Mi az a kapurendszer?
A kapurendszer funkciója
A futórendszer az olvadt műanyagot a fröccsöntő gép hengeréből a forma minden üregébe vezeti. Ezért a csúszórendszer szerkezete, hossza, mérete és csatlakozási módja egyaránt befolyásolja a befecskendezési töltőhatást, így közvetlenül befolyásolja a termék minőségét. Ezen túlmenően a csúszórendszer tervezésénél figyelembe kell venni a gazdaságosságot is, gyors hűtést és rövid ciklusidőt érve el.
Kapurendszer felépítése
A futórendszer négy szerkezetből áll: főfutóból, elágazó futókból, kapuból és hidegrúdkútból, amint az a 7-11. ábrán látható.
Fő futó (sprue)
A fő futómű (sprue) az a műanyag csatorna, amely a fröccsöntő gép fúvókáját a csúszórendszerrel köti össze. Ez a futórendszer első összetevője.
Elsődleges és másodlagos futók
Az elsődleges és a másodlagos csúsztatók olyan műanyag csatornák, amelyek összekötik a fő futószalagot a belső forma kapujával, lehetővé téve az olvadt műanyag beáramlását a belső formába. Két-lemezes öntőforma esetén a futószalag az elválasztó vonalon található.
Az áramlási csatornák tervezésekor ügyelni kell a keresztmetszeti formájukra és méretükre{0}}. Általában négyféle keresztmetszeti -típus létezik az áramlási csatornákhoz: teljes kör, trapéz, módosított trapéz és hatszög (lásd: 7-12. ábra). A befecskendezési nyomásátvitel szempontjából minél nagyobb az áramlási csatorna keresztmetszete, annál jobb; míg a hővezetés szempontjából minél kisebb a keresztmetszeti felület-, annál jobb. Ezért minél nagyobb a keresztmetszeti terület és a felület aránya, annál hatékonyabb az áramlási csatorna. A kör- és négyzet alakú keresztmetszeti{11}}áramlási csatornatervek rendelkeznek a legmagasabb R-értékkel. Mivel a kör{14}}keresztmetszetek gyorsabban hűlnek, mint a négyzet{15}}keresztmetszetek, a körkörös keresztmetszetek{17}}a legjobbak. (Az R-érték a keresztmetszeti terület és a felület arányára vonatkozik; a keresztmetszeti terület az áramlási csatorna keresztmetszeti területére vonatkozik.)
A csatorna átmérője az áramlási hosszhoz kapcsolódik; minél nagyobb az átmérő, annál hosszabb az áramlási út. Ugyanakkor a futónak a lehető legkeskenyebbnek és rövidebbnek kell lennie. Minden műanyagtípusnak meg kell felelnie a minimális csúszóátmérőre vonatkozó követelménynek; a túl kicsi átmérő befolyásolja a műanyag áramlását a formaüregben. A csúszó átmérője általában 1,0 mm-rel vastagabb, mint a késztermék szintje, hogy megakadályozza a csúszóban lévő műanyag megszilárdulását a késztermék előtt, így biztosítva a megfelelő nyomástartást.
Kapu
A kapuk jelentős hatással vannak a formálhatóságra és a belső feszültségre. Megfelelő formájukat általában az alkatrész alakja határozza meg, és nagyjából két kategóriába sorolható: zárt kapuk és szabad kapuk.
A szűkített kapuk keskeny szakaszok a formaüreg bejáratánál, így könnyen megmunkálhatóak, és lehetővé teszik az alkatrész könnyű levágását a csúszósínről, így csökkentve a maradék feszültséget. Ezt a típust általában több-üreges öntőformákban használják, ahol több alkatrészt öntenek egyszerre, mivel elősegíti az egyenletes eloszlást és megakadályozza a műanyag visszafolyását az üregben. A korlátozott kapuk további kategóriába sorolhatók: oldalkapuk, átlapoló kapuk, karimás kapuk, legyező alakú kapuk, fóliakapuk, gyűrűs kapuk, tárcsás kapuk, pontkapuk és tengeralattjáró kapuk. A korlátlan kapuk azok, ahol a műanyagot közvetlenül fecskendezik be a formaüregbe egy függőleges futószalagon keresztül.
A kapuk típusa, elhelyezkedése, mérete és száma közvetlenül befolyásolja az öntött alkatrész megjelenését, alakváltozását, formázási zsugorodását és szilárdságát. Ezért a tervezés során a következő tényezőket kell figyelembe venni.
(1) A kapu alakjának meghatározásakor figyelembe veendő tényezők: A kapu alakja befolyásolja a gyanta folyékonyságát a formaüregben, az öntött rész megjelenését és az anyagáramlás irányát. Ezért a kapu típusának kiválasztásakor figyelembe kell venni az anyag típusát vagy a termék alakját és az áramlási irány befolyását.
(2) A kapu méretének meghatározásakor figyelembe veendő tényezők:
① Műanyag áramlási jellemzők.
② A forma falvastagsága.
③ A formaüregbe fecskendezett műanyag mennyisége.
④ Műanyag olvadási hőmérséklet.
⑤ Forma hőmérséklet.
(3) A kapu helyének meghatározásakor figyelembe veendő tényezők:
① A kapunak a műanyag alkatrész keresztmetszetének legvastagabb pontján kell lennie{0}}. Ez lehetővé teszi a lassabb hűtést a kapunál, megkönnyítve az olvadt anyag áramlását a forma üregébe, és megakadályozva a hibákat, például a zsugorodást.
② A kapu helyének minimálisra kell csökkentenie az olvadt anyag áramlási útját, csökkentenie kell az áramlási irány változásait és a nyomásveszteséget. Általában a műanyag rész közepén elhelyezett kapu hatékonyabb.
③ A kapu helyének lehetővé kell tennie a gáz kiszellőzését a formaüregből. Ha a formaüregbe jutó megolvadt anyag idő előtt lezárja a szellőzőrendszert, akkor a gázok nehezen tudnak kijutni az üregből, ami befolyásolja a termék minőségét. A szellőztető csatornákat azon a végső helyen kell elhelyezni, ahol az olvadt anyag eléri az üreget, hogy megkönnyítsék a szellőzést.
④ A kapunak közvetlenül a magfallal vagy egy nagy maggal szemben kell elhelyezkednie, lehetővé téve, hogy a nagy sebességű olvadt anyag közvetlenül behatoljon az üregbe vagy a magfalba, ezáltal megváltozzon az áramlás iránya, csökkenjen az áramlási sebesség, és egyenletesen kitöltse az üreget. Ez kiküszöböli a nyilvánvaló sugárnyomokat a műanyag részen, és megakadályozza az olvadék törését.
⑤ A kapuk számát ellenőrizni kell. Ha több kapun keresztül lép be az üregbe, több hegesztési vonal jön létre.
⑥ A kapu elhelyezésének biztosítania kell az olvadt anyag egyenletes betáplálását, miközben a fő csúszófolyosótól az üreg minden részéhez azonos vagy hasonló áramlási útvonalat kell biztosítani, hogy csökkentsék a hegesztési és hegesztési vonalakat.
⑦ A maggal vagy betéttel rendelkező műanyag alkatrészeknél, különösen a vékony maggal rendelkező hengeres műanyag alkatrészeknél, kerülje a közvetlenül a magra vagy betétre történő betáplálást, hogy elkerülje a mag elhajlását vagy a betét elmozdulását.
⑧ A kapu helyének el kell kerülnie az olvadéktörést. Ha egy kis kapu közvetlenül szemben van egy nagy szélességű és vastagságú üreggel, a kapun átáramló nagy sebességű olvadt anyag nagy nyírófeszültségnek lesz kitéve, ami olvadéktörési jelenségeket, például sugárzó törést és kúszást eredményez. A kisugárzó olvadék hajlamos a gyűrődésre, ami hullámos nyomokat eredményez a terméken.
⑨ Amikor az olvadt műanyagot nagy sebességgel fecskendezik be a formaüregbe a kapun keresztül, az irányhatást mutat. A kapu helyét úgy kell megválasztani, hogy elkerüljük ennek az irányhatásnak a káros hatásait.
⑩ Az öntőforma kapu helyének és számának meghatározásakor ellenőrizni kell az áramlási arányt, hogy az olvadék kitöltse az üreget. Az áramlási arányt a teljes áramlási csatorna hosszának az áramlási csatorna teljes vastagságához viszonyított aránya határozza meg. Megengedett értéke az olvadék tulajdonságaitól, hőmérsékletétől, befecskendezési nyomásától stb.
⑪ Lapos műanyag alkatrészeknél hajlamos a vetemedés és deformáció, mert zsugorodási sebességük különböző irányokban nem egyenletes. Több kapu használata sokkal hatékonyabb.
⑫ Keret{0}}típusú műanyag alkatrészek esetén a kapuk átlós elhelyezése javíthatja a zsugorodás okozta deformációt.
⑬ Gyűrűs{0}}alakú műanyag alkatrészeknél a kaput érintőlegesen kell elhelyezni a hegesztési vonalak csökkentése, a hegesztési terület szilárdságának növelése és a légtelenítés megkönnyítése érdekében.
⑭ Az egyenetlen falvastagságú műanyag alkatrészeknél a kapu elhelyezkedését a lehető legegyenletesebben kell tartani, hogy elkerüljük az örvényeket.
⑮ Kagyló-alakú műanyag alkatrészeknél középen-szerelt kapuelrendezés használható a hegesztési vonalak csökkentésére.
⑯ A kupola-alakú, karcsú és vékony-falú műanyag alkatrészekhez több kapupont és folyamatborda is beállítható az áramlás irányítására és az anyaghiány elkerülésére.
A kapupozíciók kiválasztására vonatkozó fenti elvek alkalmazási ellentmondásokhoz vezethetnek; ilyen esetekben a tényleges helyzeten alapuló rugalmas kezelés szükséges.
(4) Kapuzási mérleg
Ha nem érhető el kiegyensúlyozott csatornarendszer, az alábbi kapuzási kiegyensúlyozási módszerrel lehet elérni az egységes fröccsöntés célját. Ez a módszer alkalmas nagyszámú üreges formákhoz. Két kapuzási egyensúlyi módszer létezik: a kapuzási csatorna hosszának megváltoztatása és a kapuzás keresztmetszeti -területének megváltoztatása.
Ha az üreg méretei eltérő vetített területtel rendelkeznek, a kapuzatot is ki kell egyensúlyozni. Ekkor a kapuméret meghatározásához először egy kapuméretet kell meghatározni, és ennek a kapuméretnek a megfelelő üregtérfogathoz viszonyított arányát kell kiszámítani. Ezt az arányt alkalmazzuk azután más kapuk és a hozzájuk tartozó üregtérfogatok összehasonlítására, hogy egymás után meghatározzuk az egyes kapuk méretét. A tényleges próbabefecskendezés után a kapukiegyenlítési művelet befejezhető.
Ha ugyanabból a formaüregből alkatrészt vagy több készterméket állít elő, ha az anyag egyes részei vékonyabbak, akkor a szárat vastagítani kell. A sűrítés mértéke a késztermék méretétől függ. Általában a késztermékek vastagabb részei jobban áramlanak, ami normál nyomást eredményez, míg a vékonyabb szakaszok gyengébb áramlását, ami magasabb nyomást eredményez. Ezért, ha a késztermékeket egyidejűleg kell feltölteni, a vastagabb részek felvillanhatnak. Az áramlási kiegyensúlyozatlanság elkerülése érdekében a vékonyabb szakaszok csúszóját vastagítani kell a nyomásveszteség kompenzálására, amint az a 7-13. ábrán látható.
Hideg csiga kutak
A hidegcsiga-kutak, más néven hideg csigagödrök, arra szolgálnak, hogy a hidegebb megolvadt műanyagot tárolják a töltési folyamat elején, megakadályozva, hogy az közvetlenül a formaüregbe kerüljön, és eltömítse a kaput, vagy befolyásolja a termék minőségét. A hidegcsiga-kutak jellemzően a fő csatorna végén találhatók. Ha az ágvezetők hosszúak, akkor a végükre hideg meztelen kutakat is kell beépíteni.
Nézz ide
További információért a többi kapurendszerről és azok előnyeiről és hátrányairól kattintson ide.