Powtarzalna produkcja detali trudnych do wypełnienia

Dla usprawnienia procesu wtrysku i zapewnienia łagodnego przejścia pomiędzy wtryskiem i dociskiem, Sumitomo (SHI) Demag oferuje funkcję activeFlowBalance.

Podczas fazy wtrysku wyrównuje ona łagodnie różnice w wartości ciśnienia występujące wewnątrz gniazda formy lub pomiędzy kilkoma gniazdami w formach wielogniazdowych. Oznacza to, iż proces produkcji detali trudnych do wypełnienia, którym towarzyszyło do tej pory nadmierne wypełnienie, przetryski czy przypalenia, zdecydowanie ulega polepszeniu.

Do tej pory istniały dwa sposoby, jakie ustawiacz mógł zastosować, aby zbalansować różnice w poszczególnych gniazdach. Jednym z nich jest kontynuowanie wtrysku aż do momentu pełnego wypełnienia ostatniego gniazda. Wiąże się z tym jednak ryzyko przetrysku w niektórych gniazdach, co prowadzić może do powstawania gradu. Dodatkowo, różnice w wartości ciśnienia w poszczególnych gniazdach skutkują powstawaniem naprężeń, różnych skurczy i w efekcie deformacji wyprasek. Różnice w prędkości wypełniania gniazd prowadzą często do problemów z odpowietrzeniem, które z kolei mogą skutkować przypaleniami detalu.

Alternatywnym sposobem jest natychmiastowe przełączenie na ciśnienie docisku po osiągnięciu wypełnienia pierwszego gniazda. Z całą pewnością zapobiegnie to opisanym powyżej negatywnym skutkom pierwszej metody, jednakże niesie ze sobą ryzyko niepełnego wypełnienia gniazd. Również w tym wypadku nierównomierne wartości ciśnienia prowadzą do różnic we właściwościach wyprasek.

Nowa funkcja activeFlowBalance zatrzymuje ruch ślimaka pod koniec fazy wtrysku i utrzymuje go w stałej pozycji przez określony czas zanim nie nastąpi przejście na fazę docisku. Podczas takiego procesu, uplastyczniony materiał, poddany ciśnieniu podczas fazy wtrysku, odpręża się. Częściowo wypełnione gniazda, w których panuje niższe ciśnienie, wypełniają się dzięki temu mocniej. Poziom wypełnienia wyrównuje się w naturalny sposób. Wyrównywanie ciśnienia odbywa się w trakcie trwania ciśnienia docisku, przez co nie wpływa to na czas cyklu.

Zalety activeFlowBalance są szczególnie widoczne podczas formowania wtryskowego z:

• formami wielogniazdowymi, w przypadku których występują problemy ze zbalansowaniem,
• formami o niestabilnych warunkach w układach gorącokanałowych,
• formami z problemami odpowietrzania

lub

• detalami z wlewami wielopunktowymi,
• detalami, które posiadają cieńsze ścianki na końcu drogi płynięcia,
• detalami, które są bardzo małe w porównaniu do wagi układu wlewowego,
• detalami wytwarzanymi w formach familijnych lub w procesach tandemowych

Trzy gniazda są wyraźnie nie w pełni wypełnione w punkcie przełączenia (wyżej), podczas gdy już po czasie 0,2 sek. activeFlowBalance (niżej) wyrównał poziom wypełnienia w gniazdach.

W punkcie przełączenia waga oraz wypełnienie w poszczególnych gniazdach w dalszym stopniu znacznie się różnią. Wraz ze wzrostem czasu funkcji activeFlowBalance, zakres wahań ciągle spada do momentu uzyskania optimum (optymalnego czasu activeFlowBalance).

Podczas, gdy do tej pory pełne wykonanie tego typu czynności było dla ustawiacza niezmiernie trudne, obsługa activeFlowBalance jest bardzo prosta. Oprócz aktywacji funkcji niezbędne jest dostosowanie punktu przełączenia oraz czasu zatrzymania ślimaka. Możliwe jest również wykorzystanie rampy, aby wpływać na prędkość hamowania ślimaka.

Optymalne parametry procesu ustalane są na podstawie badania wypełnienia, któremu nie towarzyszy ciśnienie docisku. Wybór rampy zależy od rodzaju detalu. Zasada brzmi: im krótszy czas wtrysku, tym szybciej należy stosować wyhamowanie. Jako punkt przełączenia w przypadku form wielogniazdowych wybierany jest zazwyczaj moment, kiedy pierwsze gniazdo wypełnione jest w pełni nawet, jeśli kolejne gniazda wypełnione są jedynie częściowo.

W celu ustalenia optymalnego czasu zatrzymania, pozwalającego na wyrównanie ciśnienia, czas funkcji activeFlowBalance jest stopniowo zwiększany, a masy wyprasek z różnych gniazd są porównywane. W miarę upływu czasu zatrzymania masy zbliżają się do siebie. Optymalny czas zatrzymania activeFlowBalance osiągany jest w momencie, gdy nie ma już potrzeby wyrównania masy. Doświadczenie pokazuje, że najczęściej następuje to po upływie 30 proc. czasu wtrysku.

Przykład
Badanie wtrysku w przypadku 64-krotnej formy wtryskowej dla uchwytu ostrza: wagi wyprasek pochodzących z wszystkich 64 gniazd są wyraźnie bardziej wyrównane w przypadku zastosowania funkcji activeFlowBalance.

Wzrost wagi w przypadku użycia funkcji activeFlowBalance jest znacznie niższy w wypełnionym gnieździe (gniazdo 31 jedynie 1,4 proc.) niż w gnieździe w znacznej mierze niewypełnionym (gniazdo 33 z 7,6 proc.) przez co funkcja activeFlowBalance posiada jednoznacznie pozytywny wpływ na przyległe gniazda.

Ponieważ w trakcie działania funkcji activeFlowBalance spadek ciśnienia pełni rolę ciśnienia docisku, czas ten należy zaliczyć właśnie do całkowitego czasu fazy docisku. W porównaniu do standardowego procesu ciśnienie może być wielokrotnie redukowane podczas pozostałego czasu ciśnienia docisku.

Korzystanie z funkcji activeFlowBalance jest obecnie możliwe w nowych wtryskarkach elektrycznych z serii IntElect smart. Opcja ta, może być również łatwo zainstalowana w maszynach IntElect już wyprodukowanych. Funkcja ta opiera się na wysokoprecyzyjnej technologii activeDynamics: czas reakcji układu, jego wysoka dynamika oraz powtarzalność są kluczowymi cechami pozwalającymi na dokładną regulację funkcji activeFlowBalance.

Autor:
Thomas Brettnich, inż. dypl.(FH)
kierownik ds. rozwoju technologii

Zalety activeFlowBalance