Beim thermoplastischen Spritzgießen wird der Kunststoff aufgeschmolzen und anschließend in den Folienhohlraum eingespritzt. Sobald der geschmolzene Kunststoff in die Form eintritt, wird er entsprechend dem Formhohlraum in eine bestimmte Form gebracht.
Die resultierende Form ist häufig das Endprodukt, und vor der Installation oder Verwendung als Endprodukt ist keine weitere Verarbeitung erforderlich. Viele Details, wie Erhöhungen. Rippen und Gewinde können in einem einzigen Spritzgussschritt hergestellt werden.
Eine Spritzgießmaschine besteht aus zwei Grundkomponenten: einer Einspritzvorrichtung und einer Formschließvorrichtung zum Schmelzen und Zuführen von Kunststoff in eine Form. Die Funktion der Formspannvorrichtung ist: (1) Schließen der Form unter der Bedingung, dass der Einspritzdruck aufliegt; (2) Nehmen Sie das Produkt heraus.
Die Einspritzvorrichtung schmilzt den Kunststoff, bevor er in die Form eingespritzt wird, und steuert dann den Druck und die Geschwindigkeit, um die Schmelze in die Form einzuspritzen. Derzeit werden zwei Arten von Injektionsvorrichtungen verwendet: Schneckenvorverflüssiger oder zweistufige Vorrichtungen und hin- und hergehende Schnecken. Der Schneckenvorplastifizierer verwendet die vorplastifizierte Schnecke (erste Stufe), um geschmolzenen Kunststoff zum Injektionsstab (zweite Stufe) zu befördern.
Die Vorteile von Schneckenvorverflüssigern sind eine konstante Schmelze, ein hoher Druck und eine hohe Geschwindigkeit sowie eine präzise Steuerung des Einspritzvolumens (unter Verwendung mechanischer Schubvorrichtungen an beiden Enden des Kolbenhubs). Diese Stärken sind genau das, was für transparente, dünnwandige Produkte und hohe Produktionsraten benötigt wird. Zu den Nachteilen zählen eine ungleichmäßige Verweilzeit (die zu Materialverschlechterung führt), höhere Ausrüstungskosten und Wartungskosten.
Die gebräuchlichste Vorrichtung zum Einspritzen von Hubkolbenschrauben erfordert keinen Kolben, um den Kunststoff zu schmelzen und einzuspritzen. Der pulverförmige oder körnige Kunststoff im Trichter wird geschmolzen und durch die rotierende Schnecke zum vorderen Ende der Schnecke befördert. Die Plastikflüssigkeit fließt durch die Vorderseite der Schnecke und sammelt sich vor der Schnecke. Die Ansammlung von geschmolzenem Kunststoff vor der Schnecke drückt die Schnecke zur Rückseite des Injektionsgeräts. Die Rotation der Schnecke, die Ansammlung des geschmolzenen Materials und die Bewegung nach hinten setzen sich fort, bis sich ein bestimmtes Einspritzvolumen gebildet hat. Im nächsten Arbeitszyklus der Anlage wird die Schneckenspitze geschlossen, um ein Zurücklaufen des Materials entlang der Schnecke zu verhindern. Die Funktion der Schneckenspitze und der Förderschnecke entspricht dem Spritzkolben, der den Kunststoff in die Form drückt.
Zu den Vorteilen von Hubkolbenschrauben zählen eine verringerte Verweilzeit der Kunststoffe, selbstreinigende Schrauben und Schraubenspitzen. Diese Vorteile sind ausschlaggebend bei der Verarbeitung von wärmeempfindlichen Materialien und beim Wechsel der gefärbten Rohstoffe oder Harzsorten sowie bei der Reinigung von Schnecke und Zylinder.
Die derzeit weit verbreiteten Spannvorrichtungskonstruktionen umfassen: Kniehebelspannvorrichtung, hydraulische Spannvorrichtung und hydraulisch-mechanische Spannvorrichtung. Die Kniehebel-Klemmvorrichtung ist wegen ihrer geringen Kosten während der Herstellung für Geräte mit kleiner Tonnage geeignet. Zu den Merkmalen gehören die hohen mechanischen Vorteile von Verriegelungsvorgängen, eingebauten Vorrichtungen zum Abbremsen der Formklemmung, langsamen Formschäden und schnellen Formklemmvorgängen.
Der Formspannzylinder drückt die horizontale obere Platte nach vorne, streckt den Ellbogen und bewegt die Druckplatte nach vorne. Wenn die Klemmvorrichtung geschlossen ist, werden die mechanischen Vorteile verringert und die Walze wird schnell bewegt. Wenn die Druckplatte die geschlossene Position der Form erreicht, wechselt der Bogen von hoher Geschwindigkeit zu geringen mechanischen Vorteilen zu geringen Geschwindigkeiten zu hohen mechanischen Vorteilen. Niedrige Geschwindigkeit ist der Schlüssel zum Schutz der Form, und es sind hohe mechanische Vorteile erforderlich, um eine große Tonnage zu bilden. Sobald die Rippen vollständig ausgefahren sind, ist kein Hydraulikdruck mehr erforderlich, um die Tonnage aufrechtzuerhalten. Um die Formspannvorrichtung zu öffnen, wird auf die gegenüberliegende Seite des Formspannkolbens hydraulischer Druck ausgeübt, und um zu verhindern, dass das geformte Produkt beschädigt wird, wird die Form langsam geöffnet. Durch die Bewegung der gesamten Winkelgelenkvorrichtung und die Bewegung der Andruckvorrichtung entlang der Zugstange (in die Formschließposition bewegt, bevor die Winkelgelenkvorrichtung vollständig ausgefahren ist) wird die Klemmvorrichtung eingestellt, um sich an unterschiedliche Formhöhen anzupassen. Die Vorteile der Kniehebelspannvorrichtung sind: schneller Spannvorgang, reduzierter Energieverbrauch und geringere Gerätekosten. Der Nachteil ist, dass es komplizierter als die hydraulische Formspannform ist und die Verbindungsstifte und Buchsen häufig repariert werden müssen. Die Entwicklung des Kniestückdesigns hat jedoch die Wartung der Kniestückspannvorrichtung verringert. Zu diesen Entwicklungen gehören ölfreie Buchsen, die die vorgeschriebene Schmierung stark reduziert haben.
Eine der Entwicklungen besteht darin, dass alle Motoren die vorhandene Präzisions-Kugelumlaufspindel-Maschinentechnologie und fortschrittliche AC-Servomotoren verwenden, um Hydraulikaggregate zu ersetzen. Diese Motoren liefern nur die Leistung, die für die Ausführung der Maschinenfunktionen erforderlich ist, und reduzieren den Gesamtenergieverbrauch jedes Produkts erheblich.
Hydraulische Spannvorrichtungen werden häufig in Geräten mit 150-1000 t und die meisten von ihnen in Geräten mit 250-700 t verwendet. Mit Hilfe des Druckerhöhungsrohrs (oder eines externen Ölzylinders) zum schnellen Schließen der Form ist das Ergebnis einer großen Ölmenge auf kleiner Fläche sehr schnell. Das vorbestimmte Fluid wird durch die Schwerkraft vom Hochbehälter zum hinteren Teil des Hauptkolbens gepumpt. Bevor sich die beiden Formhälften berühren, sollte sich die Form in einem Schutzzustand mit niedriger Geschwindigkeit und niedrigem Druck befinden, um Schäden durch Fremdkörper, Überschläge oder Produkte zu vermeiden, die im vorherigen Zyklus nicht entnommen wurden. Wenn die Form geschlossen ist, verschließt die Vorfüllflüssigkeit den Auslass zum Vorreservoir. Die Tonnage-Schließkraft wird am hinteren Teil des Hauptkolbens erzeugt. Nach diesem Einspritzzyklus wird die vorgefüllte Flüssigkeit geöffnet, wodurch die Formschließvorrichtung veranlasst wird, die Formklappe allmählich zu öffnen. Innerhalb kurzer Zeit beschleunigt die Klemmvorrichtung auf eine schnelle Öffnungsgeschwindigkeit.
Die hydraulische Spannvorrichtung bietet Flexibilität für die Installation und den Betrieb der Ausrüstung. Da an jedem Teil des Spannhubs tonnenweise Spannkräfte erzeugt werden können, kann die Form verbunden werden, solange die Position durch die Steuerung der Anlage auf die Position eingestellt wird, die dem Kontakt der beiden Hälften entspricht. Die hydraulische mechanische Klemmvorrichtung kombiniert die Funktionen sowohl der mechanischen als auch der hydraulischen, um die Klemmvorrichtung zu bewegen und eine tonnenschwere Klemmkraft zu verursachen. Das hydraulische Maschinenkonzept ist durch die Durchflussmenge des Vorfüllraums, mit dem die Formschließvorrichtung hergestellt wird, von etwa 1000 t auf etwa 1000 t begrenzt. Die Geschwindigkeit der Klemmvorrichtung wird durch den Flüssigkeitsstrom begrenzt, der durch die vorgefüllte Flüssigkeit gesteuert wird. Die hydraulische mechanische Konstruktion umfasst die folgenden Einheiten: den Hydraulikzylinder, der zum Bewegen der beweglichen Platte zu den beiden Hälften der Form verwendet wird, die nahe beieinander liegen; (2) eine mechanische Verriegelungsplatte, die verhindert, dass sich die Klemmkraft mit großer Tonnage nach hinten bewegt; 3) Kurzhub-Hydraulikzylinder, mit dem der letzte Abstand der Form in den geschlossenen Zustand gebracht und die Schließkraft erzeugt wird.
Die Maschinensteuerung koordiniert alle Funktionen der Maschine. Es hat Fortschritte gemacht, ein Mehrcomputer-Steuersystem einzuführen. Um dem neuen Steuergerät gerecht zu werden, wurde auch der hydraulische Teil der Maschine verbessert. Proportionalventile mit Servosteuerung und entsprechenden Verstärkungsvorrichtungen erhöhen die Flexibilität und Genauigkeit bei gleichzeitiger Verkürzung der Reaktionszeit der Maschinenfunktionen. Mikrocomputer-Steuerungssystem und Servo-Proportional-Hydraulik-Gerät sorgen für eine dynamische Reaktion, um ein echtes System mit geschlossenem Regelkreis zu vervollständigen. Systeme mit geschlossenem Regelkreis passen die Maschine an, um Änderungen der Öltemperatur, der Rohmaterialviskosität und der Maschinenvariablen auszugleichen. Hochrangige Steuerungen sind auch an Zusatzgeräten vorhanden. (Trockner, Kühlvorrichtung und Formtemperaturregelungsvorrichtung) und lassen alle Maschinen und Geräte durch CRT und LCD justieren und überwachen. Verschiedene mit dem Host-Computer verbundene Maschinen bieten eine Gesamtüberwachung der Werkstatt und eine Produktionsplanung, und SPC bietet eine Echtzeitüberwachung auf der Maschine oder dem Host-Computer.
Wichtige Faktoren bei der Kunststoffverarbeitung sind: Temperatur, Konsistenz, Farbstoffverteilung und Schmelzdichte. Sowohl die durch die Zylindertemperatur erzeugte Wärmeleitung als auch die durch die Schneckendrehung erzeugte mechanische Wärme tragen zur Verarbeitung hochwertiger Schmelzen bei. Der häufigste Fall ist, dass der größte Teil der Energie, die zum Schmelzen des Kunststoffs verwendet wird, durch Drehen der Schraube gewonnen wird.
Wenn sich die Schnecke dreht, findet ein Mischen zwischen den Gewinden statt und die Oberfläche der Kunststoffpellets wird schmelzplastifiziert. Während sich das Material entlang der Schnecke bewegt, wird das Mischen und Scheren wiederholt, bis der Kunststoff vollständig geschmolzen ist.
