Инжекционно-компрессионное литьё

- Japan Steel Works (JSW) - Japan Steel Works (JSW) - Лидер продаж в России/СНГ термопластавтоматов из Японии и Европы в 2020г
- Leader of Full-Electric IMM in Russia\CIS
Изображение

Модераторы: JSW, JapanSteelWorks

Ответить
Сообщение
Автор
JSW
Сообщения: 73
Зарегистрирован: 20 янв 2015, 14:32
Страна, Регион, Область: Россия
Город: Москва
Откуда: Россия
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 20 раз
Контактная информация:
Japan

Инжекционно-компрессионное литьё

#1 Сообщение JSW » 18 июл 2016, 16:57

Технология инжекционно-компрессионного литья известна давно, но практическое воплощение она стала получать только недавно. Выгоды на отдельных изделиях (прежде всего больших плоскостных) столь потрясающи, что закрывать глаза на технологию трудно.

Чаще всего ИКЛ решает вопросы коробления плоскостных изделий, но не только. Рассмотрим для начала стандартное литьё. Через маленькую точку впрыска сопла ТПА нужно заполнить полость пресс-формы, часто многогнёздной пресс-формы. Форма имеет свой неравномерный износ, распределение расплава не совсем равномерно. Что может сделать технолог, чтобы решить проблему пролива. Фактически только одно - увеличивать давление впрыска/выдержки. Через малую точку впрыска длинным плечом допроливать изделие, решая возникшую проблему силой. Можно пытаться решить и более быстрым впрыском, снижая температурный перепад внутри изделия, что должно снижать и внутренние напряжения, но очень часто "упираешься" в давление. Дальше классика - решая в одном месте недолив, в другом месте можно получить переуплотнение материала.

Каким получается изделие на выходе? С различными внутренними напряжениями. В точках, в которых оно затем более ломкое. Либо дефектное (говоря о короблении или утяжине). Как с этим борются ? Либо конструкцией изделия (утолщением определённых зон), что путь опытный и затратный, либо компенсацией дефектов с помощью более длительной выдержки и охлаждения. То есть теряя цикл и производительность. То есть изделие снова дороже.

Подробно теорию ИКЛ здесь не описываю, незачем повторять написанное, здесь сжатая выдержка и практические данные.
Вкратце: ИКЛ позволяет делать впрыск в неполностью сомкнутую форму, а затем производит дожатие огромной площадью поверхности плиты, изделие получает гораздо более равномерные нагрузки. Функции ИКЛ позволяют настраивать машину по разному, но они различаются под два типа пресс-форм - А (стандартная полость разъёма) и B ("кривая" полость специально под ИКЛ). Тип B позволяет получить наибольшую выгоду для качества изделия и снижения цикла, но рассказывать буду о типе А - как обычной задачи с обычными пресс-формами.

Изображение

Как говорилось в начале, технология известна давно, но практическому использованию мешало:
1. Дороговизна гидравлических пакетов, чтобы подавать масло одновременно в разные части машины.
2. Точность отработки как позиции подвижной плиты, так и процесса всего целиком. Гидравлическая машина - как кровеносная система человека - масло проходит через шланги, клапаны, фильтры, имеет свою сжимаемость и волновой эффект, масло зависит от температуры и загрязнения. Привод инерционен и не очень точен.

Всё это сводило к тому, что эффекты от ИКЛ можно получить только на практике, их не начертишь и не предскажешь с точностью до 10% заранее, а для практики нужно покупать дорогие решения с неизвестным результатом. Поэтому теория оставалась только теорией. Всё сдвинулось с появлением электрических машин, и их повсеместное использование в Японии (сейчас там рынок на 99% состоит из электрики, но ещё в 1999-м году больше 50% рынка стало за электрическими ТПА - то есть электрическая машина стала более рядовым явлением чем гидравлическая) привело к появлению нужного интерфейса, первых практических результатов. Обратная связь трансформировалась в реализацию на следующем поколении электрических машин, и так далее - накапливался опыт.

Выгоды ИКЛ казалось бы хороши только на больших плоскостных изделия (прежде всего автокомпонентов или светильников), но в следующих постах рассмотрим три практических примера: один на коротком цикле в Польше, второе на среднем на Украине и третье на длинном - из японского каталога.
За это сообщение автора JSW поблагодарил:
JapanSteelWorks
Рейтинг: 5%

JSW
Сообщения: 73
Зарегистрирован: 20 янв 2015, 14:32
Страна, Регион, Область: Россия
Город: Москва
Откуда: Россия
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 20 раз
Контактная информация:
Japan

Spring back mode

#2 Сообщение JSW » 18 июл 2016, 17:19

Лирическое отступление. Есть у нас такая функция. Spring back mode. Режим возвратной пружины. Она может помочь, если ИКЛ применять фактически нельзя (например, изделия малые и точка облоя от точки впрыски отстоит недалеко).

Суть в чём. Когда электрические машины совершенствовались, именно на графике давления впрыска/выдержки можно было увидеть интересный характерный провал реального давления при переключении с впрыска на выдержку. Классическая ситуация, предположим, Вы осуществляете впрыск при давлении 1400 бар, а затем переходите на выдержку под давлением 700 бар. В точки окончания впрыска (изделие заполнено) внутреннее давление в форме максимальное - первый пик, и на него давит шнек с давлением 1400 бар. В точке перехода в один момент давление снижается до 700 бар, и в этот момент происходит провал давления, после которого следует второй пик. Скриншот ниже сделан по другому поводу, но если посмотрите синюю линию давления - это примерно то, что я говорю, только по времени всё происходит намного быстрее.
Изображение
На гидравлической машине из-за несовершенства обратных связей такого провала даже не увидеть - инерция масла сглаживает.

Это и есть так называемый эффект пружины. Материал действует как пружина - поскольку большинство технологов резко сбавляет давление с впрыска на выдержку, то материал начинает течь в сопло машины обратно, поскольку для него это - самый лёгкий путь (наименьшее сопротивление). В машине кстати, этот эффект можно отследить, если сравнить позиции Подушки и Окончания Выдержки. В идеально настроенном варианте и правильно выбранной точке переходе они одинаковы, но нередко можно увидеть, что позиция Окончания выдержки больше подушки - шнек сдвинул обратно пружинный эффект материала.

Соответственно, отсюда появилась функция Spring Back mode. Поскольку в электрической машине привода независимы друг от друга, то ничто не мешает машину заставить жёстко отрабатывать позицию шнека. В этом случае энергия пружины материала не находит выхода в движении шнека, и эта энергия волею-неволею возвращается обратно в пресс-форму. Где она начинает искать выход по пути наименьшего сопротивления. И часто наименьшим сопротивлением является допроливка/доуплотнение наименее уплотнённой области. То есть Spring Back mode может позволить при том же давлении впрыска / выдержки допролить то гнездо, которое не проливалось.

JSW
Сообщения: 73
Зарегистрирован: 20 янв 2015, 14:32
Страна, Регион, Область: Россия
Город: Москва
Откуда: Россия
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 20 раз
Контактная информация:
Japan

Re: Инжекционно-компрессионное литьё

#3 Сообщение JSW » 18 июл 2016, 17:29

Пример 1. Короткий цикл.
Изделие: тонкостенный подсвечник из ПК с толщиной стенки 0.45мм, дна - 0.60мм, 6 гнёзд, фотографию изделия и конечного заказчика, к сожалению, назвать нельзя, хотя его имя известно всем.
Проблема: коробление дна - оно "шло волной".
Цикл: 5.58с, включая 1.0с выдержку и 1.80с охлаждение.

Я не силён сказать, каким способом проводилась съёмка, но вот результат на той же форме: стандартное литьё и инжекционно-компрессионное литьё. Видно, как растекается материал, и где будет меньше внутренних напряжений.

ИзображениеИзображение

Цикл с ИКЛ стал 4.39с (-27%) за счёт того, что выдержка была уменьшена с 1.0с до 0.25с, и охлаждение до 1.40с - не нужно бороться больше с дефектами изделия. Качество изделия сильно улучшилась - исчезла "волна" дна.

JSW
Сообщения: 73
Зарегистрирован: 20 янв 2015, 14:32
Страна, Регион, Область: Россия
Город: Москва
Откуда: Россия
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 20 раз
Контактная информация:
Japan

Re: Инжекционно-компрессионное литьё

#4 Сообщение JSW » 18 июл 2016, 17:33

Пример 2. Средний цикл.
Заказчик: Днепропетровск, Украина.
Дата: Апрель 2016
Изделие: плоскостное неправильной геометрии.
Изображение
Проблема: коробление на любом имеющемся ТПА (парк в основном тайваньско-китайского производства).
Цикл: 20с (цикл со слов заказчика, изначальная циклограмма неизвестна)
Используемый ТПА: 85 тонн с режимом ИКЛ (стандартная комплектация)
Время испытаний: несколько часов

Полученный результат:
Изображение
Качество изделия: "лучше чем когда-либо было". Цикл сократился в 2 раза. Возможно, в будущем заказчик поделится более цифровыми результатами по отклонению от поверхности с ИКЛ и без.

Как был получен результат (наиболее интересная часть, вырезка из презентации):
Изображение
Использовался тип ИКЛ: А1, что означает, что первоначально форма сомкнута под усилием смыкания 40 тонн. Производится впрыск, и давление впрыска отодвигает пресс-форму. Ход шнека начинается от 55.0мм и до 5.0мм.
На ходе шнека 50.0мм с задержкой 0.0с активируется дожатие плитой - рост усилия смыкания. В данном случае были заданы шаги 0.02с для каждого роста усилия смыкания - с 40 тонн до 55 тонн, потом 60, 65 и 70 тонн. Учитывая, что время испытаний в конкретном случае было ограничено, весьма возможно, что на этом изделии можно было получить и бОльшую выгоду, растянув ИКЛ по времени больше (в примере 1 дожатие с ростом усилия смыкания совершалось во время всего процесса впрыска и выдержки, и даже охлаждения), тут же ИКЛ фактически завершается после первых 5.0мм хода (10% всего хода впрыска) и 0.10с.

JSW
Сообщения: 73
Зарегистрирован: 20 янв 2015, 14:32
Страна, Регион, Область: Россия
Город: Москва
Откуда: Россия
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 20 раз
Контактная информация:
Japan

Re: Инжекционно-компрессионное литьё

#5 Сообщение JSW » 18 июл 2016, 17:34

Пример 3. Длинный цикл.

Выдержка из каталога.
Термопластавтомат - 850 тонн
Изделие: крыша для собачьей будки
Материал: вторичный ПП

Обычное литьё:
Искривление поверхности: 7,5-11,0мм
Время цикла: 74,8 секунды
Усилие смыкания: 1 300 тонн

Инжекционно-компрессионное литьё:
Искривление поверхности: 0,2-0,5мм
Время цикла: 56,3 секунды
Усилие смыкания: 800 тонн

Искривление поверхности сократилось от "минимум 7.5мм" до "максимум 0.5мм". Производительность выросла на 32%. Пиковое давление впрыска, и, соответственно, пиковое усилие смыкания уменьшилось - стало можно использовать машину на 2 типоразмера меньше и дешевле.

Изображение

JSW
Сообщения: 73
Зарегистрирован: 20 янв 2015, 14:32
Страна, Регион, Область: Россия
Город: Москва
Откуда: Россия
Благодарил (а): 0
Поблагодарили: 20 раз
Контактная информация:
Japan

Re: Инжекционно-компрессионное литьё

#6 Сообщение JSW » 19 июл 2016, 15:09

заполнены все 3 примера процесса инжекционно-компрессионного литья.
За это сообщение автора JSW поблагодарил:
Часовой
Рейтинг: 5%

Ответить

Вернуться в «Japan Steel Works (JSW)»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя