प्लास्टिक उत्पादों के आकार में त्रुटि मुख्य रूप से मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान प्लास्टिक के सिकुड़न और विभिन्न प्रभावित करने वाले कारकों की अस्थिरता से आती है। सीधे शब्दों में कहें तो, यह गर्म और पिघले हुए प्लास्टिक को एक सांचे में इंजेक्ट करना है, और ठंडा करने और आकार देने के बाद, इसकी मात्रा सांचे की गुहा से छोटी होगी। कमी की मात्रा और प्रक्रिया का उतार-चढ़ाव मिलकर अंतिम आकार की सटीकता निर्धारित करते हैं।
विशेष रूप से, त्रुटियाँ मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं से आती हैं:
प्लास्टिक के आकार की त्रुटियों का मूल कारण सबसे पहले इसकी बहुलक सामग्री के भौतिक गुणों में निहित है। साँचे में उच्च तापमान भरने से लेकर कमरे के तापमान पर जमने तक, प्लास्टिक के पिघलने की मात्रा अनिवार्य रूप से कम हो जाएगी, जिसे मोल्डिंग सिकुड़न कहा जाता है। यह कोई निश्चित मान नहीं है, बल्कि कई कारकों से प्रभावित एक चर है।
राल का क्रिस्टलीकरण व्यवहार और अभिविन्यास प्रभाव: पीए 66 और पीओएम जैसे क्रिस्टलीय प्लास्टिक के लिए, शीतलन के दौरान एक जाली बनाने के लिए आणविक श्रृंखलाओं को नियमित तरीके से व्यवस्थित किया जाएगा, और विशिष्ट मात्रा नाटकीय रूप से बदल जाएगी। सिकुड़न दर आमतौर पर 1.5% और 3.0% के बीच होती है, और उतार-चढ़ाव का आयाम बड़ा होता है; गैर क्रिस्टलीय प्लास्टिक (जैसे एबीएस और पीसी) में अव्यवस्थित आणविक श्रृंखला ठंड, कम संकोचन दर (लगभग 0.4% ~ 0.8%), और आसान आकार आश्वासन होता है। इसके अलावा, पिघले हुए सांचे को भरने के दौरान, आणविक श्रृंखलाएं प्रवाह दिशा के साथ खिंच जाती हैं, और यह जमे हुए अभिविन्यास डिमोल्डिंग के बाद तनाव में छूट का कारण बनेगा, जिसके परिणामस्वरूप प्रवाह दिशा और उत्पाद की ऊर्ध्वाधर दिशा के बीच असंगत संकोचन होगा, यानी अनिसोट्रॉपी। यह उत्पाद विरूपण विकृति का गहरा आंतरिक कारण है।
कच्चे माल की स्थिति और पुनर्नवीनीकरण सामग्री का प्रभाव: कच्चे माल की नमी की मात्रा पिघली हुई चिपचिपाहट को बदल सकती है, विशेष रूप से पीए जैसी नमी अवशोषित सामग्री के लिए, जहां नमी प्लास्टिसाइज़र के रूप में कार्य करती है और मोल्डिंग संकोचन दर को बढ़ाती है। उसी समय, पुनर्नवीनीकरण सामग्री जोड़ने से आणविक श्रृंखला टूटने के कारण पिघल सूचकांक बदल जाएगा। यदि असमान रूप से मिश्रित किया जाता है, तो उत्पादों के एक ही बैच की आयामी सहनशीलता काफी हद तक बिखर जाएगी।
2, मोल्ड निर्माण और संरचना: परिशुद्धता की "भौतिक छत"।
मोल्ड कैविटी उत्पाद का "मास्टर" है, लेकिन मास्टर की विनिर्माण सटीकता और यांत्रिक स्थिति ही उत्पाद के आकार की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है।
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अपर्याप्त प्रसंस्करण सहनशीलता और मुआवजा
मोल्ड निर्माण में अनिवार्य रूप से यांत्रिक प्रसंस्करण सहनशीलता होती है, और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यदि डिजाइन के दौरान संकोचन दर को ध्यान में नहीं रखा जाता है (जैसे कि ग्लास फाइबर के अभिविन्यास या बाहर निकालना संकोचन के बाद पर विचार नहीं किया जाता है), भले ही मोल्ड को माइक्रोमीटर स्तर तक संसाधित किया जाता है, अंतिम उत्पाद अभी भी भारी विचलन के साथ बेकार होगा।
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कठोर विरूपण और घिसाव
इंजेक्शन का दबाव अक्सर दसियों मेगापास्कल तक पहुंच जाता है। यदि मोल्ड की कठोरता अपर्याप्त है, तो उच्च दबाव के तहत मोल्ड गुहा लोचदार विस्तार से गुजरेगा, जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद की दीवार की मोटाई बढ़ जाएगी। उसी समय, अतिरिक्त फाइबरग्लास (जीएफ) वाले प्लास्टिक के लिए, मोल्ड गुहा की सतह पिघलने से नष्ट हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप घर्षण घिसाव होगा। लंबी अवधि के उत्पादन के बाद, मोल्ड गुहा का आकार बढ़ जाएगा, और उत्पाद की दीवार की मोटाई भी तदनुसार बढ़ जाएगी। इसके अलावा, मार्गदर्शक तंत्र की टूट-फूट से मोल्ड का गलत संरेखण हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सीधे अपरिवर्तनीय ज्यामितीय आयामी विचलन हो सकते हैं।
क्षणिक प्रक्रिया चर
प्रक्रिया पैरामीटर इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में सबसे सक्रिय और बार-बार बदलते चर हैं, जो सीधे मोल्ड गुहा में प्रवाह व्यवहार, शीतलन दर और पिघल के संकोचन स्थिति को निर्धारित करते हैं। उनमें से, तापमान, दबाव और समय का तालमेल और खेल आकार त्रुटियों के गतिशील स्रोतों का निर्माण करते हैं।
तापमान नियंत्रण पूरी इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान चलता है, जिसमें बैरल तापमान, नोजल तापमान और मोल्ड तापमान शामिल है। मोल्ड तापमान वह तापमान पैरामीटर है जिसका उत्पाद की आयामी सटीकता पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। मोल्ड तापमान सीधे उत्पाद की शीतलन और आकार देने की प्रक्रिया को नियंत्रित करता है। स्प्रू के जमने से लेकर उत्पाद के डीमोल्डिंग तक की अवधि के दौरान, मोल्ड का तापमान क्रिस्टलीय प्लास्टिक की क्रिस्टलीयता निर्धारित करता है। जैसे-जैसे साँचे का तापमान बढ़ता है, क्रिस्टलीयता बढ़ती है और सिकुड़न तेज़ हो जाती है। लेकिन यदि मोल्ड का तापमान बहुत कम या असमान है, तो उत्पाद की अपर्याप्त शीतलन से आयामी अस्थिरता भी हो सकती है। सटीक इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए, योग्य संकेतकों के भीतर आयामी संकोचन को नियंत्रित करने के लिए मोल्ड तापमान को एक विशिष्ट सीमा (जैसे 35-45 डिग्री सेल्सियस) के भीतर सटीक रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।
सामग्री बैरल का तापमान एक अन्य महत्वपूर्ण चर है। यदि तापमान बहुत अधिक है (5-10 डिग्री सेल्सियस की अनुशंसित प्रसंस्करण सीमा से अधिक), तो प्लास्टिक के पिघलने की चिपचिपाहट कम हो जाएगी और प्रवाह क्षमता बहुत मजबूत होगी। शीतलन चरण के दौरान, आणविक श्रृंखला आंदोलन के लिए मुक्त स्थान बढ़ जाएगा, संकोचन दर बढ़ जाएगी, और आकार विचलन 0.1% -0.3% तक पहुंच सकता है; यदि तापमान बहुत कम है, तो पिघलने की प्रवाह क्षमता खराब है, भराव अपर्याप्त है, और उत्पाद का आकार छोटा होने की संभावना है।
कई प्रक्रिया मापदंडों के बीच, होल्डिंग दबाव का उत्पाद के आकार पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। होल्डिंग दबाव चरण के दौरान, मोल्ड कैविटी में सामग्री की निरंतर पुनःपूर्ति का उपयोग कूलिंग संकोचन की भरपाई के लिए किया जाता है - अपर्याप्त होल्डिंग दबाव अत्यधिक संकोचन और छोटे आयामों का कारण बन सकता है; अत्यधिक दबाव बनाए रखने से उत्पाद बड़े आकार के हो सकते हैं या किनारे भी चमक सकते हैं। व्यावहारिक डेटा से पता चलता है कि होल्डिंग दबाव में 10MPa के प्रत्येक उतार-चढ़ाव के लिए, कुछ सटीक प्लास्टिक भागों का आयामी विचलन 0.02 मिमी से अधिक बढ़ सकता है। अध्ययन से यह भी पता चलता है कि ढले हुए हिस्से की दीवार जितनी पतली होगी, आकार पर धारण दबाव का प्रभाव उतना ही अधिक होगा। होल्डिंग टाइम को भी नजरअंदाज नहीं किया जा सकता. यदि समय बहुत कम है, तो यह प्रभावी ढंग से सिकुड़न की भरपाई नहीं कर सकता है, और यदि समय बहुत लंबा है, तो यह अत्यधिक भरने का कारण बन सकता है।
इंजेक्शन का दबाव और इंजेक्शन की गति मुख्य रूप से भरने के चरण को प्रभावित करती है। इंजेक्शन का दबाव बहुत कम है, जिससे पिघल के लिए मोल्ड गुहा को पूरी तरह से भरना मुश्किल हो जाता है, विशेष रूप से जटिल पतली दीवार वाली संरचनाओं के लिए जो छोटे शॉट्स के लिए प्रवण होती हैं; उच्च इंजेक्शन गति और दबाव, उचित रूप से विस्तारित भरने और धारण समय के साथ मिलकर, आकार अस्थिरता दोषों पर काबू पाने के लिए फायदेमंद होते हैं।
इंजेक्शन की गति का प्रभाव अधिक सूक्ष्म होता है। उच्च गति इंजेक्शन से चैनल और गुहा में पिघल के मजबूत कतरनी प्रवाह का कारण होगा, जिसके परिणामस्वरूप स्थानीय तापमान में वृद्धि होगी और कतरनी हीटिंग के कारण चिपचिपाहट में कमी आएगी। हालाँकि, एक ही समय में, कतरनी प्रवाह क्षेत्र प्रवाह दिशा के साथ बहुलक श्रृंखलाओं के उन्मुखीकरण को प्रेरित करता है। इस जमे हुए अभिविन्यास से डिमोल्डिंग के बाद तनाव में राहत मिलती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रवाह दिशा और लंबवत दिशा - यानी अनिसोट्रोपिक सिकुड़न में उत्पाद की अलग-अलग सिकुड़न मात्रा होती है। यह उत्पाद के विकृत होने और विरूपण के अंतर्निहित कारणों में से एक है।
सभी प्रक्रिया मापदंडों को प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुसार सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, विशेष रूप से प्रत्येक प्रकार के प्लास्टिक भाग का मोल्डिंग चक्र सुसंगत होना चाहिए और इसे मनमाने ढंग से नहीं बदला जा सकता है। तापमान, दबाव और समय में कोई भी छोटा उतार-चढ़ाव संचयी प्रभावों के माध्यम से अंतिम आयामी सहनशीलता में प्रतिबिंबित होगा।
आयामी त्रुटियों की 'हार्डवेयर छत'
इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन की सटीकता ही यह निर्धारित करती है कि प्रक्रिया निर्देशों को ईमानदारी से निष्पादित किया जा सकता है या नहीं और यह आयामी सटीकता का भौतिक आधार है। यदि उपकरण की सटीकता ही अपर्याप्त है, तो सबसे सटीक प्रक्रिया मापदंडों को भी योग्य उत्पादों में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है।
परिशुद्धता इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए आवश्यक है कि इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन की नियंत्रण प्रणाली विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों की अच्छी पुनरावृत्ति सुनिश्चित करे। इसके लिए इंजेक्शन की मात्रा, इंजेक्शन दबाव, इंजेक्शन गति, होल्डिंग दबाव, बैक प्रेशर और स्क्रू गति जैसे प्रक्रिया मापदंडों के बहु-स्तरीय फीडबैक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जबकि पीआईडी नियंत्रकों का उपयोग बैरल और नोजल के सटीक तापमान नियंत्रण के लिए किया जाता है।
आधुनिक हाई-एंड सर्वो इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनें 3 ‰ से कम की वजन पुनरावृत्ति सटीकता और बंद लूप नियंत्रण के माध्यम से ± 0.2 मिमी के भीतर मोल्ड खोलने की सटीकता प्राप्त कर सकती हैं। इंजेक्शन प्रणाली का बंद लूप नियंत्रण 0.01 मिमी के भीतर भी दोहराव स्थिति सटीकता प्राप्त कर सकता है। तुलना के तौर पर, एक नियमित इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन का इंजेक्शन एक्शन स्विचिंग रिस्पांस टाइम लगभग 300ms है, जबकि एक पूरी तरह से बंद लूप अल्ट्रा प्रिसिजन इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन इस स्तर से काफी बेहतर है।
हाइड्रोलिक सिस्टम इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन का पावर हार्ट है। सटीक इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों को आम तौर पर तेल के तापमान को लगभग 50-55 डिग्री सेल्सियस पर स्थिर करने के लिए हाइड्रोलिक तेल के हीटिंग और कूलिंग के बंद लूप नियंत्रण की आवश्यकता होती है, ताकि तेल के तापमान में परिवर्तन के कारण होने वाली चिपचिपाहट और प्रवाह दर में उतार-चढ़ाव को रोका जा सके, जिससे प्रक्रिया मापदंडों में अस्थिरता हो सकती है। उन्नत सर्वो हाइड्रोलिक प्रणाली ± 0.5bar से नीचे दबाव में उतार-चढ़ाव नियंत्रण प्राप्त कर सकती है, और मुख्य गति अक्ष की दोहराव सटीकता ± 0.05% तक पहुंच जाती है। हर बार सटीक इंजेक्शन मात्रा सुनिश्चित करने के लिए, मापने के स्ट्रोक, इंजेक्शन स्ट्रोक और अवशिष्ट सामग्री पैड की मोटाई को सख्ती से नियंत्रित करने के लिए विस्थापन सेंसर की सटीकता कम से कम 0.1 मिमी होनी आवश्यक है।
सटीक इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए आवश्यक इंजेक्शन दबाव सामान्य इंजेक्शन मोल्डिंग की तुलना में बहुत अधिक है - सामान्य इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए 40-120MPa की आवश्यकता होती है, जबकि सटीक इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए 180-250MPa तक की वृद्धि की आवश्यकता होती है, और कुछ को 415MPa तक की वृद्धि की आवश्यकता होती है। ऐसे उच्च मोल्डिंग दबाव के तहत, यदि इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन की क्लैंपिंग प्रणाली की कठोरता अपर्याप्त है, तो टेम्पलेट लोचदार विरूपण से गुजर जाएगा, जिससे मोल्ड पार्टिंग सतह खुल जाएगी और उत्पाद में गड़गड़ाहट पैदा होगी, जिसके परिणामस्वरूप सटीकता में कमी आएगी। इसलिए, सटीकता सुनिश्चित करने के लिए उच्च कठोरता टेम्पलेट डिज़ाइन और समान लॉकिंग बल वितरण आवश्यक शर्तें हैं।
स्क्रू और बैरल का घिसना उपकरण सटीकता में गिरावट का एक सामान्य कारण है। विशेष रूप से एंटी रिवर्स रिंग (जिसे रबर रिंग के रूप में भी जाना जाता है), यह प्रबलित फिलिंग सामग्री (जैसे फाइबरग्लास) के लंबे समय तक उत्पादन के बाद गंभीर रूप से खराब हो जाती है। एंटी रिवर्स रिंग की खराब सीलिंग इंजेक्शन के दौरान पिघल को रिफ्लक्स का कारण बन सकती है, जिससे अस्थिर माप और इंजेक्शन समापन बिंदु में उतार-चढ़ाव हो सकता है। यह सीधे तौर पर प्रत्येक ढले हुए उत्पाद के वजन के फैलाव और बैचों के बीच आकार के अंतर में परिलक्षित होता है
5, पर्यावरणीय हस्तक्षेप: छिपे हुए और लगातार 'बाहरी चर'
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में पर्यावरणीय कारकों को सबसे आसानी से अनदेखा किया जाता है लेकिन लगातार प्रभावशाली चर होते हैं।
1. पर्यावरण के तापमान में मौसमी उतार-चढ़ाव
कार्यशाला के वातावरण में तापमान परिवर्तन सीधे मोल्ड की शीतलन दक्षता और पिघले तापमान के नियंत्रण को प्रभावित करता है। दिन और रात के बीच तापमान का अंतर मोल्ड को बार-बार विस्तारित और अनुबंधित करने का कारण बन सकता है, और मोल्ड तापमान नियंत्रक का तापमान नियंत्रण पर्यावरणीय हस्तक्षेप से प्रभावित होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक ही बैच में उत्पादों के आकार में अस्थिर संकोचन और उतार-चढ़ाव होता है। वास्तविक माप डेटा से पता चलता है कि परिवेश के तापमान में प्रत्येक 5 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के लिए, पीपी सामग्री उत्पादों की आकार विचलन दर 12% -15% बढ़ जाती है। उदाहरण के तौर पर पीसी सामग्रियों को लेते हुए, तापमान में प्रत्येक 5 डिग्री सेल्सियस परिवर्तन के लिए, आयामी विचलन 0.05% -0.1% तक पहुंच सकता है। कम तापमान वाले वातावरण में उत्पादित इंजेक्शन मोल्डेड हिस्से आम तौर पर कम आकार और बढ़े हुए वॉरपेज जैसी घटनाएं प्रदर्शित करते हैं। इसके लिए निर्माताओं को बाहरी वातावरण में परिवर्तन के अनुसार उपकरण और मोल्ड के प्रक्रिया तापमान को समय पर समायोजित करने की आवश्यकता होती है।
2. सामग्रियों की आर्द्रता और नमी अवशोषण का विस्तार
The influence of humidity on plastic size is also significant. Polyamide materials, represented by nylon (PA), contain polar amide groups in their molecular chains and are easily bound to water molecules. The equilibrium moisture content of non reinforced PA6 or PA66 can reach 3% under standard atmospheric conditions (23 ° C, 50% RH). In high humidity environments (relative humidity>60%), आकार विस्तार 0.2% -0.5% तक पहुंच सकता है। जब आर्द्रता 10% बदलती है, तो नायलॉन सामग्री के आकार में उतार-चढ़ाव 0.1% -0.3% तक पहुंच सकता है।
इससे भी अधिक पेचीदा बात यह है कि कुछ सामग्रियों का नमी अवशोषण और विस्तार अनिसोट्रोपिक विशेषताओं को प्रदर्शित करता है - पर्यावरणीय आर्द्रता जितनी अधिक होती है और जितना लंबा समय होता है, ग्लास फाइबर प्रबलित PA66 सामग्री का आकार उतना ही बड़ा हो जाता है, और ऊर्ध्वाधर प्रवाह दिशा में आकार परिवर्तन प्रवाह दिशा से अधिक होता है। इसका मतलब यह है कि एक ही सामग्री और उत्पाद के साथ भी, आर्द्रता के लिए विभिन्न आयामों की प्रतिक्रिया अलग-अलग दिशाओं में भिन्न होती है, जिससे सटीक फिटिंग के डिजाइन के लिए अतिरिक्त चुनौतियां पैदा होती हैं।
3. उपकरण का तापीय विरूपण
उपकरण के लंबे समय तक संचालन के कारण होने वाली थर्मल विकृति भी आयामी विचलन का कारण बन सकती है। इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन के विभिन्न घटक निरंतर संचालन के दौरान घर्षण गर्मी के कारण विस्तारित होते हैं, जो मोल्ड क्लैंपिंग सटीकता और इंजेक्शन स्ट्रोक जैसे प्रमुख मापदंडों को बदल सकते हैं। इस धीमे और निरंतर बहाव का ऑपरेटरों के लिए तुरंत पता लगाना अक्सर मुश्किल होता है।
6, सिस्टम नियंत्रण का तर्क
संक्षेप में, इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया पैरामीटर, उपकरण सटीकता और पर्यावरणीय हस्तक्षेप अलग-अलग प्रभाव नहीं हैं, बल्कि एक गतिशील प्रणाली है जो परत दर परत युग्मित और प्रसारित होती है। प्रक्रिया पैरामीटर "वास्तविक समय नियामक" हैं, उपकरण सटीकता "निष्पादन गारंटी" है, और पर्यावरण "पृष्ठभूमि शोर" है। आयामी सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, एक व्यवस्थित नियंत्रण मानसिकता स्थापित की जानी चाहिए: उच्च परिशुद्धता वाली बंद {{4} लूप इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों का चयन करना और उन्हें नियमित रूप से बनाए रखना; पर्यावरणीय हस्तक्षेप को अलग करने के लिए मोल्ड तापमान मशीन और कार्यशाला तापमान नियंत्रण प्रणाली को अपनाएं; संवेदनशील सामग्रियों (जैसे पीए) के लिए सख्त सुखाने और आर्द्रता नियंत्रण उपचार लागू करें; और सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण (एसपीसी) के माध्यम से प्रक्रिया मापदंडों की स्थिरता की लगातार निगरानी करते हैं। केवल इन तीन आयामों को समग्र रूप से नियंत्रित करके ही वस्तुनिष्ठ त्रुटियों को डिज़ाइन सहिष्णुता क्षेत्र के भीतर लगातार और स्थिर रूप से संपीड़ित किया जा सकता है।
