O conceito de "moldagem por injeção de precisão" é principalmente diferente de "moldagem por injeção convencional". Baseia-se no rápido desenvolvimento de materiais poliméricos e usa peças plásticas de precisão para substituir peças metálicas de alta precisão nas áreas de instrumentos e eletrônicos.
1. Características da moldagem por injeção de precisão:
1.1 A precisão dimensional da peça de trabalho é alta e a tolerância é pequena, ou seja, existe um limite dimensional de alta precisão;
1.2 O peso do produto possui alta precisão de repetibilidade, exigindo estabilidade dimensional diária, mensal e anual;
1.3 O material do molde é bom, a rigidez é suficiente, a precisão dimensional e suavidade da cavidade e a precisão de posicionamento entre os gabaritos são altas;
1.4 Substituir as injetoras convencionais por injetoras de precisão;
1.5 Adote o processo de moldagem por injeção de precisão;
1.6 Selecione materiais adequados para moldagem por injeção de precisão.
O índice técnico mais importante para avaliar os produtos é a precisão dos produtos moldados por injeção (tolerância dimensional, tolerância de forma e acabamento da superfície do produto). Para injetar produtos plásticos precisos, é necessário controlar rigorosamente quatro fatores, incluindo seleção de material, projeto de molde, processo de moldagem por injeção e nível técnico do operador.
As máquinas de moldagem por injeção de precisão exigem que a precisão dimensional do produto esteja geralmente dentro de 0.01-0.001mm, e muitas moldagens por injeção de precisão também exigem que as máquinas de moldagem por injeção tenham alta pressão de injeção e alta velocidade de injeção;
O sistema de fixação deve ter rigidez suficiente e precisão de fixação alta o suficiente. A chamada precisão de fixação refere-se à uniformidade, ajuste, estabilidade e alta repetibilidade da força de fixação e à alta precisão da posição de abertura e fechamento do molde;
É necessário controlar com precisão a pressão, vazão, temperatura, medição, etc. com a precisão correspondente e usar injeção multiestágio ou sem etapas para garantir as condições de reprodução do processo de moldagem e a repetibilidade do tamanho do produto.
2. Fatores que afetam a precisão dimensional de peças moldadas por injeção de precisão:
2.1 Precisão do molde;
2.2 encolhimento de moldagem;
2.3 A temperatura, umidade e faixa de flutuação do ambiente onde o produto é utilizado.
3. Princípios de seleção de materiais de moldagem de precisão de moldagem por injeção
Alta resistência mecânica, boa estabilidade dimensional, boa resistência à fluência e ampla adaptabilidade ambiental.
Existem quatro materiais comumente usados:
POM e reforçado com fibra de carbono (CF) ou reforçado com fibra de vidro (GF). Este material é caracterizado por boa resistência à fluência, resistência à fadiga, resistência às intempéries, boas propriedades dielétricas, retardador de chama e fácil desmoldagem por adição de lubrificante.
PA e PA66 reforçado com fibra de vidro, suas características: forte resistência ao impacto e resistência ao desgaste, boa fluidez e pode ser transformado em produtos com espessura de parede de 0,4 mm. O PA66 reforçado com fibra de vidro tem resistência ao calor (ponto de fusão 250 graus), mas sua desvantagem é que é higroscópico e geralmente precisa ser submetido a controle de umidade após a moldagem.
Poliéster reforçado com PBT com tempos de moldagem curtos. O tempo de moldagem é comparado da seguinte forma: PBT Menor ou igual a POM≈PA66 Menor ou igual a PA6.
PC e GFPC. Características: Boa resistência ao desgaste, maior rigidez após o reforço, boa estabilidade dimensional, resistência às intempéries, retardante de chamas e boa processabilidade de moldagem.
4. Problema de encolhimento na moldagem por injeção de precisão
Existem quatro fatores que afetam o encolhimento: encolhimento térmico, encolhimento de mudança de fase, encolhimento de orientação e encolhimento de compressão.
A contração térmica é uma propriedade termofísica inerente de materiais de moldagem e materiais de molde. A temperatura do molde é alta, a temperatura do produto também é alta e a taxa de encolhimento real aumentará, portanto, a temperatura do molde para injeção de precisão não deve ser muito alta.
A contração de mudança de fase é decorrente da contração causada pela diminuição do volume específico durante o processo de orientação das resinas cristalinas, acompanhada pela cristalização dos polímeros, que é chamada de contração de mudança de fase. A temperatura do molde é alta, a cristalinidade é alta e a taxa de encolhimento é grande; mas, por outro lado, o aumento da cristalinidade aumentará a densidade do produto, o coeficiente de expansão linear diminuirá e a taxa de encolhimento diminuirá. Portanto, a taxa de encolhimento real é determinada pelo efeito combinado dos dois.
Encolhimento de orientação, devido ao alongamento forçado das cadeias moleculares na direção do fluxo, as macromoléculas tendem a se enrolar e se recuperar quando resfriadas, e o encolhimento ocorrerá na direção de orientação. O grau de orientação molecular está relacionado à pressão de injeção, velocidade de injeção, temperatura da resina e temperatura do molde. Mas o principal é a velocidade de injeção.
Encolhimento por compressão e reajuste elástico, geralmente os plásticos são compressíveis. Ou seja, o volume específico muda significativamente sob alta pressão. Em temperaturas normais, o volume específico do produto moldado sob pressão diminuirá, a densidade aumentará, o coeficiente de expansão diminuirá e a taxa de encolhimento diminuirá significativamente. Correspondendo à compressibilidade, o material de moldagem tem um efeito de redefinição elástica, o que reduz o encolhimento do produto. Os fatores que afetam a contração de moldagem do produto estão relacionados às condições de moldagem e de operação.
5. Molde de injeção de precisão
A precisão do molde depende principalmente da alta precisão dimensional da cavidade do molde, do posicionamento preciso da cavidade ou se a precisão da superfície de separação atende aos requisitos. Geralmente, a tolerância dimensional dos moldes de injeção de precisão deve ser controlada abaixo de 1/3 da tolerância dimensional do produto.
Usinabilidade e rigidez, no projeto da estrutura do molde, o número de cavidades não deve ser muito grande, e a placa inferior, a placa de suporte e as paredes da cavidade devem ser mais espessas para evitar deformação elástica severa das peças sob alta temperatura e alta pressão .
Na moldagem do produto, o molde deve procurar utilizar o menor número possível de cavidades, poucos e curtos canais, e um acabamento superior aos moldes comuns, o que é propício à moldagem.
O material do molde de precisão é liga de aço com alta resistência mecânica. Os materiais para fazer a cavidade e o sprue devem passar por tratamento térmico rigoroso, e materiais com alta dureza (peças de moldagem devem atingir cerca de HRC52), boa resistência ao desgaste e forte resistência à corrosão devem ser selecionados.
6. Características e seleção da máquina de injeção de precisão
Características em termos de parâmetros técnicos:
Em termos de pressão de injeção, máquina comum: 147 ~ 177MPa; máquina de precisão: 216 ~ 243MPa; máquina de ultra-alta pressão: 243 ~ 392MPa.
7. A razão pela qual a máquina de moldagem por injeção de precisão deve ser de alta pressão é:
(1) Para melhorar a precisão e a qualidade dos produtos de precisão, a pressão de injeção tem o impacto mais óbvio na taxa de encolhimento dos produtos. Quando a pressão de injeção atinge 392MPa, a contração de moldagem do produto é quase zero. Neste momento, a precisão do produto é afetada apenas pelo controle de mofo ou pelo meio ambiente. Experimentos provaram que: após o aumento da pressão de injeção de 98MPa para 392MPa, a resistência mecânica aumenta de 3% para 33%.
(2) Pode reduzir a espessura da parede de produtos de precisão e aumentar o comprimento de moldagem. Tomando o PC como exemplo, a pressão de injeção da máquina comum é de 177MPa, e produtos com espessura de parede de 0.2-0.8mm podem ser formados, enquanto a pressão de injeção da máquina de precisão é de 392MPa , e produtos com uma espessura de 0.15-0.6mm podem ser formados. Máquinas de injeção de ultra-alta pressão podem obter produtos com uma relação de comprimento de fluxo maior.
(3) Aumentar a pressão de injeção pode realizar totalmente o efeito de uma taxa de injeção lamacenta. Para atingir a taxa de injeção nominal, existem apenas duas maneiras: uma é aumentar a pressão máxima de injeção do sistema; a outra é modificar os parâmetros do parafuso e aumentar a proporção. A taxa de injeção da máquina de injeção de precisão deve ser alta.
8. As características da máquina de injeção de precisão em termos de controle:
8.1 Os requisitos de repetibilidade (reprodutibilidade) dos parâmetros de moldagem por injeção são altos e o controle de feedback de injeção em vários estágios deve ser adotado:
a. Controle de posição multinível;
b. Controle de velocidade multinível;
c. Controle de retenção de pressão em vários estágios;
d. Controle de contrapressão multinível;
e. Controle de velocidade de parafuso de vários estágios.
A precisão do sensor de deslocamento é necessária para atingir {{0}},1 mm, de modo que o curso de medição, o curso de injeção e a espessura da almofada de material restante (ponto de monitoramento de injeção) possam ser rigorosamente controlados para garantir o precisão de cada injeção e melhorar a precisão de moldagem do produto. O controle de temperatura do cano e do bico deve ser preciso, o overshoot deve ser pequeno quando a temperatura aumenta e a flutuação de temperatura deve ser pequena. A moldagem por injeção de precisão deve adotar o controle PID, de modo que a precisão da temperatura esteja preferencialmente dentro de ± 0,5 graus.
8.2 Requisitos de qualidade da plastificação. A uniformidade da plastificação não afeta apenas a qualidade de moldagem das peças moldadas por injeção, mas também afeta a resistência do plástico fundido quando ele passa pelo portão. A fim de obter uma plastificação uniforme, parafuso especial e uso de tecnologia de plastificação dedicada é essencial.
Além disso, a temperatura do barril também deve ser controlada com precisão. Agora, a temperatura do parafuso e do barril é controlada principalmente por PID (proporcional, diferencial, integral), e a precisão pode ser controlada em ± 1 grau, o que basicamente atende aos requisitos de moldagem por injeção de precisão. Se o método de controle FUZZY for usado, é mais adequado para moldagem por injeção de precisão.
8.3 O controle de temperatura do óleo de trabalho deve ser alto. A mudança da temperatura do óleo causará a flutuação da pressão de injeção. É necessário adotar um dispositivo de circuito fechado para aquecer e resfriar o óleo de trabalho, e é aconselhável estabilizar a temperatura do óleo em 50-55 graus .
8.4 Influência da pressão de retenção, a pressão de retenção tem uma grande influência nas peças plásticas de precisão. Para ser preciso, a pressão de retenção pode melhorar o encolhimento de alimentação, reduzir a deformação das peças de plástico e controlar a precisão das peças de plástico, e a estabilidade da pressão de retenção determina as peças de plástico. A precisão de conformação das peças e a posição final constante do parafuso são os fatores decisivos que determinam o efeito de retenção de pressão.
8.5 Requisitos para controle de temperatura do molde Se o tempo de resfriamento for o mesmo, a espessura dos produtos com baixa temperatura da cavidade do molde será maior do que aqueles com altas temperaturas. Como materiais POM e PA, produtos com espessura de 50-100 μm a uma temperatura de molde de 50 graus, a espessura é reduzida para 20-40 μm a 80 graus e reduzida para apenas 10 μm a 100 graus . A temperatura ambiente também afeta as tolerâncias dimensionais dos produtos de precisão.
9. Sistema hidráulico da máquina de moldagem por injeção de precisão:
O sistema de circuito de óleo requer um sistema proporcional usando válvulas de pressão proporcional, válvulas de fluxo proporcional ou bombas servo variáveis.
No mecanismo de fixação do molde de pressão direta, o circuito de óleo da peça de fixação é separado do circuito de óleo da peça de injeção.
Devido à alta velocidade das máquinas injetoras de precisão, a velocidade de resposta do sistema hidráulico deve ser enfatizada.
O sistema hidráulico da máquina de moldagem por injeção de precisão deve refletir totalmente a engenharia integrada de instrumentos hidráulicos eletromecânicos.
Características estruturais da máquina de moldagem por injeção de precisão:
Devido à alta pressão de injeção da máquina de injeção de precisão, é necessário enfatizar a rigidez do sistema de fixação do molde. O paralelismo de modelos móveis e fixos é controlado dentro do intervalo de 0.05-0.08mm.
É necessário para proteger o molde de baixa pressão e controlar a precisão da força de fixação. Porque o tamanho da força de fixação do molde afeta o grau de deformação do molde e, finalmente, afeta a tolerância dimensional da peça de trabalho.
A velocidade de abertura e fechamento do molde deve ser rápida, geralmente em torno de 60mm/s.
Componentes plastificantes: parafuso, cabeça de parafuso, anel anti-retorno, barril, etc., devem ser projetados para ter uma forma estrutural com forte capacidade de plastificação, bom grau de homogeneização e alta eficiência de injeção; o torque de acionamento do parafuso deve ser grande e pode ser continuamente variável.
Não importa que tipo de máquina de moldagem por injeção de precisão, ela deve ser capaz de controlar de forma estável a repetibilidade do tamanho e qualidade do produto no final. É também a coisa mais importante para todas as empresas de moldagem por injeção. Nossa empresa tem muitos anos de experiência emmoldagem por injeção de precisão. Bem-vindo a comunicar.