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精密注塑加工技術的“精密”之處
發布時間：2014-5-29
高精度注塑加工成型的塑化裝置
高精度注塑加工成型的塑化裝置是提高塑化質量、注塑重復精度和制品內在質量等三方面的關鍵部件。目前，該裝置主要向實現高速、高壓和快速應答的目標發展。
1、高速的注塑塑化裝置
實現高速的注塑塑化是高精度注射成型機的一個重要特征。一般，高速注塑的速度可以達到300～1000mm/s，有些注塑設備甚至達到2000mm/s。對于注塑速度不超過500mm/s的注塑加工過程，可選用一線式同軸裝置同時完成注塑和塑化，而當注塑速度超過500mm/s時，采用一線式同軸裝置很難達到所要求的注塑精度及塑化質量，主要是由于該種裝置容易在高速注塑時使已塑化的熔融料倒流，從而導致計量不準和熔融料的質量劣化。
為解決這一難題，根據精密高速注塑的特征，可采用“IMC”式的注塑塑化裝置，即把傳統的一線式同軸裝置分拆為注塑和塑化兩個互相聯系且功能各自獨立的裝置，塑化部分由擠出螺桿完成，而注塑部分則由注塑柱塞完成，這樣由于注塑柱塞與注塑機筒內壁之間的配合間隙遠小于注塑螺桿與注塑機筒內壁/止回環之間的間隙，有效避免了注塑柱塞在高速注塑時可能引發的熔融料倒流的現象，而且獨立塑化完全不受成型周期的限制，極大地提高了塑化質量和塑化能力。
2、精密全電動注塑塑化裝置
全電動注塑塑化裝置應用于高精度注射成型塑化裝置后，可顯著提高注塑設備的塑化位移、塑化轉速、塑化背壓、注塑行程和保壓等注塑塑化參數的控制精度，因此，在高精度注射成型機上得到了廣泛的應用。
3、高精度注射成型螺桿
與傳統的注塑螺桿相比，高精度注射成型螺桿具有壓縮比較小、長徑比大和高耐磨等特點，以長徑比為例, 普通的注塑螺桿為20～23，而高精度注射成型螺桿則為24～30。
一般，用作高精度注射成型螺桿的材料都具有很高的剛度和強度，制得的高精度注射成型螺桿也會根據加工材料的不同而不同。為提高注塑的流長比，并最大限度地降低制品成型的收縮率，高精度注射成型機的注塑壓力可達到216～243MPa，而超高壓機的注塑壓力可達到243～392MPa。在這種情況下，螺桿必須具備足夠的剛度和強度，才能在高壓注塑時不會出現彎曲和扭斷等失效現象。
精密合模裝置
合模裝置是保護精密模具及保證制品質量的重要部件。與普通的合模裝置相比，精密合模裝置的剛度要大10%～15%，而且動、定模板之間的平行度標準也要高30%～40%，一般控制在0.05～0.08mm，從而實現對于模具的低壓保護及對合模力的精確控制。
1、精密肘桿裝置的合模裝置
對于傳統的肘桿裝置的合模裝置，其動、定模板之間無法獲得長期穩定的平行度，同時很難實現對精密模具的低壓保護。為克服這一缺陷，精密肘桿裝置做了以下改進：采用高精度的滾珠導軌副來導向動模板的運行，保證了動模板運行精度的穩定性；應用了具備控制速度和閉環壓力的雙重功能的伺服閥，實現了對于精密模具的低壓保護；銷軸和鋼套采用了具有高耐磨性的摩擦副，進一步穩定了動、定模板之間的平行度；精密調模機構的應用實現了高精度地調模，從而保證了動模板在任一位置都能達到穩定的平行度。
2、精密全液壓合模裝置
高精度注射成型的合模裝置是以全液壓合模裝置為主。傳統的合模裝置其肘桿裝置的合模力通常作用在上、下(或左、右)兩側，會導致動模板中部發生受力變形，從而影響模板的平行度，而這種全液壓合模裝置的合模油缸活塞作用于動模板的中央位置，保證了動、定模板之間長期穩定的平行度。
隨著應用要求的提高，精密全液壓合模裝置也不斷進行著改造，動模板運行的導向采用高精度的滾珠導軌副就是一個最明顯的進步，使其達到了進一步提高動、定模板之間的平行度穩定性的要求。
3、無拉桿合模裝置
無拉桿合模裝置由于不采用拉桿，消除了拉桿撓度對模板平行度的影響。近年來，通過對易受力變形的“C” 形架進行改進，提高了動、定模板之間平行度的精度及精度穩定性。比如，米拉克龍的Freedom系列無拉桿注塑機其合模裝置呈U型結構，且僅有底下兩根拉桿，具有更高的剛性。通過配置專利的平衡油缸結構，使得定模板之間的平行度更穩定。
4、分塊連體頭板
一般，有拉桿的合模裝置注塑機其頭板都是采用整塊式結構，而這樣的結構設計往往會由于頭板受力過大而導致整體變形。高精度注射成型機通過采用分塊連體頭板，有效提高了頭板的剛度，從而達到減小模板因受力而對模具產生的變形撓度。這種分塊連體頭板將頭板的受力功能和安裝模具功能分開，分別由各自的塊體承擔，并用中心圓環體連接受力塊與安裝模具塊。在承受合模力的過程中，由于中心圓環體的受力面積小于受力塊面積，頭板受力產生的撓度,僅將中央中心圓環體處所產生的變形撓度傳遞給安裝模具塊，由此可以看出,安裝模具塊因受力而產生的變形撓度區僅在中央中心圓環體，不會對安裝模具塊整體產生撓度，從而達到提高鎖模精度的目的。
高精度注塑加工成型的塑化裝置是提高塑化質量、注塑重復精度和制品內在質量等三方面的關鍵部件。目前，該裝置主要向實現高速、高壓和快速應答的目標發展。
1、高速的注塑塑化裝置
實現高速的注塑塑化是高精度注射成型機的一個重要特征。一般，高速注塑的速度可以達到300～1000mm/s，有些注塑設備甚至達到2000mm/s。對于注塑速度不超過500mm/s的注塑加工過程，可選用一線式同軸裝置同時完成注塑和塑化，而當注塑速度超過500mm/s時，采用一線式同軸裝置很難達到所要求的注塑精度及塑化質量，主要是由于該種裝置容易在高速注塑時使已塑化的熔融料倒流，從而導致計量不準和熔融料的質量劣化。
為解決這一難題，根據精密高速注塑的特征，可采用“IMC”式的注塑塑化裝置，即把傳統的一線式同軸裝置分拆為注塑和塑化兩個互相聯系且功能各自獨立的裝置，塑化部分由擠出螺桿完成，而注塑部分則由注塑柱塞完成，這樣由于注塑柱塞與注塑機筒內壁之間的配合間隙遠小于注塑螺桿與注塑機筒內壁/止回環之間的間隙，有效避免了注塑柱塞在高速注塑時可能引發的熔融料倒流的現象，而且獨立塑化完全不受成型周期的限制，極大地提高了塑化質量和塑化能力。
2、精密全電動注塑塑化裝置
全電動注塑塑化裝置應用于高精度注射成型塑化裝置后，可顯著提高注塑設備的塑化位移、塑化轉速、塑化背壓、注塑行程和保壓等注塑塑化參數的控制精度，因此，在高精度注射成型機上得到了廣泛的應用。
3、高精度注射成型螺桿
與傳統的注塑螺桿相比，高精度注射成型螺桿具有壓縮比較小、長徑比大和高耐磨等特點，以長徑比為例, 普通的注塑螺桿為20～23，而高精度注射成型螺桿則為24～30。
一般，用作高精度注射成型螺桿的材料都具有很高的剛度和強度，制得的高精度注射成型螺桿也會根據加工材料的不同而不同。為提高注塑的流長比，并最大限度地降低制品成型的收縮率，高精度注射成型機的注塑壓力可達到216～243MPa，而超高壓機的注塑壓力可達到243～392MPa。在這種情況下，螺桿必須具備足夠的剛度和強度，才能在高壓注塑時不會出現彎曲和扭斷等失效現象。
精密合模裝置
合模裝置是保護精密模具及保證制品質量的重要部件。與普通的合模裝置相比，精密合模裝置的剛度要大10%～15%，而且動、定模板之間的平行度標準也要高30%～40%，一般控制在0.05～0.08mm，從而實現對于模具的低壓保護及對合模力的精確控制。
1、精密肘桿裝置的合模裝置
對于傳統的肘桿裝置的合模裝置，其動、定模板之間無法獲得長期穩定的平行度，同時很難實現對精密模具的低壓保護。為克服這一缺陷，精密肘桿裝置做了以下改進：采用高精度的滾珠導軌副來導向動模板的運行，保證了動模板運行精度的穩定性；應用了具備控制速度和閉環壓力的雙重功能的伺服閥，實現了對于精密模具的低壓保護；銷軸和鋼套采用了具有高耐磨性的摩擦副，進一步穩定了動、定模板之間的平行度；精密調模機構的應用實現了高精度地調模，從而保證了動模板在任一位置都能達到穩定的平行度。
2、精密全液壓合模裝置
高精度注射成型的合模裝置是以全液壓合模裝置為主。傳統的合模裝置其肘桿裝置的合模力通常作用在上、下(或左、右)兩側，會導致動模板中部發生受力變形，從而影響模板的平行度，而這種全液壓合模裝置的合模油缸活塞作用于動模板的中央位置，保證了動、定模板之間長期穩定的平行度。
隨著應用要求的提高，精密全液壓合模裝置也不斷進行著改造，動模板運行的導向采用高精度的滾珠導軌副就是一個最明顯的進步，使其達到了進一步提高動、定模板之間的平行度穩定性的要求。
3、無拉桿合模裝置
無拉桿合模裝置由于不采用拉桿，消除了拉桿撓度對模板平行度的影響。近年來，通過對易受力變形的“C” 形架進行改進，提高了動、定模板之間平行度的精度及精度穩定性。比如，米拉克龍的Freedom系列無拉桿注塑機其合模裝置呈U型結構，且僅有底下兩根拉桿，具有更高的剛性。通過配置專利的平衡油缸結構，使得定模板之間的平行度更穩定。
4、分塊連體頭板
一般，有拉桿的合模裝置注塑機其頭板都是采用整塊式結構，而這樣的結構設計往往會由于頭板受力過大而導致整體變形。高精度注射成型機通過采用分塊連體頭板，有效提高了頭板的剛度，從而達到減小模板因受力而對模具產生的變形撓度。這種分塊連體頭板將頭板的受力功能和安裝模具功能分開，分別由各自的塊體承擔，并用中心圓環體連接受力塊與安裝模具塊。在承受合模力的過程中，由于中心圓環體的受力面積小于受力塊面積，頭板受力產生的撓度,僅將中央中心圓環體處所產生的變形撓度傳遞給安裝模具塊，由此可以看出,安裝模具塊因受力而產生的變形撓度區僅在中央中心圓環體，不會對安裝模具塊整體產生撓度，從而達到提高鎖模精度的目的。
