Recherche sur la méthode de conception et les principes de la vis d'injection pour les machines de moulage par injection

1, rapport longueur/diamètre de la vis d'injection dans la machine de moulage par injection plastique
Le rapport d'aspect de la vis d'injection (Jinyang) dans une machine de moulage par injection de plastique est un paramètre très important de la vis, en particulier pour les vis universelles couramment utilisées. Le rapport d'aspect des vis universelles est passé de 13-14 à 18, et est maintenant passé à 20-22, atteignant même 26.
1. Rapport longueur/diamètre et course d'injection de la vis d'injection dans la machine de moulage par injection plastique
La course d'injection d'une machine de moulage par injection plastique exprime la quantité d'injection et est un paramètre technique important. La quantité de matière remplie par la vis pendant le processus d'injection est fondamentalement un facteur très incertain. Pendant l'injection, la vis avance axialement et le matériau s'écoule dans la rainure de la vis, mais la rainure de la vis ne peut pas être remplie car le temps d'injection n'est pas suffisant pour respecter le temps nécessaire pour remplir complètement la rainure de la vis. En raison du faible remplissage des matériaux, l'air est facilement aspiré. Si l'air ne peut pas être évacué en temps opportun, cela réduira la qualité de la plastification. Habituellement, la taille de la course de dosage est le principal facteur déterminant si l'air peut entrer dans le cylindre de stockage. Des recherches sur divers matériaux ont montré que si la course de mesure est supérieure à 3D, il y aura un entraînement d'air derrière l'anneau de contrôle. À ce stade, si le rapport d'aspect de la vis est inférieur à 18 (satisfaisant la course de mesure 3D du rapport d'aspect de la vis), c'est-à-dire que la longueur à laquelle le solide dans la section d'alimentation commence à fondre est trop courte, il provoquer une augmentation significative du solide restant dans la masse fondue lorsque le solide passe à la section de compression fondre. Dans les cas graves, cela peut même entraîner l'arrêt du transport. Par conséquent, afin d'obtenir une course de mesure supérieure à 3D, il est nécessaire d'augmenter la longueur effective de la vis, de sorte que le matériau solide puisse avoir des chemins de fusion suffisants pendant le processus d'alimentation pour réduire la teneur en solides dans la masse fondue, correspondre à la composition du volume de fusion avec la composition du débit volumique de la section de compression, et atteindre le volume de fusion requis pour que la mesure soit supérieure au volume de fusion dans la rainure de la vis. En général, le rapport longueur sur diamètre de la vis atteint 20-25, ce qui peut répondre à l'exigence de mesurer une course supérieure à 3D. De plus, afin de résoudre le problème d'entraînement de matière causé par l'augmentation du rapport d'aspect de la vis, la conception de la vis doit répondre à l'exigence que la vitesse du bouchon solide lors de la plastification soit supérieure à la vitesse du lit solide. Maintenant, avec les progrès de la conception et du traitement des vis, la course d'injection des machines de moulage par injection plastique générales est passée de 3D à 4,5D ~ 5D, et certaines atteignent même 6,5D. Le rapport d'aspect de la vis est également passé de 18 à 20-25, voire plus, améliorant ainsi l'économie du mécanisme de plastification. Par exemple, dans la série Ergotech de la société DEMAG, la course d'injection de la vis standard est d'environ 4,5D, la longueur effective de la plastification de la vis est de 20D ~ 24D, le rapport d'aspect de la vis spéciale est de 25 et le rapport du pas à diamètre extérieur du bord de la vis est de 1:1.
2. Rapport longueur-diamètre de la vis d'injection et des caractéristiques de fusion des matériaux dans les machines de moulage par injection de plastique
L'enthalpie spécifique des plastiques semi-cristallins est environ 1,3-1,5 fois plus élevée que celle des plastiques amorphes, de sorte que les plastiques amorphes sont plus susceptibles de fondre que les plastiques semi-cristallins. Par exemple, l'ABS fond à travers le chemin 7D, le PS fond à travers le chemin 10D, le PE fond à travers le chemin 14D et le PP fond à travers le chemin 23D avant la fin du processus de fusion. D'après le phénomène ci-dessus, on peut voir que différents plastiques ont des exigences différentes pour le rapport d'aspect de la vis en raison de leurs différentes caractéristiques de fusion. Par exemple, en utilisant une machine de moulage par injection de plastique ordinaire avec un rapport longueur/diamètre de 18 pour injecter une vis pour plastifier le PP, la qualité de la plastification n'est certainement pas idéale, de sorte qu'il y aura des particules non fondues dans le produit moulé. Cependant, lorsqu'il est utilisé pour plastifier le PE, une bonne qualité de fusion peut être obtenue.
Avec l'amélioration des performances du produit, des vis spécialisées sont apparues pour pallier les lacunes des vis universelles, telles que les vis PET, les vis PC, les vis PVC, les vis en plastique thermodurcissable, les vis EVA, les vis PEEK, etc. La vis spécialisée est conçue pour s'adapter à la plastification d'objets spécifiques, et son rapport d'aspect est fondamentalement différent. La structure spécifique et les paramètres techniques de la vis ont également leurs propres caractéristiques. Par exemple, la vis spécialisée pour l'injection de préformes PET peut s'adapter aux performances des matériaux PET et améliorer la qualité des préformes, avec un rapport longueur sur diamètre de 23D à 26D.
3. Le rapport longueur-diamètre des vis d'injection dans les machines de moulage par injection plastique et les caractéristiques de qualité des produits
Les exigences relatives au rapport longueur/diamètre de la vis varient en fonction des exigences de qualité du produit. Par exemple, pour les produits PC généraux, un rapport longueur/diamètre de 20 pour la vis peut répondre aux exigences de plastification, tandis que pour le traitement des guides optiques PC, le rapport idéal longueur/diamètre de la vis d'injection pour les machines de moulage par injection de plastique doit être de 23 pour améliorer la fusion. qualité et précision des mesures ; Les vis d'injection de précision ont un rapport d'aspect plus grand que les vis à usage général.
4. Injection de moulage par injection de plastique (Jinyang) rapport d'aspect de vis et composants de mélange de cisaillement
Bien que le rapport d'aspect de la vis et les composants de mélange de cisaillement aient chacun leurs propres fonctions, ils peuvent compenser les lacunes de l'autre dans certaines situations. La plastification des plastiques qui ne sont pas sensibles au cisaillement, comme le PP, peut améliorer le taux de fusion en ajoutant des composants de cisaillement/mélange lorsque le rapport d'aspect de la vis est insuffisant, comme l'utilisation de vis multi-filetées et de vis de type barrière. Par rapport aux vis filetées à tête unique, les vis filetées à plusieurs têtes et les vis de type barrière ont l'avantage que la couche de fusion formée entre la paroi du canon et le lit solide n'est pas aussi épaisse, augmentant ainsi le transfert de chaleur du canon à l'objet solide et efficacement utilisant l'énergie. De plus, la surface de la vis de barrière peut également séparer le solide de la masse fondue, et le matériau est soumis à un certain cisaillement à travers le filetage de barrière, ce qui rend l'apport de chaleur plus efficace.
Pour la plastification des plastiques à haute enthalpie qui sont sensibles au cisaillement, les composants de cisaillement/mélange ne peuvent pas remplacer la fonction du rapport d'aspect de la vis. Il est nécessaire d'utiliser des vis avec un rapport d'aspect suffisamment grand pour assurer que le matériau ait un temps de rétention plus long pour absorber suffisamment de chaleur, afin d'obtenir une masse fondue suffisamment homogénéisée ; Les plastiques avec des fibres plus longues sont souvent endommagés par un cisaillement concentré pendant le processus de plastification, de sorte que les composants de cisaillement/mélange ne peuvent pas être ajoutés. Pour obtenir de bonnes propriétés de dispersion et de pétrissage, des vis avec un rapport d'aspect plus grand doivent être utilisées.
Baril de machine de moulage par injection Baril de vis Jinyang
2, section de dosage de vis d'injection de la machine de moulage par injection plastique
La fonction principale de la section de dosage est l'homogénéisation et le dosage, de sorte que la section de dosage est également connue sous le nom de section d'homogénéisation. En raison du fait que la sortie de fusion de la section de compression n'a pas encore atteint l'uniformité de fusion en interne, il existe encore des différences de température entre les différentes pièces, et même des matériaux solides non fondus, qui ne peuvent pas obtenir une plastification et une précision de dosage répétitives et de haute précision. Par conséquent, l'homogénéisation du plastique fondu doit être complétée dans la section de dosage. D'après les fonctions de la section de mesure et l'expérience pratique du traitement, il est évident que la conception raisonnable de la section de mesure joue un rôle crucial dans l'obtention d'une uniformité de plastification et d'une mesure précise.
1. Homogénéisation de la section de dosage et de la section de cisaillement de mélange
L'homogénéisation de la fusion du plastique a deux significations, l'une est l'uniformité thermique exprimée sous la forme d'une différence de température, et l'autre est l'uniformité de mélange optique et mécanique décrivant la distribution des pigments et des charges.
(1) Homogénéisation de la section de mesure
L'essence de l'homogénéisation dans la section de dosage est de faire passer le matériau fondu traversant la section de compression par le chemin de la section de dosage, de sorte que la température de chaque point à l'intérieur du matériau fondu atteigne l'uniformité, afin d'obtenir un matériau fondu avec densité uniforme. C'est l'uniformité thermique exprimée sous forme de différence de température.
(2) Homogénéisation de la section de cisaillement de mélange à l'extrémité avant de dosage
La vis d'injection de la machine de moulage par injection de plastique a une faible capacité de mélange et de cisaillement en raison de sa fonction spécifique, notamment en termes de mélange et de dispersion des couleurs. Cependant, de nos jours, de plus en plus d'utilisateurs domestiques utilisent rarement des mélanges-maîtres de couleur avec d'excellentes performances de dispersion des couleurs pour réduire les coûts de production. Au lieu de cela, ils mélangent et remuent directement les pigments avec des particules de plastique pour la plastification. Afin de répondre aux exigences de traitement des utilisateurs, de nombreux fabricants nationaux de machines de moulage par injection ont mis en place une section de cisaillement de mélange à la tête de la vis pour améliorer l'uniformité du mélange des pigments. Il existe une nette différence entre l'homogénéisation de la section de cisaillement de mélange et l'homogénéisation de la section de dosage de ce dispositif, qui est l'uniformité de mélange optique et mécanique exprimée sous la forme de distribution de pigment et de charge.
2. Principes de conception de la section de mesure
(1) Longueur de la section de mesure
Selon l'objectif de la section de mesure, la profondeur de la rainure de vis dans la section de mesure doit être peu profonde plutôt que profonde. La longueur de la section de mesure est de 25 % à 30 % de la longueur de la rainure de la vis. La profondeur et la longueur de la rainure de la vis dans la section de dosage sont deux facteurs qui affectent l'effet de dosage, la longueur de la section de dosage jouant un rôle prédominant. La raison pour laquelle l'augmentation du rapport longueur sur diamètre de la vis peut améliorer la précision de la mesure et l'uniformité de la plastification est que la longueur de la section de mesure est d'abord allongée, tout en réduisant le taux de compression de la vis. Par exemple, a φ Le rapport longueur/diamètre de la vis de 42 mm a été augmenté de 19 à 21,5, et la longueur de la section de mesure a été augmentée de 4,5D à 6D. La masse de PS plastifié varie entre 241,3 et 241,8, avec une précision de répétabilité de masse de 0,2 %, soit 5 fois plus que le 1 % d'origine. Cela indique que la longueur de la section de mesure joue un rôle crucial dans la précision de la mesure.
(2) Taux de compression et profondeur de rainure de la section de mesure
Lorsque le rapport longueur/diamètre de la vis d'injection dans la machine de moulage par injection de plastique augmente, le taux de compression peut être réduit de manière appropriée. Auparavant, lorsque le rapport d'aspect de la vis était de 18, le taux de compression était généralement de 2,8. Maintenant, lorsque le rapport d'aspect de la vis est augmenté, le taux de compression est généralement de 2,2. Dans le même temps, la profondeur de rainure de la section de mesure correspondante a également été réduite, ce qui permet d'obtenir un corps fondu plus uniforme et d'améliorer la capacité de plastification. D'une manière générale, pour la plastification plastique à faible viscosité, bonne fluidité et bonne stabilité thermique, un taux de compression élevé et une profondeur de rainure de section de dosage plus profonde sont adoptés ; Pour la plastification plastique à haute viscosité et à décomposition thermique facile, un petit taux de compression et une profondeur de rainure de section de dosage peu profonde sont adoptés ; Pour les plastiques amorphes, la profondeur de rainure de la section de mesure peut être augmentée, avec une profondeur de rainure de 0.06D~0.07D pour réduire la résistance à l'écoulement ; Pour les plastiques cristallins, réduisez la profondeur de rainure de la section de dosage, en prenant une profondeur de rainure de 0,04D à 0,05D pour réduire la différence de température axiale du matériau fondu.
(3) Espace entre la vis d'injection et le baril de la machine de moulage par injection de plastique
La taille de l'espace entre la vis d'injection et le cylindre d'une machine de moulage par injection de plastique est un problème très important lors de l'injection à grande vitesse. Lorsque la vis est injectée à grande vitesse, la force de cisaillement agissant sur le lit solide par le film fondu et le bain fondu le long de la direction de la section de compression augmente de manière significative. Si l'espace entre la vis et le cylindre est trop grand, le bain de fusion sur la surface d'avancement de la vis traversera l'espace entre la vis et le cylindre et entrera dans la rainure de la vis avant. Le lit solide sera comprimé par la masse fondue, provoquant sa rupture rapide, et même le lit solide à la fin de la section d'alimentation commencera à se rompre. Par conséquent, afin de répondre aux exigences de l'injection à grande vitesse, l'écart entre la vis d'injection et le corps de la machine de moulage par injection de plastique doit être strictement contrôlé.
Vis de machine de moulage par injection Vis Jinyang
3. Vérifier l'anneau
Il existe trois formes d'anneaux de contrôle : des anneaux de contrôle à mouvement indépendant qui tournent de manière synchrone avec la vis d'injection d'une machine de moulage par injection de plastique, et des anneaux de contrôle doubles qui combinent les deux fonctions ci-dessus. Les deux premiers types sont des anneaux de contrôle couramment utilisés, avec un accent sur les anneaux de double contrôle. La bague à double contrôle est composée d'une bague extérieure qui tourne de manière synchrone avec la vis d'injection de la machine de moulage par injection de plastique et d'une bague intérieure indépendante qui se déplace indépendamment. Pendant l'injection, la face d'extrémité de la bague extérieure est étroitement scellée avec la face d'extrémité de la vis d'injection de la machine de moulage par injection de plastique, tandis que la face d'extrémité de la bague intérieure est étroitement scellée avec la face d'extrémité de la bague intérieure pour obtenir un double effet d'étanchéité. Ses caractéristiques sont une longue durée de vie, un bon effet d'étanchéité, une fermeture sensible et la capacité de maintenir et de stabiliser une efficacité d'injection élevée pendant une longue période. Par rapport aux machines de moulage par injection de la même spécification qui n'utilisent pas d'anneaux à double contrôle, les machines de moulage par injection qui utilisent des anneaux à double contrôle présentent clairement les avantages d'une injection stable et d'une faible pression d'injection.
3, principes de conception de la vis pour les machines de moulage par injection plastique
Le concept de conception de la vis d'injection pour les machines de moulage par injection de plastique est guidé par la théorie et basé sur l'expérience pratique, combinant théorie et pratique, n'étant pas lié par les théories existantes et osant innover. Les critères de mesure de la conception de la vis sont les suivants : si la plastification est uniforme, si la mesure répond aux exigences et, deuxièmement, les exigences en matière de capacité de plastification. En raison de l'approfondissement continu de la compréhension des propriétés des plastiques polymères et de l'émergence de nouveaux composés polymères, il n'existe pas de conception de vis absolument raisonnable. Tant que les produits qui répondent aux exigences de qualité peuvent être plastifiés et moulés, la conception des vis est réussie.
Pour concevoir une vis d'injection de machine de moulage par injection plastique, il est d'abord nécessaire de comprendre les performances de l'objet traité et la qualité du produit à réaliser, ainsi que les paramètres de la vis d'injection de la machine de moulage par injection plastique qui sont liés à les performances du matériau à traiter, telles que la sensibilité du matériau au cisaillement et à la température. Habituellement, les plastiques amorphes tels que le PS, l'ABS, le PMMA, le PVC, le PC, etc. ont une large plage de températures de traitement, à l'exception du PVC. Les plastiques cristallins tels que le LDPE, le HDPE, le PA, etc. ont une plage étroite de fluctuations de température ; Les plastiques amorphes ne sont pas sensibles au cisaillement et ne nécessitent pas de composants de cisaillement. La profondeur de la rainure de mesure peut être augmentée de manière appropriée et le taux de compression réduit pour réduire la résistance à l'écoulement. Les plastiques cristallins sont sensibles au cisaillement et des composants de cisaillement peuvent être ajoutés pour réduire la viscosité et améliorer la fluidité. Prenons PP comme exemple. Bien que sa fluidité soit très bonne, il est difficile à plastifier en raison de sa capacité thermique massique élevée et de sa faible diffusivité thermique. Il est difficile d'obtenir une qualité idéale lors de l'utilisation d'une machine de moulage par injection plastique générale pour injecter de la vis pour la plastifier, en particulier sur les machines de grande et moyenne taille. Les défauts de qualité plastique courants sont les suivants : la différence de température entre les couches interne et externe de la couche de fusion dans la section d'homogénéisation à vis (section de dosage) est importante, c'est-à-dire que la température de la couche interne est basse et la température de la couche externe est élevée. Pendant la plastification, en raison de la force de plastification de la vis d'injection dans la machine de moulage par injection de plastique, la couche interne de plastique est piégée au niveau de la tête de vis et la couche externe de matériau fondu s'écoule au-delà de la couche interne de plastique qui est piégée à la tête de vis à l'extrémité avant. Par conséquent, chaque injection n'injecte que la couche externe de matériau fondu de l'extrémité avant du cylindre de la machine dans le moule, tandis que la couche interne de plastique reste à la tête de vis car elle n'atteint pas la température de fusion. En conséquence, après plusieurs injections de plastification, de plus en plus de matériau est piégé au niveau de la tête de vis. En conséquence, la quantité réelle de plastification diminue à chaque fois, ce qui entraîne une quantité d'injection plus petite, et même à la fin, le fonctionnement normal ne peut être effectué après avoir retiré le matériau retenu. Compte tenu de la nature unique de la plastification du PP, il est nécessaire de concevoir la forme et les paramètres techniques de la vis d'injection pour le PP afin d'obtenir une précision répétée dans la qualité et la mesure de la plastification. Le rapport d'aspect est la performance clé, donc augmentez d'abord le rapport d'aspect pour respecter le temps de rétention de la masse fondue, puis considérez la conception d'autres paramètres.
De plus, il existe de nombreuses astuces dans la conception spécifique de la vis d'injection pour les machines de moulage par injection de plastique, et les performances de la vis se reflètent souvent dans ces astuces. Certaines unités n'accordent plus assez d'attention à la conception des vis et les confient à des unités de traitement de vis pour compléter le tout. Bien que cela fasse gagner du temps, il est impossible d'améliorer le niveau des vis. Par conséquent, pour les fabricants de machines de moulage par injection, ce n'est qu'en renforçant leurs propres capacités de développement qu'ils peuvent améliorer les performances de la vis. HNA Plastic Machinery Manufacturing Co., Ltd. attache une grande importance au développement de vis hautes performances et a successivement développé des vis innovantes telles que des vis PC et des vis thermodurcissables. Après utilisation par l'utilisateur, les performances de plastification sont bonnes et le moulage est stable.