佳化措施的图4—2作一对比，你会清楚地看到其重量与尺寸精度的不同点。
6．结论
PVT最佳化措施需要高尖端的控制装置，以得到该保压曲线所需的有效闭路控制装置，并用来高速地仔细处理大量的数据。感谢SANDRETTO(新得多)注射成型机的控制装置所具有的出色的工作性能，使我们能将PVT最佳化特性曲线介绍给你们。它的优越性已在生产技术型制品的高精度注射生产中体现了出来。如用于光学用途的PMMA(有机玻璃)制品生产中。
进一步说，象PVT这样的系统的实施是期着全自动化和自供过程控制系统方向发展的另一步骤。这里，机器能无须操作者的帮助而自行调整注射过程中的主要被控参量。因而，甚至在材料的特性发生重大变化的前提下，仍能保证所成型制品的高精度和高质量。
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(5/19/2009) |
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