Spritzgussist eine Methode zur Formgebung von Industrieprodukten. Produkte werden typischerweise im Gummispritzguss und Kunststoffspritzguss hergestellt. Das Spritzgießen kann auch in Spritzgießen, Formpressen und Druckgießen unterteilt werden.
Kunststoff- und Spritzgussprinzipien
-Formeigenschaften von Kunststoffen
-Spritzgussprinzipien und Prozessablauf
Das Prinzip des Kunststoffspritzgießens besteht darin, thermoplastische oder duroplastische Kunststoffrohstoffe in einen geschmolzenen Zustand zu erhitzen, sie unter hohem Druck in einen geschlossenen Formhohlraum einzuspritzen und dann abzukühlen und zu verfestigen, um ein Kunststoffprodukt mit der gleichen Form wie der Formhohlraum zu erhalten. Dieser Prozess erreicht eine effiziente Produktion durch einen Zyklus aus „Schmelzen des Rohmaterials - Einspritzen, Füllen - Druckhalten und Abkühlen - Formenöffnung und Teileentnahme“.
Eine Spritzgießmaschine (oder kurz Spritzgießmaschine) ist die Hauptformausrüstung, mit der mithilfe von Kunststoffformen verschiedene Formen von Kunststoffprodukten aus thermoplastischen oder duroplastischen Materialien hergestellt werden. Das Spritzgießen erfolgt mithilfe einer Spritzgießmaschine und einer Form.
Spritzguss-Prozesstechnik
-Parameter des Spritzgussprozesses
-Einstellen der Parameter des Spritzgießprozesses
-Nachbearbeitung von Formteilen
Vorbereitung der Spritzgusstechnik
Kunststoff-Farbanpassung:
Einige Kunststoffprodukte erfordern eine präzise Farbabstimmung; Daher ist eine genaue Farbabstimmung beim Spritzgießen unerlässlich. Zwei gängige Farbanpassungsprozesse sind wie folgt:
Beim ersten Verfahren kommt Masterbatch zum Einsatz, bei dem thermoplastisches Granulat in einem bestimmten Verhältnis für die Produktion gleichmäßig gemischt wird. Die zugesetzte Masterbatchmenge beträgt typischerweise 0,1–5 %.
Der zweite Prozess besteht darin, thermoplastisches Granulat gleichmäßig mit einem Dispergiermittel (auch Verdünnungsmittel oder Färbemittel genannt) und Farbpulver zu vermischen, um farbiges Granulat zu bilden. Als Dispergiermittel wird üblicherweise Weißöl verwendet; Für 25 kg Kunststoff werden 20–30 ml Weißöl und 0,1–5 % Farbstoff verwendet. Weitere verwendbare Dispergiermittel sind Terpentin, Alkohol und einige Ester. Das Einfärben duroplastischer Kunststoffe ist relativ einfach; Im Allgemeinen werden Pigmente einfach eingemischt.
Häufige Fehler und Lösungen in der Spritzgussproduktion
Häufige Fehler und Lösungen bei Spritzgussprodukten
Materialmangel (unter-besetzt) und Lösungen:
Short Shot, auch Underfill, Short Shot oder unzureichende Füllung genannt, bezieht sich auf das Versagen des geschmolzenen Kunststoffs, den Formraum der Form nach dem Eintritt in die Kavität vollständig zu füllen, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Ursachen und Lösungen für Materialmangelmängel:
① Falsche Geräteauswahl. Daher muss bei der Auswahl der Spritzgießausrüstung das maximale Einspritzvolumen der Spritzgießmaschine größer sein als die Masse des Kunststoffteils. Bei der Überprüfung sollte das erforderliche Gesamteinspritzvolumen (einschließlich Kunststoffteil und verfestigtem Angussmaterial) 85 % der Plastifizierungskapazität der Spritzgießmaschine nicht überschreiten.
② Unzureichende Materialversorgung. Dies bedeutet, dass es am Boden der Einfüllöffnung des Trichters der Spritzgießmaschine zu einer „Brückenbildung“ kommen kann. Die Lösung besteht darin, den Einspritzhub der Schnecke entsprechend zu erhöhen, um die Materialzufuhr zu erhöhen.
③ Schlechte Rohstoffflusseigenschaften. Es sollten Anstrengungen unternommen werden, um die Stagnationsfehler im Angusssystem der Form zu verbessern, wie z. B. eine rationelle Einstellung der Angusskanalposition, eine Vergrößerung des Anschnitts und des Angusskanals und die Verwendung größerer Düsen. Gleichzeitig können der Rohstoffrezeptur entsprechende Additive zugesetzt werden, um die Fließeigenschaften des Kunststoffs zu verbessern.
④Zu viel Schmiermittel. Reduzieren Sie den Schmierstoffverbrauch oder passen Sie den Abstand zwischen Zylinder und Schnecke an.
⑤Kalte Verunreinigungen verstopfen den Läufer. Zerlegen und reinigen Sie die Düse oder vergrößern Sie den Querschnitt-des Kaltkanals und des Angusskanals.
⑥Unzureichendes Anschnittsystemdesign. Achten Sie beim Entwurf des Anschnittsystems auf die Anschnittbalance. Das Gewicht des Kunststoffteils in jeder Kavität sollte proportional zur Angussgröße sein, um sicherzustellen, dass jede Kavität gleichzeitig gefüllt wird.
⑦Schlechte Formentlüftung, wie in Abbildung 3-5 dargestellt. Suchen Sie nach kalten Kugeltaschen.
⑧ Die Formtemperatur ist zu niedrig. Um diesem Problem zu begegnen, muss die Form vor dem Starten der Maschine auf die erforderliche Prozesstemperatur vorgeheizt werden.
⑨Die Schmelzetemperatur ist zu niedrig. Innerhalb des entsprechenden Formbereichs ist die Schmelzetemperatur annähernd direkt proportional zum Formfüllvorgang....
Häufige Fehler und Lösungen im Spritzgussprozess
Unruhige Materialzufuhr und Lösungen:
-Übermäßiger Lärm beim Plastifizieren und seinen Lösungen
-An der Form und Lösungen haftendes Angussmaterial (Angusskanal).
Unter ungleichmäßiger Materialzufuhr versteht man das Phänomen, dass während des Spritzgießvorgangs das Kunststoffrohmaterial im Trichter manchmal nicht zugeführt wird, was dazu führt, dass nicht genügend Kunststoff in den Zylinder der Spritzgießmaschine gelangt und die Produktqualität beeinträchtigt wird. Im Folgenden sind die Ursachen und Lösungen für Probleme bei der Materialzufuhr aufgeführt:
Das recycelte Anguss-/Angussmaterial hat eine große Partikelgröße (ungleichmäßige Größe).
① Zerkleinern Sie die größeren Anguss-/Angussteilchen erneut (passen Sie den Abstand der Granulatormesser an).
Die Rohstoffe im Trichter verbacken (schlechte Trocknungstemperaturregelung).
② Überprüfen/reparieren Sie das Trocknungssystem und ersetzen Sie es durch neues Material
Rohstoffe im Trichter zeigen ein „Brückenbildungs“-Phänomen.
③ Überprüfen/entfernen Sie das Rohmaterial im Trichter
Der Anteil an recyceltem Anguss-/Angussmaterial ist zu hoch.
④ Reduzieren Sie das Verhältnis von recyceltem Anguss-/Angussmaterial
Die Temperatur im Einfüllbereich oder im Einfüllstutzen des Trocknungstrichters ist zu hoch.
⑤ Senken Sie die Temperatur des Zufuhrbereichs oder prüfen Sie, ob an der Zufuhröffnung Material brennt
Die Trocknungstemperatur ist zu hoch oder die Trocknungszeit ist zu lang (Materialausbackung).
⑥ Senken Sie die Trocknungstemperatur oder verkürzen Sie die Trocknungszeit
Vibration von der Spritzgießmaschine.
⑦ Kontrollieren Sie die Vibration der Injektionsmaschine
Die Futteröffnung oder Plattformöffnung ist zu klein.
⑧ Vergrößern Sie die Futtereinlassöffnung oder ersetzen Sie die Futterplattform
Präzisions- und Sonderanforderungs-Spritzgusstechnik
-Hochglänzender, nahtloser Spritzgussprozess
-Mehrstufiger Spritzgussprozess
-Spritzgussverfahren für transparente Kunststoffe
-Zwei--Spritzgusstechnologie
-Dünnwandige-Spritzgusstechnologie
Präzisionsspritzgussverfahren
Aktueller Stand der Präzisionsspritzgusstechnik:
-Technische Anforderungen für Präzisionsspritzguss
Der Präzisionsspritzguss unterscheidet sich vom herkömmlichen Spritzguss vor allem dadurch, dass er die schnelle Entwicklung von Polymermaterialien nutzt, um hochpräzise Metallteile in der Instrumentierungs- und Elektronikindustrie zu ersetzen. Derzeit gibt es zwei entscheidende Indikatoren für Präzisionsspritzgussprodukte: Maßwiederholbarkeit und Qualitätswiederholbarkeit.
Im Vergleich zum herkömmlichen Spritzgießen bietet das Präzisionsspritzgießen beispiellose Vorteile in Bezug auf Wiederholgenauigkeit, Parameterkontrolle und Maßkontrolle. Die Präzisionsspritzgusstechnologie kann verschiedene Prozessparameter während des Spritzgussprozesses präzise steuern und so die Anforderungen an Maßhaltigkeit, Umweltstabilität, Eigenspannung und Oberflächengüte in hochpräzisen Spritzgussteilen erfüllen. Präzisionsspritzguss als aufstrebende Technologie zur Herstellung von Kunststofflinsen bietet beispiellose Vorteile. Es stellt jedoch auch höhere Anforderungen an Spritzgussmaterialien, Versuchsgeräte und Spritzgussformen. Erstens müssen für das Präzisionsspritzgießen geeignete Materialien Kunststoffe mit starken Anti-Interferenz-Fähigkeiten, guten mechanischen Eigenschaften und stabilen Strukturen sein. Zweitens muss die Spritzgussform auf der Grundlage der Struktur des Spritzgussteils, der Prozessparameter und der Produktionseffizienz rational gestaltet werden. Schließlich muss eine Präzisionsspritzgussmaschine ausgewählt werden, die in der Lage ist, die Einspritzgeschwindigkeit, den Nachdruck, die Abkühlzeit und andere Parameter des Einspritzprozesses genau zu steuern.
Ähnlich wie der gewöhnliche Spritzgussprozess kann auch der Präzisionsspritzgussprozess in drei Phasen unterteilt werden: die Füllphase, die Nachdruckphase und die Abkühlphase, wie in Abbildung 4-1 dargestellt.
Energiesparende-Technologie und umweltfreundliche Fertigung im Spritzguss
-Niederdruck-Spritzgusstechnologie-
-Heißkanal-Spritzgusstechnologie
-Gas-Gasunterstützte Spritzgusstechnologie
-Umweltfreundliche Fertigung im Spritzguss
Energiesparende-Technologie für den Spritzguss
Energieverbrauchsanalyse von Spritzgießmaschinen:
An den Produktionskosten von Spritzgussprodukten hat neben der Materialverschwendung durch fehlerhafte Produkte auch der Stromverbrauch einen großen Anteil. Insbesondere bei den derzeit weit verbreiteten Spritzgießmaschinen mit Konstantpumpe beträgt der Energieverbrauch während des Produktionsprozesses mehr als 80 % des gesamten Stromverbrauchs.
Frühe Spritzgießmaschinen waren vollhydraulisch und arbeiteten während des Einspritzvorgangs unter wechselnden Lasten. Statistiken zeigen, dass die Energieverluste aufgrund der Hochdruckdrosselung 30–70 % erreichten, was zu einem sehr hohen Energieverbrauch führte. Gleichzeitig wurden beim Spritzgussverfahren im Allgemeinen elektrische Heizspulen als Heizmethode verwendet, die die Wärme durch Kontaktleitung auf den Zylinder übertragen. Nur Wärme in der Nähe der Innenfläche des Laufs wurde auf den Lauf übertragen, wobei der Großteil der Wärme an der Außenfläche an die Luft abgegeben wurde, was zu erheblichen Wärmeleitungsverlusten und einem Anstieg der Umgebungstemperatur führte. Darüber hinaus hat die Widerstandsdrahtheizung einen Nachteil: die geringe Leistungsdichte, wodurch sie für Anwendungen, die höhere Temperaturen erfordern, ungeeignet ist. Die energiesparende Nachrüstung von Spritzgießmaschinen berücksichtigt die Prinzipien des Energieverlusts durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien, um unnötige Energie einzusparen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die energiesparende Umrüstung von Spritzgießmaschinen im Wesentlichen drei Ansätze umfasst: erstens die technische Modernisierung des hydraulischen Antriebssystems; zweitens die technische Verbesserung der Heizmethode des Plastifizierzylinders; und drittens die Rückgewinnung und Nutzung überschüssiger Wärme aus den Heizkomponenten der Spritzgießmaschine.
Optimierung des Spritzgussprozesses und Computersimulationstechnologie
-Computersimulationstechnologie für Spritzguss
Technologie zur Optimierung der Parameter des Spritzgussprozesses
Prinzip der Optimierung der Parameter des Spritzgussprozesses:
-Optimierung der Parameter des Spritzgussprozesses basierend auf den Prinzipien eines künstlichen neuronalen Netzwerks
-Anwendung künstlicher Intelligenz bei der Optimierung von Spritzgussprozessparametern
-Beispiel eines Expertensystems für Spritzgussproduktfehler und Prozessoptimierung
Herkömmliche Methoden zur Einstellung der Parameter des Spritzgussprozesses basieren in erster Linie auf Versuch und Irrtum, abhängig von der begrenzten Erfahrung des Bedieners und relativ einfachen Berechnungsformeln. In der tatsächlichen Produktion variieren die Fließeigenschaften geschmolzenen Kunststoffs jedoch stark, die Formstrukturen sind sehr variabel und die Prozessparameter beeinflussen sich gegenseitig. Begrenzte Erfahrung und einfache Formeln reichen nicht aus, um diese Faktoren umfassend zu berücksichtigen und anzugehen, was wiederholte Probeformungen erforderlich macht, was zu langen Produktionszyklen, hohen Kosten und Schwierigkeiten bei der Gewährleistung der Produktqualität führt. Diese Probleme sind bei großen, komplexen und präzisen Produkten noch ausgeprägter. Mit der rasanten Entwicklung der Kunststoffindustrie und einem zunehmend härteren Marktwettbewerb steigen die Anforderungen an die Produktionsqualität und Effizienz von Kunststoffprodukten. Die Erforschung neuer Methoden zur Einstellung und Optimierung der Prozessparameter von Spritzgussmaschinen, zur Verkürzung des Prozesseinrichtungszyklus, zur Verbesserung der Produktqualität und zur Reduzierung der Produktionskosten-die Sicherstellung, dass die Prozessparametereinstellungen von Spritzgussmaschinen auf wissenschaftlichen Analysen basieren, um sich von den Zwängen der Erfahrung zu befreien-ist für die Entwicklung der Spritzgussproduktionsindustrie meines Landes von entscheidender Bedeutung geworden und verfügt über erhebliche technische Bedeutung und breite Anwendungsaussichten.
Automatisierung und Intelligenz der Spritzgussproduktion
-Automatisierung und Intelligenz der Spritzgussproduktion
Herausforderungen der traditionellen Spritzgussproduktion
-Chancen in der Spritzgussproduktion
Herausforderungen für Spritzgusshersteller:
-Herausforderungen für Spritzgusswerkstätten
Spritzguss ist eine typische traditionelle Fertigungsindustrie. In den letzten Jahren standen traditionelle Spritzgusshersteller aufgrund von Faktoren wie steigenden Rohstoffpreisen, steigenden Arbeitskosten, Überkapazitäten, hartem Wettbewerb und wachsenden personalisierten Kundenanforderungen vor enormen Herausforderungen.
Wie unten gezeigt:
1. Produktlebenszyklen werden kürzer und die Kundenanforderungen werden kleiner und vielfältiger (flachere Architektur, flexiblere Fertigung und intelligentere Prozesse).
2. Die Anforderungen der Kunden werden immer strenger und die Hürden für den Eintritt in den Wettbewerbsmarkt steigen.
3. Wie kann die Qualität effektiv kontrolliert und Aufzeichnungen zur Qualitätsrückverfolgbarkeit in jeder Phase (einschließlich der Lieferantenseite) geführt werden?
4. Wie man das SCM-Management durch Informatisierung, Transparenz und Datafizierung transformiert.
5. Wie man das statistische SPC-Prozessmanagement und die CRM-Kundenaufträge effektiv verwaltet, um eine effiziente, qualitativ hochwertige und zeitnahe Auftragsabwicklung zu erreichen; und stellen Sie eine genaue Kapazitätsbewertung für nachgelagerte Unternehmen sicher.
6. Zu den Herausforderungen gehören das Personalmanagement, die Genauigkeit und Aktualität der Gerätenutzung, der Betriebsstatus der Geräte und Betriebsdaten der Fabrik sowie die Rationalität der Prozessabläufe.
Auf Unternehmensebene wird die traditionelle Spritzgussproduktion angesichts des harten Marktwettbewerbs und des schnellen technologischen Fortschritts mehr oder weniger die folgenden Phänomene aufweisen.
(1) Instabiler Produktionsstatus
(2) Kurzer Produktionszyklus, hoher Druck auf die Produktlieferzeit
(3) Schlechte Kommunikation und ineffektive Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen innerhalb des Unternehmens
(4) Fehlende Basisdaten für die Spritzgussproduktion
(5) Schwerwiegendes „Three-mute“-Problem (d. h. mangelnde Koordination und fehlendes Fachwissen)
(6) Unzureichendes Managementniveau