控制溢料的不利影響對于成功擠壓操作而言極為重要。生產(chǎn)過程中的任何變化,會使型坯受到擠壓,在頂部和底部出現(xiàn)夾斷現(xiàn)象,進(jìn)而吹塑出一個模具腔的物品。而且,頂部和底部的夾斷還會產(chǎn)生過量的溢料。
溢料限制了吹塑的效率,如在模制后,額外需用專用設(shè)備進(jìn)行的去除溢料,可能還會損壞好的成品;因?yàn)橐缌陷^厚區(qū)域所需冷卻時間的增加,因此還會大大延長模制生產(chǎn)的周期。
溢料冷卻緩慢
溢料產(chǎn)生于窄點(diǎn),這就意味著溢料的厚度通常是產(chǎn)品最大厚度的兩倍。這樣,溢料的冷卻時間至少是模制過程所需總時間的兩倍。
實(shí)際上,大多數(shù)生產(chǎn)廠商用溢料在完全冷卻之前就抽出產(chǎn)品的方法法來減少冷卻時間上的損失,即,在溢料還處于松軟狀態(tài)時就抽出產(chǎn)品。但這樣做也會引起一些其他問題:一是在模制過程中抽出產(chǎn)品,溢料容易打卷并粘附在產(chǎn)品之上;二是溢料太熱也很難做修整處理。這兩種情形的總損失都會大大增加產(chǎn)品的不合格率。
理論上講,解決這個難題的方法在于減少溢料冷卻時間與產(chǎn)品冷卻時間之間的范圍差異。要想達(dá)到這個目的,需要懂得冷卻和擠壓吹塑的力量,以及將其中的專有技術(shù)轉(zhuǎn)化成工具設(shè)計(jì)及工具改進(jìn)的方法。
冷卻時間受模具撤熱速率的影響,該速率反過來可通過空氣、水或者冷卻油道模具加工的巧妙設(shè)計(jì)得到優(yōu)化。冷卻介質(zhì)最常用的是水。
模具內(nèi)的水流動形式(以及與水流動形式相關(guān)的冷卻率)可以用雷諾數(shù)(RE)來定義。雷諾數(shù)的基本方程式為:RE=pVd/N其中,P:代表流體密度V:代表平均流速D:代表管道直徑N:代表流體粘度
一般來講,如果雷諾數(shù)小于等于2100,管線內(nèi)的水流會出現(xiàn)層流現(xiàn)象,這對撤熱(BTUs)的效率來說比較差;相反,雷諾數(shù)如果大于2100,管線內(nèi)的水流可能會出現(xiàn)湍流形式,這使撤熱效果極其顯著。顯而易見,在設(shè)計(jì)吹塑冷卻管道時,首先要考慮導(dǎo)致產(chǎn)生或者改善水流的湍流形式的設(shè)計(jì)。對于有些情況比如注模,可以使用機(jī)械裝置(比如螺桿)在冷卻管道中幫助產(chǎn)生湍流。
較為困難的是在低溫下,加速冷卻速率、減少冷卻時間的模制工作。實(shí)際上,這種做法不會成功,原因有兩個:其一,在產(chǎn)品上可能會出現(xiàn)積累的內(nèi)應(yīng)力;其二,模具內(nèi)的水溫如果低于大氣溫度,可能會導(dǎo)致“模具出汗”或者模具上冷凝有小水珠,這樣,在產(chǎn)品表面會產(chǎn)生“橘皮”缺陷,必須要杜絕出現(xiàn)這種嚴(yán)重缺陷的根源。工業(yè)上通常的做法是,使用的工具必須有一個安全限度。
溢料補(bǔ)救措施
先分析得出減少溢料所致的時間損失的幾種可行補(bǔ)救方法。對于大多數(shù)的瓶塑而言,在出現(xiàn)溢料的地方設(shè)計(jì)成單獨(dú)的插件,這樣做是因?yàn)閵A斷之處通常需要一個專用的金屬插件(比如QC7鋁制插件),不但耐用,而且還可以增加熱傳遞速率。
這樣可使瓶塑的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)插件(或者重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有插件)時的工作簡單化,將這種插件作為單獨(dú)的冷卻區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì),其冷卻效率可大大得到提高。包括冷卻插件在內(nèi)的更新做法,通常是合理可行的。
傳統(tǒng)吹塑插件接合線的截面通常采取水平方式,這樣做的主要原因是:對于模具制造商來說,制造更簡單,而且加工成直線形式投資更少。但是,梯形截面可以大大增加模具與溢料的接觸面積,因此撤熱的效果會更好。梯形插件的截面也能增加溢料的穩(wěn)定性,使“熱尾”在稠熱狀態(tài)下更不易打卷。
對于1加侖63g的瓶子而言,上述的雙重補(bǔ)救方法結(jié)合使用,效果會更好。將插件作為單獨(dú)冷卻區(qū)域的設(shè)計(jì)和插件梯形形狀的機(jī)械加工兩種措施一起使用,可以將冷卻時間減少4s,這樣,整個工作時間可由原來的13s減少到9s,或者說減少了31%,可以大大彌補(bǔ)其他方面所增加的投資。
梯形截面接合線也有助于解決在吹塑花盆中所碰到的問題。廠商采用的五點(diǎn)分度輪設(shè)備,能每隔2.5s將產(chǎn)品放置在傳送裝置上(借助于冷卻風(fēng)機(jī)),即完成冷卻。然而,在“熱尾”抵達(dá)修整處時,因?yàn)樘矶貌坏接行У那懈?。模具上額外增加的梯形截面凹槽夾斷插件,這樣可以提高冷卻的效率。對于不規(guī)則形狀的部件,可將整個接合線設(shè)計(jì)成梯形截面,兩個半塊的接合線得以彌補(bǔ),以此確保接合線碰在一起,這樣既可以提高溢料的穩(wěn)定性,又可降低產(chǎn)品的不合格率。
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