Spis treści
Jeśli projektujesz obudowa z tworzywa sztucznegoW przypadku pokrywy, panelu lub dużego elementu formowanego, możesz początkowo nie myśleć o wlewie. Jednak gdy element ma widoczną powierzchnię, długą ścieżkę przepływu, wiele punktów wlewu lub dużą wielkość produkcji, konstrukcja wlewu może szybko wpłynąć na wynik. Możesz zauważyć ślady wlewu, nitkowanie, linie łączenia w niewłaściwym miejscu lub niestabilne wypełnienie między gniazdami.
W tym miejscu można omówić formowanie wtryskowe z zaworem zaworowym. Zawór zaworowy nie jest oddzielnym procesem formowania. Jest to metoda sterowania zaworem stosowana w Forma gorących kanałówPodczas cyklu formowania wtryskowego trzpień zaworu otwiera i zamyka wlew, aby kontrolować moment, w którym stopione tworzywo sztuczne dostaje się do gniazda formującego.
Podstawy zaworów zaworowych w formowaniu wtryskowym
Wtryskarka to zasuwa gorącokanałowa sterowana ruchomym sworzniem. Gdy sworzeń jest zamknięty, stopione tworzywo sztuczne nie może dostać się do gniazda formy przez ten sworzeń. Gdy sworzeń się otwiera, stop wpływa do gniazda formy. Po napełnieniu lub upakowaniu sworzeń ponownie się zamyka.
Różni się to od standardowej bramki termicznej, w której zamknięcie bramki zależy głównie od temperatury, ciśnienia i zestalenia bramki. System z bramką zaworową daje zespołowi zajmującemu się formą i procesem większą bezpośrednią kontrolę nad otwieraniem i zamykaniem bramki.
Typowy układ zaworowy formy wtryskowej może obejmować:
- Rozdzielacz gorącokanałowy
- Podgrzewana dysza
- Trzpień zaworu lub sworzeń zaworu
- Siłownik pneumatyczny, hydrauliczny lub elektryczny
- Kontrola temperatury i czasu
- Obszar wlewu w gnieździe formy
Wał zaworowy to tylko jeden z elementów konstrukcji formy. Jeśli położenie wału jest nieprawidłowe, sworzeń zaworu nie rozwiąże całego problemu. Może on sterować wałem, ale nie może zastąpić prawidłowego projektu części, układu kanałów dolotowych, chłodzenia, odpowietrzania i konfiguracji procesu.
Jak działa zasuwa zaworowa
Podstawowa sekwencja działań jest prosta:
- Forma się zamyka.
- Przed wtryskiem zaworek pozostaje zamknięty.
- Trzpień zaworu otwiera się w ustawionym czasie lub w określonych warunkach procesu.
- Stopiony plastik przepływa przez wlew do wnęki.
- Po napełnieniu lub uszczelnieniu zaworek zamyka się.
- Część ochładza się i zostaje wyrzucona.
Wartość tkwi w kontrolowanym zamknięciu. Zawór zamykający może zmniejszyć ślinienie i nitkowanie, ponieważ jest on zamykany mechanicznie, a nie pozostawiany do naturalnego zamrożenia. Może to również poprawić kontrolę obszaru zasuwy, szczególnie w przypadku kosmetycznych elementów z tworzyw sztucznych.
Czas otwarcia nadal ma znaczenie. Jeśli zawór otwiera się zbyt wcześnie lub zbyt późno, może to wpłynąć na kierunek przepływu, położenie linii łączenia, uszczelnienie i wygląd elementu. Jeśli zamyka się zbyt wcześnie, element może nie być wystarczająco uszczelniony. Jeśli zamyka się zbyt późno, w obszarze wlewu mogą pojawić się naprężenia lub większy ślad kontrolny.
Bramka zaworowa a bramka zimnokanałowa i gorącokanałowa
Najprostszym sposobem zrozumienia działania zaworu wtryskowego jest porównanie go z zaworem zimnokanałowym i standardowym zaworem gorącokanałowym.
| System bramowy | Główna cecha | Typowe dopasowanie | Główne ograniczenie |
| Brama kanału zimnego | Kanały wlewowe i kanał doprowadzający chłodzą się w każdym cyklu | Mała objętość, proste części, narzędzia ekonomiczne | Odpady i przycinanie biegaczy |
| Standardowa bramka gorącokanałowa | Biegacz pozostaje rozgrzany i roztopiony | Większa objętość, mniej odpadów w kanale | Ograniczone mechaniczne zamknięcie bramy |
| Kanał gorący z zaworem | Zawór otwiera i zamyka bramę | Części kosmetyczne, duże, wielobramowe, o dużej objętości | Wyższe koszty narzędzi i konserwacji |
Wlewka z zimnym kanałem jest nadal praktyczna w przypadku wielu elementów z tworzyw sztucznych. Jest prosta, niezawodna i często ekonomiczna, gdy wolumen produkcji nie jest wysoki. Kompromisem są odpady wlewowe i kanałowe.
Standardowy kanał gorący zmniejsza straty w kanale i może poprawić wydajność produkcji. Jednak bez mechanicznego sworznia odcinającego, obszar zasuwy może nadal wykazywać wycieki, zaciąganie lub mniej równomierną kontrolę resztek zasuwy.
Kanał gorący z zaworem bramkowym zapewnia aktywną kontrolę nad bramką. Taka kontrola jest przydatna, gdy istnieje ku temu wyraźny powód, taki jak kontrola wyglądu, napełnianie wieloma bramkami, produkcja wielkoseryjna lub redukcja strat materiałowych.
Zalety zasuw zaworowych w formowaniu wtryskowym
Obszar Bramy Czystszej
Zawory zaworowe mogą redukować ślinienie, zaciąganie i powstawanie szorstkich śladów na zaworach. Dlatego często są sprawdzane pod kątem widocznych części, takich jak obudowy, pokrywy, panele, ramki i dekoracyjne elementy plastikowe.
Nie powodują całkowitego zniknięcia znaku wlewu. W miejscu zamknięcia iglicy zaworu może pozostać niewielki znak kontrolny, kropka lub lekkie wgłębienie. W przypadku części o wysokim połysku, teksturowanych, przezroczystych lub malowanych, akceptowalną próbkę należy potwierdzić podczas próby formy.
Lepsza kontrola przepływu
Zawór sterujący kontroluje moment, w którym stopione tworzywo sztuczne dostaje się do wnęki. Jest to przydatne w przypadku dużych części, części o długim przepływie oraz części z więcej niż jedną zasuwą.
Na przykład, duża plastikowa osłona może wymagać wielu zasuw, aby zmniejszyć odległość przepływu. Jeśli wszystkie zasuwy otworzą się jednocześnie, czoła przepływu mogą spotkać się w widocznym obszarze i utworzyć linie zgrzewu. Dzięki sterowaniu zaworami, forma może otwierać zasuwy w zaplanowanej kolejności i przesuwać linię zgrzewu do mniej krytycznego obszaru.
Mniej odpadów biegaczy
Zawory zaworowe są zazwyczaj stosowane w systemach z gorącymi kanałami, dzięki czemu kanał pozostaje stopiony, zamiast schładzać się w każdym cyklu. W porównaniu z formami z zimnymi kanałami, pozwala to zmniejszyć ilość odpadów wlewowych i kanałowych.
Ma to większe znaczenie w przypadku produkcji wielkoseryjnej lub drogich tworzyw konstrukcyjnych. W przypadku projektów niskoseryjnych oszczędności materiałowe mogą nie uzasadniać dodatkowych kosztów formy.
Lepsza powtarzalność w odpowiednich projektach
Dla litu szacuje się formy wielogniazdowe W przypadku formowania wtryskowego tworzyw sztucznych o dużej objętości, powtarzalność jest ważna. Zawór zasuwowy może poprawić spójność zamykania zasuwy i pomóc zmniejszyć wahania w obszarze zasuwy.
Korzyści te zależą od stabilnego oprzyrządowania i konserwacji. Iglice zaworów, grzałki, siłowniki i uszczelnienia muszą działać niezawodnie. Źle konserwowany układ zasuwy zaworowej może powodować nowe problemy produkcyjne.
Gdzie powszechnie stosuje się zawory zaworowe
Części kosmetyczne z tworzyw sztucznych
Zawory zaworowe są często stosowane w częściach, w których jakość powierzchni ma znaczenie. Przykłady obejmują: obudowy elektroniczne, obudowy urządzeń, części wnętrza samochodów, ramki wystawowe i plastikowe obudowy przeznaczone dla klientów.
Głównym celem jest poprawa powierzchni wlewu i redukcja widocznych wad związanych z wlewem. Lokalizacja wlewu nadal wymaga dokładnej analizy. Wlew zaworowy nie sprawi, że nieprawidłowe położenie wlewu będzie bezpieczne dla wszystkich powierzchni kosmetycznych.
Części duże lub o długim przepływie
Duże elementy z tworzyw sztucznych mogą wymagać wielu wlewów, ponieważ jeden wlew może zapewnić długi dystans przepływu lub wysokie ciśnienie wtrysku. Wiele wlewów pomaga wypełnić element, ale może również tworzyć linie łączenia.
Zawór sterujący może kontrolować ścieżkę napełniania. W wielu formach wielkoformatowych celem jest nie tylko wypełnienie gniazda, ale także doprowadzenie do zetknięcia się czoła strumienia w mniej krytycznych obszarach.
Formy wielogniazdowe
W produkcji wielogniazdowej, każda z nich powinna być napełniana i wypełniana w sposób możliwie najbardziej równomierny. Sterowanie zaworem może być pomocne, gdy forma wymaga lepszego czasu napełniania, szczególnie w przypadku produkcji wielkoseryjnej.
Formy rodzinne są trudniejsze, ponieważ rozmiary gniazd i opory przepływu mogą się różnić. W takich przypadkach czas otwarcia zaworu należy dokładnie sprawdzić podczas formowania próbnego.
Części cienkościenne
Elementy cienkościenne wymagają szybkiego napełniania i stabilnego podawania stopu. Gorący kanał z zaworem może pomóc zredukować pewne ograniczenia przepływu, w zależności od materiału, rozmiaru wlewu, konstrukcji dyszy i struktury formy.
To wciąż tylko jeden element systemu. Formowanie cienkościenne zależy również od przepływu żywicy, prędkości wtrysku, odpowietrzania, chłodzenia i możliwości maszyny.
Ograniczenia i typowe ryzyka
Wyższy koszt oprzyrządowania
Systemy zaworowe są bardziej złożone niż narzędzia zimnokanałowe i wiele standardowych narzędzi gorącokanałowych. Forma wymaga sworzni zaworowych, siłowników, grzałek, okablowania, elementów sterujących i precyzyjnej obróbki w obszarze zasuwy.
W przypadku prostych wsporników, obudów o małej objętości lub wczesnych prototypów narzędzi, ten dodatkowy koszt może być nieopłacalny. Prostszy system bramkowy może okazać się bardziej praktyczny.
Więcej konserwacji
Zawory zasuwowe posiadają ruchome części. Wymagają one płynnego ruchu, stabilnego nagrzewania, dobrego uszczelnienia i prawidłowego ustawienia. Materiały wypełnione szkłem i żywice ścierne mogą zwiększać zużycie sworznia zaworu i obszaru zasuwy.
Przy wyborze producent form z tworzyw sztucznych, zasadne jest zastanowienie się nad sposobem konserwacji układu zaworowego i nad tym, jakie części zamienne mogą być potrzebne.
Znak świadka bramy
Zawór zwrotny może poprawić powierzchnię zasuwy, ale nadal może pozostawić niewielki ślad. Ślad może mieć postać małej kropki, okręgu lub lekkiego wgłębienia.
W przypadku części o określonym wyglądzie, standard należy sprawdzać na rzeczywistych próbkach formowanych, a nie tylko na podstawie rysunku.
Ślinienie się, sznurowanie lub przyklejanie szpilek
Zawory zasuwowe służą do redukcji ślinienia i zaciągania się, ale nie są w stanie zapobiec wszystkim problemom. Niestabilna temperatura, degradacja materiału, słabe zamykanie sworznia, zanieczyszczenie lub zużycie nadal mogą powodować problemy z zasuwą.
Kolejnym zagrożeniem jest zacinanie się iglicy zaworu. Jeśli iglica otwiera się lub zamyka z opóźnieniem, napełnianie i wygląd mogą stać się niestabilne.
Sekwencyjne zawory bramkowe
Sekwencyjne sterowanie zaworami to zaawansowane zastosowanie bramek zaworowych. Oznacza to, że wiele bramek zaworowych otwiera się lub zamyka w zaplanowanej sekwencji, zamiast otwierania wszystkich bramek jednocześnie.
Jest często stosowany do dużych elementów, elementów o długim przepływie lub elementów z wieloma punktami wlewowymi. Celem jest kontrola czoła przepływu, redukcja niepożądanych linii łączenia i poprawa zachowania uszczelnienia.
Na przykład, długi element z tworzywa sztucznego może zaczynać się napełniać od jednej wlewki. Gdy czoło stopu zbliża się do kolejnej wlewki, wlewka ta się otwiera. Pozwala to na kontynuację przepływu, zamiast tworzenia dwóch przeciwległych frontów przepływu, które spotykają się w środku.
Sekwencyjne sterowanie zaworami może być przydatne, ale wymaga starannej walidacji. Należy sprawdzić czas otwarcia zasuwy, równowagę napełnienia, zachowanie ciśnienia, wygląd i wyniki wymiarowe.
FAQ
Czy formowanie wtryskowe zaworów zaworowych jest osobnym procesem formowania?
Nie. Formowanie wtryskowe z zaworem zaworowym zazwyczaj oznacza formowanie wtryskowe z systemem gorących kanałów zaworowych. Zawór zaworowy to metoda sterowania zaworem wewnątrz formy, a nie oddzielny proces formowania.
Czy zawór odcinający jest tym samym co kanał gorący?
Nie. W systemie kanałów gorących zazwyczaj stosuje się zasuwę zaworową, ale nie każdy system kanałów gorących ma zasuwę zaworową. Zasuwa zaworowa wykorzystuje ruchomy sworzeń do otwierania i zamykania zasuwy.
Kiedy należy rozważyć zastosowanie zasuw zaworowych?
Zawory zaworowe są często brane pod uwagę w przypadku części kosmetycznych, dużych części, części wielozaworowych, produkcji wielkoseryjnej, części cienkościennych lub projektów, w których konieczna jest lepsza kontrola wycieków, naprężeń, linii spawania lub śladów po zaworach.
Jakie są wady zasuw zaworowych?
Głównymi wadami są wyższe koszty oprzyrządowania, większa konserwacja, bardziej złożona regulacja rozrządu oraz możliwość zużycia lub zatarcia się sworzni zaworowych. W przypadku prostych lub niskoseryjnych części, prostszy układ zasuwowy może być bardziej praktyczny.
Wniosek
Rolą zasuw zaworowych w formowaniu wtryskowym jest kontrolowanie momentu, w którym stopione tworzywo sztuczne dostaje się do formy. System gorących kanałów z zaworami zaworowymi może pomóc w usprawnieniu zamykania zasuwy, zmniejszeniu wycieku i zaciągania, zwiększeniu powierzchni zasuwy, zmniejszeniu strat w kanałach oraz wspieraniu kontrolowanego napełniania dużych lub wielozasuwowych elementów z tworzyw sztucznych.
Nie jest to właściwy wybór dla każdego projektu. W przypadku prostych, niskoseryjnych lub kosztownych części, kanał zimny lub standardowy kanał gorący może być wystarczający. W przypadku części kosmetycznych, części wielkoseryjnych, części dużych, części cienkościennych lub form wielogniazdowych, warto rozważyć zastosowanie zasuwy zaworowej do formy wtryskowej już na etapie projektowania formy.
W przypadku projektów wymagających formowania wtryskowego tworzyw sztucznych, rysunki, wymagania materiałowe, oczekiwania dotyczące powierzchni i szacunkowe ilości można przesłać do Fabryka formowania wtryskowego HingTung w Chinach w celu wstępnego przeglądu projektu.