東莞市馬馳科注塑加工廠當螺桿在轉動時,遇熱軟化的注塑加工塑料被推向前,經(jīng)過止流閥而到達螺桿的前面。由于熔料不斷地推送向前,在這區(qū)域便產(chǎn)生了壓力,并作用在螺桿和止流閥上,把螺桿推后,機筒前端就會貯進更多的熔料。螺桿退后時同時也把相連接的油缸的活塞推后。
油缸后室的壓力油便經(jīng)由油管回流至注塑加工機的油缸。若控制著這壓力油回流的速度,則油缸的后室將會產(chǎn)生一壓力回流壓力油的速度限制愈大,油缸內所產(chǎn)生的壓力愈大,稱這壓力為背壓。
(1)背壓的種類 背壓有兩種,分別為油路背壓和熔料背壓,通常我們說的背壓大都是指油路背壓,它的應用對成品品質的維持是必需的(壓力范圍可以校正至油路壓力的25%).油路背壓產(chǎn)生于注射用的油缸,它在儲料階段時作用在螺桿上,減慢了螺桿后退速度。所以油路背壓愈高,螺桿的復位時間愈長,螺桿前面熔料所產(chǎn)生的壓力必須大過油路背壓才可以使螺桿向后移動。
在射料缸前端不斷增多的熔料產(chǎn)生了使螺桿后退的壓力,稱為熔料背壓,它與油路背壓有著直接的關系,這與注塑加工機的構有關(例如螺桿直徑和注射油缸的活塞直徑),一般的設計習慣是油路背壓為所產(chǎn)生的熔料背壓的1/10.
東莞市馬馳科注塑加工廠大多數(shù)的注塑加工機都是油壓作動力的,所以在儲料過程時背壓調校十分容易,更可以在不同的螺桿位置采用不同背壓數(shù)值,但全電動的注塑機來說,背壓的控制卻是比較復雜的,螺桿旋轉時壓的設定(經(jīng)由負載裝置或轉換器)在壓力軸承上產(chǎn)生了阻力。阻力的數(shù)值是AC伺服馬達回轉速率的函數(shù),即背壓數(shù)值愈高,力愈大,伺服馬達的回轉速度愈低,對全電動注塑加工機來說,背壓稱為阻力感應背壓。
(2)背壓的作用 背壓除了可以保證螺桿在旋轉復位時能產(chǎn)生足夠的機械把塑料熔化及混合外,還有以下一些用途:
①把揮發(fā)性氣體,包括空氣排出料筒外;
②把添加劑(例如色粉、色種、防靜電劑、滑石粉等)和料均勻地混合起來;
③使流經(jīng)不同螺桿長度的熔料均勻化;
④提供均勻穩(wěn)定的塑化材料以獲得的成品重量控制。
背壓的利用使注塑機料筒內的熔料溫度上升。上升的幅度和設定背壓數(shù)值有關。較大型的注塑機[螺桿直徑超過70m(2.75in)]的油路背壓可以高至25~40bar(1bar=105Pa).
要注意,太高的油路背壓或是阻力感應背壓引起熔料背壓過高,料筒內的熔料溫度過高,這情況對于熱量敏感的塑料的生產(chǎn)是有壞作用的。而且太高的背壓也引起螺桿過大和不規(guī)則的越位,使膠量極不穩(wěn)定。越位的多少受塑料的黏彈性影響;熔料所儲藏的量愈多,螺桿的越位距離愈大。這些儲藏的使螺桿在停止旋時,產(chǎn)生突然的向后跳動,一些熱塑性塑料的跳動現(xiàn)象較其他的料厲害,例如LDPE、HDPE、PP、EVA、PP/EPDM合成物PPVC,比較起GPPS、HIPS、POM、PC、PPOM和PMMA比較易發(fā)生跳動現(xiàn)象。為了獲得的生產(chǎn)條件,正確的背壓設定至為重要,這樣熔料可以得到適當?shù)幕旌隙輻U的越位范圍亦不會超過0.4mm(0.016in).
(3)背壓的調校 注塑加工背壓的調校應視原料的性能、干燥情況、產(chǎn)品結構及質量狀況而定,背壓一般調校在3~15MPa.當產(chǎn)品表面有少許氣花、混色、縮水及產(chǎn)品尺寸、重量變化大時,可適當增加背壓。當射嘴出現(xiàn)漏膠、流涎、熔料過熱分解、產(chǎn)品變色及回料太慢時可考慮適當減低背壓。
背壓太低時,易出現(xiàn)下列問題:背壓太低時,螺桿后退過快,流入料筒前端的熔料密度小(較松散),夾入空氣多;會導致塑化質量差、射膠量不穩(wěn)定,注塑加工產(chǎn)品重量、制品尺寸變化大;制品表面會出現(xiàn)縮水、氣花、冷料紋、光澤不勻等不良現(xiàn)象;產(chǎn)品內部易出現(xiàn)氣泡,產(chǎn)品周邊及筋位易缺料。
過高的背壓,易出現(xiàn)下列問題。
①料筒前端的熔料壓力太高、料溫高、黏度下降,熔料在螺桿槽中的逆流和料筒與螺桿間隙的漏流量增大,會降低塑化效率。
②對于熱穩(wěn)定性差的塑料或著色劑,因熔料的溫度升高且在料筒中受熱時間增長而造成熱分解,或著色劑變色程度增大,制品表面顏色/光澤變差。
③背壓過高,螺桿后退慢,預塑回料時間長,會增加周期時間,導致生產(chǎn)效率下降。
④背壓高,熔料壓力高,射膠后噴嘴容易發(fā)生熔膠流涎現(xiàn)象;下次射膠時,噴嘴流道內的冷料會堵塞噴嘴或制品中出現(xiàn)冷料斑。
⑤在預塑過程中,常會因背壓過大,噴嘴出現(xiàn)漏膠現(xiàn)象,浪費原料并導致噴嘴附近的發(fā)熱圈燒壞。
⑥預塑機構和螺桿筒機械磨損增大。
(4) 多級背壓的應用 由于螺桿在儲料階段時向后移動,塑料經(jīng)過螺桿的有效長度并不一樣,這表示作用在塑料上的剪切力亦不一樣。所以螺桿行程愈長,螺桿的塑化有效長度變化愈大,所產(chǎn)生的不穩(wěn)定作用亦愈大。假如在儲料時不斷改變背壓的數(shù)值,便可抵消螺桿塑化有效長度的變化,對螺桿的越位現(xiàn)象更有穩(wěn)定的作用。
東莞市馬馳科注塑加工廠關于螺桿的塑化有效長度,由于螺桿在儲料階段是一邊旋轉邊后退,我們可以想像得到螺桿從端部至進料口處的長度在儲料始和完畢時都不是一樣,儲料剛開始時的螺桿長度很長,在儲料畢時很短,這意味著在不同時間進入螺桿螺槽的塑料,它們要流螺桿的長度都不相同,所吸收的剪切亦不一樣。這就導致了料溫度(即黏度)的不均勻,所以獲得的成品品質亦不穩(wěn)定。在不同的螺桿后退位置使用不同的和遞增的背壓數(shù)值可以大降低上述現(xiàn)象的發(fā)生,使生產(chǎn)過程穩(wěn)定下來。例如在儲料行程的10%~15%把背壓增高和螺桿旋轉速度降低,可以成功地控螺桿的越位距離在0.2mm(0.008in)內,螺桿的轉速和背壓的佳配搭,需要經(jīng)過一番的試驗后才可以獲得。以下方法進行螺桿數(shù)設定可供參考。
①螺桿開始時的表面速度轉動,熔料背壓的數(shù)值是57bar,相對某塑料的螺桿表面速度。②在螺桿儲料行程完成25%和60%時,熔料背壓分別提升10bar和12bar;螺桿的轉速不變,以減少不同螺桿有效長度所起的變化。③在螺桿儲料行程完成時85%時,熔料背壓再提升至15ba螺桿轉速減半以便降低螺桿越位程度。④螺桿停止轉動時,把螺桿后退5mm。
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