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注射成型:滑动与锁环哪个止回阀适合你?

锁环风格似乎主导了市场,因为大多数人认为它使密封更好,泄漏更少。但这是真的吗?
#科学造型#处理程序#常规

在注塑过程中涉及的数百个细节中,最重要的一个是止回阀,或止回环。有多种版本:三件式、四件式、全流量式、滚珠止回阀等。在最近几年,滑动和锁环类型已经增加到清单上。哪一个适合你?他们都有自己的问题,这里的重点是滑动和锁环类型之间的问题。术语“止回阀”和“止回环”可以互换使用,因为这两个术语在注塑行业中都很常见。首先,检查环的目的是什么,它是如何工作的?

止回阀的作用是确保熔融塑料只朝一个方向流动。这是一个单向阀。它应该像注射器中的柱塞密封一样工作。其功能有两个:在螺杆旋转期间,塑料熔体通过螺杆计量段泵送通过止回阀。熔融塑料被迫通过止回阀以形成合适的喷丸尺寸。执行此操作所需的压力由机器上设定的背压确定。对于非填充树脂,背压通常为500至750 psi(34–52 bar)的塑料压力。对于玻璃填充或对降解敏感的树脂,建议降低背压。

止回环防止回流的效果决定了弹丸大小和缓冲的一致性。

一旦成型尺寸确定,模具关闭,喷嘴接触力就形成,塑料注射就开始了。当螺杆开始向前移动时,止回阀阀座与密封环配合,形成密封,防止熔融塑料回流到螺杆上。当塑料被注入薄壁部件时,止回环和阀座上的压力可达20,000至45000 psi (1380-3102 bar)。必须做两个密封件——一个在密封圈和阀门阀座之间,另一个在密封圈和桶壁之间。密封圈和桶壁之间的密封是通过在密封圈和桶壁之间有非常紧密的配合或公差来实现的。

密封环和阀座之间的密封取决于密封环和阀座之间的完美匹配。模具不希望任何塑料回流。听起来很简单,但在高压和正常的成型条件下,可能会出现一些主要问题。

这些可以包括:

  1. 未熔化或部分熔化的球团阻碍环与阀座的正确匹配。
  2. 污染,如金属碎片和其他固体碎片,阻碍阀门正确的阀座或配合。
  3. 阀座配合面积大的阀门。在较大的表面积上没有良好的密封;接触面积小是优越的。
  4. 气门磨损。这是一个高磨损部件,如果不拉动螺钉和尖端,很难评估磨损。
  5. 聚合物的粘度。
  6. 桶的直径或螺钉的尺寸。

止回环防止回流的功能如何决定了喷丸尺寸和缓冲的一致性。由于缓冲有两种定义,因此这里将其定义为第二阶段结束时螺钉的位置或包装和保持时间。止回阀的功能如何对生产一致的零件起着重要作用。理想情况下,您希望在每次拍摄中注入相同数量的塑料。

现在工厂里有相当多的机器——尤其是制造小零件的机器——根本就没有止回阀。这是两个阶段的压力机,熔化的材料在一个小桶与固定螺丝送进一个柱塞或注射罐,在那里一个精确安装的活塞作为柱塞将塑料注射到模具。有一个缺点:喷嘴较长,压力损失较大。

如果我们了解了止回阀的力学原理,我们现在就可以评估滑动环和锁环的问题。对于滑环止回阀,在塑化或螺杆回收过程中,环不随螺杆旋转。只有幻灯片后退在螺旋旋转和前进在注入与锁环(图1)。阀、环旋转的螺杆在塑炼和推进在注射(图2)。他们执行相同的功能,除了滑动环不旋转和锁环旋转在塑化作用。

锁环式似乎在市场上占据主导地位。我的问题是,为什么?

我的观点是,大多数模具制造商认为锁紧环具有更好的密封性、更少的泄漏和更长的使用寿命。但数据在哪里?费用是多少?图3所示的锁环阀已使用约2000小时。注意由于旋转和水平方向造成的圆周刻痕和划痕。想象一下桶的内部应该是什么样子。是否有任何疑问,枪管也需要更换?仅部分显示的是螺钉段上的积碳。计量部分的三个航班几乎装满了碳纤维和玻璃纤维。在这种情况下,我认为锁紧齿部分阻碍了塑料的向前流动。

在我写的一篇文章里2017年8月号塑料技术部(“是时候再看看止回阀了),我表达了我的担忧,图3提供了一些证据,证明这些担忧是真实的。

锁环式似乎在市场上占据主导地位。我的问题是,为什么?

你能找到这样伤痕累累的滑环阀门吗?可能吧,但在机器时间和大量滥用之后。滑动式环磨损吗?当然可以,但它们造成枪管损坏的可能性要小得多。为了更好地密封,行业需要评估阶梯角和径向阀座。虽然两者都比标准的近配合角阀好,但我看到的一项研究表明,与近配合角阀相比,径向阀座的性能提高了85%。

底线:我不喜欢锁环止回阀,建议你远离它们。诚然,我们需要与可靠的数据进行面对面的比较,以提供事实。然而,图3说明了很多问题。换桶要多少钱?


关于作者:John Bozzelli是密歇根州米德兰市注塑解决方案(科学成型)的创始人,该公司为注塑工提供培训和咨询服务,包括LIMS和其他专业。接触john@scientificmolding.com;科技网.

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