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注塑加工廠管理方法與經(jīng)濟(jì)效益
企業(yè)管理是一門(mén)綜合性的科學(xué) ,同時(shí)也是一門(mén)領(lǐng)導(dǎo)藝術(shù)。辦企業(yè)就是為了盈利 ,當(dāng)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(shí)也讓社會(huì)獲得利益 。一個(gè)企業(yè)通過(guò)產(chǎn)品和客戶與市場(chǎng)取得了聯(lián)系 ,客戶對(duì)制造商、供應(yīng)商最關(guān)注的是產(chǎn)品的質(zhì)量 、價(jià)格 、交貨期和服務(wù) ,這四者最終又體現(xiàn)為企業(yè)利潤(rùn)和社會(huì)效益 。注塑工廠的現(xiàn)場(chǎng)管理 直接影響著企 業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 ,現(xiàn)就以下幾個(gè)方面談作者的實(shí)踐及向同行學(xué)習(xí)的體會(huì) 。
1 合理控制總循環(huán)時(shí)間會(huì)帶來(lái)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(guò)程由塑化過(guò)程 ,充模過(guò)程 、冷卻凝固過(guò)程和脫模過(guò)程組成 ,每進(jìn)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(gè)甚至數(shù)十個(gè)塑料零件 。循環(huán)時(shí)間的準(zhǔn)確估計(jì)能促成一筆生意成交或 賺取更多的利潤(rùn)。注射成形把塑料原料放入注射機(jī)的料筒中 ,經(jīng)加熱熔化 ,使成為高粘度的流體 ,通過(guò)注射機(jī)的柱塞和螺桿作為加壓工具 ,經(jīng)過(guò)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(guò)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(jī)器的四類循環(huán)時(shí)間相加而得。 模具打開(kāi)/ 閉合時(shí)間該時(shí)間通常被稱為機(jī)器的“干循環(huán)"時(shí)間 “drycycle"( time) 。這個(gè)時(shí)間取決于機(jī)器的鎖模力噸位 (Clampi ngton nage) 和模具的復(fù)雜程度 。例如 ,有好幾個(gè)模具滑塊機(jī)構(gòu)的大型機(jī)器比只有一個(gè)簡(jiǎn)單模具的小機(jī)器 ,干循環(huán)時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)些 。干循環(huán)時(shí)間的長(zhǎng)短 ,通常在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行試測(cè) ,很容易得到準(zhǔn)確的時(shí)間長(zhǎng)短 ,其值一般為 4～1 5 秒 。
注射時(shí)間或充填時(shí)間充模過(guò)程是注射成形中最主要的過(guò)程 ,熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出后 ,進(jìn)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(shí)型腔的各部位 。充填時(shí)間是指用來(lái)完全填滿模腔的時(shí)間 ,充填時(shí)間包括將塑料注入模具的時(shí)間和在澆口完全凝住前將塑料壓實(shí)的時(shí)間 。這個(gè)時(shí)間通常只占總循環(huán)時(shí)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(shí)間熱塑性塑料的注射成 形過(guò)程是一個(gè)熱 交換的過(guò)程 ,即塑化 (加熱) 、固化成形 (散熱) 。冷卻時(shí)間的大小是測(cè)量中最難的一環(huán) 。這段時(shí)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(fù)雜性及熱傳導(dǎo)公式分析冷卻時(shí)間的困難性 ,實(shí)際上冷卻時(shí)間沒(méi)能作很好地預(yù)測(cè) ?，F(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 以解決澆注系統(tǒng)中的疑難問(wèn)題和注射過(guò)程的熱交換問(wèn)題 。
恢復(fù)時(shí)間測(cè)算機(jī)器周期的最后一個(gè)重要問(wèn)題是機(jī)器復(fù)原準(zhǔn)備下次注射的能力 。若利用了機(jī)器性能的大部分 ,或循環(huán)時(shí)間 以干循環(huán) ,注射及冷卻時(shí)間為基礎(chǔ) 相對(duì)較短 。
機(jī)器可能會(huì)需要一個(gè)額外的時(shí)間來(lái)使原料充分塑化 。 一般說(shuō)來(lái) ,最好采用所需每次的注射量低于其注射能力 60 %的機(jī)器。機(jī)器的注射能力可用已知的每次注射量和原料密度來(lái)決定。機(jī)器制定商們說(shuō)的額定注射能力是以通用聚苯乙烯 ( PS 密度為 1 為基礎(chǔ)的。) 據(jù)一位從事了注塑 30 年的國(guó)外專家說(shuō) : “我見(jiàn)到很多注塑廠將循環(huán)周期弄得比必要的長(zhǎng) 。讓我們來(lái)看看 ,比如 你某臺(tái)機(jī)器的循 環(huán)周期為 20 秒 , 若減為 1 5 秒 ,你就在此臺(tái)機(jī)器上多 贏得 3125 %的產(chǎn) 量。對(duì)一臺(tái)每小時(shí)產(chǎn)值 30 美元的機(jī)器來(lái)說(shuō) ,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(tái)機(jī)器 ,將此節(jié)余與臺(tái)數(shù)相乘 ,這可是一大筆錢(qián) 。所以注塑廠需要有一個(gè)針對(duì)不同產(chǎn)品制訂一個(gè)注射 、循環(huán)周期的目標(biāo) ,以取得更大的經(jīng)濟(jì)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(kāi)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(kāi)發(fā)和制造的能力。注塑廠在接待客戶時(shí) ,無(wú)論這些客戶是直接的產(chǎn)品發(fā)展人員 ,還是付錢(qián)的委托人 ,必須要使其明白產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)周期中 ,模具是一種投資 ,舍不得花本錢(qián)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(huì)有不同的價(jià)格 。所以注塑廠應(yīng)說(shuō)服客戶考慮一個(gè)綜合的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 。對(duì)于一付不能充分冷卻的模具 ,其燒口不合適 ,或其注射機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得不合理 ,它就會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)很慢且需要更多的維修 。例如 ,某一部件的模具可能會(huì)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(duì)其重新打磨和處理 。循環(huán)時(shí)間也受注射機(jī)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(gè)帶脫模板 ( St rip per plate) 的模具會(huì)花 12 5 ,0 00 元 (人民幣) ,但循環(huán)周期會(huì)短很多。
注塑廠在接待客戶時(shí)請(qǐng)注意 ,對(duì)模具不甚熟悉的客戶來(lái)說(shuō) ,客戶很少要一個(gè)指定的模具設(shè)計(jì) 。此時(shí)注塑廠應(yīng)盡量做好此項(xiàng)工作 ,即明確指定一個(gè)能最高效工作的模具 ,即使在開(kāi)始時(shí)花費(fèi)較大 ,但卻省去了令人今后頭痛的問(wèn)題 。當(dāng)然 ,總的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估還是要由客戶拿主意。
設(shè)計(jì)時(shí)不要將澆口和流道定得太小注射模中澆口是熔體直接進(jìn)入型腔的通路 。其位置、尺寸、形狀會(huì) 直接影響塑件的內(nèi)在質(zhì) 量和外觀質(zhì)量。如設(shè)計(jì)不當(dāng) ,會(huì)造成充填不良 、觸接痕 、氣泡 、翹曲變形 ,內(nèi)應(yīng)力過(guò)大和密度不均等弊病。一些注塑專家往往在現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)到定得過(guò)小的流道和澆口 。太小的澆口會(huì)限制流量 ,在原料被注出時(shí)導(dǎo)致額外的熱堆積 ,因而會(huì)需用較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)冷卻并會(huì)使大量原料分解 。
美國(guó)的一位現(xiàn)場(chǎng)的注塑專家建議 ,模具設(shè)計(jì)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(jiàn)到的 它可以根據(jù)制品的重量和壁厚尺寸的關(guān)系曲線來(lái)選定流道的直徑 。當(dāng)然也要根據(jù)不同的澆口型式而定 。對(duì)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(jìn)料 ,在充模過(guò)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(gè)角落 。在現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題的專家說(shuō) ,有問(wèn)題的模具幾乎總是沒(méi)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(kāi)逸氣) 路。對(duì)于流動(dòng)性好的樹(shù)脂 ,既能排氣又不發(fā)生飛邊的最小間隙極限值應(yīng)為 0102m m 。排氣孔應(yīng)位于最有效的位置 ,通常設(shè)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(wèn)題 。
熔制溫度不要太高通常在模具澆口和流道的尺寸對(duì)部件來(lái)說(shuō)不夠的時(shí)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(dòng)不暢 , 所以注塑者把熱量加足以改進(jìn)流動(dòng)性能 。由于流動(dòng)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(jì)所示溫度高得多的情況下加工 。某注塑專家說(shuō) ,重要的是在注口或澆口外而非料筒內(nèi)測(cè)溫 。若你在此位置沒(méi)有高溫計(jì) ,試著不用模具 ,
將原料射出 ,測(cè)其出口處的溫度 ,你會(huì)對(duì)那上升了的溫度感到驚訝。過(guò)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(huì)分解 。過(guò)高溫度及過(guò)長(zhǎng)加熱時(shí)間下的部件表面粗糙有紋 ,或棱角不明 。嚴(yán)重的加熱會(huì)產(chǎn)生棕色條紋 、黑 點(diǎn) ,有時(shí)在缺口敏感 區(qū) ( no tch2 sen sitive area 易碎 。高溫還會(huì)導(dǎo)致部件翹曲變形 ,對(duì)此) 問(wèn)題注塑者通過(guò)增加循環(huán)時(shí)間來(lái)彌補(bǔ) ,此時(shí)將模具當(dāng)成了一個(gè)高級(jí)防止翹曲夾具來(lái)使用 。若可能的話 ,建議開(kāi)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。控制合適的溫度注塑會(huì)帶來(lái)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(huì)不同程度的受潮 。而一旦潮氣進(jìn)入注塑成形過(guò)程 ,將會(huì)直接影響到注塑件的質(zhì)量 ,如疵點(diǎn) 、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(shù)脂 。對(duì) 非吸濕性塑料 ,放在干燥箱中 ,用熱風(fēng)吹 ,使表面濕氣蒸發(fā) ,并驅(qū)動(dòng)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(fēng)除去潮氣。許多專家認(rèn)為 ,許多注塑廠沒(méi)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(zhǎng)時(shí)間干燥 ,但在進(jìn)入成型機(jī)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(diǎn)低達(dá) - 40°F 的干燥熱風(fēng)吸收內(nèi)部的潮氣 。有的專家經(jīng)常發(fā)問(wèn) ,原料是存放在除濕空間里嗎 ? 采用的是什么干燥機(jī) ?是除濕干燥機(jī) 若是 ,干燥的原料在到達(dá)底部前也會(huì)重新吸入水分 。有些注塑廠在料倉(cāng)中用氮?dú)鈦?lái)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(yīng)注意提供客戶滿意的一流產(chǎn)品 ,對(duì)于注塑件外觀、顏色 、粗糙度 、強(qiáng)度、尺寸精度等質(zhì)量問(wèn)題必需引起充分的注意和重視 。對(duì)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(duì)于表面粗糙度要求低的部件應(yīng)
該仔細(xì)放好 ,對(duì)淺色或透明的塑料制品必需要帶好手套 ,仔細(xì)檢查 ,將檢查過(guò)的制品裝入聚乙烯塑料袋中 , 用布包起來(lái) ,或排放在紙板上 。必需注意 ,小心輕放 。在裝箱時(shí)完全應(yīng)該按照包裝要求及包裝作業(yè)指示書(shū)進(jìn)行操作 ,以確保數(shù)量和搬運(yùn)運(yùn)輸過(guò)程中免遭碰撞和受力過(guò)猛 ,確實(shí)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(duì)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(xùn)注塑操作工 ,決不可漫不經(jīng)心地對(duì)待產(chǎn)品 ,以免使已作的努力付之東流 。
注塑者需對(duì)設(shè)備和模具做常規(guī)的防護(hù)性的保養(yǎng)具有豐富生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)的專家 ,只要在現(xiàn)場(chǎng)看一眼機(jī)器 ,就可以將注塑工藝中的問(wèn)題很快地診斷出來(lái) 。機(jī)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(duì)注塑操作人員進(jìn)行操作和安全培訓(xùn) ,對(duì)于斷開(kāi)的插座 、接線箱 、裸線和漏油或漏水現(xiàn)象必需予以及時(shí)處理 ,任何非正常運(yùn)行的條件和因素都會(huì)直接影響到注塑產(chǎn)品的質(zhì)量 ,甚至?xí)苯佑绊懙娇蛻粝掠唵蔚臎Q心 。對(duì)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(kāi)模及頂出是否順利 。對(duì)于模具甚至于對(duì)吊環(huán)都不能疏忽 , 有的吊環(huán)采用英制 ,若要疏忽或沒(méi)有系列的備件 ,將會(huì)影響到模具的吊裝和生產(chǎn)的準(zhǔn)備 。小事的疏忽導(dǎo)致效益的損失必需引起現(xiàn)場(chǎng)管理人員足夠的重視 。
注射者要從錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)的專家普遍看到 ,很多注塑廠沒(méi)有真正從別人給他們解決問(wèn)題的過(guò)程中受益 。他們不清楚成形工藝各因素間的相互關(guān)系 。有一個(gè)專家說(shuō) ,“我解決了這個(gè)問(wèn)題后 ,剛跨出廠門(mén) ,他們就回原位置干原先干的事去了。"一個(gè)專家在解決一個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)脆部件的工藝問(wèn)題時(shí)是將循環(huán)周期延長(zhǎng)了一倍 。那個(gè)工廠的經(jīng)理說(shuō) :“一旦專家離開(kāi) ,我們會(huì)回復(fù)到原有循環(huán)周期。"他們不能承受循環(huán)時(shí)間的增加 ,卻又對(duì)質(zhì)量問(wèn)題難以控制 ,他們不相信一個(gè)小小的修理會(huì)對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生穩(wěn)定的作用 。所以作為注塑工廠的領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員必需隨時(shí)總結(jié)工廠生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ,隨時(shí)修正自己的錯(cuò)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(jì)效益 。
