Obsah
Pri vstrekovaní plastov spolu návrh termoplastickej formy a výber materiálu úzko súvisia. Samotný výber vhodného materiálu nestačí, charakteristiky toku materiálu, miera zmršťovania a tepelné vlastnosti priamo ovplyvňujú návrh formy a stabilitu výrobného procesu. Ak materiál a forma nie sú správne zladené, môžu sa ľahko vyskytnúť problémy, ako je deformácia, rozmerové odchýlky alebo nestabilná kvalita výrobku.
Tento článok načrtáva základné princípy návrhu termoplastických foriem a výberu materiálu pre vstrekovanie plastov a pomáha tímom zosúladiť správanie materiálu s požiadavkami na nástroje a výrobu.
Čo je termoplast?
Termoplasty sa pri zahrievaní tavia a pri ochladzovaní tvrdnú a toto reverzibilné správanie je hlavným rozdielom medzi termoplastmi a termosetmi.
Termoplasty vs. termosety
Termoplasty : taviť, pretvárať, recyklovať, reverzibilne.
Termosetické lepidlá : Jednorazové vytvrdzovanie, netaviteľné, nevratný proces.
Vo väčšine prípadov si inžinieri zvyčajne vyberajú termoplasty na vstrekovanie termoplastov, pretože tieto materiály sú flexibilné, recyklovateľné a ľahko sa spracovávajú.
Kľúčové vlastnosti termoplastov
Správanie sa pri tavení
Termoplasty tečú pri vysokých teplotách. Niektoré materiály majú vynikajúcu tekutosť, zatiaľ čo iné majú vyššiu viskozitu. Tekutosť určuje účinnosť plniacich foriem pre plasty: materiály s dobrou tekutosťou možno kombinovať s menšími vtokmi, zatiaľ čo materiály s vysokou viskozitou vyžadujú vyšší vstrekovací tlak.
zrážanie
Všetky termoplasty sa pri chladení zmršťujú a stupeň zmršťovania sa mení, čo priamo ovplyvňuje veľkosť hotového výrobku. Preto je potrebné pri návrhu formy počítať s toleranciou zmršťovania.
Tepelná stabilita
Každý materiál má vhodný teplotný rozsah: ak je teplota príliš vysoká, materiál sa degraduje; ak je teplota príliš nízka, výplň bude neúplná. Tepelná stabilita odráža toleranciu materiálu voči teplotným zmenám, takže je potrebné to zohľadniť počas výroby vstrekovaním plastov.
Bežné termoplasty používané pri vstrekovaní plastov
Nasledujúce termoplastické materiály na vstrekovanie plastov majú odlišné vlastnosti toku, zmršťovania, tepelného správania a limity použitia.
ABS
Vstrekovanie ABS plastu sa široko používa na výrobu elektronických krytov, interiérových dielov automobilov a spotrebného tovaru, ktorý vyžaduje húževnatosť a dobrú povrchovú úpravu. Počas vstrekovania vykazuje mierne zmršťovanie (0.4 – 0.8 %), dobrú tekutosť a vo všeobecnosti sa ľahko vstrekuje, hoci priestor musí byť dobre vetraný, aby sa zabránilo spáleniu.
Polypropylén (PP)
Polypropylén (PP) je ideálny materiál na výrobky ako pánty, nádoby a kryty automobilových batérií vďaka svojim výhodám, ako je dobrá flexibilita, chemická odolnosť a nízke náklady. Počas procesu formovania je potrebná kompenzácia zmršťovania, pretože PP má tendenciu priľnúť k povrchom s vysokou teplotou a forma musí byť jemne vyleštená, aby sa zabezpečilo hladké vyberanie z formy.
Polyetylén (PE)
Polypropylén (PP) má dobrú húževnatosť, voskovo hladký povrch a vynikajúcu odolnosť voči nárazu a často sa používa na výrobu uzáverov fliaš, nádob a hračiek. Počas procesu lisovania sa jeho miera zmršťovania líši v závislosti od druhu (1.5 % až 4.0 %). Hoci má nízky bod topenia a dobrú tekutosť, je potrebné dbať na to, aby sa zabránilo deformácii a deformácii.
Polykarbonát (PC)
Tento materiál je priehľadný, pevný a tepelne odolný, vďaka čomu je vhodný na výrobu krytov zdravotníckych pomôcok, automobilových šošoviek a bezpečnostných štítov. Formovanie vyžaduje vysoké teploty 260 – 320 °C, takže formy musia byť schopné odolať takejto vysokej teplote. Okrem toho musí byť materiál dôkladne vysušený, inak dôjde k rozstreku na povrchu.
Nylon (PA)
Vstrekovanie PA do foriem vyžaduje starostlivú kontrolu vlhkosti, pretože nylon môže absorbovať vodu počas skladovania a po vstrekovaní. Medzi typické aplikácie patria ozubené kolesá, puzdrá a diely vo vnútri motorových priestorov automobilov. Vzhľadom na vysokú mieru zmršťovania nylonu (v rozmedzí od 1.0 % do 2.5 % v závislosti od plniva) musí mať konštrukcia formy vysoké požiadavky na toleranciu.
Čo je termoplastická forma?
Termoplastická forma je nástroj používaný na formovanie roztaveného termoplastu do pevného dielu. Forma má vo vnútri dutinu a po vstreknutí vysokoteplotného plastu do dutiny a jeho ochladení sa vytvorí požadovaný hotový výrobok.
Úvahy o návrhu termoplastických foriem
Tu sa začína skutočná práca. Každé rozhodnutie ovplyvňuje kvalitu dielu.
Kompenzácia zmršťovania
Dutina formy musí byť väčšia ako finálny diel, to závisí od materiálu. PP potrebuje väčšiu kompenzáciu. ABS potrebuje menšiu.
Dizajn brány a koľajníc
Brány kontrolujú, kde plast vstupuje do dutiny, malé brány fungujú pre tenké materiály, veľké brány pre hrubé alebo plnené materiály. Usporiadanie prietokového kanála musí zabezpečiť vyvážený tok materiálu, inak dôjde k nekonzistentným časom plnenia.
Dizajn chladiaceho systému
Chladiace kanály prechádzajú vnútrom formy a využívajú cirkulujúcu vodu alebo olej na dosiahnutie rovnomerného chladenia. Nerovnomerné chladenie je častou príčinou deformácie vstrekovaných dielov , zatiaľ čo účinný chladiaci systém môže skrátiť čas cyklu a zlepšiť rozmerovú stabilitu.
Návrh vetrania
Odvzdušňovací kanál má plytkú drážkovú štruktúru, ktorá dokáže vytlačiť vzduch a zároveň zabrániť pretečeniu plastu. Typická hĺbka odvzdušňovacieho kanála je 0.01 – 0.05 mm. Zlá konštrukcia odvzdušňovania vstrekovacej formy môže viesť k stopám po spálení, neúplnému naplneniu, zachytenému plynu a vzplanutiu.
Rôzne termoplastické materiály vyžadujú rôzne konštrukcie vstrekovacích foriem a konštrukcia formy priamo určuje kvalitu dielov. Každé konštrukčné rozhodnutie je kľúčové.
Aplikácie termoplastického liatia
Elektronika
Kryty, konektory a spínače. Tieto komponenty vyžadujú vysokú presnosť a vysokú povrchovú úpravu a ako materiály na vstrekovanie plastov sa bežne používajú ABS a PC.
Zdravotnícke pomôcky
Zdravotnícke pomôcky často používajú materiály ako PC a ABS medicínskej kvality na výrobu striekačiek, komponentov pre intravenózne infúzie a rukovätí chirurgických nástrojov. Tieto formy sa musia dať ľahko čistiť, bez otrepov a ostrých hrán a bežne sa používajú formy z nehrdzavejúcej ocele.
Automobilové komponenty
Komponenty prístrojovej dosky, svorky a nádrže na kvapaliny sa bežne vyrábajú z materiálov ako PP, ABS a nylon.
Priemyselné diely
Nylon a výstužné materiály sa bežne používajú na výrobu ozubených kolies, krytov a komponentov telesa čerpadla.
Výhody a obmedzenia termoplastického lisovania
výhody
Recyklovateľné : Odpadové diely je možné prebrúsiť a opätovne použiť.
Vysoká účinnosť : Cykly sú krátke. Automatizácia je jednoduchá.
Zložité tvary : Môžete tvarovať podrezania, závity a tenké steny.
Široký výber materiálov : K dispozícii sú desiatky termoplastov.
Obmedzenia
Limity tepelnej stability : Niektoré materiály sa ľahko degradujú. Teplotu je potrebné prísne kontrolovať.
Problémy so zmršťovaním : Zmršťovanie spôsobuje deformáciu a rozmerové problémy. Na jeho zvládnutie potrebujete dobrý návrh formy.
Počiatočné náklady na formu : Vysokokvalitné termoplastické formy sú drahé, ale vydržia milióny výstrelov.
Často kladené otázky
Čo je termoplastická forma?
Termoplastická forma je oceľový nástroj používaný pri vstrekovaní termoplastov. Tvaruje roztavený plast do pevného dielu. Má dutiny, chladiace kanály a odvetrávacie otvory.
Aký je rozdiel medzi termoplastickou formou a termosetovou formou?
Termoplastické formy ochladzujú materiál, aby stuhol. Termosetové formy materiál zahrievajú, aby ho vytvrdili. Dizajn a výber ocele sú úplne odlišné.
Ovplyvňuje výber materiálu dizajn formy?
Áno, veľa. Materiály s vysokou zmršťovacou schopnosťou, ako napríklad PP, potrebujú väčšiu dutinu. Vysokoteplotné materiály, ako napríklad PC, potrebujú lepšie chladenie a žiaruvzdornú oceľ. Vždy prispôsobte formu materiálu.
Záver
Kľúč k úspešnému vstrekovaniu termoplastov do formy je jednoduchý: koordinácia materiálov, foriem a procesov. Ak tieto tri procesy prebiehajú hladko, možno dosiahnuť vysoko kvalitné hotové výrobky, krátke cykly formovania a nízkonákladovú výrobu.
HingTung je profesionálny výrobca vstrekovacích foriem, ktorý vám môže poskytnúť kompletný servis od návrhu formy a výberu materiálu až po výrobu a balenie. HingTung Injection Molding Manufacturer vám navrhne a vyrobí vhodnú špeciálnu formu.