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第59章 注塑机调试,参数之谜

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螺杆和机筒,被誉为挤出机的“心脏”和“枪膛”,如今这两大核心部件已经完美配齐,而且都是红星厂自主研发、自主制造的顶尖货色。而张巧玲和王小虎他们研制出的高性能改性PP材料,则是那即将填入枪膛的“特种弹药”。

万事俱备,只欠东风。

这“东风”,便是将这些如黄金般珍贵的“弹药”——改性PP粒子,塑造成型,变成真正具有使用价值的产品部件的最后一道关键工序——注塑成型。

第二天一大早,秦奋便召集了孙师傅、李大柱、刘栓柱以及材料实验室的张巧玲和王小虎,一同来到了厂里略显陈旧,但依旧在服役的注塑车间。

红星厂原本也生产一些简单的塑料制品,比如暖水瓶外壳的某些配件、低压电器的一些绝缘件等,因此有几台老式的卧式注塑机。这些机器虽然还能运转,但精度不高,自动化程度也低,更重要的是,之前它们加工的都是最普通的聚丙烯或聚乙烯,对于如今红星厂研制出的这种高性能改性材料,其注塑工艺参数,几乎是一片空白。

“孙师傅,这几台注塑机,还能堪当大任吗?”秦奋指着其中一台吨位尚可,保养得也还算不错的“力劲”牌注塑机问道。这台机器是前两年从一家倒闭的集体小厂盘过来的,虽然年头不短,但关键的液压系统和合模机构还算硬朗。

孙师傅上前仔细检查了一番,拍了拍机器厚重的金属外壳,沉声道:“秦厂长,这台机器的底子还在。液压泵、油路、锁模机构这些关键部分,我们前段时间刚做过一次彻底的保养和校准。加热系统和喷嘴部分,只要我们稍作调整,再配上合适的模具,用来试制我们新材料的样件,应该是没问题的。就是……这个控制系统,可能得费点功夫。”

老式注塑机的控制系统相对简单,主要依靠继电器和时间控制器,温度控制也不够精确。而高性能改性塑料,尤其是玻纤增强PP这种含有大量填料的材料,对熔融温度、注射压力、保压时间、冷却速度等工艺参数的要求极为苛刻。任何一个参数的微小偏差,都可能导致制品出现飞边、缩痕、气泡、翘曲变形,甚至力学性能大幅下降等缺陷。

这便是秦奋所说的“参数之谜”。

“控制系统是关键。”秦奋点点头,眼中闪过一丝深思,“普通的PP,加工窗口比较宽,参数粗放一点也能成型。但我们的玻纤增强PP,拉伸强度超过100兆帕,弯曲模量高达5.5吉帕;还有小虎他们那个超低温增韧PP,零下三十度冲击不断裂。这些材料的‘脾气’,可跟普通PP不一样。要想把它们的优异性能在最终制品上完美体现出来,注塑工艺参数的精确控制,就必须做到分毫不差。”

“巧玲,小虎,”秦奋转向两位材料研发的功臣,“你们对各自材料的流变特性、热稳定性有什么初步的判断?比如熔点范围、建议的加工温度区间?”

张巧玲扶了扶眼镜,说道:“秦厂长,我们的玻纤增强PP,由于加入了30%的玻纤,熔体的粘度肯定比纯PP要高得多,流动性会差一些。我查阅了一些文献,并结合我们DSC(差示扫描量热法)测试的结果,初步估计其熔融温度区间在220℃到250℃之间。但最佳的注射温度、模具温度,以及注射压力和速度,还需要通过实际试验来摸索。”

王小虎也补充道:“我们的低温增韧PP,因为加入了POE弹性体,熔融指数比纯PP略高,流动性应该还不错。但POE对剪切和温度比较敏感,温度太高容易降解,影响增韧效果。我们初步估计加工温度在190℃到220℃之间比较合适。但具体的,也得看实际注塑的情况。”

秦奋听着,心中暗自与系统提供的理论数据进行比对。系统确实给出了一些基础的加工窗口建议,但那也只是理论值。真正的“黄金参数”,必须依靠实践来验证和优化。

“好,有初步的范围就好办。”秦奋转向孙师傅,“孙师傅,模具方面,我已经让金工车间那边按照我给的图纸,先加工一套标准的力学性能测试样条模具,包括拉伸样条、弯曲样条和冲击样条。估计今天下午就能送过来。我们今天的主要任务,就是把这台注塑机彻底‘吃透’,为下午的试模做好充分准备。”

“首先,加热系统。我们需要精确控制炮筒各区的温度。原来的温控表精度不够,得想办法改造。李大柱,你和刘栓柱去电器仓库看看,有没有精度高一点的PID温控模块,或者想办法从旧设备上拆几个下来。”

“是!”李大柱和刘栓柱领命而去。

“其次,喷嘴。玻纤增强材料对喷嘴的磨损比较大,而且流动性差,可能需要孔径稍大一些的喷嘴,并且要保证喷嘴和模具主流道口的良好配合,防止溢料和冷料。”秦奋继续布置。

孙师傅点头道:“这个没问题,秦厂长。我们车间有几款不同孔径的喷嘴备件,可以挑选合适的。实在不行,我们自己也能车一个出来。”

“最后,也是最重要的,就是工艺参数的记录和调试。”秦奋的语气变得格外郑重,“从今天开始,每一次试模,炮筒温度、模具温度、注射压力、注射速度、保压压力、保压时间、冷却时间、螺杆转速、背压……所有能记录的参数,都必须详细记录下来。我们要像做科学实验一样,控制变量,观察结果,逐步逼近最佳工艺窗口。”

他目光扫过众人:“这不仅仅是为了调试出一套参数,更是为了积累我们红星厂自己的工艺数据库。这些数据,以后就是我们生产高性能产品的核心竞争力之一!”

众人听得心头一凛,都感受到了秦奋对这件事的极致重视。

说干就干。孙师傅带领着机修车间的几名老师傅和青年骨干,开始对选定的注塑机进行细致的检查和针对性的改造。有的负责清理油路,检查液压阀的灵敏度;有的负责拆卸炮筒,检查螺杆和机筒的磨损情况;有的则专注于加热圈和热电偶的排布与连接。

张巧玲和王小虎也没有闲着,他们带来了各自材料的PP原料粒子,以及相关的性能测试仪器,准备随时取样分析,将注塑过程中的材料变化与最终样条的性能联系起来。

秦奋则像一位运筹帷幄的将军,在车间内来回巡视,不时停下来与孙师傅讨论某个技术细节,或者向张巧玲询问材料在特定温度下的剪切粘度估算。他的脑海中,神秘图谱正快速运转,将注塑机的结构、材料的特性、以及他前世积累的无数注塑经验进行融合分析,不断筛选出可能的优化方案。

很快,李大柱和刘栓柱兴冲冲地跑了回来,手里捧着几个崭新的PID温控模块。“秦厂长,找到了!这是从上次市里淘汰一批进口旧设备时,咱们厂低价淘换回来的,一直没用上,没想到今天派上大用场了!”

秦奋接过一个模块,仔细看了看,脸上露出满意的笑容:“好东西!这玩意儿能实现温度的精确闭环控制,比我们原来的继电器控制强太多了!孙师傅,立刻组织人把这些模块换上去,重点控制炮筒的几个加热区和喷嘴温度。”

有了精确的温控,就如同给枪膛装上了瞄准镜。

整个上午,注塑车间都沉浸在一种紧张而有序的忙碌之中。金属的敲击声、工具的摩擦声、偶尔响起的讨论声,交织在一起,构成了一幅典型的工厂攻坚画面。

下午,金工车间那边准时将一套打磨得锃光瓦亮的标准样条模具送了过来。模具不大,但结构复杂,包含了多种不同形状的型腔,用于一次性注塑出拉伸、弯曲、冲击等标准试样。

“模具来了!”一声呼喊,让所有人的精神都为之一振。

秦奋亲自上前检查模具,从分型面的平整度,到型腔的光洁度,再到冷却水道的布局,看得一丝不苟。确认无误后,他大手一挥:“上模!”

经验丰富的老师傅们小心翼翼地将模具吊装到注塑机上,仔细校对着中心,紧固着压板。这套模具,承载着红星厂新材料能否成功的关键一步。

一切准备就绪。

张巧玲小组的30%玻纤增强PP粒子,被小心地倒入干燥料斗中。经过几个小时的预热和调试,注塑机的炮筒温度已经按照张巧玲初步提供的参数设定完毕:一区210℃,二区225℃,三区240℃,喷嘴245℃。模具温度则通过外接的模温机控制在80℃。

“开始第一次试射!”秦奋深吸一口气,下达了指令。

操作工按下了启动按钮,注塑机发出一阵低沉的轰鸣。螺杆旋转,将熔融的塑料推向炮筒前端,注射油缸发力,高压的熔体瞬间冲入模具型腔。

所有人的目光都紧紧地盯在模具上,心中充满了期待。

“嘭”的一声轻响,合模机构打开,顶针将刚刚成型的样条顶出。

一名技术员眼疾手快地用钳子夹起还带着热气的样条。

然而,众人的脸上却并未露出喜色。

第一套样条,问题不少。有的样条末端未能完全充满,出现了“欠注”;有的样条表面有明显的银丝状流痕;还有的样条边缘,带着薄薄的“飞边”。

“典型的流动性不足和排气不良。”秦奋看了一眼,立刻做出了判断,“玻纤的加入,确实让熔体粘度大幅增加,流动性变差了。”

张巧玲的眉头也皱了起来:“看来我们初步设定的注射压力和速度还是偏低了,而且模具的排气设计可能也需要优化。”

“别急,这是正常的。”秦奋安慰道,“第一次试模,能打出形状来,就已经是成功的一半了。接下来,就是解开‘参数之谜’的过程。”

他拿起记录板,对操作工说道:“记录好刚才的参数。下一模,我们将注射压力提高10%,注射速度提高一个档次,同时检查一下模具分型面的排气槽是否通畅。”

“是!”

第二模、第三模、第四模……

整个下午,注塑车间仿佛变成了一个巨大的实验室。秦奋沉着指挥,技术员们 meticulously记录着每一组参数的变化,以及对应样条的表观缺陷。

注射温度从220℃一路尝试到260℃,模具温度在60℃到100℃之间徘徊,注射压力、保压压力、注射速度更是进行了数十种组合的调整。

时而因为温度过高,样条表面出现焦黄的降解斑点;时而因为压力过大,飞边严重;时而又因为保压不足,样条出现明显的缩痕凹陷。

每一次失败,秦奋都会召集大家,对着有缺陷的样条,结合参数记录,进行细致的分析。他的讲解,深入浅出,既有理论依据,又有实践经验,让在场的每一个人都受益匪浅。孙师傅和他的徒弟们,对于注塑工艺的理解,也在这个过程中飞速提升。

汗水浸湿了衣背,脸上沾染了油污,但没有一个人叫苦叫累。成功的渴望,支撑着他们一次又一次地调整参数,一次又一次地期待着顶针顶出的完美样条。

终于,在黄昏的余晖透过车间窗户洒进来的时候,当炮筒温度稳定在245℃,模具温度85℃,注射压力达到120兆帕,保压压力80兆帕,保压时间8秒……一组特定的参数组合下,随着模具的开启,一套表面光滑、边缘整齐、填充的灰白色玻纤增强PP样条,完美地呈现在众人面前!

“漂亮!”秦奋拿起一根拉伸样条,对着光线仔细观察,脸上露出了久违的笑容,用力一挥手,“就是这个感觉!这组参数,记下来!立刻送去进行力学性能测试!”

周围的技术员们爆发出一阵压抑不住的欢呼。连续数小时高强度的调试,终于找到了破解“参数之谜”的钥匙!

张巧玲接过一套样条,激动地说道:“秦厂长,我马上去做测试!”

这只是玻纤增强PP的初步成功。接下来,还有王小虎的超低温增韧PP等待着同样的考验。但有了这次的经验,秦奋和团队的信心更足了。

夜幕降临,注塑车间的灯光依旧明亮。机器的轰鸣声中,红星厂的“第一枪”,正在精确地校准着它的弹道。他们知道,一旦这“参数之谜”被彻底解开,红星厂的“特种弹药”就能源源不断地转化为克敌制胜的利器,真正震惊整个行业!



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