Procter&Gamble被广泛称为消费品公司,但对于改善塑料加工技术,它可能对其研发众所周知。P&G本身是用于包装,女性护理产品,牙刷,剃须刀组件和其他产品的注塑成型部件的主要消费者。

宝洁从定制模具公司购买许多组件,并在Oral B牙刷业务和吉列刀片和剃须刀业务内部生产。宝洁公司在这一领域不断创新,以提供速度、成本和设计上的进步。

几年前,宝洁认识到有必要降低成本和交付时间,以推出新的塑料零件设计。其目标是彻底重新思考如何注射成型零件的制造,以便在速度、成本和质量方面取得突破。一项全公司范围的研究工作被启动,并有其注塑技术专家参与。经过详尽的研究、测试和中试示范,该团队开发了一项利用低恒定喷射压力的突破性新技术。这种新工艺使我们能够从不同的角度来思考如何设计零件和模具。有了这个新发现,宝洁决定推出Imflux Inc.作为一家独立的全资子公司。

新的IMFLux注塑工艺涉及专用控制器,使得能够以较低的限定的熔体压力曲线填充模具,允许自动适应部件几何形状的可变灌装速率。优点包括改进的部分质量,新的零件和模具设计可能性,可持续性改进和减少资本支出。

最大的突破是意外和高度逆行的,发现填充速度迅速导致更快的循环时间。

解决常见的成型问题

IMFLUX工艺通过使用流变曲线建立最佳填充速度的传统处理理念地解决了几种提出的挑战。这种传统哲学通常导致非常快地填充模具,以利用聚合物的剪切稀释性能。

然而,这种方法有几个缺点,因为它通常会导致很高的成型压力。由于该工艺使用了受控的填充速度,导致熔体压力在注塑件的不同区域是高度可变的。图1说明了在一个典型的零件以常规方式注射成型过程中压力的变化。

传统成型方法中固有的这些压差会导致多种问题,包括收缩差(或翘曲)、尺寸变化、毛边,以及无法适应壁厚变化和零件几何形状。

IMFLUX工艺通过使用恒定的低填充压力来解决这些问题,这导致模塑部件中的均匀压力。允许速度而不是使用恒定的喷射速度来保持恒定的塑料压力。图2显示了在IMFLUX过程中的速度如何变化。

填充得越慢,周期越快

IMFLUX技术通过塑料压力控制模塑过程,而不是根据容积流量(也称为速度填充)填充模具的常规方法。通过塑料熔体控制过程使熔体能够通过熔体输送系统和模腔流动,而不会使潜力失速或犹豫不决。恒定的非波动压力连续地推进每个点的流动前进,即使它遇到肋骨,凸台或其他特征。

这一过程依赖于冷却模具中的熔体来产生流动阻力,从而使压力稳定并保持在流动路径的内部和流动前缘。因为模具是非常缓慢的填充,聚合物是持续冷却和致密,而模具是被填充。这个部分实际上是“随着填充而填充”。

图3显示了IMFLUX过程的短镜头和典型的常规过程。如您所见,无论流动前部停止,IMFLux短镜头都完全包装,而传统部件不会填充并继续在流动前面致密化。

IMFLUX工艺填充较慢,但导致成型循环更快。有几个贡献因素:

  1. 较低的填充率导致剪切加热较少,然后需要较少的冷却时间。
  2. 模具填充如此缓慢,使得模具是“填充的填充”,因此材料连续地与模具壁接触,提供有效的冷却。
  3. 当模具完全装满时,零件就已经包装好了,这基本上消除了包装阶段,并减少了循环的冷却部分。组合效应的结果是更快的循环时间,如图4所示。

如何实现这一新进程

iMFLUX公司成立于2013年,提供这项专利技术,并已获得许可。该技术已经在数百个商业应用中进行了全面生产规模的审查。它是由总部设在俄亥俄州汉密尔顿的iMFLUX公司独家提供的。

注塑机需要一个专用控制器,使得通过塑料压力控制的过程,而不是通过速度和保持压力来控制。压力传感器被添加到机器喷嘴中,以提供进入材料输送系统的塑料压力的实时测量。控制器在填充模具的整个填充过程中使用塑料压力作为其主要控制信号。传感器被添加到模具中,为模具和流动前进进展提供压力的指示。

来自模具传感器的反馈对于在模具中提供最佳压力并对材料,模具或工艺变化产生的注射压力进行实时调整。提供用户界面以允许进入进程参数并监视过程。图5显示了专有控制系统的元素。

IMFLUX工艺可与大多数机器类型集成,包括液压,全电动和混合喷射机器。有许多OEM试剂盒为来自几种主要机器制造商提供的新印刷机,提供快速简单的集成。但是,Imflux也可以与现有机器集成。该过程有效地与专为IMFLUX设计的模具,并采用改装模具,压力机组合。

该系统在多个行业生产,包括汽车,医疗,包装和消费品。使用闭环,低恒定压力控制运行该过程意味着大多数聚合物利用Imflux比传统过程的高剪切环境更好。

IMFLUX过程的好处

iMFLUX工艺的好处来自于与传统成型工艺相比的四个关键差异:

  1. 低,恒压填充;
  2. 填充模具的包装;
  3. 填充没有流动犹豫不决;
  4. 它如何使用模具的腔压反馈。

上一页的表格总结了这些差异带来的典型好处。

四个案例研究

案例研究1:将聚碳酸酯医疗部分转化为IMFLUX工艺。由于具有热流道阀门闸门的16腔模具,因此客户正在经历高的废物速率,导致间歇的短镜头。通过改善部分到部分的平衡,ImFlux将废速从超过10%降低至小于0.2%。这是由于恒压填充。每个部分都经历相同的压力和部分的几何形状告诉机器如何持续剖面速度,从而导致一致的包装条件。在消除短镜头的顶部并在腔体平衡中获得48%,循环时间减少了30%。在该示例中,现有的全电气注入机器被改装以运行IMFLUX系统。

案例研究2:对于PP家庭清洁工具,在设计阶段延长了新型模具和压力机的IMFLux。了解压力降低的好处,模具旨在最大限度地提高该技术的能力。以前在伺服液压500吨机中运行的零件,八个空腔和52秒循环。新的IMFLUX模具和系统允许使用传统的液压400吨机,同时将空化扩展50%至12个腔并将循环减少21%。在一起,导致91%的吞吐量改善。甚至在加入四个空腔并减少循环时间,总峰值注射压力比常规方法低30%。虽然Imflux在具有现有工具的改装机上有效,但这种情况表明,专门针对IMFLUX工艺设计新模具具有大量益处。

案例研究3.PET包装组件运行在一个四腔模具上的液压机改进了iMFLUX技术。新工艺比常规工艺提高了16%的生产能力。平均而言,使用现有模具改造的机器可实现15%至25%的吞吐量提高。然而,iMFLUX工艺也将腔体不平衡从6%降低到0.8%,填充部件所需的压力几乎减半(从1079 bar降至622 bar),并且在保持所有尺寸规格的同时,将部件的平均重量降低了0.48%。通过填充,可以降低压力。此外,当传统工艺以高速填充然后封装部件时,iMFLUX在填充过程中封装的能力消除了不必要的材料,减少了部件重量。周期时间减少13%。

案例研究4.在一台550吨的液压机上,一个PP汽车部件在一个八腔工具中运行。之前它的运行周期为50秒,但在将iMFLUX流程集成到压力机后,周期时间减少了8秒,从而提高了20%的生产能力。正如案例研究#3中所述,同时充填和填充可减少14%的压力和1%的部分重量。除此之外,iMFLUX动态吸收粘度变化的能力将废品率从18%降低到0.2%。

imflux工艺福利

低恒定压力

  • 下夹吨位
  • 较少的保留压力
  • 均匀应力(减少翘曲)
  • 较低的熔体温度
  • 更少的门腮红
  • 少闪光
  • 多腔和家族模具的腔对腔变异较少
  • 更少的材料退化

包装填充

  • 更快的周期
  • 更少的缩影
  • 更强的焊线
  • 改善表面光洁度

毫不犹豫

  • 减少流动行
  • 改善薄壁
  • 较高的L / T功能
  • 小冷跑步者

腔压反应

  • 打火机零件(1-3%)
  • 减少闪光灯
  • 自动调节粘度
  • 对堵塞腔体进行实时调整
  • 动态序阀门
  • 不受泄漏检查环的影响
  • 不受磨损的桶的影响

关于作者Gene Altonen,他一直担任iMFLUX(位于俄亥俄州汉密尔顿)的首席技术官(2015年以来)。他是iMFLUX核心技术的发明者,并领导iMFLUX研发机构。吉恩花了他整个27年的宝洁职业生涯开发新的包装解决方案,包括无数的注塑技术创新。在iMFLUX推出之前,Gene是一名研究员,领导宝洁注塑能力组织的主要技术开发。他拥有50多项专利,至少35项专利申请正在申请中。有关iMFLUX联系人的详细信息info@imflux.com;imflux.com.

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