¿Qué es el moldeo por inyección de paredes delgadas?

¿Qué es la pared delgada? En términos simples, cuando el espesor de la pared es inferior a 1 mm, se denomina pared delgada. De manera más integral, la definición de pared delgada está relacionada con la relación proceso/espesor de la pared, la viscosidad del plástico y el coeficiente de transferencia de calor. El proceso L desde el canal principal del molde hasta el punto más alejado del producto terminado se divide por el espesor de pared t del producto terminado, lo que se denomina relación proceso/espesor de pared. Cuando L/t>150, se llama pared delgada. Si el espesor del proceso es inconsistente, se puede calcular en secciones. Relación flujo/espesor de pared El factor de viscosidad del PP es 1. El flujo de la lonchera desechable es de 135 mm, el espesor de la pared es de 0,45 mm y la relación flujo/espesor de la pared = 300. El factor de viscosidad de la PC es 2. El flujo de proceso de la carcasa de la batería del teléfono móvil es de 38 mm, t = 0,25 mm y la relación proceso/espesor de pared = 152. Multiplicado por el factor de viscosidad, da 304, que es similar al de una lonchera. Los plásticos en general tienen una mala conductividad térmica. Para aumentar el efecto de disipación de calor o lograr compatibilidad con ondas electromagnéticas, en algunos casos se utilizará plástico con alta conductividad térmica. Los polvos metálicos también son muy conductores térmicamente. La fórmula anterior es la fórmula del tiempo de enfriamiento del producto moldeado por inyección, donde t = espesor de la pared, Tm = temperatura de fusión, TW = temperatura de la pared del molde, T = temperatura de desmoldeo, α = coeficiente de transferencia de calor del plástico. La definición de L/t debe incluir el factor de viscosidad y el factor de transferencia de calor. Déjame mejorarlo,? Explique brevemente por qué se necesita el moldeo por inyección de paredes delgadas en primer lugar. El costo de las materias primas plásticas suele representar una gran proporción del costo del producto, como entre el 50% y el 80%. Las paredes delgadas ayudan a reducir esta proporción. A medida que los dispositivos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles, reproductores de MP3, cámaras digitales y computadoras de mano, se vuelven más pequeños y livianos, los diseños de las piezas de plástico relacionadas se vuelven cada vez más delgados. Las paredes delgadas se han convertido en el objetivo perseguido por la industria consumidora de plásticos debido a sus ventajas de reducir el peso y las dimensiones del producto, facilitar el diseño y montaje integrados, acortar el ciclo de producción, ahorrar materiales y reducir costes, y se ha convertido en un nuevo foco de investigación en el sector. industria del moldeo de plástico. Las ideas de diseño y los métodos para procesar productos de paredes delgadas son más complejos y se ven afectados aún más por las limitaciones de moldeo y la selección de materiales. Se requiere que los productos de paredes delgadas tengan alta resistencia al impacto, buena calidad de apariencia y estabilidad dimensional, sean capaces de soportar grandes cargas estáticas y tengan buena fluidez de los materiales de moldeo. Durante el proceso de diseño se debe considerar la rigidez, la resistencia al impacto y la capacidad de fabricación del producto. Al moldear productos de paredes delgadas, generalmente se requiere un molde especialmente diseñado para productos de paredes delgadas. En comparación con los moldes estandarizados para productos convencionales, los moldes para productos de paredes delgadas han sufrido cambios importantes en la estructura del molde, el sistema de vertido, el sistema de refrigeración, el sistema de escape y el sistema de desmoldeo. Se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos: (1) Estructura del molde: para resistir la alta presión durante el moldeo, la rigidez y resistencia del molde de paredes delgadas deben ser grandes. Por tanto, las plantillas móviles y fijas del molde y sus placas de soporte son más pesadas y generalmente más gruesas que las plantillas de los moldes tradicionales. Debería haber más columnas de soporte y puede haber más bloqueos internos en el molde para garantizar un posicionamiento preciso y un buen soporte lateral para evitar flexiones y deflexiones. Además, la velocidad de inyección alta aumenta el desgaste del molde, por lo que el molde debe utilizar acero para herramientas de mayor dureza, y la dureza de las áreas de alto desgaste y alta erosión (como la compuerta) debe ser mayor que HRC55. (2) Sistema de compuerta: al moldear productos de paredes delgadas, especialmente cuando el espesor del producto es muy pequeño, se debe usar una compuerta grande y la compuerta debe ser más grande que el espesor de la pared. Si se trata de una compuerta directa, se debe instalar un pozo frío para reducir la tensión de la compuerta, ayudar al llenado y reducir el daño al producto cuando se retira la compuerta. Para garantizar una presión suficiente para llenar la delgada cavidad del molde, se debe minimizar la caída de presión en el sistema de canales. Por esta razón, el diseño del canal de flujo es mayor que el tradicional y el tiempo de residencia de la masa fundida debe limitarse para evitar la degradación de la resina. Cuando un molde tiene múltiples cavidades, los requisitos de equilibrio del sistema de compuerta son mucho más altos que los de los moldes convencionales. Vale la pena señalar que se han introducido dos tecnologías avanzadas en el sistema de compuerta de moldes de productos de paredes delgadas, a saber, la tecnología de canal caliente y la tecnología de compuerta de válvula secuencial (SVG). (3) Sistema de refrigeración: los productos de paredes delgadas no pueden soportar grandes tensiones residuales causadas por una transferencia de calor desigual como las piezas tradicionales de paredes gruesas. Para garantizar la estabilidad dimensional del producto y controlar la contracción y la deformación dentro de un rango aceptable, es necesario fortalecer el enfriamiento del molde y garantizar un enfriamiento equilibrado. Mejores medidas de enfriamiento incluyen el uso de líneas de enfriamiento no cerradas en los módulos de núcleo y cavidad, aumentar la longitud de enfriamiento, lo que puede mejorar el efecto de enfriamiento, y agregar inserciones metálicas de alta conductividad cuando sea necesario para acelerar la conducción del calor. (4) Sistema de escape: los moldes de moldeo por inyección de paredes delgadas generalmente deben tener buenas propiedades de escape y es mejor poder realizar operaciones de aspiración. Debido al corto tiempo de llenado y la alta velocidad de inyección, es muy importante vaciar completamente el molde, especialmente el área de acumulación del frente de flujo, para evitar que el gas atrapado se encienda. El gas normalmente se descarga a través del núcleo, la varilla eyectora, los refuerzos, los pernos y las superficies de separación. El extremo del canal de flujo también debe estar completamente ventilado.

La empresa japonesa Sumitomo utiliza acero para herramientas poroso para fabricar pequeños insertos para resolver el problema del escape de productos pequeños. (5) Sistema de desmoldeo: debido a que las paredes y nervaduras de los productos de paredes delgadas son muy delgadas, son muy fáciles de dañar y la contracción a lo largo de la dirección del espesor es muy pequeña, lo que facilita la unión de las nervaduras de refuerzo y otras estructuras pequeñas. Al mismo tiempo, la alta presión de retención hace que la contracción sea más rápida. Para evitar que los expulsores y el molde se peguen, el moldeo por inyección de paredes delgadas debe utilizar más y más grandes expulsores que el moldeo por inyección convencional. Las máquinas de moldeo por inyección convencionales son difíciles de usar en el moldeo por inyección de piezas de plástico de paredes delgadas. Por ejemplo, el tiempo de llenado del moldeo por inyección de paredes delgadas es muy corto y muchos tiempos de llenado son inferiores a 0,5 segundos. Es imposible seguir la curva de velocidad o la presión de corte en tan poco tiempo, por lo que se obtiene una alta resolución. se debe utilizar un microprocesador para controlar la máquina de moldeo por inyección en el moldeo por inyección de paredes delgadas. Durante todo el proceso de moldeo por inyección del producto, la presión y la velocidad deben controlarse de forma independiente al mismo tiempo. El método de uso de máquinas de moldeo por inyección convencionales. Controlar la velocidad durante la etapa de llenado y luego cambiar al control de presión durante la etapa de mantenimiento de presión ya no es aplicable. Por lo tanto, los fabricantes de equipos de maquinaria y las instituciones de investigación trabajaron juntos para desarrollar equipos de inyección especiales. Por ejemplo, la máquina de moldeo por inyección de pared delgada VS-100 de Taiwan Zhongjing Machinery Co., Ltd., la alemana Dr. Máquinas de moldeo por inyección de la serie Boy desarrolladas por Boy Company y máquinas de moldeo por inyección especiales desarrolladas por famosos fabricantes de máquinas de moldeo por inyección como Battenfeld, Arburg y JSW. Para que los materiales de moldeo por inyección de paredes delgadas tengan buena fluidez, deben tener una longitud de flujo grande. También tiene alta resistencia al impacto, alta temperatura de distorsión por calor y buena estabilidad dimensional. Además, también se debe examinar la resistencia al calor del material, el retardo de llama, el ensamblaje mecánico, la calidad de la apariencia, etc. En la actualidad, los materiales más utilizados para el moldeo por inyección de paredes delgadas incluyen policarbonato (PC), acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) e híbridos de PC/ABS. Tecnología El proceso de llenado y el proceso de enfriamiento del moldeo por inyección convencional están entrelazados. Cuando el polímero fundido fluye, el frente del fundido encuentra la superficie del núcleo o la pared de la cavidad de temperatura relativamente baja y se formará una capa de condensación en su superficie. fluir hacia adelante en la capa de condensación, y el espesor de la capa de condensación tiene un impacto significativo en el flujo del polímero. Se necesita un estudio más profundo y completo de las propiedades de la capa de condensación en el moldeo por inyección de paredes delgadas. Por lo tanto, es necesario trabajar mucho en los siguientes aspectos para la simulación numérica del moldeo por inyección de paredes delgadas. (1) Realizar un estudio más profundo y completo de la teoría del moldeo por inyección de paredes delgadas, especialmente las propiedades de la capa de condensación, para proponer suposiciones y condiciones de contorno más razonables. Del análisis anterior, se puede ver que muchas condiciones en el proceso de moldeo por inyección de paredes delgadas son muy diferentes del moldeo por inyección convencional. Durante la simulación, muchas suposiciones y condiciones límite del modelo matemático de flujo de fusión deben ajustarse adecuadamente en el moldeo por inyección de paredes delgadas. (2) Determine los factores agregados en el moldeo por inyección de paredes delgadas y considere correctamente estos factores. Algunos factores que pueden ignorarse en el moldeo por inyección convencional suelen tener un mayor impacto en el flujo de fusión en el moldeo de paredes delgadas. Por ejemplo, en el moldeo por inyección de paredes delgadas, la viscosidad depende claramente de la presión, pero no en el moldeo por inyección convencional la resistencia de la línea de soldadura tiene una gran influencia en el rendimiento de las piezas de plástico, especialmente las de paredes delgadas. La resistencia de la línea de soldadura está estrechamente relacionada con la temperatura y la presión, pero la influencia de la presión no se considera en las simulaciones numéricas convencionales, el calor específico, el coeficiente de transferencia de calor y la pérdida de presión del material, etc. El software de simulación numérica comercial existente ignora estos factores que influyen, por lo que habrá inconsistencias en la predicción del llenado del moldeo por inyección de paredes delgadas. (3) Aplicar simulación numérica tridimensional verdadera. El software de simulación numérica comercial existente utiliza elementos bidimensionales y bidimensionales y semidimensionales para representar modelos simplificados de geometría tridimensional, y no considera cambios en cantidades físicas en la dirección del espesor. El área de flujo tridimensional, es decir, el flujo de esquina, el área de cambio de espesor y el efecto de fuente del frente de fusión no se pueden representar en el software de simulación numérica existente, pero desempeñan un papel importante en el moldeo por inyección de paredes delgadas. (4) Simulación de todo el proceso de moldeo por inyección. El software de simulación actual incluye principalmente módulos como llenado, flujo, mantenimiento de presión, enfriamiento y análisis de deformación. El desarrollo de cada módulo se basa en su propio modelo matemático independiente, ignorando la influencia de cada uno. Sin embargo, desde la perspectiva del proceso de moldeo por inyección, el flujo de llenado, el mantenimiento de la presión y el enfriamiento del plástico fundido están entrelazados y se afectan entre sí, lo que es especialmente evidente en el moldeo por inyección de paredes delgadas. Por lo tanto, el flujo de llenado del molde, el análisis de mantenimiento de presión y enfriamiento y los módulos de deformación deben combinarse orgánicamente y se pueden realizar análisis acoplados para reflejar de manera integral el moldeo por inyección real. (Editor: Qinghua Xiaoli)