Polipropileno termoformavimo procese gaminio storio vienodumas tiesiogiai įtakoja gatavo gaminio mechanines savybes, išvaizdos kokybę ir suderinamumą. Dėl mažo šilumos laidumo ir didelio kristališkumo polipropileno medžiagų, terminio liejimo metu gali atsirasti defektų, tokių kaip netolygus vietinis storis ir briaunų raukšlėjimasis. Šiame darbe gaminio storio kontrolės strategija PP termoformavimo mašinų gamyboje sistemingai aiškinama trimis aspektais: proceso parametrų optimizavimas, pelėsių dizaino tobulinimas ir pažangios įrangos atnaujinimas.
Tikslus proceso parametrų valdymas: temperatūra{0}}slėgis-laikas suderintas optimizavimas
1. Šildymo temperatūros gradiento valdymas
PP termoformavimo temperatūros diapazonas yra nuo 160 iki 200 laipsnių Celsijaus ir reikalauja dinaminio reguliavimo, atsižvelgiant į gaminio struktūros sudėtingumą. Seklesnėse talpose dvipusis tolygus šildymas pasiekiamas naudojant infraraudonųjų spindulių šildytuvus, naudojant žemos-temperatūrinės 165-175 laipsnių lydymosi fazės vakuumą, kad būtų išvengta vietinio perkaitimo ir medžiagos skilimo. Pavyzdžiui, 2 mm plokštės šildymo laikas turėtų būti apribotas iki 90 sekundžių. Kaskart padidinus storį 0,5 mm, kaitinimo laikas pailgėja 15 sekundžių, o stebimas paviršiaus blizgesys – vienodas blizgesys rodo pakankamą įkaitimą; lokalizuotam balinimui reikalingas papildomas šildymas; ir
Gaminiams su giliomis ertmėmis reikalingas aukštos temperatūros kietojo kūno{0}}slėgio formavimo procesas 180–190 °C temperatūroje. Suslėgtas oras naudojamas plokštelėms įspausti į formas. Oro slėgis turi būti valdomas etapais: 0,3–0,6 MPa bendriems gaminiams ir 0,8–1,2 MPa gilios kameros gaminiams, užtikrinant, kad medžiaga užpildytų visus štampo kampus.
2. Aušinimo ir formavimo laiko suderinimas
Aušinimo laikas yra 1,5 karto ilgesnis nei kaitinimo laikas, o storasienių gaminių aušinimo laikas turi būti padvigubintas. Naudokite aušinimo oru ir vandeniu derinį: pirmiausia atvėsinkite gaminį iki žemesnės nei 80 laipsnių Celsijaus temperatūros, kad išvengtumėte deformacijos, tada purškite produktą vandeniu iki žemesnės nei 40 laipsnių Celsijaus. Pavyzdžiui, 3 mm storio gaminiui atvėsti reikia 270 sekundžių. Per šį laikotarpį vienodas aušinimas pasiekiamas per vidinius aušinimo kanalus (8-12 mm skersmens ir 30-50 mm atstumu vienas nuo kito), kad būtų išvengta storio nuokrypių dėl susitraukimo skirtumų.
3. Griovimo laikas ir metodas
Per anksti nugriovus produktas gali sugriūti, o per vėlai pašalinus gali būti dar sunkiau. Naudojant ežektorių, rekomenduojama, kad išmetimo greitis būtų 5-10 mm/s. Sudėtingoms formoms galima purkšti FDA standartus atitinkančią silikono pagrindo atpalaidavimo priemonę. Iš karto po pašalinimo patikrinkite gaminio storį ir naudokite suportus, kad išmatuotų pagrindines sritis, tokias kaip kraštai, kampai ir dugnas. storio paklaida turi būti ±0,1 mm.
Formos dizaino naujovės: struktūrų optimizavimas ir medžiagų atnaujinimas
1. Patobulinta formų vėdinimo sistema
Liejant polipropileno medžiagas, dėl prastos ventiliacijos lengvai atsiranda vietinis praskiedimas. Formos išleidimo angos turi būti 0,1-0,3 mm skersmens, o ventiliacijos angos turi būti 0,05–0,1 mm gylio, kad būtų užtikrintas sklandus dujų išleidimas. Pavyzdžiui, gaminant gilias ertmes talpyklas, formos šoninėje sienelėje galima pridėti žiedines išmetimo angas, išdėstytas 50 mm atstumu, kad oro burbuliukai nesukeltų storio disbalanso.
2. Išankstinio-tempimo ir pagalbinio liejimo technologija
Produktams, kurių traukimo koeficientas yra didelis (pvz., gėrimų puodeliai), naudojamas mechaninis išankstinis įtempimas, kad būtų lengviau formuoti: iš anksto pašildyti lakštai prispaudžiami prie viršutinio pagrindinio štampėlio paviršiaus ir nuleidžiami per stūmoklį 70–90 % formos ertmės tūrio. Tuo pačiu metu suspaustas oras įpurškiamas per stūmoklio ventiliacijos angą, kad medžiaga būtų tolygiai pritvirtinta prie štampo. Procesas gali pagerinti gaminio dugno storio vienodumą 30% ir sumažinti susiglamžymą iki mažiau nei 5%.
3. Pelėsių medžiagos ir paviršiaus apdorojimas
Didelio kietumo štampuojamas plienas (pvz., H13) su kietu chromu arba azotavimu (kietumas iki HV900-1000) naudojamas siekiant sumažinti matmenų poslinkį dėl susidėvėjimo. Permatomų polipropileno gaminių pelėsių ertmę reikia nupoliruoti iki mažesnės nei Ra0,8 mikrono, kad būtų išvengta paviršiaus įbrėžimų, dėl kurių susidaro įtempių koncentracija ir vietinis storis.
Išmanusis įrangos atnaujinimas: duomenimis-varomas, uždaras{1}}ciklas valdymas
1. Stebėjimas realiuoju laiku ir atsiliepimų sistema
Pagrindiniai parametrai (šildymo temperatūros kreivė, liejimo slėgis, aušinimo laikas ir kt.) buvo renkami naudojant MES sistemą ir viso proceso metu stebimi per jutiklių tinklą. Pavyzdžiui, infraraudonųjų spindulių temperatūros jutiklis yra sumontuotas šildymo zonoje, kad automatiškai reguliuotų šildymo galią, kai plokštės temperatūros nuokrypis viršija ±5 laipsnius, o slėgio jutiklis yra įmontuotas į štampą, kad realiuoju laiku pateiktų formavimo slėgį ir užtikrintų, kad gilioji ertmė būtų tinkamai užpildyta.
2. Automatinė šėrimo ir išėmimo sistema
Vietoj rankinio valdymo naudojama šešių -ašių roboto ranka, padavimo greitis gali siekti 3 m/min., padėties nustatymo tikslumas ± 0,05 mm, išvengiant plokštelės pasislinkimo, atsirandančio dėl rankinio suspaudimo. Išmontavimo procese roboto ranka yra tris kartus greitesnė nei rankinis valdymas, o praėjimo greitis padidėja iki 99,5%, labai sumažinant storio anomalijas, atsirandančias dėl išmontavimo pažeidimų.
3. Skaitmeninė dvynių technologija
Pristatoma virtuali modeliavimo platforma liejimo defektams, pagrįsta CAE analize. Pavyzdžiui, kuriant naujus automobilių vidaus komponentus, gaminio sienelių storio nuokrypis buvo sumažintas nuo ± 0,2 mm iki ± 0,08 mm, imituojant medžiagų srauto kelius esant skirtingiems proceso parametrams ir optimizuojant pelėsių srauto kanalo dizainą, todėl bandomosios formos ciklas sumažėjo 40 %.
Išvada:
Gaminio storio kontrolė PP termoformavimo mašinų gamyboje reikalauja suderintų trijų aspektų: proceso, formos ir įrangos. Tiksliai kontroliuojant karšto ir šalto parametrus, optimizuojant ventiliaciją ir įtempimo struktūrą bei įdiegus išmaniąją stebėjimo sistemą, galima žymiai pagerinti gaminio storio vienodumą. Populiarėjant naujoms technologijoms, tokioms kaip skaitmeninė dviguba ir daugiasluoksnė koekstrudavimo plokštė, PP termoformavimo technologija vystysis aukšto tikslumo ir efektyvumo kryptimi, teikdama geresnius sprendimus maisto pakuotėms, automobilių dalims ir pan.
