Зміст
У процесі лиття під тиском конструкція термопластичної форми та вибір матеріалу тісно пов'язані. Простого вибору відповідного матеріалу недостатньо, характеристики плинності матеріалу, швидкість усадки та теплові властивості безпосередньо впливають на конструкцію форми та стабільність виробничого процесу. Якщо матеріал та форма не підібрані належним чином, можуть легко виникнути такі проблеми, як деформація, відхилення розмірів або нестабільна якість продукції.
У цій статті викладено основні принципи проектування термопластичних форм та вибору матеріалів для лиття під тиском , що допомагає командам узгодити поведінку матеріалу з вимогами до інструментів та виробництва.
Що таке термопластик?
Термопластики плавляться при нагріванні та тверднуть при охолодженні, і ця оборотна поведінка є основною відмінністю між термопластами та термореактивними пластмасами.
Термопластики проти термореактивних пластмас
Термопластики : плавлення, зміна форми, переробка, оборотність.
Термореактивні пластмаси : одноразове затвердіння, не підлягають повторному плавленню, незворотний процес.
У більшості випадків інженери зазвичай обирають термопласти для лиття під тиском термопластів, оскільки ці матеріали гнучкі, придатні для переробки та легко обробляються.
Основні властивості термопластиків
Поведінка плавлення
Термопластики текучі за високих температур. Деякі матеріали мають чудову плинність, а інші – вищу в'язкість. Текучість визначає ефективність заповнення пластикових форм: матеріали з хорошою плинністю можна використовувати з меншими затворами, тоді як матеріали з високою в'язкістю потребують вищого тиску впорскування.
Усадка
Усі термопласти стискаються при охолодженні, і ступінь усадки змінюється, що безпосередньо впливає на розмір готового виробу. Тому в конструкції форми необхідно передбачити припуск на усадку.
Термічна стійкість
Кожен матеріал має відповідний температурний діапазон: якщо температура занадто висока, матеріал руйнуватиметься; якщо температура занадто низька, заповнення буде неповним. Термостійкість відображає стійкість матеріалу до коливань температури, тому це необхідно враховувати під час виробництва методом лиття під тиском.
Поширені термопластики, що використовуються в лиття під тиском
Наведені нижче термопластичні матеріали для лиття під тиском мають різну плинність, усадку, термічні властивості та межі застосування.
ABS
Лиття під тиском ABS широко використовується для виготовлення корпусів електроніки, деталей салону автомобілів та споживчих товарів, що вимагають міцності та гарної обробки поверхні. Під час лиття він демонструє помірну усадку (0.4–0.8%), добру текучість і, як правило, легко формується, хоча приміщення має добре провітрюватися, щоб запобігти пригорянню.
Поліпропілен (ПП)
Поліпропілен (ПП) є ідеальним матеріалом для таких виробів, як петлі, контейнери та корпуси автомобільних акумуляторів, завдяки своїм перевагам: хорошій гнучкості, хімічній стійкості та низькій вартості. Оскільки ПП має тенденцію прилипати до поверхонь з високою температурою, під час процесу лиття необхідна компенсація усадки, а форму необхідно ретельно відполірувати для забезпечення плавного вилучення з форми.
Поліетилен (ПЕ)
Поліпропілен (ПП) має добру міцність, воскоподібну гладкість на дотик та чудову ударостійкість, і його часто використовують для виготовлення кришок для пляшок, контейнерів та іграшок. Під час процесу формування його коефіцієнт усадки варіюється залежно від марки (від 1.5% до 4.0%). Хоча він має низьку температуру плавлення та добру плинність, все ж слід бути обережним, щоб запобігти деформації та викривленню.
Полікарбонат (ПК)
Цей матеріал прозорий, міцний та термостійкий, що робить його придатним для виготовлення корпусів медичних пристроїв, автомобільних лінз та захисних екранів. Лиття вимагає високих температур 260–320°C, тому форми повинні витримувати таку високу температуру. Крім того, матеріал необхідно ретельно висушити, інакше виникнуть розбризкування поверхні.
Нейлон (PA)
Лиття під тиском поліаміду вимагає ретельного контролю вологості, оскільки нейлон може поглинати воду під час зберігання та після лиття. Типові застосування включають шестерні, втулки та деталі всередині моторних відсіків автомобілів. Через високий коефіцієнт усадки нейлону (від 1.0% до 2.5% залежно від наповнювача), конструкція прес-форми повинна мати високі вимоги до допусків.
Що таке термопластична форма?
Термопластична форма – це інструмент, який використовується для формування розплавленого термопластику в тверду деталь. Форма має всередині порожнину, і після того, як високотемпературний пластик впорскується в порожнину та охолоджується, формується бажаний готовий виріб.
Міркування щодо проектування термопластичної форми
Ось тут і починається справжня робота. Кожне рішення впливає на якість деталі.
Компенсація усадки
Порожнина форми повинна бути більшою, ніж кінцева деталь, це залежить від матеріалу. ПП потребує більшої компенсації, АБС – меншої.
Дизайн воріт і напрямних
Затвори контролюють, де пластик потрапляє в порожнину: малі затвори підходять для тонких матеріалів, великі — для товстих або наповнених матеріалів. Схема проточного каналу повинна забезпечувати збалансований потік матеріалу; інакше виникатиме нерівномірний час заповнення.
Конструкція системи охолодження
Охолоджувальні канали проходять через внутрішню частину форми, використовуючи циркулюючу воду або олію для досягнення рівномірного охолодження. Нерівномірне охолодження є поширеною причиною деформації деталей, виготовлених литтям під тиском , тоді як ефективна система охолодження може скоротити час циклу та покращити стабільність розмірів.
Дизайн вентиляції
Вентиляційний канал має неглибоку канавку, яка може як виштовхувати повітря, так і запобігати переливанню пластику. Типова глибина вентиляційного каналу становить 0.01–0.05 мм. Неправильна конструкція вентиляційного отвору форми для лиття під тиском може призвести до появи слідів від опіків, неповного заповнення, утримання газу та спалаху.
Різні термопластичні матеріали вимагають різних конструкцій ливарних форм, а конструкція форми безпосередньо визначає якість деталей. Кожне конструкторське рішення є вирішальним.
Застосування термопластичного лиття
електроніка
Корпуси, роз'єми та перемикачі. Ці компоненти вимагають високої точності та високої якості поверхні, і зазвичай використовуються ABS та ПК як матеріали для лиття під тиском.
Медичні прилади
Медичні вироби часто використовують такі матеріали, як полікарбонат та медичний АБС-пластик, для виробництва шприців, компонентів для внутрішньовенних інфузій та ручок хірургічних інструментів. Ці форми повинні легко очищатися, не мати задирок та гострих країв, і зазвичай використовуються форми з нержавіючої сталі.
Автомобільні компоненти
Компоненти панелі приладів, затискачі та резервуари для зберігання рідин зазвичай виготовляються з таких матеріалів, як PP, ABS та нейлон.
Промислові частини
Нейлон та армуючі матеріали зазвичай використовуються для виробництва шестерень, корпусів та компонентів корпусу насоса.
Переваги та обмеження термопластичного лиття
Переваги
Придатний для переробки : металобрухт можна перешліфувати та використовувати повторно.
Висока ефективність : тривалість циклу коротка. Автоматизація проста.
Складні форми : Ви можете формувати піднутрення, різьбу та тонкі стінки.
Широкий вибір матеріалів : доступні десятки видів термопластику.
Недоліки
Межі термічної стійкості : Деякі матеріали легко руйнуються. Необхідно ретельно контролювати температуру.
Проблеми з усадкою : усадка спричиняє деформацію та проблеми з розмірами. Щоб впоратися з цим, потрібна хороша конструкція форми.
Початкова вартість форми : Високоякісні термопластичні форми дорогі, але вони вистачають на мільйони пострілів.
Поширені запитання
Що таке термопластична форма?
Термопластична форма — це сталевий інструмент, який використовується для лиття термопластів під тиском. Вона формує розплавлений пластик у тверду деталь. Вона має порожнини, канали охолодження та вентиляційні отвори.
Чим термопластична форма відрізняється від термореактивної форми?
Термопластичні форми охолоджують матеріал для його затвердіння. Термореактивні форми нагрівають матеріал для його затвердіння. Конструкція та вибір сталі абсолютно різні.
Чи впливає вибір матеріалу на конструкцію форми?
Так, багато. Матеріали з високою усадкою, такі як ПП, потребують більшої порожнини. Високотемпературні матеріали, такі як ПК, потребують кращого охолодження та жаростійкої сталі. Завжди підбирайте форму відповідно до матеріалу.
Висновок
Ключ до успішного лиття термопластів під тиском простий: узгодженість матеріалів, форм та процесів. Якщо ці три процеси протікають безперебійно, можна досягти високоякісної готової продукції, коротких циклів лиття та низької собівартості виробництва.
HingTung — професійний виробник прес-форм для лиття під тиском, який може надати вам повний спектр послуг, від проектування форми та вибору матеріалу до виробництва та упаковки. Виробник прес-форм для лиття під тиском HingTung розробить та виготовить для вас відповідну спеціальну форму.