注塑成型中的三件套,是决定计量和注塑状态优良与否的重要零件。
建议如下人士阅读本篇内容。
· 不了解三件套功能的人士
· 希望了解三件套常见故障及对策的人士
· 希望了解三件套管理要点的人士
· 三件套的使用要点
三件套的功能与特点
首先,注塑成型加工中的三件套是指安装在加热筒内螺杆末端的零件。
(1)三件套的功能
三件套的功能是进行计量和注射动作。
三件套由如下3个零件构成。
· 螺杆头
安装在螺杆最前端的零件,具有圆锥形的尖锐形状。
安装螺纹为反向螺纹。
· 止逆环(检查环)
计量、注塑时联动,前后移动。是注塑成型中的重要零件。
· 垫片(密封圈)
这个零件用于连接螺杆头和螺杆。
三件套中,螺杆头和垫片被固定在螺杆上,夹在螺杆头和垫片之间的止逆环被设计为可自由移动的结构。止逆环会随着计量、注塑操作而前后移动。
(2)三件套的运行方式
三件套会随着螺杆的前进后退而相应移动。
· 计量时的三件套动作
计量时,螺杆一边旋转一边向后方移动。在螺杆旋转的同时,止逆环向前移动。树脂通过三件套的缝隙被送至加热筒前侧。
· 注塑时的三件套动作
注塑时,螺杆前进。随着螺杆移动,止逆环向后移动。
(3)止逆环的对比(有爪与无爪的区别)
止逆环有爪形和非爪形两种,分别具有如下特点。
爪形止逆环:随着螺杆的旋转而旋转。
非爪形止逆环:螺杆旋转时,不随螺杆一同旋转,而是直接向后移动。
· 爪形止逆环讲解
成型机制造商的常规规格是爪形。由于随着螺杆的旋转而旋转,熔融混炼能力更高,因此能够预防因混炼不充分而造成的不良。爪形止逆环适用于常规原料。
· 非爪形止逆环讲解
非爪形止逆环适用于使用含有玻璃纤维或会产生气体的树脂。如果将爪形止逆环用于含有玻璃的原料或是会产生大量气体的原料,则爪形止回环将随着螺杆的旋转而旋转,可能对加热筒内部造成严重损伤。加热筒内部损坏可能会导致回流,更换和维修费用高昂。
应始终准备一套三件套的备件
成型过程中,如果螺杆头断裂或止逆环破损,则会导致注射量不稳定或是注射压力不稳定,从而无法顺利成型。如果有备件,更换后可以立即恢复运行,但如果没有备件,则必须停机。最好始终备有三件套的备件库存。
三件套常见故障及对策
常见故障(1)异物混入
在注塑过程中,螺杆尖端会承受高注塑压力。此外,由于三件套的形状比较复杂,残留树脂容易发生碳化。碳化树脂可能会剥落并混入注塑件中。混入异物的原因,多数是螺杆前端、注嘴、螺杆主体的螺纹部分发生碳化所导致,以下方法可有效解决这类问题。
【对策】
· 更换备用的注嘴、三件套
· 清洗
· 利用清洗材料进行清洗
· 缸筒清扫
但是,综合考虑如下所示的其他因素,同样也很重要。
· 原料制造商在制造时已经混入原料中
· 来及原料输送路径的异物混入
常见故障(2)止逆环破损
三件套可能会在成型过程中发生断裂,主要原因有以下两种。
· 金属片混入
· 材料用尽后空转
加热筒内的三件套可能会因设备上的螺栓和螺母脱落,或是部分粉碎刀片混入而发生破损。由于是与原料一起称重,因此金属片有可能会损坏螺杆的螺纹部分和三件套。尤其是止逆环发生损坏时,止逆环与垫片之间会出现间隙,注射时树脂会从间隙回流,导致成型件出现欠注、缩痕、重量下限、尺寸规格不符等问题。
【对策】
破损的三件套可以通过更换备件予以修复。
· 原料用尽后空转
成型过程中原料用尽时,如果螺杆继续旋转,就会导致止逆环损伤。尤其是600t级以上的大型成型机,止逆环又大又重,如果螺杆高速空转,会受到很严重的损伤。
【对策】
为了预防原料用完时空转,在成型过程中设置周期监控非常重要。通过在每次注塑时监控一个周期内的计量时间,可以立即检测到原料用尽并停止成型处理。
常见故障(3)螺杆头折断
螺杆头可能会在成型过程中发生断裂,其主要原因有以下两种。
· 冷起动
· 经年劣化
加热筒是利用带式加热器发出的热量进行温度管理。在开机前开始进行加热筒升温时,即使表面温度已经达到设定温度,内部螺杆也有可能还没有充分完成升温。如果在温度尚未充分升高时让螺杆旋转,可能会对尖端的螺杆头螺纹部分施加过大负载,进而导致其折断。
【对策】
在加热筒升温时,可以通过使用防冷启动定时器,在温度升高后经过一定时间之前,禁止螺杆运行,从而防止发生这一故障。
· 螺杆头经年劣化
螺杆头是通过螺纹安装固定的,因此会随着时间的推移而发生金属疲劳。因经年劣化而导致螺杆头折断时,成型品可能会发生欠注,或是导致最小缓冲位置发生变化。
【对策】
可以通过更换备件改善螺杆头破损问题。
常见故障(4)止逆环磨损
使用含玻璃原料、强气原料、工程塑料、超级工程塑料等高强度树脂时,会导致止逆环磨损。
【对策】
采用耐腐蚀耐磨材料和涂层处理,可以有效延长三件套的使用寿命。关键在于,将三件套视为消耗品,保留备件库存并根据需要适时更换。
三件套的使用要点
三件套的使用方式不同,其消耗程度会有很大差异。最重要的是以下列举出的3点。
(1)低负载成型
设定成型条件时,请设定为成型机负载较小的成型条件。
· 注塑压力
· 螺杆转速
· 背压 等
设置为过高的数值,会导致设备寿命缩短。
(2)停止处置
停止成型时,应正确进行处置。易产生气体的原料、强颜料、含玻璃原料、高强度原料在停止成型时应替换为吹扫料或以保温设定暂停,直到进行下一次成型生产为止。
(3)三件套的库存管理
三件套发生故障,是会导致停止成型加工的严重情况。尤其需要重视备件管理。特别是小直径、定制产品、涂层产品等,需要一定的交货期。如果备有备件,则能够快速恢复成型生产,所以建议最少各准备一套备件库存。
总结
在本篇中介绍了三件套的功能与特点、常见故障及对策以及使用要点。在注塑成型加工中,三件套是关键部件,三件套的故障往往都是会导致停止成型加工的严重故障,因此必须随时保持备件库存,以便尽快恢复生产。