Proces vstřikování termoplastů

Vstřikování termoplastů se stal nejpoužívanějším výrobním procesem plastů. Je proslulý tím, že vyrábí výrobky vysoké standardní kvality při minimálním obratu a ve velkých množstvích. Rostoucí potřeba vysoce kvalitních plastových výrobků v různých odvětvích zvýšila uplatnění termoplastů.

Tyto materiály jsou založeny na polymerních pryskyřicích a po zahřátí se změní na homogenní kapalinu, která se po ochlazení stane pevnou. Vstřikování využívá termoplasty a termosetové plasty nebo dokonce elastomerní materiály k vytvoření vysoce výkonných tvarovatelných dílů nebo výrobků. Novější technologie vstřikování termoplastů a lepší formy umožnily snížení nákladů, lepší vzhled a lepší vyhlídky na výrobu.

Proč se při vstřikování používají termoplasty?

Termoplasty se používají při vstřikování, protože tají při vysokých teplotách a krystalizují při nízkých teplotách. Díky této vlastnosti jsou ideální pro recyklaci a tvarování do různých forem a struktur. Díky své flexibilitě a všestrannému použití jsou nejpreferovanějšími materiály v průmyslu.

Jak vyrábět vstřikované termoplastické výrobky?

Vstřikování termoplastů je jedním z nejzásadnějších procesů v současné výrobě. Zahrnuje vytváření různých plastových výrobků za použití termoplastických polymerů.

Krok 1. Výběr vhodného materiálu

Typ použitého materiálu určuje funkčnost, vzhled a trvanlivost konečného výrobku. Materiály vybírejte s ohledem na jejich mechanické vlastnosti, tepelnou stabilitu a specifické použití.

Krok 2. Příprava materiálu

Tento proces zahrnuje sušení surových plastových pelet za účelem odstranění vlhkosti. Vlhkost totiž významně ovlivňuje a ničí proces tavení a výlisek. Takto připravené pelety se poté dopravníkovým pásem přivádějí do násypky vstřikovacího stroje na termoplasty.

Krok 3. Tavení

Plastové pelety se taví v sudu s vratným šnekem. Tyto pelety pak mají podobu roztavené lávy nebo horké kapaliny. Během této fáze je rozhodující kontrola teploty, aby bylo dosaženo správné konzistence a toku roztaveného plastu v požadovaném standardu.

Krok 4. Vstřikování

Jak již název napovídá, roztavený plast je vstřikován do dutiny formy pomocí vysoce kontrolovaného vstřikovacího tlaku. Přesná kontrola tohoto procesu určuje přesné specifikace a povrchovou úpravu dílu. Výsledné díly jsou poté ochlazeny a ztuhnou za optimálních podmínek.

Krok 5. Vyhazování

Požadovaný díl se po zatuhnutí vyjme z formy pomocí vyhazovacích kolíků. Tento proces musí být načasován a řízen tak, aby nedošlo k poškození dílu a aby byl řádně uvolněn.

Krok 5. Následné zpracování

Tato fáze se obvykle používá k řezání a tvarování dílů do požadovaných tvarů. Díly mohou být lakovány, eloxovány, ořezávány, leštěny atd. v závislosti na požadované funkčnosti a estetice.

Jaké jsou kritické části vstřikovacího stroje na termoplasty?

Stroj na vstřikování termoplastů se skládá z několika částí. Mezi nejběžnější části patří;

Upínací jednotka

Upínací jednotka pevně drží obě části formy, aby se během vstřikování neotevřely. Musí vyvinout dostatečnou sílu, aby odolala síle působící na vstřikovaný roztavený plast a zajistila, že se forma neotevře a díl bude dobře vytvarován.

Vstřikovací jednotka

Vstřikovací jednotka, která je považována za srdce stroje, má na starosti zahřívání plastového materiálu a jeho vstřikování do dutiny formy. Má vyhřívaný válec se šnekem, který se pohybuje tam a zpět, aby vytlačil plast tryskou do formy a udržoval stálý přísun materiálu.

Obytný a chladicí systém

Jakmile je roztavený plast vstříknut do formy, udržuje se tlak v systému bydlení a chlazení, aby bylo zaručeno, že plast obsadí všechny dutiny formy a ztuhne do správného tvaru. Chlazení je velmi důležitým procesem při zkracování doby cyklu a také při zvyšování kvality konečného výrobku.

Proces vysunutí

Po usazení plastu se spustí proces vyhazování. Forma se otevře a vyhazovací kolíky, které jsou umístěny na boku formy, vyhodí hotový díl z dutiny formy. Tento proces musí být proveden pečlivě a ve správný čas, aby nedošlo k poškození dílu a vyjmutí bylo provedeno dobře.

Nástroj na výrobu forem

Forma je negativní nástroj, který je vyroben z oceli nebo hliníku a tvoří konečný výrobek. Určuje povrchovou úpravu a velikost výrobku. Nástroj má dvě poloviny, které jsou spojeny uprostřed a které jsou vstřikovány od sebe.

Jaké typy materiálů se používají při vstřikování termoplastů?

K výrobě vstřikovacích lisů se používá mnoho typů termoplastických materiálů;

ABS (Akrylonitrilbutadienstyren) se vyznačuje vysokou rázovou houževnatostí, vysokou tuhostí a nízkým smršťováním. Díky tomu je ideální pro automobilové součástky, spotřební elektroniku a hračky, kde je nejdůležitější trvanlivost a odolnost proti mechanickému namáhání. Přečtěte si více o Vstřikování ABS.

Polyamid (nylon) má vysokou pevnost, tepelnou stabilitu a odolnost proti opotřebení. Díky těmto vlastnostem je ideální pro použití v automobilových dílech, mechanických výrobcích a dalších spotřebních výrobcích, které vyžadují pevnost a výkon. Přečtěte si více o vstřikování nylonu.

Polyvinylchlorid (PVC) má výhodu vysoké pevnosti, dobré chemické odolnosti a požární odolnosti. Mezi jeho použití patří například vodovodní potrubí, lékařské trubky a venkovní nábytek, což z něj činí materiál, který lze použít v mnoha oblastech.

Polyethylentereftalát (PET) je ceněn pro svou průhlednost, mechanické vlastnosti a schválení pro styk s potravinami. Tento materiál se díky své pevnosti a průhlednosti používá v nápojových lahvích, obalových materiálech a syntetických tkaninách.

PMMA nebo akryl zajišťuje zvukovou propustnost světla a nepodléhá povětrnostním vlivům ani UV záření. Díky těmto vlastnostem je vhodný pro nápisy, svítidla a okna, kde je žádoucí průhlednost a pevnost. Přečtěte si více o Vstřikování PMMA.

Polystyren (PS) je lehký, relativně levný materiál, který se často používá na výrobu jednorázových příborů, obalů na CD a izolačních materiálů, protože se snadno tvaruje a je relativně levný. Přečtěte si více o Vstřikování PS.

Termoplastický polyuretan (TPU) se vyznačuje vysokou pružností, odolností proti olejům a oděru. Používá se při výrobě podrážek a stélek obuvi, pružných lékařských trubek, těsnění a ucpávek automobilů atd. Více informací o Vstřikování TPU.

Polyoxymethylen (POM) má vysokou tuhost, nízkou míru opotřebení a dobrou odolnost proti smršťování a bobtnání. Je vhodný pro aplikace, které vyžadují pevnost a přesnost, jako jsou ozubená kola a ložiska, elektrické díly a spotřební výrobky. Přečtěte si více o Vstřikování POM.

Polybutylentereftalát (PBT) má dobré elektrické vlastnosti, tepelnou a chemickou odolnost. Pro svou vysokou pevnost a tepelnou odolnost se široce používá v elektrických dílech, automobilových dílech a dílech pod kapotou.

Vysoce odolný polystyren (HIPS) se vyznačuje vysokou rázovou houževnatostí a dobrou zpracovatelností. Používá se v modelářství, při psaní nápisů a v pouzdrech výrobků spotřební elektroniky, kde se vyžaduje pevnost a stabilita.

Termoplastické elastomery nebo TPE jsou materiály, které mají vlastnosti termoplastů a pryže a jsou pružné a elastické. Používají se pro těsnění a těsnící aplikace, měkké na omak části v domácích potřebách a rukojeti. Přečtěte si více o Vstřikování TPE.

Polyfenylenoxid (PPO)) je dobře známý pro svou tepelnou odolnost, nízký koeficient tepelné roztažnosti a elektrickou izolaci. Používá se v automobilových dílech, elektrických dílech a spotřebičích, které musí být odolné proti opotřebení a teplu.

LCP se vyznačuje vysokou mechanickou pevností, teplotní stabilitou a dobrou chemickou odolností. Používá se ve vysokonapěťových elektrických kontaktech, dílech mikrovlnných trub a dalších kritických aplikacích.

Polyetherimid (PEI) má vysokou odolnost proti teplu, pevnost a plameni. Používá se v leteckých dílech, lékařských zařízeních a na dalších místech, kde dochází k vysokému namáhání.

Polyether ether keton (PEEK) se vyznačuje vysokoteplotní stabilitou, chemickou neaktivitou a mechanickými vlastnostmi. Používá se v leteckých a kosmických dílech, v automobilovém průmyslu a ve zdravotnictví, kde je zapotřebí pevnost a houževnatost. Další informace o Vstřikování PEEK.

Polyfenylsulfid (PPS) má vysokou tepelnou odolnost, chemickou odolnost a nízkou tepelnou smrštitelnost. Používá se v automobilovém průmyslu, elektrotechnice a elektronice a v nátěrech, které vyžadují chemickou a tepelnou stabilitu. Přečtěte si více o Vstřikování PPS.

Styrenakrylonitril (SAN) je upřednostňován pro svou průhlednost, tuhost a odolnost vůči chemikáliím. Díky těmto vlastnostem je vhodný pro použití v nádobách na potraviny, protože mezi látky, kterým by měly nádoby odolávat, patří tuky a oleje. SAN se také často používá v kuchyňském nádobí kvůli vysoké tepelné odolnosti a v koupelnovém vybavení kvůli odolnosti vůči chemikáliím.

Acetal (polyoxymethylen, POM)) je velmi tuhý, samomazný a má dobrou rozměrovou stabilitu. Acetal se používá také v elektrických izolátorech a spotřebním zboží. Mezi běžné příklady patří zipy a okenní západky, u nichž je vyžadována pevnost a odolnost proti opotřebení.

Etylenvinylacetát (EVA) je známá svou pružností, pevností při vysokém nárazu a průhledností. Je to materiál podobný pryži, který lze tvarovat a recyklovat a používá se v pěnových výrobcích používaných v polstrování sportovního vybavení, obuvi, jako jsou podrážky a stélky, a v pružných obalových fóliích.

Polyuretan (PU) je pružný polymer, který se používá na pěnový nábytek a autosedačky kvůli svému pohodlí a pevnosti. PU se také používá v kolech a pneumatikách průmyslových a rekreačních vozidel a v interiérových dílech automobilů, jako jsou palubní desky.

PPSU je vysoce tepelně odolný, velmi houževnatý a vydrží parní sterilizaci, takže je vhodný do náročných podmínek. PPSU se široce používá v lékařských nástrojích, které se často sterilizují, v interiérech letadel, které jsou vystaveny vysokým teplotám a namáhání, a v instalatérství, kde je zásadní tepelné a mechanické namáhání. Přečtěte si více o Vstřikování PPSU.

Polyethylennaftalát (PEN) je variantou PET, ale má lepší bariérové vlastnosti, tepelnou a chemickou odolnost. PEN se používá v obalových materiálech, které musí být velmi pevné a mít dobré bariérové vlastnosti, a v elektronice, kde musí být součástky rozměrově stabilní a elektricky izolující.

Polybutylen zvláštní vlastnosti, jako je odolnost vůči teplu a tlaku, jej předurčují k použití v potrubních systémech pro rozvody teplé a studené vody a v systémech podlahového vytápění, kde se vyžaduje vysoká teplota a tlak.

Polymethylpenten (PMP) je díky své průhlednosti a tepelné odolnosti poměrně zvláštním typem termoplastu. PMP se používá v laboratorním vybavení, kde se vyžaduje chemická odolnost a průhlednost, a v nádobí pro mikrovlnnou troubu kvůli jeho tepelné odolnosti a kvalitní přípravě potravin.

Polysulfon (PSU) se vyznačuje vysokou tepelnou odolností, pevností a průhledností. Díky těmto vlastnostem je ideální pro použití v lékařských přístrojích, zejména těch, které jsou určeny k opakovanému použití a které je třeba sterilizovat, v systémech pro filtraci vody díky své stabilitě a pevnosti a v elektrických součástkách, kde je důležitá izolace a tepelná odolnost.

Vstřikování termosetů a termoplastů: Hlavní rozdíly

Vstřikování termoplastů

Tato technika lisování termoplastů využívá materiály, jako je polyethylen a nylon, které lze znovu zahřát a recyklovat pro další použití. Je ideální pro výrobu mnoha součástí, které vyžadují pružnost, rázovou pevnost nebo průhlednost.

Vstřikování termosetů

Při této metodě se používají materiály, jako jsou epoxidové pryskyřice a polyester, které po vystavení teplu podléhají chemické reakci a vytvrzují do určité formy. Po vychladnutí je nelze znovu tvarovat. Používá se tam, kde je požadována vysoká pevnost, tepelná nebo chemická odolnost, ale na rozdíl od termoplastů je nelze recyklovat.

Hlavní rozdíl je tedy v tom, že termoplasty lze recyklovat tavením, zatímco termosety jsou trvale vytvarovány a nelze je přetvářet, přičemž poskytují různou pevnost podle potřeby.

Průmyslové aplikace vstřikování termoplastů

Automobilový průmysl: Vstřikování termoplastů se široce používá pro výrobu interiérových a exteriérových součástí automobilů, jako jsou součásti palubní desky, nárazníky a dveřní panely automobilů. Díky své pevnosti a přesnosti je také užitečné pro vytváření dílů pod kapotou, jako jsou nádrže na kapaliny a kryty.

Zdravotnický průmysl: V odvětví zdravotnictví má vstřikování termoplastů velký význam při výrobě jednorázových injekčních stříkaček, chirurgických nástrojů a krytů pro zdravotnické prostředky. Díky své přesnosti při vývoji složitých vzorů je nezbytné pro vývoj dílů používaných v diagnostických nástrojích a protetice.

Spotřební elektronika: V elektronice se tento proces lisování používá mimo jiné při výrobě krytů chytrých telefonů, dálkových ovladačů a počítačových dílů. Díky své pevnosti a tvarové univerzálnosti se používá také při výrobě krytů baterií a konektorů.

Stavebnictví: Ve stavebnictví se vstřikování termoplastů používá při výrobě potrubních tvarovek, instalatérských dílů a elektrických skříní díky pevnosti a odolnosti materiálu. Díky své pevnosti a tepelné odolnosti se používá také při výrobě izolačních materiálů a okenních rámů.

Hračky a rekreace: Tento proces tvarování se používá při výrobě akčních figurek, puzzle a deskových her se složitým designem. Používá se také při výrobě venkovních předmětů, jako je zahradní náčiní a dětské herní vybavení, protože umožňuje získat pevné a bezpečné výrobky.

Výrobky pro domácnost: Vstřikování termoplastů má zásadní význam při výrobě kuchyňských spotřebičů, nádob a náčiní, protože je odolné vůči teplu a chemikáliím. Díky své pevnosti a jednoduchosti se používá také při výrobě úložných boxů a úklidových nástrojů.

Vstřikování termoplastů: Časté vady a jejich odstranění

Níže jsou uvedeny typické problémy, se kterými se během procesu setkáváme, a strategie, jak je účinně řešit:

Nedostatečné plnění: To platí v případě, že forma není zcela naplněna. Řešit to lze zvýšením rychlosti vstřikování nebo tlaku, kontrolou teploty materiálu nebo zvětšením velikosti vtoku.

Tvorba záblesků: Jedná se o stav, kdy se na okraji dílu po jeho vytvarování vytvoří tenká vrstva plastu. Tento problém lze řešit buď snížením vstřikovacího tlaku nebo uzavírací síly, nebo kontrolou formy, zda není poškozena.

Deformace: Pokud se díl během chlazení deformuje, zvažte rovnoměrnou teplotu chlazení, dobu cyklu do optimálního stavu.

Značky dřezu: Jedná se o malé obrysy na povrchu dílu, které se obvykle vyskytují v různých velikostech. Chcete-li jim zabránit, prodlužte dobu chlazení nebo snižte přídržný tlak.

Známky popálení: Ty vznikají při přehřátí materiálu nebo při zachycení vzduchu a mohou způsobit černé nebo hnědé zabarvení povrchu dílu. To lze překonat snížením teploty taveniny a formy a současným zvýšením rychlosti vstřikování, aby se zabránilo přehřátí nebo vzniku vzduchových kapes.

Tyto změny by měly zvýšit kvalitu a produktivitu procesu vstřikování.

Shrnutí

Vstřikování termoplastů zůstává jedním z nejvýznamnějších pilířů inovací, který nabízí flexibilitu a efektivitu při vývoji kvalitních výrobků. Používá se v automobilovém a zdravotnickém průmyslu, spotřební elektronice a mnoha dalších odvětvích, což dokazuje jeho všestrannost a efektivitu.

Společnosti jako Sincer Tech jsou nejlepšími příklady služeb v oblasti vstřikování plastů, které poskytují komplexní služby se zaměřením na kvalitu a přesnost. Naše společnost se specializuje na přetlačování a vstřikování plastů a používá různé materiály, aby zaručila, že každý výrobek bude té nejvyšší kvality.

Nabízejí širokou škálu termoplasty, a jejich zkušenosti s lisováním prototypů a sériovou výrobou je řadí mezi nejlepší. Ať už se jedná o prototyp, nebo o projekt sériové výroby, oddanost společnosti Sincere Techs technologickému pokroku a výrobě vysoce kvalitních výrobků je patrná ve všech jejich pracích.