PP料注塑熔膠背壓補(bǔ)縮工藝研究

朱鵬飛 杜瑞軍 李繼榮 魏龍 蔣金林

摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹PP料在白色家電使用過程中膠口縮孔的原理，并創(chuàng)新性地提出熔膠背壓工藝對(duì)產(chǎn)品的膠口區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)縮。熔膠背壓補(bǔ)縮工藝既不對(duì)注塑機(jī)床的線路進(jìn)行改造，也不對(duì)輔助設(shè)備時(shí)序控制器的內(nèi)部線路進(jìn)行改造，僅對(duì)注塑機(jī)與時(shí)序控制器的連接線進(jìn)行改造。

關(guān)鍵詞：膠口縮孔;溶膠背壓;低壓補(bǔ)縮

中圖分類號(hào)：TQ320文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）01-0045-03

Abstract： This paper briefly introduced the principle of shrinkage cavity of PP compound in the process of using white household appliances， and innovatively put forward that the back pressure of melt glue can make up for shrinkage of the product's rubber area. The process of melt glue back pressure feeding does not change the circuit of injection molding machine， nor the internal circuit of time sequence controller of auxiliary equipment. It only changes the connecting line between injection molding machine and time sequence controller.

Keywords： rubber mouth shrinkage cavity;sol back pressure;low pressure feeding

1 研究背景

白色家電在生產(chǎn)PP材料的格柵、護(hù)網(wǎng)類物料時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)膠口縮孔現(xiàn)象，前期已出現(xiàn)售后投訴異常。經(jīng)過將開放式熱流道膠口更改為閥針式熱流道膠口后，膠口縮孔現(xiàn)象已明顯改善。但是，在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品狀態(tài)不穩(wěn)定，仍會(huì)出現(xiàn)如圖1所示的產(chǎn)品膠口縮孔現(xiàn)象，影響整體外觀（見圖2）。經(jīng)多次調(diào)整注塑工藝，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，調(diào)整注塑保壓等，整改效果不理想，未能找到有效的徹底解決問題的方案，導(dǎo)致對(duì)工藝依賴性極強(qiáng)，嚴(yán)重影響工藝一致性[1]。

2 膠口縮孔產(chǎn)生的原因

PP材料的縮孔問題是由于熱流道膠口附近溫度較高，具體如圖3所示。膠口區(qū)域最后冷卻定型且得不到有效的補(bǔ)縮，從而導(dǎo)致最終出現(xiàn)明顯的縮孔現(xiàn)象。

3 膠口縮孔整改的常規(guī)方案

3.1 注射后直接保壓進(jìn)行補(bǔ)縮

此方案在實(shí)際生產(chǎn)中的整改效果并不理想，保壓會(huì)造成進(jìn)膠口附近毛刺較大，膠口附近縮痕指數(shù)降低（如圖4所示）。另外，格柵還未冷卻，保壓時(shí)將材料保到格柵的主體中，并沒有明顯改善膠口位置的縮水問題。由于PP材料的流動(dòng)性較好，持續(xù)保壓還會(huì)造成格柵主體尺寸有較大波動(dòng)。

3.2 采取分段保壓進(jìn)行補(bǔ)縮

保壓一段的時(shí)間設(shè)置為4～6 s，壓力、速度均設(shè)為0;保壓二段采用低壓、低速保壓，時(shí)間為2～3 s，如圖5所示。這樣設(shè)置的意圖是注塑完成后，保壓一段不設(shè)置壓力和速度，空等待4～6 s，確保格柵的主體冷卻定型，待第二段保壓時(shí)只能保膠口位置。此方案確實(shí)能對(duì)產(chǎn)品膠口區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)縮。對(duì)其進(jìn)行模流分析，結(jié)果顯示，已基本沒有縮水現(xiàn)象。

此方案的弊端如下：保壓浪費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，影響生產(chǎn)周期;長(zhǎng)時(shí)間停頓會(huì)產(chǎn)生膠口冷料，閥針再次關(guān)閉時(shí)容易磨損閥針頭，導(dǎo)致封膠不良[2]。

4 新方案：采取新工藝——熔膠背壓補(bǔ)縮

熔膠背壓補(bǔ)縮工藝是指在機(jī)床熔膠過程中通過改造時(shí)序控制器的控制線路將熱流道閥膠口再次打開，利用熔膠背壓對(duì)產(chǎn)品的膠口區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)縮。

新工藝的控制原理：注塑機(jī)與輔助設(shè)備時(shí)序控制器正常的通信方式是機(jī)床射膠信號(hào)傳遞到時(shí)序控制器，時(shí)序控制器按照設(shè)定的時(shí)間打開熱流道的閥膠口，完成模腔的充填，待設(shè)定時(shí)間結(jié)束后時(shí)序控制器將熱流道閥膠口關(guān)閉。

新的改進(jìn)方案是將機(jī)床的熔膠信號(hào)通過時(shí)間繼電器再次連接到時(shí)序控制器，將時(shí)間繼電器定時(shí)3～5 s，注塑射膠信號(hào)結(jié)束完成注塑過程后，在儲(chǔ)料過程中通過信號(hào)感應(yīng)再次打開膠口，利用熔膠背壓進(jìn)行低壓補(bǔ)縮。此方法與前文提到的分段保壓有異曲同工之妙，另外此方案優(yōu)勢(shì)明顯，具體如下。

熔膠背壓補(bǔ)縮的優(yōu)點(diǎn)：注塑成型工藝射膠之后可取消保壓工序，直接進(jìn)行熔膠，將補(bǔ)縮工序與熔膠工序并行進(jìn)行，可優(yōu)化周期5～7 s;同時(shí)，還可避免分段保壓時(shí)閥針長(zhǎng)時(shí)間打開，熱流道閥膠口末端冷料磨損閥針頭的問題[3]。分段保壓補(bǔ)縮方案與熔膠背壓補(bǔ)縮方案的控制過程對(duì)比如圖6所示。

5 熔膠背壓補(bǔ)縮工藝的線路改造原理

線路改造原理如7圖所示，既不對(duì)注塑機(jī)床的線路進(jìn)行改造，也不對(duì)輔助設(shè)備時(shí)序控制器的內(nèi)部線路進(jìn)行改造，僅對(duì)注塑機(jī)與時(shí)序控制器的連接線進(jìn)行改造。通過外接24 V電源的方式進(jìn)行單獨(dú)供電，可有效避免設(shè)備故障時(shí)注塑機(jī)廠家與輔助設(shè)備廠家售后人員相互扯皮的問題。

涉及改造的電器元件有中間繼電器、時(shí)間繼電器和24V電源。時(shí)間繼電器和中間繼電器的實(shí)物圖如圖8和圖9所示。

背壓補(bǔ)縮工藝接線圖如圖10所示。

6 效果展示

注塑背壓補(bǔ)縮工藝，不需要對(duì)現(xiàn)有的時(shí)序控制器和機(jī)床線路進(jìn)行改造，僅僅對(duì)時(shí)序控制器與機(jī)床連接的信號(hào)線進(jìn)行優(yōu)化，投入成本在150元以內(nèi)。同時(shí)，改造后的線路可以作為一個(gè)整體模塊保留[4]。生產(chǎn)熱流道閥針膠口格柵類零件時(shí)，在模具切換時(shí)直接連接到時(shí)序控制器的接線端口。

通過線路改造使用時(shí)間繼電器控制時(shí)序控制器在熔膠過程中再次打開，利用注塑背壓對(duì)膠口進(jìn)行補(bǔ)縮，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，且相比分段保壓的方案周期優(yōu)化5～7 s。格柵類零件的周期優(yōu)化后為35～40 s，日產(chǎn)能提升320件左右。改造后單日即可收回成本，另外可以保證產(chǎn)品表面質(zhì)量狀態(tài)的一致性。

參考文獻(xiàn)：

[1]周達(dá)飛，唐頌.高分子材料成型加工[M].2版.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000.

[2]羅軍.淺談澆口在注塑模具設(shè)計(jì)中的類型及選用[J].機(jī)電工程技術(shù)，2004（8）：95-97.

[3]周瑞，王家明，周濤.注塑成型制品的設(shè)計(jì)探討[J].機(jī)械制造，2016（8）：79-81.

[4]曹宏，陳金周，韓榜，等.聚丙烯（PP）熱壓變形行為研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2011（12）：99-103.