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用塑料拋丸清洗模具

文章出處:www.onenonly.com.cn人氣:1395發表時間:2017-12-14

    Elkhorn, WI的AK橡膠公司是一個精密橡膠製品製造商,在認識到傳統的模具清洗法的不足之處後,便采用了塑料拋丸清洗模具這一新方法。業已證明,此方法是成功的。

    該公司生產50。多種不同的橡膠模壓製品,主要是用專用原材料生產標準公差要求高的精密橡膠製品,15年前,公司對所有的加工工藝進行100%的質量跟蹤,當發現一個產品有缺陷並尋找其產生的根源時,這才發現工藝沒問題,而模具清洗工藝則需要改進。

1、傳統模具清洗法的缺點:

    AK橡膠製品公司的模具每使用10040。次就要清洗一次,清洗的頻率取決於模壓的膠料、產品的形狀、表麵結構及一些其它因素。

    最初他們僅用堿性溶液浸泡清洗,此方法有效,但乏味費時,公司總裁說:“用堿性溶液清洗確實是件令人討厭的事,要把模具吊起,小心地放入盛有熱堿性溶液的槽裏,如果模具滑脫,將堿性溶液濺出,還會燒傷人。所以清洗模具的人必須戴橡膠手套、圍裙和麵具。模具在浸泡後(一般一個通霄或稍長些),又要將模具提起,在另一個槽裏衝洗,擦幹以防生鏽”。堿性溶液浸泡清洗存在的另一個問題是模具閑置時間長,特別是當模具需要經常清洗時,此間題對於長期連續運轉的AK橡膠製品公司尤為突出。廢溶液的處理又是一個問題。

    AK橡膠製品公司購買了一台玻璃球噴砂機,使用的是市場上最小的玻璃球(目的是把對模具的磨損減少到最小程度),玻璃球不能反複使用,一旦破碎的玻璃球通過噴嘴就要被清除掉,因為破碎的玻璃球磨損更大。

    他們發現,即使采用防護措施,通過多次噴砂清洗,玻璃球也會影響產品工藝和外觀。正如Fiegel所指出“當模具開始出現磨損時,硫化膠邊增厚,厚膠邊又會加劇修邊的困難,此時則必須更換或修理模具。

    玻璃球噴砂還會改變橡膠零件的外觀,在很短的時間內便可使光滑的產品表麵變得粗糙。總之,玻璃球引起的模具磨損妨礙了精密模壓程控設備的正常功能,模腔中心銷子的磨f}都會使模壓程控製件的功能失去作 o r iegel承認“此問題給AG亚游集团帶來了許多麻煩,當AG亚游集团花費了大量的時間試圖去弄清楚為什麽此產品在試驗中總是有間題時,最後終於找出了問題存在的根源,即模具磨損”。在重新提供模具期間,公司隻好停止該產品的生產。由此造成的損失,包括模具修理、停產、浪費的精力及給顧客造成的不便是令人痛心的。此後,AK橡膠製品公司停止了用玻璃球清洗所有精密的或公差要求高的模具.

2、研究新的模具清洗法:

    Fiegel一直在尋求較好的模具清洗法,“水磨法”和“蒸汽清洗法”均已考慮,但都不理想,因為它們似乎費用高且繁瑣。看來唯一可行的是改進玻璃球噴砂法。

2.1、用塑料丸清洗模具:

    Fiegel熟悉塑料丸修邊用途,AK橡膠製品公司有兩台5英尺3容量的低溫噴砂裝置,自1977年以來就已用壓出的熱塑性拋丸進行低溫噴砂,修邊。自他第一次看到此修邊法,通過與鐵砂修邊法相比較,他很快就被塑料噴砂設備易維護保養、體積小、耐用以及拋丸的特點所吸引。塑料丸不像鐵丸那樣會使產品出現凹點或留下斑痕.1988年,Fiegel也讀到並聽到有關其它橡膠模壓製品廠使用塑料拋丸清洗模具這一新的噴砂方法。

    塑料噴砂(PMB)工藝采用的是顆粒狀熱固性塑料拋丸,是航空工業在70年代首次研製的,用它在結構試驗前清理螺旋漿、輪子、起落架和其它零件表麵的塗層。

    在塑料拋丸噴砂工藝中,氣壓驅動數百萬小塑料丸清除模具表麵比較軟的漆、塗層或髒物,而對塗層下麵較硬的基質無損傷。提供塑料拋丸的硬度和密度範圍應在核桃殼和玻璃球的硬度之間,塑料拋丸的適中硬度和銳利的園棱不僅可清除掉漆和其它塗覆層,也能清除掉模具裏厚的殘留物,對模具表麵卻無損傷。

圖1壓力和噴砂示意圖

圖1壓力和噴砂示意圖

    一次,AK橡膠製品公司把塑料拋丸在玻璃球噴砂裝置裏試驗,但玻璃球噴砂設備驅動塑料拋丸的速度達不到有效清潔模具的速度。

    Fiegel試驗了用塑料拋丸清洗模具的工藝,此工藝清洗模具的速度和有效性給他的印象很深。AK橡膠製品公司買了一台由拋丸驅動循環裝置和噴砂室組成的模具清洗係統。有兩種氣動驅動和循環工藝供選擇:抽吸噴砂和壓力噴砂工藝,也可用更高級的壓力噴砂技術。

    此係統包括一個驅動塑料拋丸與壓縮空氣混合,並以高速通過噴嘴,噴到模具上,噴出的拋丸用一個除塵分離器接收(圖1)拋丸與空氣的比例和拋丸的速度越高,壓力噴砂係紛的清洗速度就越快。

    如果一個公司有一台砂了.玻璃球或鐵丸噴砂室,經過改進便可用塑料拋丸一般隻需用安裝一個新噴嘴和氣壓調節器。

    AK橡膠製品公司選擇了一台內部尺寸約48"(長)X 36"(寬)X 48"(高)的設備,可容納達最大32”無模具架的模具,公司還選擇了一台10001b容量的噴砂室和搬運小車以及6英尺長的外增強軌道,以方便模具的搬運。

    AK橡膠製品公司的拋丸消耗量,是根據空氣與拋丸流程圖表(以噴砂壓力、噴嘴尺寸等計算的)及使用相同設備和拋丸的用戶實際耗量估算的。采用的拋丸是Multi-Blast, 20/30目(MB-2 ) ,噴砂壓力50 55psi ,噴砂時間15~20h/星期。據粗略估算,每月的拋丸消耗量約5001b,拋丸的利用率隨它們各自的工作方式而變。

3、安裝和操作:

    模具清洗設備操作容易、維修方便,隻要給設備通上電、氣、填上拋丸後,操作者便可開始清洗模具。

圖2模具磨損

    設備調節協調加上熟練地操作技術可極大地提高清洗效率。設備的工作性能可通過改變氣壓,拋丸與空氣的混合比例以及改變噴嘴尺寸來控製。操作者也可通過改變噴嘴的角度和噴嘴與模具間的距離來提高設備的清洗性能。為保證清洗效果一致,在噴砂期間應每隔約半小時加少量的新拋丸以取代用除塵分離器去掉的破碎拋丸。雖然普通噴砂設備的拋丸重量約501,但每隔一定時間要添加少量的新拋丸以保持大、中、小粒子的理想配合,保證有效徹底地清洗效果。

    設備安裝後不久,AK橡膠製品公司發現設備有靜電問題,其解決辦法是:(1)把拋丸進行抗靜電處理;(2)給設備接好地線,因為地線接錯也會使拋丸吸附在模具上和噴室的內壁。

    有時給浸蝕的玻璃球表麵徐上脫模劑,脫模效果能會更好些,當需要這種類型的表麵時,AK橡膠製品公司先用塑料拋丸清洗模具,然後用玻璃球快速除去表麵雜質。

表1模具清洗時間

 

表1模具清洗時間

    玻璃球噴砂法和堿溶液清洗法與塑料拋丸清洗法相比較不僅費時,還要培訓操作人員,而且操作要非常小心。玻璃球拋丸對模具的潛在損傷很大,如果清洗人員不仔細.會很快磨損掉精密模具的關鍵棱緣。 

圖3塑料拋丸破碎率

   塑料拋丸噴砂對工作人員和環境無害,操作人員不與堿性或有毒的化學藥品或氣味直接接觸,塑料灰塵也相對安全。職業安全與健康署(美國勞工部)或製造商對此沒有提出專門要求,但AK橡膠製品公司卻要求噴砂人員在工作時戴上耳罩。    塑料噴砂拋丸非常耐用,而且可多次循環使用,當噴嘴壓力低於50磅/英寸2時,塑料拋丸每。用一次的破碎率為1%一500(圖3)。破碎率隨著塑料拋丸的類型、使用的噴砂壓力、噴嘴與模具的距離以及被清洗模具的物理性能而變化。與玻璃球相比,塑料拋丸不僅耐用、而且每磅體積是玻璃球體積的2倍,所以它比玻璃球更經濟實用。