什么是背压，我们应该如何计算它？

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使用增压比计算背压是否能准确反映枪管内发生的情况？较新的机器技术让我们以全新的眼光重新审视一个旧项目。
多年来，我与成型机制造商就机器设定值和输出进行了几次（我们称之为）“讨论”。我什至还记得我的第一次谈话，争论使用空气喷射来计算实际注射速度能力的优点。我从来都不是一个将自己的想法藏在心里的人，尤其是当我对它们有足够强烈的感觉时，并且我对计算背压有了一些新的想法。

这篇文章的起源实际上是在 10 多年前，当时我在一家医疗模具制造商从事工艺/生产组合监控项目，我在 21 年 2 月的专栏（过程监控或生产监控——为什么不两者兼而有之？）。
让我给你一点背景。该原始项目的目标之一不仅是消除两次手动记录 CPO（关键流程输出）的需要，而且使流程完全自动化并将频率提高到 100% 的周期，确保没有零件被发送给不在这些 CPO 中运行的客户。

这是医疗成型，我们不能只将机器控制器联网，只依赖他们的数据。我们需要一个真正的第三方系统来验证输出并收集数据。因此需要一个监控系统。该项目包括添加第三方压力传感器、位置传感器甚至温度传感器，以便对过程输出进行真实验证。

解喷嘴处塑料压力实际发生的情况与过程中的背压有很大关系。（照片：盖蒂图片社）

这样做是为了避免后台工艺技术人员进行任何可能影响机器控制器输出的创造性数学运算。该团队发现了超出其公平份额的数字捏造，我在之前的文章中强调了这一点。

该团队安装的压力传感器通常放置在机器制造商的传感器附近。这样做是为了帮助确保输出不会因传感器位置而有所不同。这也意味着我们没有在熔体中安装传感器来测量注射过程中的实际塑料压力。相反，我们将使用从液压到塑性压力的强化比转换。

这一切都是为了避免机器输出与监控系统输出之间的显着差异，这种差异可能由不一致的测量技术引起。我应该注意到，使用机器的输出，我们的医疗客户都对这些流程进行了认证。根据 delta 的大小，差异可能会导致繁重的重新认证过程。不要误会我的意思，由于我提到的一些创造性数学，我们确实必须完成其中的一些，但这些是例外。

我的问题过去是现在是：为什么我们要使用增压比将背压计算为塑性压力？

因此，最终我们得到了装备精良的机器，能够提供大多数人无法提供的数据。也就是说，我们仍然没有能力测量喷嘴处的实际塑料压力，这就是为什么我没有将背压作为主要话题。我已经提到了我对背压的想法，在之前的一些文章中有所提及，并且我与许多机器制造商进行了讨论，包括我工作的那家，但我从未有机会使用配备了在喷嘴尖端工作的压力传感器。也就是说，直到现在。


背压
几年前，在上述项目期间，我对机器制造商如何计算和显示背压的大问题开始了。我们最近获得了一些新的嵌件成型业务，该业务需要在立式注塑机上缩小螺杆和机筒的尺寸。这也是一个不小的缩小尺寸，因为我们将机筒尽可能地降低到与这种特殊的注射装置和机器配套的高度。机器本身的最大液压注射压力设置为 3300 psi，一旦安装了新的更小的螺杆和机筒，这导致增压比增加到 20:1，使最大塑料压力 (PPSI) 达到 66,000。

了解您的机器控制如何计算背压是更好地了解您的过程的关键。（照片：阿博格）

我们都非常关注最大注射压力——这是理所当然的——以至于没有人考虑这种重新配置可能对背压产生的影响。机器制造商确实将机器编程为大约 30,000 PPSI 的最大注射压力——通过软件对其进行压力限制，以防止模具破裂。这保护了我们的模具和机器免受损坏，但并没有帮助我们始终如一地生产出好的零件。   

无论设定点如何，我们都找不到稳定的工艺，一次成型短零件，然后在下一次闪光。考虑到我们有装备精良的机器，一旦查看数据，不难发现问题：螺丝恢复时间无处不在。

如果你让 10 个处理器来定义背压，我保证你会得到 10 个不同的答案，而且大多数答案都是它的作用，而不是它的本质。

所以我们开始增加背压，最大设定值为 1500 PPSI。背压以及所有其他注射压力设置或输出均使用机器的增压比进行转换。当我们最大限度地使用此设置时，我们确实开始看到可重复性的改进，但有些东西并没有加起来。所以我做了数学计算，令我们惊讶的是，1500 PPSI 的背压和新的增压比，相当于将背压设置为 44 psi 液压。那是我真正开始问的时候：为什么这些机器控制器设计用于计算塑料压力的背压？


我们应该如何计算背压？
背压是当液压油在螺杆回收期间返回液压油箱时，比例回流阀的限制程度的设置。所以我们被告知背压设置越高，开口越小，设置越低，但实际上，情况恰恰相反。

除其他外，背压决定了液压油在螺杆回收期间如何返回油箱。（照片：盖蒂图片社）

我的问题过去是现在是：为什么我们要使用增压比将背压计算为塑性压力？请记住，增压比是推动螺杆的液压活塞的直径与螺杆本身直径之间的比率。背压产生的方向相反，由塑料本身在推回螺钉时产生。螺杆前的塑料压力随着螺杆的旋转而增加，并迫使更多的塑料向前。一旦该塑料产生足够的压力以超过迫使液压油通过比例回流阀所需的压力，那么螺杆就开始缩回其位置。

这将导致螺杆前面的塑料压力位于该阀门液压读数的北侧。所以我再问一次：为什么我们要在背压上使用增压比？我知道为机器的 HMI 编写全有或全无的代码可能更容易，但如果它不能真实准确地反映过程，我认为更简单的控制器编程不是一个足够好的理由。


新见解
我最近访问了iMFLUX，这家公司花了几年时间开发了一种压力控制工艺，在该工艺中，它使用了一个专门设计的配有压力传感器的喷嘴。该传感器允许 iMFLUX 系统实时调整填充速度，以在整个注射周期中保持一致的注射压力。它还可以读取螺杆恢复过程中的实际塑料压力。

我第一次能够看到螺杆恢复期间的塑性压力输出，这证实了我的担忧，即使用背压的增压比 (Ri) 不能准确反映背压。将其保留为液压设定点比将其乘以 Ri 更准确，因为向后移动的螺杆直径没有增加。在多年前处理该嵌入成型产品时，这将为我们节省很多时间。我认为背压对于某些处理器来说仍然是一个肮脏的词，就像吸回或减压一样。

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