Či už ide o hydraulický alebo elektrický vstrekovací stroj, všetky pohyby počas procesu vstrekovania iliety budú vytvárať tlak. Iba riadnym riadením požadovaného tlaku je možné vyrobiť hotový produkt primeranej kvality.
Systém riadenia tlaku a merania
Na hydraulickom vstrekovacom stroji sa všetky pohyby vykonávajú v ropnom obvode zodpovedným za tieto operácie:
1. Otáčanie skrutiek počas fázy plastifikácie (tlak chrbta je možné určiť a dokonca riadiť).
2. Slide Channel (dýza v blízkosti puzdra Sprue).
3. Axiálny pohyb vstrekovacej skrutky počas vstrekovania a zadržiavacieho tlaku.
4. Zatvorenie substrátu na vstrekovacej tyči, až kým sa lakte úplne neroztiahne alebo nie je dokončená uzatvárac
5. Spustite tabuľku vyhadzovača vybaveného kolíkom vyhadzovača, aby ste vysunuli časť.
Na plnom elektrickom stroji sa všetky pohyby vykonávajú bez kefy synchrónne s trvalými magnetmi. Rotačný pohyb sa premieňa na lineárny pohyb skrutkou ložiskového ložiska, ktorá sa vždy používa v odvetví obrábacích strojov. Účinok celého procesu čiastočne závisí od procesu plastifikácie, v ktorom skrutka hrá veľmi kritickú úlohu. Najnovšie riešenie Mitsubishi na výrobu všetkých elektrických modelov pozostáva z plniacej skrutky (valček s dvoma letom) a špičky skrutky so zmiešavacími prvkami. To maximalizuje plastifikačnú kapacitu a miešanie, skracuje dĺžku skrutky a umožňuje vysoké rýchlosti.
Skrutka musí zabezpečiť topenie a homogenizáciu materiálu. Tento proces je možné upraviť pomocou tlaku zadného tlaku, aby sa predišlo prehriatiu. Miešacie prvky nesmú generovať príliš vysoký prietok, inak sa polymér zhorší. Každý polymér má odlišný maximálny prietok, ak je tento limit prekročený, molekuly sa roztiahnu a polymérna chrbtica sa zlomí. Zameranie však zostáva na reguláciu predného axiálneho pohybu skrutky počas vstrekovania a zadržiavacieho tlaku.
Následný proces chladenia, vrátane prirodzených napätí, tolerancií a deformácie, je veľmi dôležitý na zabezpečenie kvality produktu. To všetko je určené kvalitou formy, najmä pri optimalizácii chladiaceho kanála, aby sa zabezpečila účinná regulácia teploty s uzavretou slučkou. Systém je úplne nezávislý a nezasahuje do mechanických úprav.
Pohyby plesní, ako je zatváranie a vyhadzovanie, musia byť presné a efektívne. Na zabezpečenie presného prístupu pohybujúcich častí sa zvyčajne používa profil rýchlosti. Je možné nastaviť silu údržby kontaktu. Dá sa dospieť k záveru, že bez zváženia spotreby energie a mechanickej spoľahlivosti a za predpokladu rovnakých dodatočných podmienok (ako je kvalita plesní) je kvalita produktu určená hlavne systémom, ktorý riadi fázu pohybu vpred skrutke. Na strojoch na hydraulické vstrekovanie sa táto regulácia dosiahne zistením tlaku. Konkrétne tlak oleja aktivuje sadu ventilov cez riadiacu dosku a tekutina pôsobí cez manipulátor, reguluje a uvoľňuje.
Riadenie rýchlosti vstrekovania zahŕňa riadenie otvorenej slučky, reguláciu uzavretej slučky a možnosti riadenia uzavretej slučky. Systémy s otvorenou slučkou sa spoliehajú na zdieľané proporcionálne ventily. Proporcionálne napätie sa aplikuje na požadovaný podiel tekutiny, ktorá spôsobuje, že tekutina vytvára tlak v injekčnom hlavni a pohybuje vstrekovaciu skrutku určitou rýchlosťou vpred.
Systémy s uzavretou slučkou používajú proporcionálne ventily s uzavretou slučkou. Slučka je uzavretá v mieste zatváracého portu, ktorý riadi prietok oleja pohybom v ventile. Systém s uzavretou slučkou je uzavretý pri prekladovej rýchlosti skrutky. Rýchlostný senzor (zvyčajne typ potenciometra) sa používa v systéme s uzavretou slučkou na pravidelnú detekciu poklesu napätia. Materiál vytekajúci z proporcionálneho ventilu sa môže upraviť tak, aby kompenzoval odchýlku rýchlosti, ktorá sa vyskytuje. Ovládanie uzavretej slučky sa spolieha na vyhradené elektronické komponenty integrované so strojom. Riadenie tlaku s uzavretou slučkou zaisťuje rovnomerný tlak počas injekčných a zadržiavacích fáz, ako aj rovnomerný tlak chrbta v každom cykle.
Proporcionálny ventil je upravený detegovanou hodnotou tlaku, aby sa kompenzovali odchýlky od nastaveného tlakového hodnoty. Všeobecne sa môže monitorovať hydraulický tlak, ale ďalšou účinnou metódou je detekcia tlaku taveniny v dýze alebo dutine. Spoľahlivejším riešením je zvládnutie proporcionálneho ventilu čítaním dýzy alebo čítania tlaku dutiny. Pridanie detekcie teploty na detekciu tlaku je obzvlášť prospešné pre riadenie procesov.
Poznanie skutočného tlaku, ktorý materiál dokáže vydržať, tiež pomáha predpovedať skutočnú hmotnosť a veľkosť tvarovanej časti na základe stanovených podmienok tlaku a teploty. V skutočnosti zmenou hodnoty zadržiavacieho tlaku je možné do dutiny formy zaviesť viac materiálu, aby sa znížilo zmršťovanie dielov a splnili toleranciu konštrukcie (vrátane predvoleného zmrštenia vstrekovania). Semi-kryštalické polyméry vykazujú pri blížiacom sa podmienkach topenia veľkú špecifickú zmenu objemu. V tomto ohľade prehĺbenie formy neprekáža vyhadzovaniu časti.
Hydraulické vybavenie a regulácia výbojov a tlaku
Odstredivé čerpadlá vytvárajú priemerný hydraulický tlak až do 140 barov, ktorý je obzvlášť vhodný na vstrekovanie. Vo všetkých ostatných fázach cyklu sú požiadavky výrazne nižšie, s výnimkou konkrétnych situácií, keď je potrebná rýchla plastifikácia (napr. Stroje na vyfukovanie PET na vstrekovanie PET), kde sú požiadavky vyššie.
Na zníženie spotreby energie sa môžu počas maximálnych výtokových období použiť s premenlivým výťahom a valcami na skladovanie tlaku. Pevné čerpadlá posunutia pohybujú rovnakým množstvom oleja na rotáciu, takže výber olejového čerpadla je určený množstvom oleja, ktorý je potrebné presunúť v konkrétnom čase. Rýchlosť trojfázového motora je zvyčajne 1440 ot \/ min a zvyčajne sa vyžaduje dvojité čerpadlo. Iba počas procesu plastifikácie (výkon dosiahne 100%) je rýchlosť využitia olejového čerpadla maximalizovaná. Počas procesu pauzy stroj nepotrebuje spotrebu energie a aj keď áno, je to strata energie.
Všetky stroje na vstrekovanie lišty používajú proporcionálne servomory s rôznymi stupňami kvality. Do injekčného lisu sú nainštalované dve alebo viac súborov proporcionálnych ventilov, aby sa presne riadili nasledujúce aspekty:
Otváracia rýchlosť formy (dve úrovne), rýchlosť uzatvárania plesní (dve úrovne), bezpečnosť zatvárania plesní, vstrekovanie (3-10 úrovne), kŕmenie (3-5 úrovne), sacie a vyhadzovač (dve úrovne).
Otvárací tlak, uzatvárací tlak, bezpečnosť foriem, mechanická svorka (hlavne alebo lakeť), vstrekovanie (raz vo fáze plnenia, 3-10 časy v následných fázach), sacie a zadný tlak ({3-5), rýchlosť rotácie skrutky ({{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{3-5).
Rýchlosť posúvacieho prístupu (rýchlosť, pri ktorej sa mechanická dýza blíži k vstrekovacej vložke na pevnej polovici formy) a rýchlosť pohybu vyhadzovača (rýchlosť vyhadzovacej tabuľky) je tiež možné upraviť. Pomocný motor vysiela amplifikovaný signál (výstupný signál) do ventilu cez slabý vstupný signál, čo umožňuje serveovi Serve vykonávať regulačnú funkciu.
V servofernom ventile sa slabý vstupný elektrický signál prevedie na hydraulický výstupný signál, ktorý je modifikovaný podľa požadovaných požiadaviek na vypúšťanie vo forme tlakového poklesu. Ventil musí reagovať rýchlo, opakovane a s nízkou hysterézou na prepustenie napätia alebo všeobecných príkazov. Cieľom súčasného výskumu je v skutočnosti zlepšiť frekvenčnú odozvu a umožniť dialóg medzi energetickým zariadením (hydraulická strana) a elektronickým zariadením prebiehajúcim pri frekvencii niekoľkých KHz.
Pretože účinný výtok závisí od vplyvu stupňa polymerizácie (DP) na ventil, teplota oleja v hydraulickom obvode sa musí udržiavať v rozsahu 45-55 (zvyčajne s regulačným systémom s uzavretou slučkou) v závislosti od viskozity tekutiny a geometrie prechodného portu. Bez správneho regulačného systému v ventile vedie zvýšenie teploty k zníženiu viskozity taveniny; Pri vyváženej otváracej hodnote je možné zvýšiť objem výtoku. Zvýšenie objemu výbojového oleja v pohonnom systéme znamená, že sa zvýši rýchlosť vstrekovania. Presná kontrola high-tech servo hnacích ventilov môže v podstate eliminovať hysterézu a zvýšiť opakovateľnosť všetkých funkcií.
Meranie sily na celoelektrických lisoch
Pretože neexistuje žiadna vektorová kvapalina na vyvolanie pohybu na stroje všetkých elektrických vstrekovania, detekcia hydraulického tlaku nie je možná. Preto sa senzory záťaže zvyčajne používajú na meranie elastickej deformácie s extenzometrom, aby sa priamo určila jeho sila. Výrobcovia všetkých elektrických vstrekovacích strojov vyvinuli rôzne elastické komponenty a sú vybavení zodpovedajúcimi extenzometrami. Ďalším rozdielom je zadný tlak a jeho riadenie, ktoré sa dá dosiahnuť pridaním odporu k axiálnemu pohybu generovaným vstrekovacím motorom, zatiaľ čo druhý motor spôsobuje rotáciu skrutky a následnú plastifikáciu materiálu. Predtým niektorí výrobcovia strojov používali merací systém s prevodníkom nainštalovaným v dýze, ale neskôr tento systém opustil kvôli „nedostatku funkčnosti a spoľahlivosti“.
Výhody merania tlaku dýzy
Vyššie uvedené preukázal dôležitosť regulácie tlaku počas vstrekovania a udržiavacieho tlaku. Presnosť a opakovateľnosť detekcie tlaku sú preto kritickými faktormi. V systémoch s uzavretou slučkou je detekcia tlaku veľmi dôležitá, iba zabezpečením presnej detekcie tlaku môže regulátor urobiť skutočný tlak blízko alebo rovný nastavenej hodnote.
V systémoch s otvorenou slučkou je v dôsledku priameho spojenia s prenosovým systémom ešte dôležitejšia presnosť a opakovateľnosť detekcie tlaku. Dnes sa systémy s otvorenou slučkou stále používajú a v strojoch s vysokým tónom sa používajú viac.
Všeobecne povedané, regulácia rýchlosti na základe stanovenej hodnoty sa vykonáva počas injekčného procesu (to znamená, že zmena rýchlosti sa meria potenciometra alebo magnetostriktívnym senzorom) a po meraní sa prevedie na reguláciu tlaku. Pasáž je možné aktivovať na základe kvóty (priechod kvót) alebo tlaku. V každom prípade sa musí tlak aktivovaný priechod použiť, keď pôsobí aj ako „medzná hodnota“, aby sa obmedzil tlak naplnenia a zabránil tvorbe bleskov a poškodenia plesní. Po vytvorení cesty je následný proces držania regulovaný tlakom (tiež pre profily).
Tlak hydraulických lisov sa zvyčajne deteguje v hydraulickom obvode a zriedka v dýze formy. Pri vstrekovaní musí byť detekčný bod čo najbližšie k dutine formy. Preto sa meranie tlaku plesní najlepšie vykonáva pri dýze. Aj keď to nie je priame, meranie tlaku sa môže vykonávať aj v hydraulickom obvode.
Na rozdiel od detekcie tlaku plesní môže detekcia v dýze tiež riadiť proces plastifikácie nastavením zadného tlaku. Detekcia tlaku plesní sa môže prepnúť, keď tlak blízko vstrekovania skutočne dosiahne stanovenú hodnotu a udržuje tento tlak na čas potrebný na vstrekovanie materiálu. Meranie sa môže vykonávať priamo alebo pomocou sondy (napr. Piezoelektrický senzor). Priama detekcia vo forme je veľmi účinná. Jediným obmedzením je, že zanecháva značky pod tvarovanou časťou. Nepriama detekcia je často ovplyvnená štruktúrou a klírensom sondy. Napríklad veľké tolerancie môžu spôsobiť vylievanie materiálu, čo vedie k nedostatočnej presnosti detekcie.
Detekcia tlaku dýzy je menej účinná ako detekcia tlaku dutiny, pretože materiál musí prechádzať prietokovou cestou (buď studenou alebo horúcou). Detekcia tlaku dýzy má však určité výhody, najmä vrátane: detekcie sa vykonáva na materiáli; Nevyžaduje sa žiadna úprava formy; Na tvarovanej časti nezostane žiadna stopa. Riziku preplnenia pri počiatočnom tlaku (a následnom blikaní) sa dá vyhnúť regulácii tlaku taveniny (najlepšie v dutine formy). To môže zlepšiť účinnosť kontroly, vyhnúť sa spaľovaniu materiálu, zabrániť nedostatočným vyplnením, skrátením času cyklu a zvýšiť opakovateľnosť.
Pri výrobe senzorov, ktoré môžu zaistiť spoľahlivosť systému a ľahko sa používajú, skutočne existujú technické problémy. Ak je potrebný rovnomerný tlak chrbta, ťažkosti súvisiace s procesom skutočne nie sú malé.
Senzor používaný na detekciu tlaku dýzy musí spĺňať nasledujúce požiadavky:
1. Nesmie zasahovať do procesu formovania.
2. Môže zabezpečiť presnosť detekcie pri vysokom tlaku (2500 bar) a vysokej teploty (350-400).
3. Musí byť malý a pevný a v prípade poruchy.
4. Musí mať vynikajúci odpor opotrebovania, keď je v kontakte s materiálom formy.
5. Dlhodobá detekčná účinnosť (keď sa po dlhodobom používaní vyskytne trenie a kontaminácia, môže zabezpečiť, aby meranie bolo bez odchýlky, chyby a oneskorenia).
6. Poskytnite vysokorýchlostné vzorkovanie (2-5 mikrosekundy) a štandardizované komunikačné protokoly, ako napríklad môže otvoriť verziu Canbus alebo DeviceNet.
Preto je problém komplikovanejší. Nie je ťažké pochopiť, že doteraz hydraulické lisy stále konfigurujú senzory v hydraulickom obvode a všetky elektrické motory používajú detekciu sily a ani nepoužívajú senzory taveniny. Po mnoho rokov sa v extrudéroch široko používajú senzory taveniny, ale extrudéry majú nižšie požiadavky na detekčný rozsah, presnosť, čas odozvy a štrukturálnu pevnosť (v porovnaní so statickým napätím na extrudéri, je oveľa väčšie mechanické únavové napätie na snímačovom filme pri inštalácii na injekčné formovacie stroje omnoho väčšie).