Първият удар на нова шприцформа определя съдбата на цялото по-нататъшно производство. В повечето цехове този етап минава с проба и грешка: променя се един параметър, гледа се изделието, променя се друг параметър. Накрая се намира настройка, която работи, но защо работи, не се знае. Месеци по-късно, когато партидата материал се смени или в смяната стане по-топло, същата настройка вече не издържа и никой не помни на каква основа е избрана всяка стойност.
Систематичното пробно шприцване е алтернативата: процедура, чиито стъпки и ред са определени предварително, като на всяка стъпка се записва какво е доказано. Описаната по-долу последователност се използва не само за нови шприцформи; тя служи и като рамка, която може да се прилага на части, когато процесът се е объркал при съществуваща шприцформа.
Какво трябва да е на масата, преди да отидете при машината
Най-голямата загуба на време при пробното шприцване е търсенето на липсваща информация при машината. Преди започване трябва да е готово следното:
| Документ / информация | За какво служи |
|---|---|
| Цел на пробното шприцване | Какво точно трябва да се докаже с тази проба (размери, повърхност, цикъл, баланс на гнездата) |
| Монтажни размери на шприцформата | Дали пасва на машината, центроване и свързване на изхвъргачите |
| Схема на функциите за изхвърляне | Кое движение в какъв ред и с каква защита |
| Схема на последователността на дърпачите на сърца и иглените дюзи | Последователност на сигналите и блокировки |
| Разположение на зоните на горещоканалната система | Коя зона към коя дюза принадлежи, видове датчици |
| План за темпериране | Кой кръг коя зона на шприцформата захранва |
| Технологични данни за материала | Температурен диапазон, сушене, граница на периферната скорост |
| Технически чертеж на изделието | Допуски на размерите и критични повърхности |
| Проверка на дебита | Потвърждение, че всеки охлаждащ кръг действително тече |
Планът за темпериране и проверката на дебита са най-често пропусканите. Един-единствен несвързан или запушен кръг прави всички следващи измервания безсмислени; подробности има в статията ни какво е темпериране на шприцформи.
Ред на настройката
Процедурата протича в пет блока и редът не е случаен — всеки блок създава предпоставката за следващия.
1) Настройка на машината. Правят се хидравличните, електрическите и пневматичните връзки. Темпериращата среда се свързва, настройва се и се измерва дебитът ѝ. Въвеждат се температурите на горещоканалната система. Настройва се затварящият агрегат.
2) Шприцформа. Шприцформата се проверява, настройват се температурите на пластификация, шприцформата се монтира и се прави функционална проверка. След това се настройват силата на затваряне, силата на защита на шприцформата и движенията на шприцформата.
3) Условия на пластификация. Настройват се движенията на агрегата, след което реалистично време на охлаждане. После се въвеждат оборотите на шнека, обратното налягане, декомпресията, скоростта на връщане на шнека и ходът на дозиране. Блокът завършва с избора на точката на превключване и хода на дозиране.
4) Условия на впръскване. Настройват се скоростта на впръскване и границата на налягането. Правят се частични запълвания, докато изделието се запълни на около 98%. Като начална точка се използва подходящо задържащо налягане, въвежда се времето, профилът се оптимизира и възглавницата се проверява.
5) Приключване. Ако изискваното качество е постигнато, въвеждат се времената за наблюдение, паузите се оптимизират, настройва се оставащото време на охлаждане и качеството на изделието се проверява за последен път.
Частичното запълване: гръбнакът на пробното шприцване
Частичното запълване е единственият начин да се види как се запълва шприцформата. За да се направи правилно, има няколко условия:
- По време на фазата на задържане в гнездото не бива да влиза стопилка. За целта задържащото налягане се избира много ниско; иначе точката на превключване се надхвърля и частичното запълване вече не е частично.
- Зададената точка на превключване трябва да се провери и на око — стойността на екрана и действителната степен на запълване на изделието не са едно и също.
- Дава се достатъчно дълго закъснение на пластификацията, за да не изтича стопилка в гнездото по време на дозирането.
- Увеличаването се прави на малки стъпки; големите скокове скриват къде фронтът на потока се забавя.
- Всяко частично запълване се маркира с точката на превключване или хода на дозиране, към които принадлежи. Така положението на фронта може да се проследи обратно.
- Трябва да се осигури достатъчно предварително запълване, за да работят правилно позициите на изхвъргачите.
Серията частични запълвания показва едновременно къде започва недоливането, къде се затваря въздух и къде попадат линиите на сливане. Наблюденията се съпоставят с решенията на страниците недоливане и линии на сливане.
Скорост на фронта на потока и профил на впръскване
За да е постоянно качеството на повърхността, скоростта на фронта на потока трябва да остава постоянна. Но докато шнекът напредва с постоянна скорост, постоянен е обемният дебит, а не ширината на фронта: близо до втока и в края на пътя на потока фронтът е по-тесен, затова там скоростта се повишава.
Затова профилът на впръскване обикновено се изгражда като бавно–бързо–бавно. След като се определят ширините на фронта в различните зони на изделието, скоростта на напредване на шнека се адаптира така, че скоростта на фронта да остава приблизително постоянна.
Забавянето на профила отново към края на запълването е и предпазна мярка: когато фронтът се стеснява, постоянният дебит ускорява фронта, което води до скок на налягането и до изпресовки.
Точка на превключване: правилото за 98% и кога да се провери отново
Превключването от впръскване към задържане трябва да стане, когато са запълнени около 98% от обема на изделието. Ранното превключване означава недоливане, късното — препълване; второто носи освен изпресовки и риск от повреда на шприцформата.
Критичното е следното: точката на превключване не е стойност, която се задава веднъж и се забравя. Тя трябва да се проверява отново всеки път, когато се промени параметър, който влияе на дозирания обем стопилка:
- Обратно налягане — променя свиваемостта на стопилката
- Декомпресия — променя обема пластмаса пред шнека
- Първото стъпало на впръскване — променя поведението при затваряне на възвратния клапан
Ако един от тези три параметъра се промени, а точката на превключване остане на старата стойност, теглото на изделието тихо се отклонява и причината не може да се открие със седмици.
Ефективното време на задържане чрез претегляне
Вместо времето на задържане да се задава на око, то може да се измери, а методът е прост: времето на задържане се увеличава стъпка по стъпка и изделието се претегля при всяка стъпка. В момента, в който теглото престане да се увеличава съществено, е достигнато ефективното време на задържане. Продължаването на задържането след това време само удължава цикъла.
Има две условия: задържащото налягане трябва да се поддържа постоянно през целия експеримент, а претеглянията трябва да се правят при едни и същи условия. Методът предотвратява и обратното изтичане на стопилка от изделието при замръзването на втока — ако възникне обратен поток, теглото и размерите се отклоняват по неопределен начин.
При меките TPE компаунди този метод не е надежден: тъй като материалът е силно свиваем, кривата на теглото не дава ясно плато.
Времето на охлаждане и цената на температурата на шприцформата
По икономически причини времето на охлаждане се поддържа възможно най-кратко; може да се започне от програми за изчисление или от емпирични стойности. Решаващи са три неща: дебелината на стената, температурата на стената на шприцформата и температурата на изхвърляне.
Тук има правило, което да имате предвид: цената на нагряването на стената на шприцформата с 10 °C е удължаване на времето на охлаждане с около една пета. Повишаването на температурата на шприцформата носи ползи за повърхността и линиите на сливане, но цената му се плаща пряко във времето на цикъла. За подробно изчисление вижте статията как да съкратим времето на цикъла и нашите калкулатори.
Температурата на стената на шприцформата влияе и на свиването, а следователно и на размерите. Затова корекциите на размерите на шприцформата трябва да се правят само с изделия, произведени в съответния цикъл — шлайфането на шприцформа по измерване, направено при друг цикъл, е скъпа грешка.
Технологичният прозорец
Качеството на изделието може да се гарантира само в определен диапазон от настройки. Този диапазон се нарича технологичен прозорец. Критичното е настройките да са в средата на прозореца, а не на ръба му.
Причината е проста: материалът, машината и периферното оборудване имат собствени допуски. Ако настройката е в средата на прозореца, тези допуски не променят резултата; ако е на ръба, смяната на партидата или няколко градуса в околната температура хвърлят изделието в брака. Прозорецът определя и допустимия толеранс на промяна в настройките на машината.
Когато в производството възникне проблем с качеството, първата задача е да се потвърди, че всички компоненти работят безупречно: технологичните температури трябва да се измерят, сушенето трябва да се провери, зададените стойности трябва да се сравнят с действителните. Едва след това настройките на машината могат да се оптимизират систематично.
Две правила при промяна на параметрите
По един параметър наведнъж. Ако се променят няколко променливи едновременно, не може да се разбере коя е подействала; освен това параметрите могат да се маскират взаимно.
Не се оценява изделие, преди да е достигнато топлинно равновесие. Особено ако е променена температурата на стопилката или на стената на шприцформата, изделията имат смисъл едва след като системата достигне топлинно равновесие. Първите изделия непосредствено след промяната подвеждат.
Ако параметрите са преплетени: план за изпитване
Понякога комбинираният ефект на няколко параметъра не може да се разплете, като те се пробват един по един. Тогава параметрите, които определят качеството, се комбинират систематично в план за изпитване. Броят на опитите е 2ⁿ; за три параметъра — 8 опита:
| № | Време на впръскване (te) | Задържащо налягане (pn) | Температура на стената на шприцформата (Tw) |
|---|---|---|---|
| 1 | + | + | + |
| 2 | + | + | − |
| 3 | + | − | − |
| 4 | − | − | − |
| 5 | − | − | + |
| 6 | − | + | + |
| 7 | − | + | − |
| 8 | + | − | + |
Знаците `+` и `−` показват високата и ниската стойност на параметъра: te+ дълго време на впръскване (бавно впръскване), te− кратко (бързо); pn+ високо задържащо налягане, pn− ниско; Tw+ висока температура на стената на шприцформата, Tw− ниска.
Практически съвет: опитите не се провеждат в реда, записан в таблицата, а се групират по температура. За горния план ефективният ред е 2, 3, 4, 7, 1, 5, 6, 8 — първо всички опити с ниска температура на шприцформата, после тези с висока. Тъй като температурата на шприцформата е параметърът, който най-дълго достига равновесие, това подреждане значително съкращава общото време на изпитването.
Пускането в експлоатация е работа по документиране
Истинската полза от процедурата не е, че накрая се намира работеща настройка; тя е, че остава записано на каква основа е избрана всяка стойност. Снимките на частичните запълвания, кривата на претеглянето, обемът, при който е намерена точката на превключване, границите на технологичния прозорец — това е информация, която ще се използва през целия живот на шприцформата.
Ако е възможно измерване на налягането в гнездото, най-ценната част от записа за пускането в експлоатация е кривата на налягането: тя е еталонът, спрямо който се прави сравнение през следващите месеци, когато процесът се отклони. Методът е в статията ни измерване на налягането в гнездото, а оборудването — на страницата системи за измерване на налягането в гнездото.
След като пускането в експлоатация приключи, шприцформата трябва да влезе в плана за поддръжка; точките за периодичен контрол са в статията план за поддръжка и периодичен контрол на шприцформите. За дефектите по повърхността и размерите, срещнати при пускането в експлоатация, можете да използвате нашето ръководство дефекти при шприцване и решения, а за нуждите на Вашата шприцформа от темпериране вижте страницата ни системи за темпериране.
Ако имате нужда от подкрепа при пускането в експлоатация на нова шприцформа, можете да се свържете с нашия екип за техническа поддръжка.