Каковы общие проблемы и решения в машинах для литья пластмасс под давлением?

Машина для литья пластмасс под давлением, являющаяся основным оборудованием современной обрабатывающей промышленности, широко используется в автомобильной, электронной, медицинской и других отраслях. Эти машины эффективно производят структурно сложные изделия путем нагрева и плавления термопластов или термореактивных пластмасс, которые затем впрыскиваются в полости формы под высоким давлением. Однако в процессе использования оборудование часто сталкивается с такими проблемами, как неправильная настройка параметров процесса, дефект конструкции пресс-формы, механический отказ и т. д., что влияет на эффективность производства и качество продукции. В этой статье систематически обобщаются общие проблемы машин для литья пластмасс под давлением, а также предлагаются решения с типичными случаями, которые могут служить техническим справочником для отрасли.

1. Неполное заполнение (короткий план)
Явление: В изделии не полностью заполнена полость формы, что указывает на нехватку некоторых материалов или габаритные размеры.
Причина:

• Параметры процесса: Недостаточное давление впрыска (менее 70 МПа), низкая скорость впрыска (менее 1 с/выстрел) и низкая температура ствола (менее 230 градусов).
• Конструкция пресс-формы: слишком узкие направляющие, маленькая секция ворот, плохая вентиляция, из-за чего в полости остается воздух.
• Характеристики материала: Плохая текучесть смолы (например, поликарбонатный материал с высокой-вязкостью), избыточное содержание влаги в сырье (недостаточная сушка).

Решения:

• Регулировка процесса: постепенное увеличение давления впрыска до 100–150 МПа, увеличение скорости впрыска до 3–5 сек/сек и доведение температуры ствола до 250–300 градусов в зависимости от свойств материала.
• Оптимизация пресс-формы: увеличьте диаметр направляющих (рекомендуется больше или равный 8 мм), увеличьте количество литников или направляющих крыльчаток, а также увеличьте выпускную канавку в конце полости (глубина 0.02 -0.05 мм).
• Обращение с материалами: используйте сырье специального сорта (например, PC-110 с высокой текучестью) и соблюдайте строгий процесс сушки (сушка в вакууме больше или равна 4, больше или равна 4 часам – 115 градусов).

Практический пример: При производстве салонов автомобилей ворота небольшого диаметра (2 мм) имеют короткую съемку кромки. За счет увеличения диаметра литника до 4 мм и регулирования давления впрыска до 120 МПа процент дефектов снизился с 15% до менее 2%.
2. Пузыри и пустоты в продуктах
Явление: внутри или на поверхности продукта появляются пузырьки или отверстия, влияющие на механические свойства и внешний вид.
Причина:

• Факторы материала: Высокое содержание влаги в сырье (например, PA6 не высыхает до влажности менее 0,2%), неполное удаление летучих веществ.
• Параметры процесса: Недостаточное давление впрыска (<80 MPa), short retention time (<2 ss), excessive barrel temperature (>300 градусов, что приводит к деградации материала).
• Конструкция пресс-формы. Неправильное размещение затвора приводит к неравномерному заполнению вентиляционных систем, засоренных расплавом.

Решения:

• Обращение с материалами: Предварительная сушка сырья с использованием сушилок с молекулярными ситами (точка росы ниже или равна -40 градусов) с обратным давлением 5–10 МПа для удаления летучих веществ.
• Оптимизация процесса: увеличить давление впрыска до 100–130 МПа, увеличить время выдержки до 5–8 с, снизить температуру ствола до 260–280 градусов.
• Улучшение формы: добавлены выпускные канавки (шириной 3–5 мм) на разделительной линии и оптимизировано размещение литников толсто-секции изделия.

Практический пример: При производстве электронных разъемов из-за чрезмерного содержания влаги в сырье (0,5%) образуются внутренние пузырьки. Проблемы с пузырьками были решены путем увеличения этапа сушки при 120°C (4 часа) и доведения давления впрыска до 120 МПа.
3. Обложка на изделии (заусенцы)
Явление: на линиях сортировки продукции или поверхностях сердцевин появляется слишком много хлопьев, что требует вторичного ремонта.
Причина:

• Факторы оснащения: Недостаточная сила зажима (< pressure required for product), increased clearance due to wear of clamping mechanisms.
• Process Parameters: High injection pressure (>150 MPa) and high barrel temperature (>300 градусов, уменьшая вязкость материала).
• Mold Defects: Uneven parting surfaces (gap >0,05 мм), сильно изношены направляющие стойки/втулки.

Решения:

• Обслуживание оборудования: откалибровать силу зажима в 1,2 раза больше требуемого давления (например, усилие 600 для 500 тонн продукта установить на 600 тонн) и заменить изношенные компоненты зажима.
• Регулировка процесса: снизить давление впрыска до 100–120 МПа и контролировать температуру ствола на уровне 250–270 градусов.

Ремонт пресс-формы: плоскостность разделяемой поверхности проверяется с помощью КИМ и восстанавливается путем шлифования или нанесения покрытия (шероховатость поверхности менее или равна 0,8 мкм).
Практический пример: Лампы-вспышки появляются в производстве корпусов бытовой техники из-за недостаточной силы зажима (машины 450 тонн используются в изделиях весом 500 тонн). За счет модернизации машины грузоподъемностью 600 тонн и оптимизации давления впрыска до 110 МПа скорость вспышки снизилась с 8% до уровня ниже 0,5%.

1. Винт не удалось повернуть или втянуть.
Явление: Во время инъекции винты застревают или не могут полностью пластифицироваться и сжиматься.
Причина:

• Barrel Issues: High temperature at the back of the barrel (>300 градусов) вызывает обугливание материала и блокировку винтов.
• Mechanical Failures: Too much roughness on the screw surface (Ra >1,6 мкм), износ подшипников или повреждение приводных шестерен.
• Электрическое управление: защита от перегрузки срабатывает из-за винтового двигателя или несоосных концевых выключателей.

Решения:

• Очистка и техническое обслуживание: Удалите винты после закрытия, удалите науглероженный материал медной щеткой и отполируйте поверхность винта (Ra менее или равно 0,8 микрона).
• Контроль температуры: Уменьшите температуру в задней части ствола до 260-280 градусов и увеличьте расход охлаждающей жидкости до 15 л/мин.
• Электрическая проверка: проверьте трехфазное питание двигателя-(колебания напряжения менее 5%) и повторно откалибруйте положение концевого выключателя (ошибка<0.1 mm).

Практический пример: При производстве медицинских изделий винт застрял из-за высокой температуры в цилиндре (320 градусов). Нормальную работу удалось возобновить за счет снижения температуры до 270 градусов по Цельсию и увеличения расхода системы охлаждения.
2. Утечка из сопел и литника.
Явление: расплав. Расплавленный материал вытекает из интерфейса сопла-патрубка во время впрыска.
Причина:

• Alignment Errors: Axial misalignment between nozzle and sprue bush (>0,1 мм).
• Недостатки конструкции: Выпуклый сферический радиус втулки литника слишком мал (менее 0,5 мм радиуса сопла) или изношены выпуклые поверхности сопла.
• Temperature loss: nozzle temperature is too high (>280 градусов), улучшая текучесть материала.

Решения:

• Механическая коррекция: соосность литниковой втулки- сопла проверяется с помощью циферблатных индикаторов, а кольцо позиционирования формы корректируется (погрешность меньше или равна 0,05 мм).
• Замена компонента: заменить втулку форсунки со стандартными радиусами выпуклой сферы (втулка 12 мм и форсунка 11,5 мм) и восстановить выпуклые поверхности форсунки (шероховатость поверхности Ra менее или равна 0,4 мкм).
• Контроль температуры: уменьшите температуру сопла до 250 -270 градусов и улучшите точность датчика температуры (±1 градус).

Практический пример: при производстве автомобильных абажуров из-за смещения- литниковой втулки сопла (0,2 мм) может возникнуть утечка. Проблемы с утечками решаются путем регулировки позиционирующего кольца формы и замены литниковой втулки.

1. Застревание и повреждение пресс-формы.
Явление: матрица не может быть отделена при открытии, что приводит к принудительному срабатыванию и поломке сердечника.
Причина:

• Thermal Expansion/Contraction: mold temperature is not uniform (difference >20 градусов), вызывая локальный тепловой стресс.
• Insufficient Lubrication: Lack of regular lubrication of Guide posts/bushings (dry friction coefficient >0.15).
• Проникновение загрязняющих веществ: Остатки мусора (размер частиц более 0,5 мм) в полости, препятствующие движению.

Решения:

• Контроль температуры: балансировка температуры формы (разница менее или равна 5 градусам) с помощью регулятора температуры формы, увеличение поперечного сечения охлаждающего канала (диаметр больше или равен 10 мм).
• Смазка Техническое обслуживание: смазка на основе дисульфида молибдена распыляется на направляющие стойки/втулки каждые 8 ​​часов (коэффициент трения меньше или равен 0,05).
• Управление чистотой: установите магнитные сепараторы для фильтрации металлического мусора в охлаждающей воде и регулярную очистку полостей (с использованием сжатого воздуха).

Практический пример: во время производства корпусов для изделий 3C произошло заклинивание пресс-формы из-за неравномерности температуры (120 градусов, ниже местной температуры). 80 градусов в других местах). За счет модернизации контроллера температуры матрицы для точного управления (±2 градуса) срок службы матрицы увеличивается до более чем 500 000 циклов.

2. Плохая вентиляция пресс-формы.
Явление: Изделия со следами поджогов, серебряными полосами или неполными пломбами.
Причина:

• Недостатки конструкции: Недостаточные размеры вытяжной щели (ширина<3 mm, depth <0.02 mm).
• Processing error: Too much surface roughness (Ra >1,6 мкм) для разделения типов, что приводит к герметизации.
• Закупорка материала. Материалы с низкой-вязкостью (например, полипропилен) проникают в вентиляционное отверстие и затвердевают.

Решения:

• Оптимизация выпускного отверстия: добавлена ​​выпускная канавка в конце полости (ширина 5 мм, глубина 0,03 мм) и системы вакуумной вентиляции (вакуум менее или равен -90 кПа).
• Обработка поверхности: поверхности разъемов Superfinish (Ra менее или равные 0,4 микрона) покрыты политетрафторэтиленовым (ПТФЭ) покрытием для уменьшения трения.
• Управление материалами. Увеличьте обратное давление материалов с низкой-низкой вязкостью – 15 МПа), чтобы предотвратить проникновение, и очищайте вентиляционные отверстия каждые 24 часа.

Практический пример: при производстве оптических линз из-за плохой вентиляции появляются серебряные полосы. Выход продукта увеличился с 70% до 95% за счет увеличения вакуума и оптимизации размеров щелей.

1. Стратегии обслуживания оборудования
Ежедневная проверка: проверьте уровни гидравлического масла (погрешность менее 5%), расход охлаждающей воды (более или равный 10 л/мин) и электрические соединения (степень ослабления менее 1%).
Периодическое техническое обслуживание: фильтры гидравлического масла заменяются каждые 500 часов (процесс фильтрации менее или равен 10 микронам), а шнеки/барабаны проверяются каждые 2000 часов (зазор менее или равен 0,1 мм).
Управление запасными частями: критический износ запасов (например, уплотнения, нагревательные змеевики) для обеспечения оборачиваемости запасов, превышающей или равной 90%.
2. Интеллектуальные обновления
Мониторинг состояния: Установка датчиков вибрации (диапазон частот 10–1000 Гц) и датчиков температуры (точность ±0,5 градуса) для мониторинга в реальном-времени состояния шнека и цилиндра.
Data analysis: Process parameters (injection pressure, retention time) were collected through MES systems and machine learning algorithms were used to predict failure (accuracy >85%).
Дистанционное обслуживание: экспертное дистанционное руководство с использованием технологии 5G + AR сокращает время реагирования на неисправность до<30 minutes.
Практический пример: благодаря внедрению интеллектуальной системы обслуживания на предприятии по производству бытовой техники общая эффективность оборудования увеличилась на 15%, затраты на техническое обслуживание снизились на 2 миллиона юаней в год.
Заключение:
Стабильная работа машин для литья пластмасс под давлением зависит от точного контроля параметров процесса, разумной конструкции пресс-форм и технического обслуживания научного оборудования. Систематически анализируя распространенные проблемы (например, неполное заполнение, внезапное затопление, заклинивание пресс-формы и т. д.) и внедряя целевые решения (такие как оптимизация процесса, механическая калибровка, интеллектуальная модернизация и т. д.), можно значительно повысить эффективность производства и качество продукции. В будущем, с развитием Индустрии 4.0 и интеллектуального производства, прогнозирование отказов оборудования и автоматическое обслуживание станут отраслевыми тенденциями, создавая большую ценность для предприятий.