多型腔模具熔体流动不平衡的解决方法0螺杆压缩机

多型腔模具熔体流动不平衡的解决方法

多型腔模具熔体流动不平衡的解决方法 2011年12月02日 来源： 在注塑过程中，导致熔体流动不平衡的原因很多，其中由温度变化引起的流动不平衡尤其难以察觉和避免，从而为注塑生产带来极大的不便。那么，有什么好的方法可以解决呢？ 在多型腔成型过程中，要使熔体流均匀且平衡地流入每一个模腔中是非常困难的。浇口尺寸不同或是流道系统中的剪切模式不一致等多种因素，都会导致熔体的流动不平衡。但是很少有人知道，在热流道系统中，由热浇口处的温度变化而导致的流动不平衡尤其麻烦，且不易被诊断出来。 热流道中的温度变化不仅会导致同一注射周期内各模腔出现充模不足或飞边等现象，还会造成同一模腔在不同注射周期中出现不同的情况。举例来说，在一个4腔模具中，在第一次注射周期内，可能会出现这样的情况：第二、三腔中制得的制品质量最好，而第一腔中出现了充模不足的现象，第四腔中则出现了飞边现象。然而，在下一个注射周期内，随着模腔内充模模式的不断变化，可能会导致第一腔中出现飞边现象，而在第四腔中出现充模不足的情况，或是各个模腔所制得的制件的质量都很好。这种不平衡的现象有时非常严重，有可能一个腔在这次注射周期内只填充了50%，而在下一个注射周期内则填充了100%。这种情况甚至在2腔模具中都经常发生。在实际的生产应用中，无论所需的注射压力是高还是低，充模不平衡的情况都时有发生。 图1 在多模腔模具中，温度的变化往往导致熔体流动的不平衡，从而造成飞边和充模不足等问题

一个区域与另一个区域之间发生微小的温度变化，会在数分钟内造成熔体在充模过程中出现流动不平衡的现象，尽管有些时候这种极小的温度改变在生产中是必要的。 温度变化的影响 导致热流道内的温度发生变化的原因有很多。其中一个原因是由于PID控制器引起的热喷嘴处出现温度振荡。随着加热器的开启和关闭，每个模腔的实际温度会在设定点附近来回波动，使得注射成型过程中各模腔之间的温度变化各不相同。例如，有可能第一模腔的温度上升，而第二模腔的温度下降，从而导致熔体流更容易流入第一模腔中。这种现象直到第一模腔开始冷却而第二模腔开始加热时才得以改善，这时熔体的流动会逐渐达到平衡。从长期的变化趋势来看，模腔内这种温度变化每几分钟就会发生一次。 图2 从模腔-压力曲线中可以看出，温度的不平衡会导致各型腔具有不同的充模速度和充模压力

另一个导致流动不平衡的原因是，在浇口处每个热嘴的末端都会形成非常小的凝固栓塞（plugs），类似于物料在每次注射过程中在喷嘴处形成的冷料棒（cold slug）。在注射过程中，在熔体流进模腔前，必须确保这些栓塞已经完全固化。但是，并不是所有的栓塞都在同一时间完全固化，而最后完成固化的模腔将最后完成充模，从而推迟了充模的时间，并降低了充模压力，还有可能发生收缩或充模不足等现象。然而，由于最后完成充模的模腔在下一次注射周期开始前所形成栓塞的时间最短，因此，在注射过程中，该模腔会最先完成充模，并且模腔内的压力会显著增大，从而产生飞边现象。由此可知，各模腔在每次注射过程中的充模模式都会发生不同的变化。 通过对所有模腔的热嘴进行加热，能够有效地减少栓塞形成的数量，从而保证了在每次注射过程中，熔体的流动更加稳定平衡。然而，这种方法并不是对所有的应用案例都适用，因为致使制件出现质量问题的原因是多种多样的。 解决方案 通常，通过改变温度控制器、调节热流道或温度控制器的设置状态，就能够很好地解决这些问题。然而，对于加工商来说，这种方法在更多情况下并不治本。 在每一个型腔中都安装压力传感器应该算是一种很好的解决方案，这将有助于提高工艺的精确性。通过对所获得的模腔压力数据进行分析，能够有效地评估出所选择的解决方案的应用效力，并同时向注射机提供从闭环系统获得的反馈信息。此时，当模腔内的压力达到预设值时，注射机便进入注射阶段。通过安装压力传感器，用户能够清晰地看到各模腔之间不同的压力峰值，甚至还能够观测到每次注射时哪个模腔最先完成充模和达到最高的压力峰值。 图3 在填充过程中，在模具中安装压力传感器并降低充模的速度，能够帮助加工商克服由于温度变化而引起的流动不平衡所带来的不利影响

通常，在注射机进入第二阶段（保压阶段）前，已经开始充模的第一个模腔将继续保持充模状态。若熔体在注射的第一阶段达到模腔的末端，模腔内的压力将会达到峰值，进而导致出现飞边现象。 在第一个模腔填充完全之前降低注射速度，能够有效地防止模腔内达到峰值压力。当充模达到80%~90%时，开始进行第二阶段的低速充模，从而可保证模腔不会在过高的压力下进行充模。这里所设置的较低的充模速度通常为最初充模速度的10%~20%。这种低充模速度应该一直保持至模腔内的压力达到制件在保压阶段所需的压力，这时注射机进入保压阶段。这使得所有模腔的保压更加均匀。 通常，人们会想当然地认为，低速注射无形中会延长注射成型周期。事实上，结果却恰恰相反。这是由于不平衡的充模过程要求必须有充足的保压时间和冷却时间，从而保证最后一个模腔能够完全填充。通过利用速度代替压力进行保压，可使得最后一个模腔能够快速地完成充模，反而缩短了注射成型周期。 该方法可保证每一次注射时，模腔内部的压力更加一致，从而能够在不延长成型周期的情况下，获得质量一致性更好的制件。

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