Survevaluprotsess viitab kindla kujuga pooltoodete valmistamise meetodile{0}}, kasutades selliseid toiminguid nagu survestamine, süstimine, jahutamine ja sula tooraine väljutamine. See protsess on kosmeetikatoodete pakendamisettevõtte toodete tootmisallikas. Nende pooltoodete kvaliteet määrab järgnevate protsesside stabiilsuse ja lõpptoote kvaliteedi, muutes selle ettevõtte kasumi maksimeerimise võtmeprotseduuriks.
Aastate jooksul on survevaluprofessionaalid ületanud arvukalt väljakutseid, eriti õhukeste või paksude seintega toodete tavaliste defektide,{0}}nagu kokkutõmbumine, keevisjooned, voolujäljed, õhumullid, läikivad laigud ja kõverdumine, kõrvaldamisel. Kokkuvõttes keskendub survevaluprotsess peamiselt kahe järgmise aspekti lahendamisele:
I. Protsessi voog
Protsessi voog sisaldab nelja etappi: täitmine, pakkimine, jahutamine (plastifitseerimine) ja väljutamine. Need etapid määravad otseselt toote vormimiskvaliteedi ja moodustavad tervikliku pideva protsessi.
(1) Täitmise etapp
Täitmine on esimene samm kogu survevalutsüklis. See algab siis, kui vorm sulgub ja süstimine algab, ning lõpeb siis, kui ligikaudu 95% vormiõõnsusest on täidetud. Teoreetiliselt toob lühem täitmisaeg kaasa suurema vormimise efektiivsuse. Praktikas piiravad vormimisaega või süstimiskiirust aga paljud tingimused, mis on eriti ilmne paksuseinaliste toodete puhul.
Kiire{0}}täitmine:Kiire{0}}täitmise ajal on nihkekiirus suur. Nihke-hõrenemise tõttu väheneb plasti viskoossus, mis vähendab üldist voolutakistust. Kohalik viskoosne kuumutamine õhutab ka tahkunud kihti. Seetõttu sõltub voolu reguleerimise etapis täitmismeetod sageli täidetavast mahust. Selles etapis on sula{6}}lahjendav mõju tavaliselt märkimisväärne, samas kui õhukeste seinte jahutav toime on vähem märgatav. Seega domineerib kiiruse mõju, mistõttu see meetod sobib õhukeseseinaliste toodete jaoks.
Madala-kiirusega täitmine:Soojusjuhtivusega-kontrollitud väikese-kiirusega täitmisel on nihkekiirus väiksem, kohalik viskoossus suurem ja voolutakistus suurem. Kuna kuuma plasti täitumiskiirus on aeglasem, on vool järkjärgulisem, muutes soojusjuhtivuse efekti selgemaks. Külmad hallitusseinad viivad soojuse kiiresti ära. Koos minimaalse viskoosse kuumutamisega muutub tahkunud kiht paksemaks, suurendades veelgi voolutakistust õhemates seinapiirkondades. Seetõttu sobib see täitmismeetod paksude{6}}seinaga toodete jaoks ja seda saab kasutada ka siis, kui vormi temperatuur on suhteliselt kõrge.
(2) Pakkimise etapp
Pakkimisetapi ülesanne on pidevalt avaldada survet sulatise tihendamiseks ja plasti tiheduse suurendamiseks, kompenseerides plasti kokkutõmbumiskäitumist.
Kuna pakkimise ajal on vormiõõs juba plastikuga täidetud, on sulatise vasturõhk kõrge. Pakkimise tihendamise ajal saab sissepritsemasina kruvi edasi liikuda ainult aeglaselt ja väikeste sammudega ning plasti voolukiirus on samuti suhteliselt aeglane. Seda voolu nimetatakse pakkimisvooluks. Pakkimisetapis, kui plast jahtub ja tahkub kiiremini vastu vormi seinu, suureneb sulamis viskoossus kiiresti, mille tulemuseks on märkimisväärne takistus vormiõõnes. Pakkimise hilisemates etappides suureneb materjali tihedus ja plastosa võtab järk-järgult kuju. Pakkimisseisundit tuleb säilitada seni, kuni värav tahkub ja tiheneb. Sel hetkel saavutab õõnsuse rõhk pakkimisetapis kõrgeima väärtuse.
Pakkimise ajal on plastikul suhteliselt kõrge rõhu tõttu kokkusurutavad omadused. Kõrgema rõhuga piirkondades on plast kompaktsem ja tihedam; madalama rõhuga piirkondades on plastik lahtisem ja vähem tihe. Seetõttu varieerub tiheduse jaotus sõltuvalt asukohast ja ajast. Pakkimise ajal on plasti voolukiirus äärmiselt väike ja vool ei mängi enam domineerivat rolli; rõhk on peamine pakkimisprotsessi mõjutav tegur. Kuna vormiõõnsus on juba pakkimise ajal plastikuga täidetud, toimib järk-järgult tahkuv sulam rõhu edastamise keskkonnana. Vormiõõnsuses olev rõhk kandub läbi plastiku vormi seina pinnale, mis võib aidata parandada toote pinnaläiget.
(3) Jahutusetapp (plastifitseerimine)
Survevaluvormide puhul on jahutussüsteemi disain ülioluline. Selle põhjuseks on asjaolu, et vormitud plasttoote plastmolekulid peavad olema kristalliseerunud ja tahkunud teatud jäikuseni, et vältida väljatõmbe ajal välisjõudude põhjustatud deformatsioone. Kuna jahutusaeg moodustab 70–80% kogu vormimistsüklist, võib hästi-konstrueeritud jahutussüsteem märkimisväärselt lühendada vormimisaega ja parandada survevalu tootlikkust.
Vormis kantakse õõnsuses olevast plastist soojus soojusjuhtivuse kaudu läbi vormi raami jahutusveekanalitesse ja seejärel eemaldatakse soojuskonvektsiooni teel läbi jahutusvedeliku. Väike kogus soojust, mida jahutusvesi ära ei kanna, juhib jätkuvalt vormi sees ja hajub lõpuks väliskeskkonnaga kokkupuutel õhku.
Survevalu tsükkel sisaldab vormi sulgemisaega, täitmisaega, pakkimisaega, jahutusaega (alla sulamistemperatuuri aega) ja väljutusaega. Nende hulgas on jahutusaeg kõige suurem, 70–80%. Seetõttu mõjutab jahutusaeg otseselt plasttoodete vormimistsükli pikkust ja tootmisvõimsust.
Toote jahutuskiirust mõjutavad tegurid on järgmised:
Plasttoote disain.
plasttoote seina paksus; paksemad seinad toovad kaasa pikema jahutusaja.
Hallituse jahutamist mõjutavad tegurid:
Vormi materjal:Sealhulgas vormisüdamiku, õõnsuse ja vormipõhja materjal, mis mõjutab suuresti jahutuskiirust. Mida kõrgem on vormimaterjali soojusjuhtivus, seda tõhusam on see soojuse ülekandmisel plastikust eemale ajaühikus, mille tulemuseks on lühemad jahutusajad.
Jahutusvee kanali konfiguratsioon:Mida lähemal on jahutuskanalid õõnsusele, seda suurem on nende läbimõõt ja mida suurem on nende arv, seda parem on jahutusefekt ja lühem jahutusaeg.
Jahutusvedeliku voolukiirus:Suurem jahutusvedeliku voolukiirus (üldiselt on turbulentse voolu saavutamine ideaalne) parandab soojuse eemaldamist soojuskonvektsiooni kaudu.
Jahutusvedeliku omadused:Jahutusvedeliku viskoossus ja soojusjuhtivus mõjutavad ka vormi soojusülekande efektiivsust. Jahutusvedeliku madalam viskoossus, kõrgem soojusjuhtivus ja madalam temperatuur tagavad parema jahutusvõime.
Vormi jahutamisel saab parema jahutusefekti saavutamiseks kasutada kolme{0}}metallist-prinditud komponente, et luua keerukaid kolme-jahutuskanali struktuure.
(4) Väljaviskamise etapp
Väljaviskamine on survevalutsükli viimane etapp. Kuigi toode on tahkestunud ja moodustunud, mõjutab väljaviskamine siiski oluliselt toote kvaliteeti. Valed väljaviskemeetodid võivad põhjustada defekte, näiteks toote deformatsiooni, mis on tingitud ebaühtlasest jõust väljaviskamisel.
Peamised väljatõmbemeetodid on kaks: ejektortihvti väljutamine ja eemaldajaplaadi väljaviskamine. Vormi projekteerimisel tuleb toote konstruktsiooniomadustest lähtuvalt valida sobiv väljaviskemeetod, et tagada toote kvaliteet.
Ejektori tihvti väljutamist kasutavate vormide puhul tuleks tihvtid paigutada võimalikult ühtlaselt ja asetada kohtadesse, kus väljavisketakistus on suurim ja kus plastosal on maksimaalne tugevus ja jäikus, et vältida deformatsiooni või kahjustusi.
Eemaldamisplaate kasutatakse tavaliselt sügavate{0}}õõnsuste, õhukeseseinaliste-anumate ja läbipaistvate toodete puhul, kus ejektori tihvtide jäljed ei ole lubatud. Sellel meetodil on suur, ühtlane väljutusjõud, sujuv liikumine ja olulisi nähtavaid jälgi.
II. Protsessi parameetrid
Survevormimise viis põhielementi on: rõhk, aeg, kiirus, temperatuur ja haavli suurus.
(1) Sissepritserõhk
Sissepritserõhk on hüdrosilindri rõhk, mis edastatakse sissepritsemasina kruvi kaudu plasti sulatisele. Sellest rõhust juhituna siseneb plastisulam läbi süstimismasina düüsi vormi, läbib toru ja jooksud ning siseneb vormiõõnde. See protsess on süstimise täitmise etapp. Sulavoolu ajal tekib rõhk takistuse ületamiseks, tagades täitmisprotsessi sujuva kulgemise.
Sissepritse ajal on rõhk kõrgeim sissepritsemasina düüsis ja madalaim sulami esiosas. Rõhk väheneb järk-järgult mööda teed sulati esiosast tagasi düüsini.
Sula täitmisrõhku mõjutavad paljud tegurid:
A. Materiaalsed tegurid, nagu plasti tüüp ja viskoossus.
B. Struktuurilised tegurid, nagu külma/kuuma kanalite süsteemid, nende arv ja asukoht, vormiõõnsuse kuju ja toote seina paksus.
C. Protsessi parameetrite elemendid.
See näitab, et surverõhk ei tohiks mängida õhukese seinaga toote vormimisel domineerivat rolli, kuid see on ülioluline paksude{1}}seinaga toodete survevalu puhul. Samuti võib see mängida otsustavat rolli toote defektide, nagu kokkutõmbumine, keevisliinid ja õhumullid, lahendamisel. Mõistlik rõhu seadistus sõltub täitmise kiiruse ja aja kooskõlastamisest. Süstimise ajal on pakkimisrõhu seadistamine samuti väga oluline. Süstimise lõpus jätkab masina otsik materjali söötmist õõnsusse, et täita toote kokkutõmbumisest järele jäänud maht. Kui pärast õõnsuse täitmist pakkimissurvet ei rakendata, kahaneb toode ligikaudu 25%, eriti paksuseinalistes kohtades, kus liigne kokkutõmbumine võib tekitada vajumisjälgi. Pakkimisrõhk on üldiselt umbes 85% maksimaalsest täitmisrõhust, kuigi see tuleks määrata tegelike tingimuste alusel.
(2) Süstimise aeg
Siin viidatud süstimisaeg on aeg, mis kulub plastisulami õõnsuse täitmiseks, sulatise plastifitseerimiseks ja jahtumiseks. See ei sisalda abiaegu, nagu vormi avamine ja sulgemine. See, kas see aeg on määratud mõistlikult, mõjutab oluliselt toote kvaliteeti. Kuigi sissepritseaeg ei moodusta vormimistsükli suurimat osa, mängib sissepritseaja reguleerimine olulist rolli rõhu kontrollimisel väravas, jooksutorus ja õõnsuses. Mõistlik sissepritseaeg hõlbustab ideaalset sulamist täitmist ja on otsustava tähtsusega toote pinnakvaliteedi parandamisel ja mõõtmete tolerantside vähendamisel. Sissepritseaeg on palju lühem kui jahutusaeg, ligikaudu 1/10 jahutusajast. Suhe suureneb paksemate tooteseintega. See muster võib olla aluseks plastosa kogu vormimisaja hindamisel.
(3) Sissepritse kiirus
Sissepritsekiiruse ja toote kvaliteedi vaheline tihe seos muudab selle survevalu võtmeparameetriks. Määrates täitmiskiiruse segmentide algus-, kesk- ja lõpp-punktid ning saavutades seadeväärtuste vahel sujuvad üleminekud, saab tagada stabiilse sulamispinna kiiruse. See loob soovitud molekulaarse orientatsiooni ja vähendab sisemist pinget. Seetõttu on tooteprotsessi silumise ajal kiirusparameetrite määramisel soovitatav kasutada järgmist lähenemist.
Vedeliku pinna kiirus peaks olema konstantne.
Sulamise kristalliseerumise vältimiseks tuleks kasutada kiiret süstimist.
Sissepritse kiiruse seaded peaksid arvestama kriitiliste piirkondadega (nt jooksjad), aeglustades väravas kiirust, samal ajal kui mujal kiiresti täidetakse.
Sissepritse kiirus peaks peatuma kohe pärast õõnsuse täitmist, et vältida üle-pakkimist, välkumist ja jääkpingeid.
Reguleerige kõrge ja madala sissepritsekiiruse parameetreid, lähtudes toote struktuurist ja tegelikust kristallisatsiooniastmest õhukeste/paksude seintega piirkondade jaoks, kus sulamisvoolu suund muutub.
Väga oluline on tihe kooskõlastamine teiste vormimistingimuste elementidega.
(4) Sissepritse temperatuur
Sissepritse temperatuur on oluline tegur, mis mõjutab sissepritse rõhku ja kiirust. Sissepritsemasina tünnidel on üldjuhul 5-6 kuumutustsooni. Igal toorainel on sobiv töötlemistemperatuur. Lisaks praktilise kogemuse kaudu omandatud temperatuuriparameetritele võivad seadistused põhineda ka tooraine tarnijate esitatud andmetel koos masina tegelike tingimustega.
Sissepritse temperatuuri tuleb reguleerida kindlas vahemikus. Kui temperatuur on liiga madal, plastifitseeritakse sulatis halvasti, mõjutades vormitud detaili kvaliteeti ja suurendades protsessi raskusi. Kui temperatuur on liiga kõrge, võib tooraine laguneda. Tegeliku survevalu korral on sulamistemperatuur sageli kõrgem kui tünni temperatuur. Erinevus sõltub sissepritse kiirusest ja materjali omadustest. Selle põhjuseks on suur kuumus, mis tekib nihke tõttu, kui sulatis läbib süstimisdüüsi.
(5) Võtte suurus
Survevalu puhul reguleerib muude protsessiparameetrite elementide seadistamist mõistlik haavli suurus. Tooteprotsessi silumise ajal tuleks sulamispadi (ülejäänud võtte suurus) seada nii, et pärast toote täitmise lõppu jääks kruvi asend umbes 15–20 mm paksuseks. Kui see on nullile liiga lähedal, kulub kruvi kontrollrõnga ots liiga kiiresti ja toote mõõtmete stabiilsust ei saa garanteerida. Kui padi on liiga suur, võib liigne jääksula, mis jääb tünnis liiga kauaks seisma, põhjustada järgmisel lasul värvimuutusi ja suurendada gaasi tekke tõenäosust, mis on tingitud sulami lagunemisest pikema viibimisaja tõttu.
Plastifikatsiooni ajal mõjutab vasturõhk otseselt löögi suurust. Vasturõhk viitab rõhule, mis tuleb ületada, kui kruvi sulandi ettevalmistamise ajal tagasi tõmbub. Kõrge vasturõhu kasutamine on kasulik värvide hajutamiseks ja plasti sulatamiseks, suurendades sulatise tihedust tünnis. Kuid see pikendab ka kruvi tagasitõmbamise aega (kui see ületab jahutusaega, suurendab see toote süstimise tsüklit). Kui kruvi pöörlemiskiirust suurendatakse, võib kruvi kinni püüda õhu silindri sees olevasse sulatisse surutud plastgraanulite vahedest, mis seejärel süstitakse vormiõõnde. Paksemate toodete puhul suurendab see vastavalt õhumullide tekkimise tõenäosust seinte sees ja suurendab süstimismasina võimsust. Seetõttu peaks tavaliste materjalide plastifitseerimisel vasturõhk olema madalam, üldiselt mitte üle 20% sissepritserõhust, kusjuures ideaalne oleks düüsi juures olev kerge sulamissurve.
Kokkuvõttes tuleb survevalutehnoloogia täiustamiseks kõigepealt mõista survevalu põhimõtteid ja protsessi. Teiseks tuleb protsessi silumise käigus oskuslikult koordineerida viit põhielementi -rõhk, aeg, kiirus, temperatuur ja pildi suurus-. Alles siis saavad need elemendid üksteist protsessi sees täiendada, mille tulemuseks on toote optimaalsed protsessiparameetrid.