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Airmould及Airmould Contour氣輔工藝
Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件工藝是由Battenfeld公司開(kāi)發(fā)的具有專利的氣體輔助注塑件技術(shù),此外,Battenfeld公司還提供Airmould Contour表面壓力氣體輔助注塑件工藝。除了提供上述兩種工藝的設(shè)備和機(jī)器構(gòu)件外,Battenfeld公司還提供特殊的咨詢服務(wù),以幫助客戶挑選并優(yōu)化適用于每種應(yīng)用的工藝技術(shù)。 不論是Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件工藝,還是Airmould Contour表面壓力氣體輔助注塑件工藝,其目的都是為了提高成型部件的質(zhì)量。一般,采用這兩種工藝可以達(dá)到以下效果: ● 更好的表面質(zhì)量——熔體收縮的影響(凹痕)得到了消除; ● 更好的尺寸穩(wěn)定性——大大降低了成型部件的內(nèi)應(yīng)力,從而使部件不會(huì)發(fā)生變形。 ● 根據(jù)產(chǎn)品的幾何形狀以及所選擇的氣體注塑件工藝,使得縮短成型周期、降低合模力、減少注射量以及成型工藝步驟等成為可能。 此外,Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件工藝還可減輕部件的重量,從而減少對(duì)原料的消耗。 Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件 Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件是將氣體注射入熔體中。其工藝過(guò)程大體是:首先,一種特定量的熔體被注入型腔,然后,在熔體中注入氮?dú)?。通過(guò)注射入氣體,使型腔完全充滿。利用氣體保壓的功能,借助于氣體壓力來(lái)消除塑料材料的收縮。 氣體是通過(guò)機(jī)器的噴嘴或者通過(guò)設(shè)置在流道或注塑件模具內(nèi)的Airmould的吹針被注入產(chǎn)品中的。隨著型腔的完全填充,氣體保壓一直維持到注塑件模具完全冷卻并達(dá)到空間穩(wěn)定。整個(gè)氣道中均勻的氣體壓力抵消了體積的收縮。在注塑件模具開(kāi)模前,氣體壓力被降低,氮?dú)獗会尫诺娇諝庵小?通常,該工藝生產(chǎn)的成型產(chǎn)品沒(méi)有收縮痕,并且產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力也得到了降低。因此,該工藝適用于大多數(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。 除了上述描述的工藝過(guò)程以外,在注射入氣體使型腔完全填充的工藝過(guò)程中,有幾種工藝方法可供選擇,這其中包括了特殊的注塑件模具技術(shù)以及特殊的設(shè)備和控制系統(tǒng)。這幾種工藝方法主要包括: ● 不完全填充工藝。該工藝被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部壓力輔助注塑件工藝。如圖1所示,型腔首先被一定量的熔體填充(1),接著氣體注入(2),氣體轉(zhuǎn)移熔體,從而完成型腔的完全填充。保持氣體壓力,使保壓貫穿整個(gè)冷卻過(guò)程(3)。然后,在開(kāi)模以前氣體釋放(4)。如果氣體注射是通過(guò)Airmould設(shè)備的噴嘴,氣體的回流道就會(huì)被密封。 圖1● 完全填充工藝。如圖2所示,首先型腔被熔體完全填充(1),然后注入氮?dú)?,并提供保壓?),這樣可立即抵消收縮(3),并形成中空氣道。氣體注射通過(guò)型腔內(nèi)的注射模塊達(dá)到。在開(kāi)模前釋放氣體壓力(4)。 圖2● 溢出工藝。如圖3所示,首先,熔體完全填充型腔(1),如果需要可進(jìn)行保壓。然后注入氮?dú)猓?),熔體被氣體從型腔轉(zhuǎn)移到溢流區(qū)。一直保持氣體壓力并貫穿整個(gè)冷卻步驟(3),以抵消收縮。在開(kāi)模前釋放氣體壓力(4)。 圖3● 熔體回流工藝。如圖4所示,首先,型腔被熔體完全填充(1),如果需要可進(jìn)行保壓。然后,氮?dú)馔ㄟ^(guò)吹針在流程的末端被注入氣道(2),氣體轉(zhuǎn)移熔體使之返回料筒。接著關(guān)閉設(shè)備噴嘴,一直保持氣體壓力并貫穿整個(gè)冷卻步驟以抵消收縮(3),在開(kāi)模前釋放氣體(4)。 圖4● 活動(dòng)型芯工藝。如圖5所示,首先熔體注入型腔,但是由于型芯的插入而使型腔容積減?。?)。然后氮?dú)馔ㄟ^(guò)注射模塊注入型腔(2),同時(shí)型芯回縮。氣體壓力被保持到冷卻過(guò)程結(jié)束(3),以抵消收縮。 圖5● 多種發(fā)泡工藝,該工藝整合了帶有Airmould的多組分注塑件成型技術(shù)。如圖6所示,伴隨著一定量表面材料的注射,內(nèi)芯材料也被注入。但內(nèi)芯材料的數(shù)量常常不能完全填滿注塑件模具(1),隨著其后氮?dú)獾淖⑷耄⑺芗>弑憧赏耆錆M(2)。一直保持氣體壓力并貫穿整個(gè)冷卻步驟(3),在開(kāi)模前釋放氣體(4)。 圖6一般,可根據(jù)產(chǎn)品的幾何形狀和使用的原料來(lái)決定應(yīng)選用哪種工藝方法。 Airmould Contour表面壓力氣體輔助注塑件 Airmould Contour表面壓力氣體輔助注塑件是Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件的派生工藝,它開(kāi)創(chuàng)了氣體輔助注射的新的應(yīng)用領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的注塑件成型工藝中,如果保壓力不夠,極容易在成型部件加強(qiáng)筋的背面產(chǎn)生縮痕。同Airmould相比,Airmould Contour工藝中,氮?dú)獠皇潜蛔⑷肴垠w內(nèi)部,而是被注入在熔體和型腔之間。 如圖7所示,其單獨(dú)的工藝步驟為:首先,型腔被熔體完全填充(1)。接著,通過(guò)為Airmould Contour工藝而特別設(shè)計(jì)的注射模塊將氮?dú)庾⑸涞饺垠w和型腔壁之間(2)。此時(shí),氣體壓力的作用就像是一個(gè)保壓墊,背靠型腔壁從而在相反的方向包圍著正在冷卻的塑料原料。在整個(gè)冷卻步驟中(3),氮?dú)鈱⒈簤毫?yīng)用于一個(gè)選定的區(qū)域,從而避免了在成型部件的加強(qiáng)筋表面產(chǎn)生縮痕。在開(kāi)模前氣體壓力得到釋放。 圖7由于Airmould Contour工藝可避免部件產(chǎn)生縮痕和變形,因此可應(yīng)用于采用傳統(tǒng)注射工藝或Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件工藝很難實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品幾何形狀。Airmould Contour 工藝特別適用于薄壁、棒狀產(chǎn)品,或者是非結(jié)晶的塑料原料。 作為一家擁有60多年的注塑件成型技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的公司,Battenfeld在氣體輔助注塑件技術(shù)方面具有20多年的經(jīng)驗(yàn)積累,并能夠?qū)irmould技術(shù)與其他特殊工藝技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合,例如與模內(nèi)裝飾工藝、多組分技術(shù)、再注塑件技術(shù)等的結(jié)合,從而賦予成型部件良好的外表質(zhì)量。 Airmould模塊系統(tǒng) Airmould模塊系統(tǒng)適用于Battenfeld的Airmould內(nèi)部壓力氣體輔助注塑件工藝以及Airmould Contour表面壓力氣體輔助注塑件工藝。該系統(tǒng)包括4個(gè)基本組成部分,即氮?dú)獍l(fā)生器、氮?dú)鈮嚎s器、氣體壓力控制、氣體注射吹針。 1、SE系列氮?dú)獍l(fā)生器 SE系列氮?dú)獍l(fā)生器(如圖8所示)通過(guò)一種多膜系統(tǒng)從周圍空氣中過(guò)濾出氮?dú)?。該氮?dú)獍l(fā)生器是可移動(dòng)的,因此可以被放置在注塑件機(jī)和氮?dú)鈮嚎s器的旁邊,也可離開(kāi)它們一段距離。其標(biāo)準(zhǔn)性能范圍從130 L/min到500 L/min,可按客戶要求定做。其優(yōu)點(diǎn)是:高性能、高穩(wěn)定性;配置有冷卻干燥設(shè)備,從而可減少剩余的潮氣;可從周圍空氣中產(chǎn)生氮?dú)?;費(fèi)用低,占地面積小,易于維護(hù)保養(yǎng)。 2、DE系列氮?dú)鈮嚎s器 DE系列氮?dú)鈮嚎s器(如圖9所示)也是可移動(dòng)的系統(tǒng),既可放置在注塑件機(jī)旁也可遠(yuǎn)離注塑件機(jī)。它通過(guò)帶螺紋接口的高壓軟管或鋼管與注塑件機(jī)聯(lián)接。氮?dú)饨?jīng)氮?dú)鈮嚎s器壓縮后其工作壓力一般為300bar。Battenfeld提供多種不同規(guī)格的DE氮?dú)鈮嚎s器,其標(biāo)準(zhǔn)性能范圍從130L/min到500L/min,其他的規(guī)格可以按要求定做。該氮?dú)鈮嚎s器的優(yōu)點(diǎn)是:高性能、低成本;占地面積?。灰慌_(tái)氮?dú)鈮嚎s器能夠同時(shí)向多臺(tái)注塑件機(jī)提供氣體;大容量?jī)?chǔ)氣瓶。 3、氣體壓力控制 氣體壓力控制由一個(gè)電子控制系統(tǒng)組成,這個(gè)電子控制系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)壓力控制模塊或單點(diǎn)壓力控制模塊組合而成,它可以是固定的也可以是移動(dòng)的。其中,固定式控制系統(tǒng)最多可以控制4套壓力控制模塊和1套可實(shí)現(xiàn)抽芯動(dòng)作的吹針控制模塊。壓力控制模塊由一個(gè)簡(jiǎn)單的連接接口與注塑件機(jī)聯(lián)接??梢苿?dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的Battenfeld Airmould接口與注塑件機(jī)的控制系統(tǒng)連接,它也與其他品牌的注塑件機(jī)相匹配。 如果氣體只是通過(guò)一個(gè)Airmould設(shè)備噴嘴或一個(gè)注射吹針注入到一點(diǎn),則可以采用一個(gè)單獨(dú)的帶有手動(dòng)控制系統(tǒng)的單點(diǎn)壓力控制器,并通過(guò)Airmould接口直接與注塑件機(jī)聯(lián)接。如果注塑件模具需要兩根吹針,則可以采用兩個(gè)具有手動(dòng)控制系統(tǒng)的單點(diǎn)壓力控制器并通過(guò)一個(gè)雙電纜及Airmould接口直接與注塑件機(jī)聯(lián)接。 如果注塑件模具需要多于2根的吹針,或者需要抽芯功能,則必須使用可動(dòng)注射吹針,此時(shí)可以采用移動(dòng)式的UNIL-OG B4 AC型控制系統(tǒng)。帶觸摸屏的可移動(dòng)式控制系統(tǒng)UNIL-OG B4 AC(如圖10所示)的主要特點(diǎn)是:操作簡(jiǎn)單;實(shí)時(shí)曲線顯示,最多可顯示4套壓力控制模塊的4套實(shí)際壓力曲線值;連接便利,最多可以連接4套壓力控制模塊或4套單點(diǎn)壓力控制模塊;可與所有的Airmould組分兼容,如壓力控制模塊、單點(diǎn)壓力控制模塊、可伸縮控制模塊等;與Battenfeld設(shè)備的UNILOG B4控制系統(tǒng)一起,可進(jìn)行控制系統(tǒng)安全確認(rèn);超過(guò)100組的數(shù)據(jù)設(shè)定儲(chǔ)存;可在軟盤上進(jìn)行外部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。 一般,氣體壓力最少要通過(guò)一個(gè)壓力控制模塊或一個(gè)單點(diǎn)壓力控制模塊進(jìn)行控制。這些模塊都是尺寸很小、很緊湊的系統(tǒng),能安裝在距離機(jī)器或注塑件模具很近的位置。這樣氮?dú)獾南牧渴亲钌俚?,同時(shí)也保證了精確的壓力控制。模塊間通過(guò)較短的小容量高壓管及電纜聯(lián)接,氣體壓力通過(guò)高精度閥進(jìn)行控制。不論輸出壓力大小如何,由于壓力控制模塊的特殊設(shè)計(jì),可保證壓力控制和壓力監(jiān)控的絕對(duì)精確。 由于在很多應(yīng)用中,氣體注射只是單點(diǎn)的,因此Battenfeld專門開(kāi)發(fā)了單點(diǎn)壓力控制器(如圖11所示),它可提供兩種操作模式,包括:壓力控制模塊功能和獨(dú)立的單點(diǎn)壓力控制功能。在“獨(dú)立的單點(diǎn)壓力控制功能”模式下,既不需要固定式的控制系統(tǒng),也不需要移動(dòng)式的控制系統(tǒng)。單點(diǎn)壓力控制器的編程是通過(guò)一個(gè)手持式程序器實(shí)現(xiàn)的。一般,每臺(tái)注塑件機(jī)通過(guò)氣輔接口最多可連接2臺(tái)單點(diǎn)壓力控制器。該單點(diǎn)壓力控制器除了與Battenfeld的注塑件機(jī)兼容外,也與其他品牌的注塑件機(jī)兼容。 當(dāng)使用特殊原料時(shí)(例如:有填充料或特殊添加劑,混合型材料,增強(qiáng)型材料等)或者在高熔點(diǎn)的情況下,揮發(fā)性氣體物質(zhì)可能會(huì)隨著壓力卸載而釋放,并以液態(tài)或固態(tài)形式出現(xiàn)。為此,采用高速放氣閥可以減少凝結(jié)物的形成。在這種模塊中,氣體壓力由高精度閥控制,隨后氣體被直接排入周圍空氣中。由于氣體是通過(guò)一個(gè)安裝有消音器的獨(dú)立的閥而非控制閥被排出的,因此大大減少了凝結(jié)物的產(chǎn)生,排氣速度也更快。如果采用大氣流量的高速排氣閥,則可明顯縮短周期時(shí)間。 總之,Airmould壓力控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn): ● 所有的Airmould組成都很緊湊而且已經(jīng)模塊化; ● 系統(tǒng)可以升級(jí); ● 可與其他品牌的設(shè)備兼容,因此比較靈活; ● 由高精度閥控制的壓力調(diào)節(jié)保證了利用Airmould工藝的穩(wěn)定性; ● Airmould壓力調(diào)節(jié)模塊和單點(diǎn)壓力控制模塊的外形尺寸小,結(jié)構(gòu)緊湊,可安裝在離氣體注射很近的位置,從而可最大程度地減小氣體的消耗量,并保證最快的響應(yīng)時(shí)間; ● 需要電力及氮?dú)庵С?,無(wú)需壓縮空氣或液壓系統(tǒng); ● 簡(jiǎn)單、方便的參數(shù)設(shè)定以及工藝過(guò)程檢測(cè); ● 采用高速排氣閥,減少了凝結(jié)物的堆積。 4、氣體注射 氣體注射可采取兩種方式: ● 通過(guò)Airmould噴嘴,與熔體一道在噴嘴處注入; ● 通過(guò)Airmould注射吹針,與塑料注射分開(kāi),單獨(dú)注射。 Airmould噴嘴的設(shè)計(jì)適用于通過(guò)設(shè)備噴嘴注入氮?dú)?,從而使氮?dú)獗蛔⑷氲剿芰显系膬?nèi)部,同時(shí)還可阻止氮?dú)庠谧⑷脒^(guò)程中進(jìn)入料筒。目前有兩種型號(hào)的Airmould噴嘴——開(kāi)放式和鎖閉式。開(kāi)放式Airmould噴嘴(如圖12所示)適用于對(duì)現(xiàn)有注塑件機(jī)的簡(jiǎn)單改裝,其主要優(yōu)點(diǎn)是尺寸緊湊。如果工藝中要求使用鎖閉式噴嘴,可在開(kāi)放式噴嘴的頭部安裝一個(gè)鎖閉針或十字螺栓鎖閉噴嘴。 圖12氣體注射吹針包括固定式和可退回式兩種類型。固定式注射吹針(如圖13所示)被安裝在注塑件模具中,一般位于脫模方向,其優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)緊湊而細(xì)??;采用側(cè)面氣體注射;可通過(guò)相應(yīng)的手段調(diào)整刺入深度;當(dāng)注塑件模具處于開(kāi)模狀態(tài)時(shí),可在不拆除吹針的情況下對(duì)其進(jìn)行清潔。 目前Battenfeld已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一系列固定式注射吹針,外徑有3mm、5mm和8mm,具有不同的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度??赏嘶厥阶⑸浯滇樣梢粋€(gè)可退回吹針控制模塊進(jìn)行控制,該模塊最多可控制4×2可退回式注射吹針,并帶有電子終端位置監(jiān)測(cè)。如果吹針的安裝方向與脫模方向不一致,那么在脫模前需要先將吹針退出。出于這個(gè)目的,吹針上安裝有氮?dú)怛?qū)動(dòng)氣缸。