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注塑加工廠管理方法與經(jīng)濟效益
企業(yè)管理是一門綜合性的科學 ,同時也是一門領導藝術(shù)。辦企業(yè)就是為了盈利 ,當然最終是要讓企業(yè)獲得利益 ,讓股東獲得利益 ,讓職工獲得利益 ,且讓客戶獲得利益 ,同時也讓社會獲得利益 。一個企業(yè)通過產(chǎn)品和客戶與市場取得了聯(lián)系 ,客戶對制造商、供應商最關注的是產(chǎn)品的質(zhì)量 、價格 、交貨期和服務 ,這四者最終又體現(xiàn)為企業(yè)利潤和社會效益 。注塑工廠的現(xiàn)場管理 直接影響著企 業(yè)的經(jīng)濟效益 ,現(xiàn)就以下幾個方面談作者的實踐及向同行學習的體會 。
1 合理控制總循環(huán)時間會帶來效益塑料注射成形是熱塑料成形的主要方法 。注射成形的全過程由塑化過程 ,充模過程 、冷卻凝固過程和脫模過程組成 ,每進行一次循環(huán) ,就完成一次成形 。根據(jù)模腔的多少生產(chǎn)出一個甚至數(shù)十個塑料零件 。循環(huán)時間的準確估計能促成一筆生意成交或 賺取更多的利潤。注射成形把塑料原料放入注射機的料筒中 ,經(jīng)加熱熔化 ,使成為高粘度的流體 ,通過注射機的柱塞和螺桿作為加壓工具 ,經(jīng)過噴嘴 使熔體以較高的壓力 (約 25M Pa～80 M Pa) 注入模具型腔中 ,而后經(jīng)過冷卻和凝固階段 ,最終從模具中脫出 ,成為塑料制品 。生產(chǎn)的總循環(huán)周期由機器的四類循環(huán)時間相加而得。 模具打開/ 閉合時間該時間通常被稱為機器的“干循環(huán)"時間 “drycycle"( time) 。這個時間取決于機器的鎖模力噸位 (Clampi ngton nage) 和模具的復雜程度 。例如 ,有好幾個模具滑塊機構(gòu)的大型機器比只有一個簡單模具的小機器 ,干循環(huán)時間相對長些 。干循環(huán)時間的長短 ,通常在實際運轉(zhuǎn)中進行試測 ,很容易得到準確的時間長短 ,其值一般為 4～1 5 秒 。
注射時間或充填時間充模過程是注射成形中最主要的過程 ,熔體自注射機的噴嘴噴出后 ,進入模具的型腔 ,排出型腔內(nèi)的空氣 ,并充滿型腔 ,然后壓力上升 ,使熔體密度增加 ,充實型腔的各部位 。充填時間是指用來完全填滿模腔的時間 ,充填時間包括將塑料注入模具的時間和在澆口完全凝住前將塑料壓實的時間 。這個時間通常只占總循環(huán)時間的一小部分 ,它主要由注射量和塑料零件的幾何形狀決定 , 其值一般為 2 秒。
冷卻時間熱塑性塑料的注射成 形過程是一個熱 交換的過程 ,即塑化 (加熱) 、固化成形 (散熱) 。冷卻時間的大小是測量中最難的一環(huán) 。這段時間可以是總循環(huán)的 50 % ～90 % ,因而它十分重要 。由于注塑產(chǎn)品的復雜性及熱傳導公式分析冷卻時間的困難性 ,實際上冷卻時間沒能作很好地預測 ?，F(xiàn)代的設計方法已經(jīng)運用了計算機輔助設計 (CAD) 以解決澆注系統(tǒng)中的疑難問題和注射過程的熱交換問題 。
恢復時間測算機器周期的最后一個重要問題是機器復原準備下次注射的能力 。若利用了機器性能的大部分 ,或循環(huán)時間 以干循環(huán) ,注射及冷卻時間為基礎 相對較短 。
機器可能會需要一個額外的時間來使原料充分塑化 。 一般說來 ,最好采用所需每次的注射量低于其注射能力 60 %的機器。機器的注射能力可用已知的每次注射量和原料密度來決定。機器制定商們說的額定注射能力是以通用聚苯乙烯 ( PS 密度為 1 為基礎的。) 據(jù)一位從事了注塑 30 年的國外專家說 : “我見到很多注塑廠將循環(huán)周期弄得比必要的長 。讓我們來看看 ,比如 你某臺機器的循 環(huán)周期為 20 秒 , 若減為 1 5 秒 ,你就在此臺機器上多 贏得 3125 %的產(chǎn) 量。對一臺每小時產(chǎn)值 30 美元的機器來說 ,那就是每年 43 ,00 0 美元的節(jié)余 若三班制 ,每周五天制( ) 。若你有好幾臺機器 ,將此節(jié)余與臺數(shù)相乘 ,這可是一大筆錢 。所以注塑廠需要有一個針對不同產(chǎn)品制訂一個注射 、循環(huán)周期的目標 ,以取得更大的經(jīng)濟效益。
在生產(chǎn)中模具是一種投資有的注塑廠本身有模具開發(fā)和制造的能力 ,有的注塑廠除本身具備注塑能力外 ,并不具備模具開發(fā)和制造的能力。注塑廠在接待客戶時 ,無論這些客戶是直接的產(chǎn)品發(fā)展人員 ,還是付錢的委托人 ,必須要使其明白產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期中 ,模具是一種投資 ,舍不得花本錢是不明智的 。模具根據(jù)不同的類型 、質(zhì)量 、壽命和交貨期均會有不同的價格 。所以注塑廠應說服客戶考慮一個綜合的經(jīng)濟指標 。對于一付不能充分冷卻的模具 ,其燒口不合適 ,或其注射機構(gòu)設計得不合理 ,它就會運轉(zhuǎn)很慢且需要更多的維修 。例如 ,某一部件的模具可能會花 200 ,000 元 (人民幣) 做成冷流道模 (Co ld - runner mold) ,周期為 40 秒 。同樣的模具也可花 23 0 ,00 0 元 (人民幣) 做成熱流道模 (hot run ner mold) ,周期為 2 5 秒 ,還免去了使用者對其重新打磨和處理 。循環(huán)時間也受注射機構(gòu)影響 。若另有一付模具帶推桿 ezecto r p in s( ) 可花 100 ,0 00 元 (人民幣) 做成 。同一個帶脫模板 ( St rip per plate) 的模具會花 12 5 ,0 00 元 (人民幣) ,但循環(huán)周期會短很多。
注塑廠在接待客戶時請注意 ,對模具不甚熟悉的客戶來說 ,客戶很少要一個指定的模具設計 。此時注塑廠應盡量做好此項工作 ,即明確指定一個能最高效工作的模具 ,即使在開始時花費較大 ,但卻省去了令人今后頭痛的問題 。當然 ,總的技術(shù)經(jīng)濟性的評估還是要由客戶拿主意。
設計時不要將澆口和流道定得太小注射模中澆口是熔體直接進入型腔的通路 。其位置、尺寸、形狀會 直接影響塑件的內(nèi)在質(zhì) 量和外觀質(zhì)量。如設計不當 ,會造成充填不良 、觸接痕 、氣泡 、翹曲變形 ,內(nèi)應力過大和密度不均等弊病。一些注塑專家往往在現(xiàn)場見到定得過小的流道和澆口 。太小的澆口會限制流量 ,在原料被注出時導致額外的熱堆積 ,因而會需用較長時間來冷卻并會使大量原料分解 。
美國的一位現(xiàn)場的注塑專家建議 ,模具設計的基本要求是流道和澆口的尺寸為相鄰壁厚的 60 % 而非常見到的 它可以根據(jù)制品的重量和壁厚尺寸的關系曲線來選定流道的直徑 。當然也要根據(jù)不同的澆口型式而定 。對薄壁零件 ,澆口橫截面的寬和高通常為流道橫截面的 50 %～100 %。
要避免模具排氣功能不足注射模是先閉模然后進料 ,在充模過程中必須把型腔內(nèi)的空氣完全排除 ,才能使充填完全 。因此要求模具中空氣必須快速逸出以便塑料快速流到橫腔的各個角落 。在現(xiàn)場解決問題的專家說 ,有問題的模具幾乎總是沒有足夠的排氣功能 。制模者定出的排氣孔至少需要是分模線 ( Parti ng lin g 的 20 % ,而不是隨便開逸氣) 路。對于流動性好的樹脂 ,既能排氣又不發(fā)生飛邊的最小間隙極限值應為 0102m m 。排氣孔應位于最有效的位置 ,通常設在模腔的最后被填滿的部位。也可在分型面配合面處用 200 目碳化硅磨料作水力噴砂處理 ,以確保排氣 。流道也得排氣 ,深度至少為分模線排氣孔的兩倍 。頂橫桿也可有排氣孔以幫助空氣逸出 。在高速注射成型中采用真空排氣避免發(fā)生通常的排氣問題 。
熔制溫度不要太高通常在模具澆口和流道的尺寸對部件來說不夠的時候 ,注塑者總是不斷供給原料熱量以使部件充分填滿或更快地填滿 。部件成型不飽滿可歸因于流動不暢 , 所以注塑者把熱量加足以改進流動性能 。由于流動不暢 ,熱量在注口堆積得更多 ,原料因而也常常在比料筒高溫計所示溫度高得多的情況下加工 。某注塑專家說 ,重要的是在注口或澆口外而非料筒內(nèi)測溫 。若你在此位置沒有高溫計 ,試著不用模具 ,
將原料射出 ,測其出口處的溫度 ,你會對那上升了的溫度感到驚訝。過高溫度下加工原料有什么后果?
若注口處的溫度比制造商規(guī)定的高 ,塑料會分解 。過高溫度及過長加熱時間下的部件表面粗糙有紋 ,或棱角不明 。嚴重的加熱會產(chǎn)生棕色條紋 、黑 點 ,有時在缺口敏感 區(qū) ( no tch2 sen sitive area 易碎 。高溫還會導致部件翹曲變形 ,對此) 問題注塑者通過增加循環(huán)時間來彌補 ,此時將模具當成了一個高級防止翹曲夾具來使用 。若可能的話 ,建議開大澆口和流道 ,逐步降低溫度 ,增加注射壓力以使部件成型飽滿?？刂坪线m的溫度注塑會帶來較好的質(zhì)量和較短的周期 。
原料需要不斷干燥塑料成形加工中所用的塑料不管你用新料還是回料 ,都會不同程度的受潮 。而一旦潮氣進入注塑成形過程 ,將會直接影響到注塑件的質(zhì)量 ,如疵點 、脆性和不易成形等 。塑料按是否吸潮可分為兩大類 ,一類為非吸濕性塑料 ,外面濕氣僅吸附在塑料粒表面 ,如聚苯乙烯 (PS) 和聚烯烴 ( PO) 等均屬此類樹脂 。對 非吸濕性塑料 ,放在干燥箱中 ,用熱風吹 ,使表面濕氣蒸發(fā) ,并驅(qū)動干燥器。另一類為吸濕性塑料 ,這種塑料將濕氣吸入塑料內(nèi)部 ,形成分子鍵 。這種塑料只能用去濕熱風除去潮氣。許多專家認為 ,許多注塑廠沒把原料干燥徹底 ,尤其是那些吸濕性原料如尼龍 (n ylon) 、聚碳酸酯 ( Pol y2 carbonate) 和熱塑聚酯 (t hermopaastic Polyecters) 。即使已被長時間干燥 ,但在進入成型機前是否仍保持著干燥 ?吸濕性塑料必需用去濕干燥器干燥 。去濕干燥器用露點低達 - 40°F 的干燥熱風吸收內(nèi)部的潮氣 。有的專家經(jīng)常發(fā)問 ,原料是存放在除濕空間里嗎 ? 采用的是什么干燥機 ?是除濕干燥機 若是 ,干燥的原料在到達底部前也會重新吸入水分 。有些注塑廠在料倉中用氮氣來保持空氣干燥 。
部件成形后必需作妥善的后處理制造廠商應注意提供客戶滿意的一流產(chǎn)品 ,對于注塑件外觀、顏色 、粗糙度 、強度、尺寸精度等質(zhì)量問題必需引起充分的注意和重視 。對于粗糙度要求高的零件必需在整齊干凈的環(huán)境中去生產(chǎn) ,操作工必需帶好潔凈的手套 , 絕不允許油污 ,手印等沾污產(chǎn)品 ,對于表面粗糙度要求低的部件應
該仔細放好 ,對淺色或透明的塑料制品必需要帶好手套 ,仔細檢查 ,將檢查過的制品裝入聚乙烯塑料袋中 , 用布包起來 ,或排放在紙板上 。必需注意 ,小心輕放 。在裝箱時完全應該按照包裝要求及包裝作業(yè)指示書進行操作 ,以確保數(shù)量和搬運運輸過程中免遭碰撞和受力過猛 ,確實保證質(zhì)量。為確保成形后的零件尺寸精度 ,除模具和注塑工藝保證外 ,對注塑件還必需作妥善的后處理 ,有的需要放在水等介質(zhì)中冷卻 ,有的產(chǎn)品取出后放在專用的夾具中定形 ,以確保注塑件的形狀和尺寸精度 。要經(jīng)常教育和培訓注塑操作工 ,決不可漫不經(jīng)心地對待產(chǎn)品 ,以免使已作的努力付之東流 。
注塑者需對設備和模具做常規(guī)的防護性的保養(yǎng)具有豐富生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和理論知識的專家 ,只要在現(xiàn)場看一眼機器 ,就可以將注塑工藝中的問題很快地診斷出來 。機器是否保養(yǎng)得 好 ?地板上有 液壓油跡嗎 ? 注塑工廠必需經(jīng)常對注塑操作人員進行操作和安全培訓 ,對于斷開的插座 、接線箱 、裸線和漏油或漏水現(xiàn)象必需予以及時處理 ,任何非正常運行的條件和因素都會直接影響到注塑產(chǎn)品的質(zhì)量 ,甚至會直接影響到客戶下訂單的決心 。對于接受客戶帶模加工的訂單 ,必需充分注意模具的質(zhì)量 。型腔面有否受損 ?水管是否漏水合模 、開模及頂出是否順利 。對于模具甚至于對吊環(huán)都不能疏忽 , 有的吊環(huán)采用英制 ,若要疏忽或沒有系列的備件 ,將會影響到模具的吊裝和生產(chǎn)的準備 。小事的疏忽導致效益的損失必需引起現(xiàn)場管理人員足夠的重視 。
注射者要從錯誤中吸取教訓經(jīng)常在現(xiàn)場的專家普遍看到 ,很多注塑廠沒有真正從別人給他們解決問題的過程中受益 。他們不清楚成形工藝各因素間的相互關系 。有一個專家說 ,“我解決了這個問題后 ,剛跨出廠門 ,他們就回原位置干原先干的事去了。"一個專家在解決一個結(jié)構(gòu)發(fā)脆部件的工藝問題時是將循環(huán)周期延長了一倍 。那個工廠的經(jīng)理說 :“一旦專家離開 ,我們會回復到原有循環(huán)周期。"他們不能承受循環(huán)時間的增加 ,卻又對質(zhì)量問題難以控制 ,他們不相信一個小小的修理會對質(zhì)量產(chǎn)生穩(wěn)定的作用 。所以作為注塑工廠的領導和工程技術(shù)人員必需隨時總結(jié)工廠生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗 ,隨時修正自己的錯誤,才能創(chuàng)造條件生產(chǎn)出滿足客戶需求的產(chǎn)品和為工廠創(chuàng) 造好的經(jīng)濟效益 。
