t_i – време за шприцване.
Времето необходимо за запълването на формата с течен материал

t_p – време за уплътняване.
Времето, през което материала е още в течна фаза и се повишава налягането във формата.

t_c – време за изстиване.
Времето веднага след уплътняването, през което материала преминава в твърда фаза

t_h – време за задържане.
Сумата от времето за уплътняване и времето за изстиване

t_o – време за отваряне на формата.
Времето необходимо за отваряне на инструмента.

·         Точка на инжектиране:

Точката или точките, откъдето стопения материал се шприцва във формата.

По долу ще се изложат грешките получавани при шприцване на пластмаси и възможните причини за тях. Тези грешки могат да се предскажат чрез симулации, да се установят параметрите на процеса на шприцване и да се променят, ако е необходимо. 

 Ако параметрите на шприцформата или на процеса на шприцване не са избрани правилно, то някой от дефектите при шприцването могат да се предскажат преди симулирането. 

·          Линии на засрещане

В областите на събиране (линии на засрещане) на полимерната стопилка , в края на пътя на потока на стопилката при шприцването или при разделянето на различните области при шприцването (т.н ребро) се появява област на  черно потъмняване. Понякога шприцформата не е изцяло напълнена в тези точки и там може да се промени повърхнината й  (образува се слой поради отделянето на някои съставки на пластмасата или поради корозия). Причината за това е, че стопилката избутва въздуха в кухината пред нея и тя се компресира. Ако въздухът не може да излезе през делителните линии, вентилационите канали или през избутвачите, топлината се увеличава много и  върху пластмасата се появяват белези от изгоряло – фиг.1.    

Като обобщение може да се каже, че деформациите от шприцването са особено важни за качеството и годността на изследвания детайл.

.

1.1.             Фактори влияещи на качеството на шприцване в разглеждания пример

Тук ще бъдат описани най-важните фактори на процеса влияещи в най-голяма степен на качеството на изделията. С промяната на всеки един от тях може да се управлява годността на получените детайли.

Основните фактори, които ще бъдат контролирани са следните:

1.2.             Критерии за оценка

С оглед на оценката на избрания компонент може да бъдат определени следните критерии подредени по важност:

Задължително е да са запълнени всички зони на детайла. Този критерий безспорно е най-важен, тъй като без него изобщо няма годен детайл;

Минимални деформации. Особено важно е изделието да има минимум деформации с оглед на функциите му в машината;

Линии на засрещане. Важно е да липсват или да бъдат минимизирани, тъй като имат пряко отношение към надеждността на детайла;

Време за запълване. Този критерий е важен от гледна точка на подобряването на производителността;

Време за изстиване. Също важен критерий с оглед на по-висока производителност.

По долу са изследвани отделните фактори и тяхното влияние върху деформациите при удовлетворени критерии за запълване и и липса на линии на засрещане.
3.3 Изследване на влиянието на отделните фактори в/у процеса на запълване

·        Влияние на налягането

Налягането е много важен параметър, тъй като има пряко влияние върху запълването на формата. То може да бъде определено в известни граници, като за минимум се вземе най-малкото налягане необходимо за окончателното запълване на формата. Ако се избере много висока максимална стойност това означава по-скъпа машина, а също така и по-високи вътрешни напрежения в детайла. По тази причина са направени предварителни симулации с различни стойности с цел да се избере подходящо налягане. Установено е, че при стойности по-малки от 70 MPa формата остава недозапълнена, което автоматично определя долната граница на налягането. За да се намери подходящото налягане са направени симулации с интервал 5 MPa, като са следени стойностите на деформацията на детайла.

Максималните стойности на деформациите при различните налягания са дадени в следващите таблица и графика към нея:

Наблюдава се намаляване на деформациите при увеличаване на налягането.

·        Влияние на температурата на инструмента.

Температурата на инструмента е друг важен параметър, който трябва да бъде взет под внимание. Ако се използва много висока температура полимера че бъде достатъчно “течен”, но това ще повлияе драматично на производителността. От друга страна ако се избере много ниска стойност, това може да доведе до недозапълване.

В изследването са използвани стойности на температурата в диапазон препоръчван от производителя на материала, а именно от 60°C до 80°C. Направени са симулации за намиране на оптималната температура с оглед на минимална деформация на детайла.

Резултата е обобщен в следващите таблица и графика към нея:

Добре се вижда, че оптималната температура в препоръчителния диапазон е 60º C

·         Влияние на температурата на шприцвания материал.

Тази температура обикновено е препоръчана от производителя на материала. Тя трябва от една страна да е достатъчно висока, за да се втечни полимера и да не се втвърди по време на запълването и достатъчно ниска, за да не се прегрее.

Препоръчителния диапазон е между 250°C и 270°C. Отново са направени симулации с оглед намирането на оптималната температура, при която деформациите са минимални.

Резултата е обобщен в следващите таблица и графика към нея:

Оптималната стойност е 250 °C.

·        Влияние на времето за изстиване

Време за изстиване наричаме времето между окончателното запълване на формата и изваждането на готовия детайл. По-дългото време означава по-ниска производителност, докато по-краткото може да доведе до брак поради деформации при изваждането. Избрана е минимална стойност 10 sec.

Резултата е обобщен в следващите таблица и графика към нея:

Може да се направи извод, че времето за изстиване не оказва голямо влияние върху деформациите.

1.4.            Оценка  на влиянието на различните параметри върху деформациите   и анализ на резултатите

Анализирайки влиянието на изследваните фактори могат да се направят следните по-важни оценки и заключения:

·       Времето за охлаждане има ограничено влияние върху деформациите при изследван диапазон 10-40 секунди. При по-малки времена има силно влияние.

·       Температурата на инструмента влияе отрицателно на деформациите на детайла при повишаването и. Необходимо е да се работи с възможно най-ниската температура осигуряваща добро запълване.

·       Температурата на стопилката (на шприцване) също влияе отрицателно на нивото на деформациите при повишаването аналогично на тази на инструмента. Необходимо е да се работи с възможно най-ниската температура на стопилката, осигуряваща добро запълване.

·       Налягането влияе към намаляване на деформациите при нива на нарастване от 70 до около 90 MPa след което няма съществено влияние. Препоръчва се ниво 90 MPa

На тази основа може да се препоръчат параметрите дадени в таблицата по-долу като оптимални за конкретния пример.

Анализ на резултатите:

·         Проведените изследвания показват съществени възможности за контрол на  деформациите чрез правилен подбор на параметрите на процеса;

·         Комбинацията от параметрите на процеса  зависи както от общи правила, така и от конкретната геометрия на детайла и мястото на запълването му;

·         Всички изследвани  случаи са с параметри при които няма  опасност от недозапълване на детайла или поява на линии на засрещане;

·         Като цало е предложен   най-добър експертно оценен компромисен резултат на комбинацията от фактори дадени в табл. по-горе.

4.           Заключение

·         Анализирани са различните дефекти , появяващи се в процеса на запълване.

·         В изследването е обоснована важността от определяне на най-доброто  комбиниране на  стойностите на технологичните параметри на процеса при избрана предварително точка на запълване.

·         Възможността за симулации в етапа на проектиране са от голяма важност за дизайнера и конструктора на сложни корпусни детайли  с цел постигане на оптимални режими на работа при необходимите качествени показатели при спазване на конструктивните, функционалните и естетичните ограничения към технологията на шприцване;

·         За конкретен сложен корпусен детайл от ръчен електро инструмент е осъществена симулация и е определена най-добър експертно оценен компромисен резултат на комбинацията от фактори даден и в табл. по-горе, редуциращи комплексно дефектите и в най-голяма степен деформациите.