Digital design og simuleringsproces
Produktionen af højhastigheds-PET-præformforme begynder med præcist digitalt design. Gennem computer-støttet design og simuleringsteknologi kan formstrukturen optimeres før produktion, hvilket reducerer efterbearbejdning og lægger grundlaget for effektiv produktion.
Parametrisk og modulært design er kernen i højhastighedsstøbedesign.- Designere bruger 3D-designsoftware såsom UG og SolidWorks til at skabe parametriske modeller baseret på præformparametre leveret af kunden (såsom vægt, diameter, vægtykkelse og trækforhold), der forbinder præformens dimensioner med formhulrummet, løberen, kølesystemet og andre strukturer. Ved at kalde modulære komponentbiblioteker frem (såsom standard styresøjler og -bøsninger, hot runner-komponenter og udkastningsmekanismer) kan den overordnede formstruktur hurtigt bygges, hvilket reducerer gentagne designarbejde. For eksempel kan designcyklussen for en 64-højhastighedsform med hulrum forkortes fra de traditionelle 15 dage til mindre end 7 dage, samtidig med at det sikres ensartethed i hulrumsstrukturen.
CAE-simuleringsanalyse bruges gennem hele designprocessen. Ved at simulere nøgleindikatorer som smelteflow, køleeffekt og strukturel styrke kan designfejl identificeres på forhånd. I smeltestrømssimulering bruges software såsom Moldflow til at analysere påfyldningstiden, trykfordelingen og temperaturændringerne i forskellige hulrum, hvilket optimerer løberens layout og portplacering for at sikre, at fyldningstidsforskellen for hvert hulrum i 64-hulrummets støbeform kontrolleres inden for 0,3 sekunder. Strukturel styrkesimulering bruger ANSYS-software til at simulere spændingsfordelingen af støbeformen under åbning og lukning af støbeformen med høj-hastighed, med fokus på at optimere tykkelsen og layoutet af spændingsbærende komponenter, såsom skabeloner og styresøjler, for at undgå deformation forårsaget af lang-højhastighedsdrift. Kølesystemsimulering kan forudsige ensartetheden af køling af præformen ved vandkanalerne. Ved at justere vandkanalens diameter, afstand og indløbs-/udløbspositioner holdes præformens temperaturforskel under udtagning af formen under 5 grader.
Samarbejdet design og datastyring forbedrer designeffektiviteten. Et PDM-system (Product Data Management) bruges til centraliseret styring af designdata, hvilket muliggør realtidsdatadeling mellem designere, procesingeniører og produktionspersonale, hvilket undgår designfejl forårsaget af versionsinkonsistens. Samtidig giver en cloud-baseret samarbejdsplatform mulighed for real-kommunikation med kunder og leverandører vedrørende designløsninger, rettidig reaktion på kravændringer og forkorter designbekræftelsescyklussen med mere end 30 %. For eksempel, når en kunde justerer præformens vægtykkelse, kan designere hurtigt opdatere hulrumsdimensionerne gennem datakorrelation og samtidig skubbe opdateringerne til produktionsafdelingen, hvilket sikrer rettidige justeringer af produktionsplanen.
Højtydende-materialeudvælgelses- og forbehandlingsprocesser
Høj-hastigheds PET-forme stiller ekstremt høje krav til materialers mekaniske egenskaber, slidstyrke og stabilitet. Strenge materialevalg og forbehandlingsprocesser er nødvendige for at sikre formens langsigtede-pålidelige drift under høj-frekvente,-belastningsforhold.
Det præcise valg af formmaterialer skal bestemmes ud fra de funktionelle forskelle mellem formkomponenterne. Da hulrummet og kernen er i direkte kontakt med høj-temperatur-,-højtryks-PET-smelten, skal der anvendes ultra-rent martensitisk rustfrit stål (såsom S136, STAVAX). Dens kulstofindhold bør kontrolleres til 0,3 %-0,5 %, og indholdet af urenheder såsom svovl og fosfor bør være mindre end 0,01 %. Efter varmebehandling kan hårdheden nå HRC48-52, og den har fremragende poleringsydelse med en overfladeruhed på Ra0,01μm. Strukturelle komponenter såsom skabeloner og styresøjler er lavet af høj-for--hærdet stål (f.eks. 718H, NAK80), med en hårdhed kontrolleret til HRC30-35 og en trykstyrke større end eller lig med 1200MPa, der er i stand til at modstå titusindvis af støbningsåbninger pr. Til støbeforme med ultrahøj injektionshastighed (der producerer over 100.000 præforme i timen), kan hulrummet være lavet af pulvermetallurgisk højhastighedsstål (f.eks. ASP-60), med et samlet indhold af legeringselementer på mere end eller lig med 25 % (wolfram, molybdæn, krom osv.) og slidstyrke af 3-5 gange slidstyrke af 3-5 gange stål.
Materialeforbehandling er afgørende for at sikre bearbejdningsnøjagtighed. Efter at stålet er opbevaret, gennemgår det streng kemisk sammensætning og mekanisk egenskabstest. Grundstofindhold bekræftes ved hjælp af et spektrometer, og initial hårdhed måles med en hårdhedstester for at sikre overholdelse af designkrav. Efterfølgende udføres ældningsbehandling, hvor stålet holdes ved 500-550 grader i 4-6 timer og langsomt afkøles til stuetemperatur for at eliminere indre spændinger genereret under smedning og forhindre deformation efter bearbejdning. For store forme skal der anvendes en trinvis opvarmnings- og isotermisk afkølingsproces, som kontrollerer afkølingshastigheden til Mindre end eller lig med 5 grader/time for at opnå en intern spændingsaflastning på over 80 %. Udglødningsbehandling er også påkrævet før skæring af råmaterialet for at reducere materialets hårdhed (mindre end eller lig med HRC25), forbedre skæreydelsen og forlænge værktøjets levetid.
Materialets dimensionsnøjagtighedskontrol skal opretholdes gennem hele forbehandlingsprocessen. Høj-præcisionssavemaskiner (skærenøjagtighed ±0,1 mm) bruges til råmaterialeskæring for at sikre, at tykkelsesafvigelsen af metalpladen ikke overstiger 0,2 mm, hvilket giver ensartet plads til efterfølgende bearbejdning. For hulrumsråmaterialer udføres grovslibning ved hjælp af en overfladesliber for at kontrollere fladheden inden for 0,05 mm/m, hvilket reducerer mængden af skæring, der kræves ved efterfølgende bearbejdning. Samtidigt udføres fejldetektion (såsom ultralydstestning) på råmaterialet for at sikre fravær af interne revner, porer og andre defekter, hvilket forhindrer pludselig brud under brug af skimmelsvamp.
