Het spuitgietproces omvat voornamelijk het plastificeren, het sluiten van de matrijs, het onder hoge-druk vormen van de matrijs,injectie, drukbehoud, koeling en vormgeving, en het openen van de matrijs en het verwijderen van het product, zoals weergegeven in figuur 1-8. Het bovenstaande proces wordt cyclisch herhaald, zoals weergegeven in figuur 1-9, waardoor de spuitgietproductie continu kan doorgaan.
De belangrijkste stappen in het bovenstaande proces omvatten het volgende:
Plasticisatie van plastic (smelten)
Plasticisering verwijst naar het voorbereidingsproces vóór het vormen, en de belangrijkste vereisten zijn: het verwarmen van het plastic tot een stabiele temperatuur; de temperatuur en componenten moeten uniform zijn en binnen een bepaalde tijd voldoende smelt met voldoende hoeveelheid kunnen leveren; het plastic moet op de laagste temperatuur worden gehouden.
Wanneer de schroef zich in de pre-weekmakende toestand bevindt, wordt het plastic materiaal, na een heen- en- rotatie, geleidelijk uit het achterste gedeelte van de schroef geperst, en deze opeenhoping verzamelt zich in de ruimte aan de voorkant van de schroef, waardoor smelt ontstaat die druk uitoefent tegen de terugslagklep. Deze druk wordt tegendruk genoemd. Tijdens het draaien van de schroef is het onder de juiste werkdruk of compressiekracht nodig om achteruit te draaien, en de rotatie gaat door totdat de gemeten regelslag van de schroef stopt. Dit proces wordt meten of kwantificeren genoemd.
Vanwege de verschillende graden van plasticisering, veroorzaakt door verschillende warmtegeschiedenispaden, hebben de materialen ook drie aggregatietoestanden: vaste natuurlijke aggregatietoestand, stroperige stroming en semi-vaste toestand, en gesmolten toestand. Overeenkomend met de schroef, is deze verdeeld in een vast transportgedeelte, een compressiegedeelte en een meetgedeelte. Het materiaal ondergaat absorptie en overdracht van warmte door geleiding tijdens het voedingsproces. In dit stadium is het belangrijkste effect van de schroef een transportactie. De warmte van het materiaal komt voornamelijk van de verwarming van het vat en de warmte die wordt gegenereerd door de rotatie van de schroef, wat de gietcyclus kan verkorten en de schroefsnelheid kan verhogen om de kwaliteit te verbeteren.
Vormholte vullen
Nadat het plastic is verwarmd, onder druk gezet, geplastificeerd en in het vat van de spuitgietmachine stroomt, zal de schroef de smelt via het injectiesysteem in de vormholte injecteren. Dit proces wordt matrijsvulling genoemd.
Het vulproces is verdeeld in drie fasen: stromingsfase, drukhoudfase en opening van de vormholte. Wanneer het vullen van de vorm begint, wordt de tijd bereikt vanaf het openen van de vormholte tot ongeveer 95% vulling. Daarna, na voltooiing, kunnen er problemen optreden tijdens het vullen en kan de productie-efficiëntie laag zijn. Tijdens feitelijke situaties kunnen er echter defecten optreden als de vormomstandigheden niet geschikt zijn.
① Te hoge snelheid, voortijdige afschuifverdunning. Wanneer plastic wordt gescheurd en verandert als gevolg van snel gebruik, zal het onder omstandigheden van de vatbodem in buisvorm bestaan. Omdat de vloeistofstromingsweerstand laag is, zal onder invloed van de adhesie de lokale viscositeit toenemen, waardoor de smeltgraad en temperatuur kunnen veranderen. Daarom wordt het vullen in de stroomregelfase onder relatief lage druk in de holte uitgevoerd. Bovendien wordt in de stroomcontrolefase, als gevolg van het vullen met hoge-snelheid, de snijweerstand van de smelt aanzienlijk verminderd in het verwachte heldere gebied, terwijl het effect van de koelwerking onduidelijk is en de benuttingsgraad van de koeling onduidelijk is. Dit is het nadeel van het kiezen van hoge- snelheidsgebruik.
② Te lage snelheid, onvoldoende warmte veroorzaakt onvoldoende snelheidsregeling. Wanneer de snelheid te laag is, is de hechting van het vat groter, is de stromingsweerstand groter en is de stromingsdruk groter. Door de hoge contacttijd tussen het gesmolten plastic en de mal wordt de stroming langzamer, de warmte verdwijnt sneller en lijkt onvoldoende, de warmtedissipatie is ernstig en ziet eruit als een bevroren laag, gekoppeld aan de hechting van meerdere lagen viskeuze stromingslagen, wordt de stollingslaag dikker, wat de stroperige laagweerstand en stromingsweerstand verder vergroot.
Druk vasthouden
Het doel van de houddrukfase is om continu druk uit te oefenen op het gesmolten plastic door de schroef, waardoor de smelt wordt gecomprimeerd en de plasticdichtheid wordt verhoogd om de krimp ervan te compenseren. Tijdens de houddrukfase is de tegendruk hoog omdat de vormholte al gevuld is met gesmolten plastic. Tijdens dit verdichtingsproces kan de schroef van de spuitgietmachine slechts langzaam en licht vooruit bewegen, en ook de stroomsnelheid van het plastic is relatief langzaam; deze stroom wordt houddrukstroom genoemd. Omdat het gesmolten plastic snel stolt als gevolg van afkoeling door de wanden van de vormholte tijdens de houddrukfase, neemt de smeltviscositeit ook snel toe, wat resulteert in aanzienlijke weerstand in de vormholte. In de latere stadia van het vasthouden van de druk blijft de dichtheid van het gesmolten plastic toenemen en krijgt het plastic onderdeel geleidelijk vorm. De houddrukfase gaat door totdat de poort stolt en afdicht, op welk punt de druk in de vormholte zijn hoogste waarde bereikt.
Tijdens de houddrukfase vertoont de kunststof, vanwege de relatief hoge druk, gedeeltelijk samendrukbare eigenschappen. In gebieden met hogere druk is het plastic dichter; in gebieden met lagere druk is het plastic poreuzer en minder dicht. Daarom verandert de dichtheidsverdeling met locatie en tijd. Tijdens het houddrukproces is het plasticdebiet extreem laag en speelt de stroming niet langer een dominante rol; druk wordt de belangrijkste factor die het houddrukproces beïnvloedt. Tijdens het houddrukproces heeft het plastic de vormholte gevuld en fungeert de geleidelijk stollende smelt als medium voor het overbrengen van druk. De druk in de matrijsholte wordt via het plastic overgebracht op het oppervlak van de matrijsholtewand en er is een neiging om de matrijs te openen, zodat er voldoende klemkracht nodig is om de matrijs vast te klemmen. Onder normale omstandigheden zal de uitzettingskracht de mal enigszins openen, wat helpt bij het ontluchten van de mal; Als de uitzettingskracht echter te groot is, kunnen er gemakkelijk bramen ontstaan, overlopen of zelfs de mal opengaan. Daarom moet bij het selecteren van een spuitgietmachine een spuitgietmachine met een voldoende grote klemkracht worden gekozen om positieve uitzetting te voorkomen en de druk effectief vast te houden.
Koeling en vormgeving
Bij spuitgietmatrijzen is het ontwerp van het koelsysteem erg belangrijk. Dit komt omdat kan worden voorkomen dat het gegoten kunststofproduct na het uit de vorm halen als gevolg van externe krachten vervormt als het wordt afgekoeld en gestold tot een bepaalde stijfheid. Omdat de koeltijd ongeveer 70% tot 80% van de gehele gietcyclus uitmaakt, kan een goed-koelsysteem de giettijd aanzienlijk verkorten, de spuitgietproductiviteit verbeteren en de kosten verlagen. Een slecht ontworpen koelsysteem zal de giettijd verlengen en de kosten verhogen; ongelijkmatige koeling kan verder kromtrekken en vervorming van plastic producten veroorzaken.
Volgens experimenten wordt de warmte van de smelt die de mal binnenkomt in grofweg twee delen afgevoerd: 5% van de warmte wordt via straling en convectie naar de atmosfeer overgebracht, terwijl de resterende 95% van de smelt naar de mal wordt geleid. Binnen de mal wordt, dankzij de koelwaterleidingen, warmte overgedragen van het plastic in de malholte via thermische geleiding naar de koelwaterleidingen, en vervolgens door het koelmiddel afgevoerd via thermische convectie. Een kleine hoeveelheid warmte die niet door het koelwater wordt afgevoerd, wordt nog steeds in de mal geleid totdat deze bij contact met de buitenomgeving in de lucht verdwijnt.
De spuitgietcyclus bestaat uit de sluitingstijd van de matrijs, de vultijd van de smelt, de druktijd, de koeltijd en de ontvormtijd. De koeltijd neemt het grootste deel voor zijn rekening, ongeveer 70%–80%. Daarom heeft de koeltijd rechtstreeks invloed op de lengte van de vormcyclus en het productievolume van kunststofproducten. Tijdens de ontvormfase moet de temperatuur van het kunststofproduct worden afgekoeld tot onder de warmtevervormingstemperatuur om ontspanning als gevolg van restspanning of kromtrekken en vervorming veroorzaakt door ontvormkrachten te voorkomen.
Ontvormen van kunststof onderdelen
Het ontvormen van kunststof onderdelen is de laatste stap in een spuitgietcyclus, dat wil zeggen het handmatig of mechanisch uit de mal verwijderen van het kunststof onderdeel. Hoewel het plastic onderdeel koud-uitgehard is, heeft het verwijderen uit de vorm nog steeds een aanzienlijke invloed op de kwaliteit ervan. Onjuiste ontkistingsmethoden kunnen leiden tot ongelijkmatige spanning op het plastic onderdeel tijdens het ontvormen, waardoor kromtrekken, vervorming en andere defecten tijdens het uitwerpen kunnen ontstaan. Er zijn twee hoofdmethoden voor het verwijderen uit de vorm: het verwijderen van de uitwerppen en het verwijderen van de stripperplaat. Bij het ontwerpen van de mal moet een geschikte ontvormmethode worden geselecteerd op basis van de structurele kenmerken van het product om de kwaliteit van het plastic onderdeel te garanderen.