Вентиляція гумової форми забезпечує контрольовані шляхи виходу повітря та газів, що витісняються, коли гума заповнює порожнину. Без ефективної вентиляції стиснений газ може перешкоджати повному заповненню, створювати сліди від опіків, залишати дефекти поверхні та призводити до нерівномірних розмірів.
Продуктивність вентиляційного отвору залежить не лише від наявності канавки на лінії розриву. Розташування отвору, його глибина, ширина, довжина фаски, балансування жолоба, швидкість впорскування, в'язкість компаунду та обслуговування форми впливають на те, наскільки ефективно повітря виходить з порожнини.
Мета полягає в тому, щоб випустити повітря, не допускаючи потрапляння зайвої кількості гуми у вентиляційний отвір. Занадто вузький вентиляційний отвір не може достатньо швидко видалити газ. Занадто відкритий вентиляційний отвір може призвести до сильного спалаху та потребувати додаткового обрізання.
Сучасний машини для лиття гуми під тиском забезпечують програмоване керування швидкістю впорскування, тиском і вакуумом, але стабільне виробництво все ще починається з форми, розробленої для передбачуваного потоку матеріалу та видалення повітря.
Що таке вентиляція гумової форми?
Вентиляція гумової форми – це використання невеликих проходів, канавок або зазорів, які дозволяють повітрю та технологічним газам залишати закриту форму під час заповнення та вулканізації.
Перед початком інжекції кожен бігун і порожнина містять повітря. Коли пластифікована гума потрапляє у форму, це повітря має виходити через:
- Вентиляційні отвори на лінії проділу
- Зазори для вставок
- Зазори між викидачами
- Вакуумні канали
- Переливні колодязі
- Вентиляційні вставки
- Пористі металеві компоненти
- Контрольовані цикли вихлопу
Якщо шлях втечі заблокований або розташований неправильно, гума, що просувається, може затримувати повітря всередині порожнини.
Утворена газова кишеня може перешкоджати потраплянню компаунду на поверхню форми або область остаточного заповнення. Під високим стиском газ також може генерувати локальне тепло та підпалювати гуму.
Чому гумові форми потребують вентиляції
Гумові суміші поводяться інакше, ніж рідини з низькою в'язкістю. Вони повинні рухатися через жолоби, затвори та порожнини, одночасно чинячи опір потоку та починаючи реагувати на тепло форми.
Під час заповнення компаунд виштовхує повітря до кінця шляху потоку. Вентиляція необхідна, щоб запобігти потраплянню цього повітря між гумою та поверхнею форми.
Додаткові гази також можуть надходити з:
- Волога в суміші
- Леткі добавки
- Засоби для зняття форми
- Зв'язувальні агенти
- Хімічні реакції під час вулканізації
- Забруднення на поверхні форми
- Повітря, що подається під час підготовки матеріалу
З цієї причини вентиляційні отвори можуть знадобитися навіть за наявності вакуумної системи.
Як рухається повітря під час заповнення форми
Рух повітря слідує за фронтом потоку гуми.
У простій порожнині з одним затвором повітря зазвичай рухається до точки, найвіддаленішої від затвора. У складній порожнині напрямок може змінюватися, коли гума проходить навколо ребер, вставок, отворів та змінюється товщина стінки.
Повітряні пастки зазвичай утворюються там, де:
- Зустріч двох фронтів потоку
- Матеріал потрапляє в глуху порожнину
- Глибоке ребро закінчується
- Гума обтікає вставку
- Порожнина змінюється з товстої на тонку
- Одна порожнина заповнюється раніше за іншу
- Зона останнього заповнення не має вентиляційного отвору
- Гумове ущільнення вентиляційного отвору до завершення евакуації
Очікуване місце розташування повітряної пастки слід визначити під час проектування форми та підтвердити за допомогою короткочасних випробувань.
Основні типи вентиляційних отворів гумових форм
Вентиляційні отвори на лінії проділу
Вентиляційні отвори на лінії розділу – це неглибокі канавки, вирізані на поверхні форми. Зазвичай їх розміщують поблизу зон остаточного заповнення.
Ці вентиляційні отвори легко оглядати та чистити, але їхня ефективність залежить від точного закриття форми та однакових розмірів канавок.
Вентиляція через ежекторні штифти
Контрольований зазор навколо штифтів ежектора може забезпечити додатковий шлях для повітря.
Цей метод корисний, коли повітряна пастка утворюється далеко від лінії розриву. Зазор необхідно контролювати, щоб уникнути потрапляння надмірного спалаху або гуми в механізм викиду.
Вентиляційні вставки
Знімні вентиляційні вставки можна встановлювати у важкодоступних місцях. Вони дозволяють проводити технічне обслуговування або заміну без переробки всієї форми.
Посадка вставки та стан поверхні повинні залишатися однаковими, щоб запобігти протіканню та спалахуванню.
Переливні колодязі
Переливний колодязь отримує невелику кількість гуми після того, як повітря виходить з основної порожнини.
Це може допомогти відвести затриманий газ, забруднення або матеріал, що витікає на початку процесу, від готового продукту. Однак надлишковий матеріал стає відходом і зазвичай потребує обрізки.
Вакуумні канали
Вакуумні канали з'єднують порожнину форми із зовнішньою системою вакуумування. Повітря активно видаляється після закриття форми та перед початком інжекції.
Вакуумна допомога корисна для глибоких, складних або багатопорожнинних форм, але вона не компенсує неправильний баланс потоку або погано обслуговувані вентиляційні отвори.
Пористі вентиляційні матеріали
Пористі металеві вставки дозволяють повітрю проходити через мікроскопічні отвори, обмежуючи при цьому потік гуми.
Вони можуть бути корисними в тих місцях, де звичайні канавки важко обробити. Регулярне очищення необхідне, оскільки забруднення може закупорити пори.
Де слід розташовувати вентиляційні отвори гумової форми?
Вентиляційні отвори слід розміщувати там, де повітря природним чином накопичується під час наповнення.
Типові місця розташування включають:
- Кінець основного шляху потоку
- Навпроти воріт
- Глибокі ребра
- Глухі порожнини
- Навколо металевих вставок
- З'єднання фронту потоку
- Тонкі зрізи досягаються наприкінці пломбування
- Віддалені порожнини в багатопорожнинній формі
- Ділянки, на яких видно повторні короткі постріли або опіки
Розташування вентиляційних отворів повинно відповідати фактичному шаблону заповнення, а не візуальній симетрії.
Форма може здаватися геометрично збалансованою під час нерівномірного заповнення, оскільки довжина жолобів, розміри литників, товщина стінок або локальні температури відрізняються.
Визначення глибини та ширини вентиляційного отвору
Жоден розмір вентиляційного отвору не є правильним для кожної гумової форми.
Необхідні розміри залежать від:
- Тип гуми
- В'язкість суміші
- Вміст наповнювача
- Геометрія виробу
- Тиск впорскування
- Швидкість впорскування
- Температура цвілі
- Розташування вентиляційного отвору
- Необхідна якість поверхні
- Прийнятний рівень спалаху
Вентиляційний отвір має бути достатньо глибоким для виходу повітря, але достатньо неглибоким, щоб обмежувати потік гуми.
Якщо вентиляційний отвір занадто неглибокий:
- Повітря не може виходити достатньо швидко
- Можуть з'явитися сліди опіків
- Порожнина може не заповнюватися повністю
- Тиск впорскування може зрости
- Якість продукту може відрізнятися залежно від порожнини
Якщо вентиляційний отвір занадто глибокий:
- Гума потрапляє у вентиляційний отвір
- Спалах стає товстішим
- Вентиляційні канавки можуть заповнюватися затверділим складом
- Збільшення частоти прибирання
- Вимоги до обрізки збільшуються
Розміри вентиляційних отворів слід встановлювати за допомогою контрольованих випробувань форм з використанням фактично виробничої суміші.
Земля та зона рельєфу
Типовий вентиляційний отвір з роздільною лінією включає коротку контрольовану секцію, за якою йде глибший рельєфний канал.
Контрольована секція обмежує потік гуми, пропускаючи при цьому повітря. Канал для полегшення герметичності забезпечує більший прохід для виходу газу з форми.
Якщо контрольована ділянка занадто довга, опір потоку повітря збільшується. Якщо вона занадто коротка або занадто глибока, надлишок гуми може потрапити в рельєфний канал.
Зона полегшення також повинна залишатися відкритою. Правильно оброблений вентиляційний отвір не працюватиме, якщо зовнішній канал заблокований затверділою гумою, брудом або залишками засобу для зняття форми.
Зв'язок між вентиляцією та швидкістю впорскування
Швидкість впорскування визначає, як швидко гума витісняє повітря з порожнини.
Коли швидкість занадто висока:
- Повітря не може виходити, поки вентиляційний отвір не буде герметизовано
- Газ стискається
- Можуть утворюватися сліди опіків
- Піковий тиск може зрости
- Вставки можуть рухатися
- Спалах може стати сильнішим
Коли швидкість занадто низька:
- Гума може почати тверднути до завершення заповнення
- Лінії потоку можуть стати видимими
- Віддалені ділянки можуть залишатися незаповненими
- Лінії зварювання можуть стати більш вираженими
- Збільшення часу циклу
Складні порожнини можуть отримати користь від поетапного ін'єкційного введення:
- Контрольований потік через сопло та жолоб
- Швидше заповнення через основну порожнину
- Знижена швидкість поблизу вставок або чутливих елементів
- Повільніше остаточне наповнення, коли повітря наближається до вентиляційних отворів
Правильні точки переходу повинні базуватися на коротких випробуваннях та аналізі кривої тиску.
Зв'язок між вентиляцією та тиском впорскування
Затримане повітря створює опір гумі, що просувається. Оператори можуть реагувати збільшенням тиску, але це може змусити більше гуми потрапити на лінію розриву, не усуваючи початкового обмеження.
Надмірний тиск може призвести до:
- Спалах
- Відділення цвілі
- Засмічення вентиляційного отвору
- Вставити зміщення
- Більше навантаження на машину
- Швидший знос форми
Перш ніж збільшувати тиск для корекції короткого удару, перевірте:
- Стан вентиляційного отвору
- Розмір воріт
- Обмеження для бігунів
- Обсяг пострілу
- Пластифікація складних матеріалів
- Температура цвілі
- Швидкість впорскування
- Баланс порожнини
Тиск повинен долати нормальний опір потоку матеріалу, а не компенсувати заблокований повітряний шлях.
Вентиляція гумової форми та сліди опіків
Сліди опіків часто з'являються ближче до кінця наповнення, де захоплене повітря стискається гумою, що надходить.
До поширених ознак належать:
- Темні або чорні ділянки
- Обпалена гума
- Локалізована деградація поверхні
- Шорстка або пошкоджена текстура
- Повторні дефекти в одному й тому ж місці
- Короткі кадри поруч із обгорілою ділянкою
Рекомендовані перевірки включають:
- Визначте, чи знаходиться дефект у точці остаточного заповнення.
- Перевірте найближчий вентиляційний отвір на наявність затверділої гуми або забруднень.
- Зменште кінцеву швидкість впорскування.
- Перевірте, чи правильно розташований вентиляційний отвір.
- Переконайтеся, що суміш не пригорає всередині інжекторного блоку.
- Перевірте температуру форми та жолоба.
- Перевірте синхронізацію вакууму, коли використовується вакуумна допомога.
Не кожна темна пляма спричинена затриманим повітрям. Забруднення матеріалу, надмірне нагрівання та тривалий час перебування можуть призвести до подібних дефектів.
Вентиляція гумової форми та короткі постріли
Короткий постріл відбувається, коли гума не повністю заповнює порожнину.
Погана вентиляція може призвести до коротких пострілів, оскільки стиснене повітря створює бар'єр для фронту потоку. Збільшення об'єму пострілу може призвести до спалаху в заповнених зонах, тоді як місцезнаходження захопленого повітря залишається неповним.
Короткі знімки, пов'язані з вентиляцією, часто демонструють такі характеристики:
- Дефект повторюється в тому ж місці порожнини
- Незавершена ділянка знаходиться далеко від воріт
- Біля короткого пострілу з'являються сліди опіків
- Тиск впорскування різко зростає ближче до кінця заповнення
- Інші порожнини заповнюються раніше
- Очищення вентиляційного отвору тимчасово покращує результат
У "The посібник з усунення несправностей гумового лиття під тиском забезпечує додаткові перевірки на наявність коротких пострілів, спалахів, повітряних пасток та дефектів затвердіння.
Вентиляція багатопорожнинних гумових форм
Багатопорожнинні форми вимагають як балансу матеріалів, так і балансу повітряних потоків.
Якщо одна порожнина заповнюється раніше, тиск у заповненій порожнині може зрости, тоді як повітря залишається в замкненій в іншій. Це може призвести до спалахів в одній секції та коротких пострілів в іншій протягом одного циклу.
Важливі перевірки включають:
- Довжина бігунка до кожної порожнини
- Поперечний переріз бігунка
- Розміри воріт
- Розташування воріт
- Об'єм порожнини
- Температура форми за порожниною
- Розташування вентиляційного отвору
- Розміри вентиляційного отвору
- Розподіл вакуумних каналів
- Остаточна послідовність заповнення
Додавання більших вентиляційних отворів до неповної порожнини може не вирішити проблему балансування бігунка. Шлях матеріалу та шлях повітря необхідно оцінювати разом.
Вентиляція навколо металевих вставок
Гумометалеві вироби можуть затримувати повітря в місцях обтікання гумовою сумішшю вставки та повторного з'єднання з протилежного боку.
Можливі дефекти включають:
- Порожнечі навколо вставки
- Неповне гумове покриття
- Слабкі ділянки зв'язку
- Лінії зварювання
- Сліди від опіків
- Рух вставки
- Нерівності поверхні
Вентиляційні отвори можуть знадобитися поблизу кінцевої точки зустрічі двох фронтів потоку.
Швидкість ін'єкції також необхідно контролювати. Надмірна швидкість може змістити вставку або відштовхнути сполучний агент від цільової поверхні.
Вакуумна допомога може покращити заповнення навколо складних вставок, але позиціонування вставки, підготовка поверхні та стан адгезиву все ще потребують окремого контролю.
Видалення вентиляції з форми проти вакуумного формування
Вентиляційні отвори та вакуумні системи виконують пов'язані, але різні функції.
| Порівняння | Звичайна вентиляція цвілі | Вакуумне формування |
|---|---|---|
| Метод видалення повітря | Повітря виходить через пасивні канали | Насос активно відкачує повітря із закритої форми |
| Вимоги до обладнання | Вентиляційні канавки та рельєфні канали | Насос, клапани, ущільнення, датчики та канали |
| Герметизація прес-форми | Нормальна контрольована посадка форми | Більш вимогливий |
| Технічне обслуговування | Очищення вентиляційних отворів та огляд поверхні | Технічне обслуговування вентиляційних отворів, ущільнень, шлангів, клапанів та насосів |
| Складні порожнини | Значно залежить від доступу до вентиляції | Покращена евакуація за умови правильного проектування |
| Початкова вартість | Нижній | Вища |
| Контроль процесів | Швидкість і тиск впорскування | Рівень вакууму, час, швидкість та тиск |
| Відповідні застосування | Ефективно вентильовані стандартні деталі | Глибокі, складні або деталі критичного значення для якості |
Вакуум не усуває автоматично потребу у вентиляційних отворах. Повітря та вулканізаційні гази можуть продовжувати рухатися після початку ін'єкції.
Вихлопні цикли при формуванні гуми
Деякі процеси лиття гуми передбачають короткочасне відкривання або звільнення форми на ранніх стадіях вулканізації, щоб випустити затриманий газ. Зазвичай це називають циклом випуску або дегазації.
Цикл вихлопу може допомогти, коли гази утворюються після початкового заповнення, але він додає руху та часу до виробничої послідовності.
Важливі змінні включають:
- Газання випускних газів
- Кількість циклів вихлопу
- Відстань відкриття
- Температура цвілі
- Стан вилікування
- Геометрія виробу
- Генерація складних газів
Занадто раннє відкриття може порушити розподіл матеріалу. Занадто пізнє відкриття може не вивільнити газ, що вже міститься всередині продукту затвердіння.
Цикли вихлопних газів слід перевіряти з використанням результатів оцінки якості продукції, а не додавати їх автоматично до кожної програми.
Поширені проблеми з вентиляцією гумових форм
| Проблема | Ймовірні причини | Рекомендовані перевірки |
| Сліди опіків на кінці заливки | Заблокований вентиляційний отвір або надмірна кінцева швидкість | Очистіть вентиляційні отвори та зменшіть швидкість кінця наповнення |
| Повторний короткий постріл | Заблоковане повітря або обмежений хід | Перевірте зону остаточного заповнення, вентиляційні отвори та ворота |
| Сильний спалах вентиляції | Занадто глибокий вихід пара або надмірний тиск | Виміряйте вентиляційний отвір та перевірте налаштування тиску |
| Часті блокування вентиляційних отворів | Надмірне потрапляння гуми або її забруднення | Перевірте розміри вентиляційного отвору та інтервал очищення |
| Одна порожнина опікує | Проблема з незбалансованим бігунком або локальною вентиляцією | Порівняйте послідовність заповнення порожнини та стан вентиляційного отвору |
| Бульбашки залишаються | Волога, леткі речовини або затриманий газ | Перевірте компаунд, вентиляційні отвори, пропилососьте та затвердіть |
| Вакуум не досягається | Витік ущільнення, шланга або клапана | Перевірте весь вакуумний контур |
| Спалах та короткий кадр разом | Дисбаланс порожнини або затримка повітря | Перевірте баланс бігуна, перш ніж збільшувати тиск |
| Дефект переміщується між циклами | Нестабільне годування, температура або стан вентиляції | Перевірка даних процесу та чистоти форми |
| Дефект залишається після чищення | Неправильне розташування вентиляційного отвору або проблема з матеріалом | Виконайте короткострокове тестування та оцініть склад |
Чому засмічуються вентиляційні отвори від цвілі
Вентиляційні отвори гумової форми невеликі та можуть швидко засмічуватися.
До поширених причин належать:
- Затверділа гума всередині канавки
- Накопичення від цвілі
- Олія або мастило
- Пил
- Залишок сполуки
- Корозія
- Пошкоджені поверхні розділення
- Надмірний спалах
- Неправильні методи очищення
Частково заблокований вентиляційний отвір може здаватися відкритим під час візуального огляду. Однак його ефективний поперечний переріз може бути занадто малим для випуску повітря з виробничою швидкістю.
Очищення та обслуговування вентиляційних отворів гумової форми
Технічне обслуговування вентиляційних отворів слід включати до виробничого графіка, а не виконувати лише після появи дефектів.
Рекомендовані практики включають:
- Перевіряйте вентиляційні отвори під час зміни форми
- Запис інтервалів очищення
- Видаліть затверділу гуму, не пошкоджуючи канавку
- Тримайте канали допомоги відкритими
- Перевірте поверхні розділу
- Перевірте вентиляційні вставки
- Очищайте пористі компоненти за допомогою затвердженого методу
- Перевірте рух викидача
- Перевірте вакуумні порти та шланги
- Порівняйте дефекти до та після чищення
Уникайте використання інструментів, які збільшують, закруглюють або дряпають вентиляційний отвір. Неконтрольоване очищення руками може змінити розміри вентиляційного отвору та створити постійні проблеми зі спалахом.
Як діагностувати місце розташування повітряної пастки
Перевірте положення дефекту
Повторні опіки, порожнечі або короткі постріли в одному й тому ж місці часто вказують на те, де накопичується повітря.
Виконайте короткострокове тестування
Зробіть зразки з кількома відсотками заповнення. Ці зразки показують напрямок фронту потоку та останню область для заповнення.
Порівняйте порожнини
Для багатопорожнинних форм визначте, чи виникають дефекти в певній порожнині, гілці жолоба або температурній зоні.
Перегляньте криві тиску
Різке підвищення тиску ближче до кінця наповнення може свідчити про наявність повітря, що застрягло, або обмеження потоку.
Зменшити кінцеву швидкість заповнення
Якщо дефект покращується після зниження кінцевої швидкості, повітря може не мати достатньо часу для виходу при початковому налаштуванні.
Очистіть вентиляційні отвори
Тимчасове покращення після очищення підтверджує, що обмеження вентиляційного отвору сприяє проблемі.
Перевірте склад
Якщо місця розташування дефектів змінюються або по всьому виробу з'являються бульбашки, це може бути пов'язано з вологою, леткими речовинами або підготовкою матеріалу.
Інформація про конструкцію форми, необхідна перед виробництвом
Ефективне проектування вентиляційних отворів починається з фактичних даних про продукт та процес.
Корисна інформація включає:
- Креслення виробу
- Тип і склад гуми
- В'язкість суміші
- Дані про випалювання та затвердіння
- Вага деталі
- Розподіл товщини стінки
- Позиція вставки
- Кількість порожнин
- Дизайн бігунка та воріт
- Очікуваний напрямок заповнення
- Розміри прес-форми
- Потужність впорскування
- Доступний тиск
- Температура цвілі
- Вимоги до поверхні
- Допуск спалаху
- Обсяг виробництва
- Вимоги до вакууму
Постачальники машин, прес-форм та компаундів повинні разом переглядати цю інформацію, якщо продукт має складні вимоги до заповнення або видалення повітря.
ТАСУ розробляє інтегровані розчини для лиття гуми під тиском поєднання контролю впорскування, подачі FIFO, технології холодного канальника, вакуумних систем та оптимізації прес-форм.
Контрольний список налаштування вентиляції гумової форми
Перед затвердженням виробництва підтвердьте:
- Вентиляційні отвори розташовані в точках фактичного остаточного заповнення
- Розміри вентиляційного отвору відповідають виробничій суміші
- Канали допомоги відкриті
- Поверхні роз'єднання чисті
- Вентиляційні отвори викидача вільно рухаються
- Вставки не блокують шлях для повітря
- Бігунок та ворота збалансовані
- Швидкість впорскування дозволяє повітрю виходити
- Тиск не є надмірно високим
- Температура цвілі стабільна
- Рівень вакууму та час відтворювані
- Послідовні деталі не мають опіків, пустот або коротких пострілів
- Спалах залишається в межах допустимого
- Вимоги до очищення вентиляційних отворів задокументовані
У "The процес лиття гуми під тиском пояснює, як заповнення форми пов'язане з підготовкою матеріалу, впорскуванням, затвердінням та вийманням з форми.
Висновок
Вентиляція гумової форми безпосередньо впливає на заповнення порожнини, якість поверхні та стабільність процесу. Правильно розташовані та обслуговувані вентиляційні отвори дозволяють витісненому повітрю та технологічним газам виходити без утворення надмірного спалаху.
Надійна вентиляція вимагає узгодження між конструкцією форми та налаштуваннями машини. Балансування жолоба, положення затвора, в'язкість компаунда, швидкість впорскування, тиск, температура форми та час вакуумування впливають на кінцевий результат.
Коли виникають дефекти, підвищення тиску впорскування не повинно бути першою реакцією. Короткочасні випробування, перевірка вентиляційних отворів, аналіз кривої тиску та контрольоване регулювання швидкості забезпечують більш надійний шлях до виявлення причини.
TASU виробляє повністю автоматичні машини для лиття гуми під тиском з програмованим керуванням впорскуванням, вакуумом, вулканізацією та кількома станціями. Для оцінки вентиляції форми, конфігурації машини та виробничих вимог до гумового виробу, зв'яжіться з ТАСУ.
