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深圳市万丰硅橡胶有限公司

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多模腔注射及液体硅橡胶成型的技术进展

2014-5-15 11:19:08点击:

在美国德克萨斯州Austin举行的2007年国际成型会议及展览会中,人们对采用模腔压力传感器来控制阀式浇口以改善多模腔成型中熔体填充不平衡的加工问题给予了高度关注。在这一由Executive Conference Management发起的会议上,还探讨了对液体硅橡胶(LSR)注射成型设备的改进以及降低成本以实现“六西格玛”目标这两个问题。 

控制阀式浇口 

    模塑商们通常在多模腔模具、组合模具(family mold)以及多点注射的大型腔模具中使用阀式浇口。阀式浇口的特点是,当填充完毕时,浇口闭合,以控制浇口处的残余物并缩短成型周期。RJG公司的总工程师Art Schubert先生介绍说,通过对模腔压力进行监控,模塑商们可以通过顺序控制浇口的开启和闭合,以获得更多的好处,如熔体流动平衡性的改善、部件尺寸一致性的提高、熔接痕的减少,以及锁模力的降低等。

    利用一个3模腔的组合模具,RJG公司试验并探讨了3种根据熔体流动情况和模腔压力来确定何时开/闭浇口的方法。在这3个模腔中,中间的模腔几乎是另两个模腔的3倍大,其余的两个模腔彼此位置接近但大小不一致。每个模腔中都各自设有阀式浇口和一个模腔压力传感器,传感器被设置在部件的压力敏感区域。当控制器监测到螺杆按预算的体积输送熔体时,浇口即打开,而当模腔压力达到设定值时,浇口即闭合。 

    第一种方法被称作“独立的模腔顺序(Independent Cavity Sequencing)”,即在不同的时段开/闭浇口,以使所有的3个模腔可以同步完成填充。首先,使最大的模腔中的浇口打开以填入熔体,当其被部分填满时,再使另外两个较小的模腔浇口打开,让熔体注入模腔中,此时,最大模腔中的熔体注射仍在进行。结果是,这些模腔可以在相同的时间内、以相同的速度被填满。在此过程中,由于每个模腔内的压力不同,因此何时闭合各个模腔的浇口则取决于各模腔的压力情况。 

    考虑到熔体在热流道系统中的收缩性,RJG公司建议在模腔被完全填满之前,应采取适当的措施控制流道上料耙的产生。Schubert先生认为,这样做可以使熔体在填充开始时就通过减压产生更快的填充速度,从而降低熔体对速度变化(如在注射阶段由快速填充变为较慢填充)的敏感性。他解释说,在注射率保持恒定的情况下,当其他浇口闭合时,浇口仍然处于开启状态的模腔中的熔体填充速度和填充压力将快速上升。“将来的控制器有可能为压机提供更多的压力反馈,使浇口在闭合时可以对速度进行调整,但是现在大多数的压机还无法实现这一功能。”实际上,浇口处的模腔压力可能会因为喷嘴的向前移动而上升,这样会导致更多的材料被送入模具中,从而在部件中产生局部应力。

    该工艺中,由于采用了以体积行程取代线性行程的方法来计算螺杆送入的熔体量,因此使得模具能同时适合于螺筒大小不同的注塑压机,并可采取相同的设置。该技术同样适合于模腔完全相同的多型腔模具。在此,所有的阀式浇口都被设定为同步打开。

    第二种方法是“交替的模腔顺序(Alternate Cavity Sequencing)”,这种方法主要是针对模腔完全不同的模具,或者复杂的组合模具。在这些组合模具中,一些部件要比其它部件厚好几倍,或者厚薄不均从而到流道的距离不同。在这种情况下,独立的模腔顺序显然是不适合的,这是因为各部件没有相同的流速限制和壁厚,如果将个别或全部的浇口同时打开以填充熔体,那么很可能会造成物料流动的“停顿”。

    因此,“交替的模腔顺序”每次只能填充一个模腔。在某些情况下,从一个模腔到另一个模腔会出现轻微的填充重叠。Schubert先生解释道,这是因为最先填充的模腔的浇口闭合后,其内部材料开始收缩,从而导致锁模力降低。一般,当模具一端的模腔正在填充时,其压力处于上升状态;而模具另一端的模腔填充完毕后其压力下降,此时很容易导致模具的突然开启。因此,在所有的模腔没有被完全填满前,最好采取一种能够平衡模具开启力的方法,以避免上述问题的出现。”

    RJG公司在一个3模腔模具上做了试验。该模具外面的两个模腔具有相似的大小,中间的模腔是其余两个模腔的3倍大。“我们再次采用了快速/慢速填充的顺序控制对注射速度进行设定,通过在机器的控制界面上设定螺杆的位置来调整速度。然而,很明显的是,使螺杆的速度和位置同步是可以改变的,即填充某个模腔时使螺杆减速,填充另一个模腔时使螺杆重新加速。”利用模腔压力传感器可以使这一顺序方法变得容易。

    这种方法存在的问题是,当第一批模腔填充完毕后,浇口闭合,此时螺杆前端可能还有大量的熔体。当熔体量较大时材料的收缩也很大,从而降低了控制第一批模腔填充的能力。因此Schubert先生提醒该技术的用户,这将导致第一批完成填充的模腔的冷却时间比最后一批完成填充的模腔更长,从而在一定程度上会影响部件的质量。

    第三种方法是“顺序的浇口控制(Sequential Gate Control)”,该方法适用于部件长宽比很大而无法通过一次操作即能成型的长形部件。通用的方法是利用“cascade”方法以消除熔接线,即从中心浇口开始填充,当流峰流经每个模腔的压力或温度传感器时,传感器会探察到流峰并同时开启浇注口让熔体通过。随着模腔填充完毕,传感器同时达到预设的压力值,此时浇口会自动闭合。在此过程中,还采用了快速填充和慢速填充的顺序设置。

LSR注射成型技术的新发展

    加拿大Engel公司的技术经理Mark Hammond先生介绍了几种液体硅橡胶注射成型技术的最新发展。其中将双组份LSR泵系统控制同压力控制进行集成是目前LSR注射成型技术的主要应用方向。这种方法提供了一个控制单点,可将全部的泵设置与模具设置同时进行存储和察看,节约了为泵系统单独配备控制器的成本。 

    Engel公司建议在进料口装配一个新型复合材料阀、过滤器和静电混合器组件,以便更精确地输送A物料和B物料;在阀口添置一个压力传感器用于检验泵的连贯性和过滤器的滤过效率。此外,Engel公司还将过滤器和水流量计进行整合后用于冷流道系统。Hammond先生说,“监控水流量可防止冷流道因模具加热而发生交联固化。” 

    Engel公司还在动模板上装配了数字测量仪来替换原来的模拟真空测定计,用于监控各生产周期的真空抽吸情况,以确保真空的稳定性。数字测量仪还可用于观测诸如真空密封件的磨损情况等。 

    另外一个新的发展是,Engel公司在液压机上装置了液压行程限制器,可在再填充操作完成之后自动锁定螺杆位置。这样,如果泵压力过大,液压行程控制器通过合理的泵设置可以防止螺杆继续转动,避免发生更严重的事情。 

六西格玛在线培训 

    现在网上新推出了六西格玛质量培训,它最初源自于一个建筑师的想法,即MindPro概念,随后由MIkel Harry博士改进成为一个费用合理的培训和测试媒介中心,现在该项目由六西格玛学院负责提供。单一的用户许可需要花费不到$3 000,而支持多雇员培训的无限制许可方式摊派下来,每个人只需花费$75。 
该学院的首席执行官Hermann Plank说,六西格玛原先需要员工脱产160h进行课堂强化培训,而雇主不仅要支付高额的培训费用,还必须承担工人因脱产培训而造成的生产效率的降低。由于培训师不断更换,培训本身也不具有很好的连续性。 

    新的在线培训以一种“开放式”入学的方式,在一个虚拟的教室里采用5min视频播放和由Harry博士进行详细叙述的“站在专家肩膀上”栏目两种方式进行培训。这种新型的培训方式将在线培训和咨询支持很好地结合起来,避免了原先教育方式产生的弊端。(end)