优化注塑过程

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测量模腔压力传感器已被证明是快速优化注塑过程的唯一有效方式。近期大量的成功应用表明这项技术在节省成本和优化注塑过程方面仍然有很大的潜力。
基于模腔压力测量提高生产率 降低成本提高生产率和降低成本是自动监控、优化注塑过程的主要目的。过去人们主要关注基于机器参数的过程控制，但近二十年基于模腔压力的注塑控制系统被证明是确保生产过程高度一致性和优化质量的唯一方法。这种系统通过以下方式降低成本，提高生产率：

图1：奥迪车的进气管
        ◆减少次品率
        ◆降低原料消耗
        ◆优化生产循环时间
        ◆防止模具损坏
        ◆缩短设备设置时间
        ◆减少能源成本
        ◆节省劳动力成本
为满足注塑生产对控制系统操作高度自动化，并且简便的基本要求，系统解决方案需要形成一个闭环,即感应模腔压力的石英传感器，智能化电子仪器，界面友好的用户软件，与注塑成型机通讯，自动优化设置参数。
基于模腔压力的注塑过程优化
模腔压力传感器成功地应用于：
◆优化注射速度，切换点以及保持压力水平和持续时间
        ◆优化循环时刻
        ◆减少设置时间
获得理想的模腔压力曲线可以减少设备设置时间，同时可以更好地保护模具。减少注射过程中模具内部压力尖峰,可以延长模具的使用寿命。此外还能使零获得良好的表面特性和正确的尺寸。
图1所示的是由德国的Filterwerk Mann+Hummel 公司生产的四缸奥迪车的进气管。Mann+Hummel将模腔压力传感器用于复杂部件的加工控制获得了很好的效果。进气管的主要质量参数是尺寸和采用壳体技术生产的部件强度。整体强度由单个壳体的强度和振动焊接的焊缝强度所决定。进气管的性能取决于注塑机的设置和以模腔压力为特征的加工过程。
过程记录和零件性能
众多研究表明,只有模腔压力与零件质量密切相关，可以作为过程特征记录。所有其它的过程参数并非在注塑件附近测量所得,因而存在一定的不确定性误差。
每个生产循环的波动导致pVT图中曲线的变化。通过压力曲线,能够检测到零件尺寸的变化，监测这一参数完全可识别过程的各种波动,无需考虑温度。
        除了监测用途外，模腔压力传感器的测量数据可用于第二加工阶段的初始信息。瑞士Weidmann 塑料技术公司使用模腔压力监测DaimlerChrysler C级车下装饰板（图2）的生产，通过阈值监测保证质量，防止在下一工序过程中出现问题。

图2：Daimler Chrysler C级车下
装饰板
        减少次品率
模腔压力的连续监测将质量保证融入整个生产过程，不再需要进行终端产品质量检验。这样可减少质量保证的成本。同时，批量生产的个别零件检测被扩展到所有零件的完全监测。
对超出规定容差范围的不合格零件,监测系统在循环结束时立即做出反应，以防止接连出次品。而传统的质量保证只能在产品终端质量检验后才分辨出次品。现代质量保证系统将监测数据长期存档，供未来调用，提供质量依据，证明生产过程符合规范。
缩短设置时间
注塑机的设置通常是由设备操作员根据专业知识和经验来进行的。由于质量特征是正确设置的决定因素，因此上述方法速度慢,且不准确。其结果是设置的生产条件不尽合理，原料消耗成本高和设备利用率低。
一种有效的解决办法是基于模腔压力优化生产。采用这种办法，当零件优化后，相应的模腔压力曲线被存储起来。当需要重新设置设备时，存储的模腔压力“指纹”作为参考曲线，优化加工过程，使其与参考曲线对应的过程相同，确保零件质量一致。
这种方法的另一重要优点是不依赖于设备。与注塑机设置参数方法不同，不同注塑设备厂家生产的注塑机可以使用相同的参考曲线作为设备的操作标准。此外,即使同一型号的注塑机由于磨损不同，表现出的性能会有差异。而在模腔中直接监测模腔压力与设备无关，因此可以消除设置错误,减少次品。
切换点的自动识别
从注射阶段到保压阶段的切换点是重要的过程参数，对零件质量和生产成本起关键作用。当模腔内部完全充满时需要从注射阶段切换到保持压力阶段。传统的方式中采用注射时间，螺杆位置,液压或模腔压力作为切换参数。这些方法的共同特征是规定一个阈值，当参数达到阈值时，控制切换。
自动平衡
近年来多腔模具已变得越来越重要。过程控制需要适应这一发展潮流。主要切入点是每一个单腔的填充方式。均衡填充，亦即良好平衡,可以确保通过模具的整个零件性能一致。
结论：大量应用表明先进的模腔压力测量技术和一系列智能控制系统，将模腔压力测量与现代控制仪器和软件完美地结合在一起，组成了功能强大的注塑质量控制系统。其应用可以有效地使注塑生产厂节约成本，提高生产率。（完）