液压系统在注塑过程中是如何工作的?
不管是油压注塑机还是电动注塑机,注塑过程中的所有运动都会产生压力。为了生产出质量合理的成品,适当控制所需的压力。在油压注塑机上进行压力控制和计量系统,所有运动均由油路负责下列操作:
螺杆在塑化阶段旋转。
滑座料道(注口靠近注口衬套)。
射料螺杆在注射和保压过程中的轴向运动。
在肘杆完全延伸或活塞合模行程完成之前,将基材封闭在射料杆上。
启动装配顶杆的顶出部件。
所有运动均由配有永久磁铁的无刷同步电机在全电压机上进行。旋转运动通过机床工业中一直使用的滚珠轴承螺杆转化为线性运动。在塑化过程中,整个过程的效率部分取决于螺杆的关键作用。
螺钉必须保证材料的熔化和均化。这个过程可以通过背压调节来避免过热。混合元件不能产生过高的速度,否则会导致聚合物降解。每个聚合物都有不同的最大转速,如果超过这个极限,分子就会拉伸,聚合物的主链就会断裂。但是,在注射和保压过程中,重点仍然是控制螺钉向前轴向运动。
随后的冷却过程,包括内应力、公差、翘曲等,对保证产品质量至关重要。所有这些都取决于模具的质量,特别是在优化冷却料道,保证闭环温度的有效调节时。该系统完全独立,不会干扰机械调节。模具运动,如闭模、顶出等,必须准确高效。为了保证活动部件的准确接近,通常采用速度分布曲线。可以调节接触维持能力。
因此,可以得出结论,产品质量主要取决于控制螺杆向前运动阶段的系统,而不考虑同样的能耗和机械可靠性和附加条件(如模具质量)。在油压式注塑机上,这一调节通过探测油压而实现。具体地说,油压通过控制板而激活一套阀门,流体通过操纵器而产生作用,并得到调节及释放。
注射速度控制包括开环控制、半闭环控制和闭环控制等选择方案。开环系统依靠共用比例阀。在所需比例的流体上施加比例张力,使流体在注射筒内产生压力,使注射螺钉以一定的前速运动。闭环比例阀用于半闭环系统。
闭合口位置闭合环路,闭合口通过阀门内的运动控制油流比例。闭环系统在螺杆平移速度时闭合。速度传感器(一般为电位计型)用于闭环系统,定期检测张力下降。通过调整比例阀流出的油,可以补偿速度偏差。闭环控制依赖于专用电子元件与机器融为一体。在注射和保压阶段,闭环压力控制可以保证压力均匀,并且在每个循环中都能保证反压均匀。
通过检测到的压力值调整比例阀,并根据设定的压力值进行偏差补偿。一般而言,可以监测液压,但检测注口或模腔内的熔体压力也是另一种有效的方法。更可靠的方案是通过阅读注口或模腔压力读数来管理比例阀。温度检测是在压力检测的基础上增加的,特别有利于流程管理。
根据设定的压力和温度条件,了解材料所能承受的实际压力,也有助于预测模塑件的实际重量和尺寸。事实上,更多的材料可以通过改变保压压力值引入模腔,以减少零件的收缩,这与设计公差一致(包括预设注塑收缩)。半晶体聚合物在接近熔化条件时表现出很大的比容变化。对于这一点,过充模并不妨碍零件的顶出。
油压设备及出料量及压力调节
离心泵产生的平均液压压力可以达到140bar,这种压力特别适用于注塑。在周期的其他阶段,要求明显较低,除了需要快速塑化的特定情况(如PET注射、拉动和吹动一步注射机)外,要求较高。
可变排量泵和储压缸可用于出料高峰期,以降低能耗。每一次旋转时,固定排量泵都会移动等量的油量,因此,油泵的选择取决于特定时间内所需的油量。一般情况下,三相电机转速为1440转/分,通常需要装配双泵。只有在塑化过程中(功率达到1000%),最大限度地提高了油泵的利用率。机械在停机过程中不需要能耗,即使需要,也属于功耗损失。
各注塑机均采用不同质量等级的比例伺服阀。在注射压机上安装两个或两个以上的比例阀,目的是准确控制以下几个方面:
开模速度(2级)、闭模速度(2级)、闭模安全、注射(3-10级)、加料(3-5级)、吸入和顶杆(2级)。
开模压力,闭模压力,模具安全,机械夹具(料筒或肘杆),注射(一次充模,后续阶段3-10次),螺杆旋转速度(3-5级)。
滑动座接近速度(机械注嘴接近模具固定半模注射垫的速度)和顶杆的运动速度(顶出速度)也可以调节。通过微弱的输入信号,辅助电机向阀门发送放大的信号(输出信号),使伺服阀能够执行调节功能。
微弱的输入电信号在伺服阀中转换为液压输出信号,根据所需的出料要求,以压降的形式进行改进。阀门必须对张力或通用指令做出快速、可重复、低滞后的出料响应。事实上,目前研究的目的是改善频率响应,使其运行到数千赫以上(kHz)电力设备(液压边缘)与电子设备之间的对话频率。
因为有效的排放取决于阀门的聚合程度(DP)因此,根据流体粘度和过渡口的几何形状,液压线路中的油温必须保持在45-55℃范围内(通常采用闭环调节系统)。
阀门内没有适当的调节系统,温度上升会导致溶体粘度下降;如果配备平衡的开启值,可以增加出料量。增加传动系统的出料油量,意味着注射速度加快。精确控制高科技伺服传动阀,可以基本消除滞后现象,增强所有功能的重复性。