Peralatan asas untukpengacuan suntikanialah mesin pengacuan suntikan dan acuan suntikan. Rajah 1-2 menunjukkan proses pengacuan suntikan mesin pengacuan suntikan jenis skru.
Prinsip pengacuan suntikan
△Aliran proses pengacuan suntikan
Prinsipnya ialah plastik berbutir atau serbuk ditambah pada tong mesin pengacuan suntikan, dipanaskan dan dicairkan, dan kemudian tekanan tinggi dan kelajuan tinggi skru mesin pengacuan suntikan menolak plastik cair melalui muncung di hujung hadapan tong dan dengan cepat menyuntiknya ke dalam rongga acuan tertutup [Rajah. 1-2(a)]. Leburan yang mengisi rongga disejukkan dan dipejalkan di bawah tekanan untuk mengekalkan bentuk yang diberikan oleh rongga [Rajah. 1-2(b)]. Kemudian acuan dibuka dan produk dikeluarkan [Rajah. 1-2(c)].Semasa proses pengacuan suntikan, plastik mengalami beberapa siri perubahan, termasuk pelembutan, pencairan, pengaliran, pembentukan dan pemejalan.
(Rajah 1-2 Prinsip Pengacuan Suntikan Mesin Suntikan Jenis Skru)
Melembutkan dan mencairkan:
Rajah 1-4 menunjukkan struktur tong dan skru bagi mesin pengacuan suntikan. Kerana pemanas bulat dipasang pada bahagian luar tong, plastik cair apabila ia bergerak ke hadapan di bawah putaran skru, dan akhirnya disuntik ke dalam acuan melalui muncung.
(L1-Bahagian suapan; L2-Bahagian mampatan; L3-Bahagian mengukur; h1/h2-Nisbah mampatan; D-Diameter skru)
Plastik mengalami perubahan berikut semasa proses pengisian acuan:
Sebelum skru berputar (L2), suhu dan tekanan rod skru agak rendah disebabkan oleh pengurangan isipadu cair yang disebabkan oleh bahan memasuki rongga acuan (L1). Selepas skru berputar (L3), suhu plastik telah mencapai suhu lebur dan telah menjadi cair. Untuk memastikan kualiti produk, plastik mesti dicairkan sepenuhnya sebelum-dicairkan semula. Pada masa ini, jika plastik telah memasuki peringkat mampatan pada tahap gabungan tertentu, kesan penyahgasannya akan sangat terjejas.
Walaupun kuantiti (L3) kekal sama, disebabkan kedalaman alur skru yang berbeza h₀, plastik akan mengalami tahap tindakan ricih yang berbeza semasa proses putaran skru, oleh itu tahap pemplastikan akan berbeza-beza.
Secara ringkasnya, di bawah kitaran pengacuan yang sama, tahap dan kualiti peleburan plastik akan dipengaruhi oleh kandungan gas skru dan kualiti lebur:
① Panjang berkesan skru adalah berkadar terus (meningkat): L/D=22-25.
② Nisbah mampatan skru: h₁/h₂=2.0-3.0 (biasanya 2.5).
③ Bahagian mampatan skru adalah berkadar secara relatif: L₁/L₂=40%-60%.
Oleh kerana nilainya terlalu besar, masa tinggal bahan juga akan meningkat, dan putaran skru akan terus menghantar plastik cair ke hadapan. Pada masa ini, plastik akan terus mengalir dalam rongga acuan di bawah tekanan, dan kemudian dalam satu kitaran acuan (tanpa campur tangan luar sebelum skru mula bergerak ke hadapan). Selepas skru berputar, ia akan bergerak ke hadapan di bawah tindakan daya mekanikal, secara beransur-ansur memampatkan plastik dan menyuntiknya ke dalam rongga acuan. Sejurus sebelum ini, pencairannya akan tertakluk kepada pemampatan pantas (dipanggil mampatan serta-merta), yang boleh menyebabkan penghabluran dan membawa kepada kecacatan. Menggunakan suntikan perlahan boleh mengelakkan penghabluran (penghabluran lengkap, menjadikannya sepenuhnya amorf kerana penyejukan pantas).
Aliran:
Apabila leburan disuntik ke dalam rongga acuan di bawah tekanan tinggi dan kelajuan tinggi, dua fenomena akan berlaku semasa proses suntikan. Salah satunya ialah plastik yang bersentuhan dengan dinding acuan dalam keadaan cair akan menjadi pejal dan membentuk lapisan nipis disebabkan oleh penyejukan pantas yang disebabkan oleh sentuhan dengan permukaan rongga acuan. Lapisan nipis ini dipanggil lapisan beku (atau dipanggil lapisan beku serta-merta), yang akan menyebabkan suhu plastik cair itu sendiri menurun (terutamanya disebabkan oleh pengaruh kehilangan haba pendam penghabluran). Sebagai contoh, dalam polietilena, haba pendam penghabluran yang dikeluarkan semasa proses penyejukan cair melalui dinding acuan boleh mencapai 50 darjah atau lebih tinggi. Oleh itu, selepas leburan memenuhi keseluruhan rongga acuan dan kembali ke keadaan mendesak, suhu akan berkurangan. Yang kedua ialah sebahagian besar plastik cair akan terus mengekalkan arah alirannya dan mengalami aliran songsang.
Seperti yang dapat dilihat dari Rajah 1-5, apabila leburan bersentuhan dengan dinding rongga acuan, ia akan menghasilkan lapisan beku, dan kadar aliran yang lebih cepat akan dihasilkan di bahagian tengah jauh dari rongga. Plastik akan mengalir secara berlapis di kawasan antara lapisan beku dan dinding rongga. Selepas plastik melepasi dalam keadaan sedemikian dan disejukkan dan dibentuk menjadi produk, lapisan akan tetap wujud dalam produk acuan dalam arah selari dan arah menegak, mengakibatkan perbezaan dalam kekuatan dan keliatan produk, yang akan wujud semasa peringkat pelepasan dan pembentukan produk acuan.
1 - Mesin pengacuan suntikan; 2 - Acuan suntikan resin (sebenarnya terdiri daripada pelari utama dan pintu pagar);
3 - Acuan (di dalam rongga); 4 - Bahagian dengan kadar alir yang lebih cepat di tengah;
5 - Bahagian dengan kadar aliran yang sangat perlahan di sepanjang dinding rongga; 6 - Molekul resin yang berorientasikan dan terbentang;
7 - Molekul resin yang terikat bersama.
Membentuk dan Mengawet:
Apabila plastik cair disuntik, ia memasuki acuan melalui muncung, mengambil bentuk, dan kemudian menyejukkan dan memejal untuk menjadi produk siap. Walau bagaimanapun, masa sebenar yang diperlukan untuk plastik cair mengisi acuan adalah beberapa saat, menjadikannya sangat sukar untuk memerhatikan proses pengisian.
Jurutera Amerika Stevenson menggunakan simulasi komputer untuk menggambarkan proses pengisian pintu kereta polipropilena yang diacu menggunakan acuan pelari panas dengan dua pintu, dan mengira masa suntikan (iaitu, masa mengisi), talian kimpalan, dan daya pengapit yang diperlukan. Rajah 1-6 menggambarkan model yang diperoleh daripada simulasinya. Keadaan aliran dan pengisian leburan dalam Rajah 1-6 tidak jauh berbeza daripada apa yang dibayangkan, dan mungkin menggambarkan dengan tepat proses pengisian sebenar pintu kereta.
Banyak kaedah wujud untuk mensimulasikan aliran proses pengacuan suntikan (seperti kaedah FAN, sistem simulasi CAIM dan sistem simulasi Moldflow). Kaedah simulasi ini kini digunakan untuk meramalkan proses pengisian plastik cair dalam acuan, bertujuan untuk reka bentuk acuan yang lebih rasional dan pemilihan lokasi atau jenis pintu gerbang.
Selepas plastik cair dibentuk, ia memasuki proses pemejalan. Fenomena utama yang berlaku semasa pemejalan adalah pengecutan, yang berlaku serentak disebabkan oleh penyejukan dan penghabluran. Rajah 1-7 menunjukkan pengecutan tiga jenis polietilena dengan kehabluran yang berbeza apabila suhu menurun.
(a-PE dengan ketumpatan relatif 0.9645; b-PE dengan ketumpatan relatif 0.95; c-PE dengan ketumpatan relatif 0.918; d-Keluk kadar penyejukan: C1, C2, C3-Ketiga-tiganya mempunyai kadar penyejukan yang sama.)