0102030405
Enam Aspek untuk Memahami Teori Pencetakan Injeksi Ilmiah
07-11-2025
Pencetakan Injeksi viskositas
Pertama, mari kita pahami beberapa definisi:
Fluida Newtonian: Suatu fluida yang viskositasnya tidak dipengaruhi oleh laju geser yang diterapkan padanya. Viskositas tetap konstan meskipun laju geser berubah.
Fluida non-Newtonian: Suatu fluida yang viskositasnya bervariasi terhadap laju geser. Viskositasnya tidak tetap konstan ketika laju geser berubah.
Reologi: Studi tentang aliran fluida non-Newtonian.
Semua plastik adalah fluida non-Newtonian. Ini berarti viskositasnya tidak tetap konstan dalam rentang laju geser tertentu. Secara tegas, perilaku reologi plastik merupakan kombinasi mekanika non-Newtonian dan Newtonian. Pada laju geser yang lebih rendah, plastik bersifat non-Newtonian, tetapi seiring peningkatan laju geser, plastik cenderung menunjukkan perilaku Newtonian. Hal ini karena, dengan meningkatnya laju geser, molekul polimer mulai terpisah satu sama lain dan mulai sejajar dengan arah aliran. Lihat di bawah untuk referensi:
Pentingnya profil viskositas bagi proses pencetakan injeksi.
Selama pencetakan injeksiMaterial tersebut mengalami gaya geser yang signifikan selama tahap pengisian rongga cetakan. Laju geser berbanding lurus dengan kecepatan injeksi. Jika laju geser berada di wilayah non-Newtonian pada kurva, bahkan perubahan kecil pada laju geser akan menyebabkan pergeseran viskositas yang besar. Hal ini akan menyebabkan pengisian cetakan yang tidak konsisten, sehingga memengaruhi produk yang diproduksi secara massal.
Oleh karena itu, penting untuk menemukan daerah Newtonian dari kurva di dalam area ini dan mengatur kecepatan injeksi (dan dengan demikian laju geser). Profil viskositas untuk cetakan apa pun dapat diperoleh menggunakan mesin cetak injeksi. Laju geser memiliki pengaruh yang jauh lebih besar terhadap viskositas daripada suhu. Oleh karena itu, selama suhu leleh aktual berada dalam kisaran yang direkomendasikan, profil viskositas yang serupa akan diperoleh selama proses pencetakan injeksi. proses pencetakan.
Keseimbangan rongga
Saat plastik mengalir melalui saluran ke dalam rongga cetakan, lelehan tersebut menunjukkan suhu, tekanan, dan kecepatan tertentu. Ketiga variabel tersebut bergantung pada waktu, artinya nilai setiap variabel akan berubah dalam waktu singkat hingga pengisian selesai.
Sebagai contoh, suhu leleh menurun seiring waktu. Jika suhu leleh adalah 280°C selama injeksi, suhu tersebut akan turun di bawah 280°C setelah satu detik. Dimensi akhir dan kualitas masing-masing produk cetakan injeksi sebagian bergantung pada suhu, tekanan, dan kecepatan.
I. Pertimbangkan cetakan satu rongga
Pada akhir proses pengisian, suhu leleh adalah 450 derajat Fahrenheit, tekanan plastik adalah 8000 psi, dan plastik memasuki rongga dengan kecepatan 4,5 inci per menit. Sekarang, jika suhu turun menjadi 400 derajat Fahrenheit, bagian tersebut akan menyusut lebih sedikit, dan bagian yang dihasilkan akan lebih besar dari sebelumnya. Demikian pula, jika tekanan dan kecepatan pengisian akhir diubah, ukuran bagian dan/atau suhu akhir akan berubah.
II. Sekarang perhatikan cetakan dua rongga, di mana setiap rongga memiliki ukuran titik akupunktur yang sama:
Jika kedua rongga tersebut tidak diisi dengan kondisi pengisian yang serupa, maka berdasarkan pembahasan di atas, kita tahu bahwa kedua bagian yang dihasilkan dari setiap rongga akan berbeda. Inilah mengapa pengujian keseimbangan rongga diperlukan.
Penurunan tekanan
Saat plastik mengalir melalui berbagai bagian mesin dan cetakan, tekanan hilang di bagian depan aliran karena hambatan dan gesekan. Selain itu, saat plastik membentur dinding cetakan, ia mulai mendingin, meningkatkan viskositasnya dan membutuhkan tekanan tambahan untuk mendorongnya. Lapisan permukaan plastik yang terbentuk di dinding mengurangi luas penampang aliran plastik, yang juga berkontribusi pada penurunan tekanan.
Mesin cetak memiliki tekanan maksimum yang terbatas untuk menggerakkan sekrup pada kecepatan injeksi yang telah ditentukan. Tekanan yang dibutuhkan untuk menggerakkan sekrup pada kecepatan injeksi yang telah ditentukan tidak boleh melebihi tekanan maksimum yang tersedia. Dalam hal ini, proses menjadi terbatas oleh tekanan.
Selama pengembangan proses, pemahaman tentang kehilangan tekanan di setiap bagian membantu menentukan kehilangan tekanan keseluruhan dan area penurunan tekanan. Cetakan kemudian dapat dimodifikasi untuk mengurangi penurunan tekanan ini dan mencapai aliran yang lebih baik dan lebih konsisten.
Penahanan tekanan dan jendela proses
Proses menyuntikkan plastik Masuknya ke dalam rongga dapat dibagi menjadi dua tahap utama.
Tahap pertama adalah tahap injeksi. Selama tahap injeksi, rongga cetakan diisi sepenuhnya dengan plastik cair.
Tahap kedua adalah tahap kompensasi penyusutan. Tahap ini mengikuti tahap injeksi. Tekanan kompensasi penyusutan harus diisi ke dalam rongga cetakan, dan plastik mengalami penyusutan volume selama pendinginan saat mengenai dinding cetakan yang dingin.
Dalam kebanyakan kasus, tahap pemberian makan dan penahanan tidak dibedakan dan secara kolektif disebut sebagai tahap tekanan penahanan. Tekanan penahanan ideal ditentukan dengan mengevaluasi jendela proses cetakan. Jendela proses juga dikenal sebagai peta area pencetakan. Ini adalah area di mana bagian yang dapat diterima dicetak. Semakin besar jendela, semakin besar rentang fluktuasi pencetakan yang diizinkan. Lihat di bawah ini:
Proses ini ditempatkan di tengah jendela ini sehingga setiap perubahan di dalam jendela akan menghasilkan hasil yang dapat diterima.
Penyegelan gerbang
Plastik masuk ke dalam rongga melalui pintu. Selama pintu tidak membeku, plastik dapat masuk atau keluar dari rongga. Oleh karena itu, tekanan penahan harus diterapkan sampai pintu membeku.
Lakukan tes yang sangat sederhana untuk menentukan waktu penahanan:
Sampel ditimbang untuk berbagai waktu penahanan. Seiring bertambahnya waktu penahanan, semakin banyak plastik yang masuk ke dalam rongga, sehingga beratnya meningkat. Namun, begitu gerbang membeku, plastik tidak dapat lagi masuk ke dalam rongga, dan berat bagian tetap konstan. Ini disebut waktu pembekuan gerbang atau waktu penutupan gerbang. Lihat gambar di bawah ini:
Pada gambar di atas, berat bagian tetap konstan setelah 9 detik. Waktu penahanan diatur satu detik lebih lama daripada waktu penyegelan gerbang untuk memastikan gerbang membeku selama setiap pengecoran. Pada kasus yang ditunjukkan di bawah, waktu diatur menjadi 10 detik. Ini memastikan konsistensi, dan setiap variasi kecil akan dikompensasi.
Pendinginan cetakan injeksi
Begitu plastik bersentuhan dengan dinding cetakan, plastik mulai mendingin. Cetakan tetap tertutup hingga waktu pendinginan selesai. Kemudian cetakan dibuka, dan bagian tersebut dikeluarkan. Sebelum cetakan dibuka, bagian tersebut harus mencapai suhu pengeluaran yang dapat diterima untuk plastik. Jika bagian tersebut dikeluarkan sebelum mencapai suhu yang dapat diterima ini, bagian tersebut akan terlalu lunak dan berubah bentuk selama pengeluaran. Waktu pendinginan yang berlebihan hanya akan membuang waktu mesin dan keuntungan.
Menentukan waktu pendinginan yang tepat itu kompleks. Pada bagian yang tebal, sulit untuk mengukur suhu internal di tengah bagian yang paling tebal. Di beberapa area cetakan, pendinginan yang cukup sulit dicapai. Variasi waktu pendinginan juga memengaruhi penyusutan.
Pada grafik di atas, dimensi A (biru) tidak terpengaruh oleh uji rentang waktu pendinginan. Namun, dimensi B (merah) berubah seiring waktu pendinginan. Nilai target untuk dimensi B adalah 0,135. Oleh karena itu, kita dapat mengatur waktu pendinginan sekitar 17 detik.