Χύτευση με έγχυση ακετάλης ή Χύτευση με έγχυση POM εξαρτήματα κατασκευασμένα από πολυοξυμεθυλένιο (POM), ένα θερμοπλαστικό υλικό υψηλής επεξεργασίας. Το POM μπορεί να λάβει ομοπολυμερή ή συμπολυμερή μορφή ακετάλης. Η ομοπολυμερής ακετάλη παρουσιάζει υψηλή αντοχή λόγω της κρυσταλλικής δομής της. Ωστόσο, μπορεί να είναι προβληματικό ως αποτέλεσμα του πολύ συγκεκριμένου σημείου τήξης. Η συμπολυμερής ακετάλη είναι ευκολότερη στη μορφοποίηση λόγω του μεγαλύτερου παραθύρου επεξεργασίας. Είναι λιγότερο μηχανικά ισχυρό από το προηγούμενο υλικό, καθώς η κρυσταλλική δομή του είναι λιγότερο διατεταγμένη.

Ορισμένοι γνωστοί προμηθευτές προσφέρουν συμπολυμερή οξικά. Ενώ η DuPont, ένας φημισμένος προμηθευτής υλικών, προσφέρει μόνο το Delrin®, ένα ομοπολυμερές με βελτιωμένες ιδιότητες. Οι ποιότητες Delrin® κατηγοριοποιούνται ανάλογα με την αντοχή, τη δυσκαμψία, το ιξώδες και την αντοχή τους. Είναι συμβατό τόσο με χύτευση με έγχυση όσο και με κατεργασία CNC. Τα προϊόντα/εξαρτήματα καλουπιών από ακετάλη χρησιμοποιούνται ζωτικά στην αυτοκινητοβιομηχανία, την ιατρική καθώς και στους τομείς χειρισμού υγρών.

Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται κυρίως στην έγχυση πλαστικού ακετάλης, στις ιδιότητες του POM, στα οφέλη και στις κατευθυντήριες γραμμές σχεδιασμού για την κατασκευή εξαρτημάτων από POM. Επιπλέον, θα παρέχουμε έναν οδηγό σχεδιασμού με χύτευση με έγχυση, ορισμένες προτάσεις και συστάσεις για βέλτιστα αποτελέσματα για το έργο σας χύτευσης με έγχυση από ακετάλη.

Τι είναι η ακετάλη;

Η ακετάλη, η οποία είναι επίσης γνωστή ως πολυοξυμεθυλένιο (POM), είναι ένα σκληρό και υψηλής απόδοσης θερμοπλαστικό. Είναι ένα ημικρυσταλλικό υλικό, που χρησιμοποιείται συνήθως για μηχανολογικές εφαρμογές. Τα πολυμερή της ακετάλης σχηματίζονται με τη σύνδεση μακρών αλυσίδων του μοριακού τύπου CH2O. Ορισμένα συμπολυμερή μονομερή ενσωματώνονται επίσης για να παρέχουν πρόσθετη λειτουργικότητα. Ανάλογα με τη δομή, η ακετάλη μπορεί να είναι ομοπολυμερές ή συμπολυμερές στη φύση ανάλογα με τη δομή.

Το πιο γνωστό ομοπολυμερές ακετάλης είναι το DuPont™ Delrin®. Τα πλαστικά ακετάλης έχουν υψηλή αντοχή και ακαμψία, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή αλλά χαμηλή κάμψη. Αυτά τα πλαστικά διαθέτουν επίσης χαμηλή τριβή και υψηλούς ρυθμούς φθοράς. Η χαμηλή απορρόφηση νερού καθιστά την ακετάλη να διαθέτει εξαιρετική αντοχή στις αλλαγές διαστάσεων. Για τους λόγους αυτούς, η ακετάλη χρησιμοποιείται στη θέση των μετάλλων για πολλές χρήσεις.

Ιδιότητες υλικού ακετάλης/POM

Πίνακας: Ιδιότητες διαφόρων τύπων ακετάλης

Ο παραπάνω πίνακας παρουσιάζει τις εμπορικές ονομασίες POM που αναφέρονται παραπάνω μαζί με τις ιδιότητές τους. Το ομοπολυμερές Delrin® 100 έχει την υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό λόγω του υψηλότερου βαθμού κρυσταλλικότητας του πολυμερούς. Το POM χαρακτηρίζεται από πολύ καλή αντοχή σε εφελκυσμό και κάμψη αλλά από υψηλό ποσοστό συρρίκνωσης. Ανάλογα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής, ορισμένοι τύποι POM μπορεί να περιέχουν πληρωτικά υλικά για τη βελτίωση της αντοχής, της διάβρωσης ή της αντίστασης στην υπεριώδη ακτινοβολία.

Πλεονεκτήματα της χύτευσης με έγχυση POM

Η ακετάλη έχει υψηλές επιδόσεις με επιθυμητά μηχανικά χαρακτηριστικά. Το υλικό προσφέρει υψηλές αντοχές σε κόπωση και ερπυσμό όταν υποβάλλεται σε πίεση. Η υψηλή μηχανική αντοχή το καθιστά βέλτιστο για διάφορους τομείς που απαιτούν ακρίβεια, όπως η αεροδιαστημική και η αυτοκινητοβιομηχανία. Η χαμηλή τριβή βοηθά το POM να έχει πολύ μικρό επίπεδο φθοράς για μεγάλο χρονικό διάστημα. Επιπλέον, η ακετάλη δεν σκουριάζει/διαβρώνεται και μπορεί επίσης να λειτουργήσει σε υψηλές θερμοκρασίες.

Αντοχή στην κόπωση

Τα εξαρτήματα χύτευσης με έγχυση ακετάλης έχουν καλά χαρακτηριστικά απόδοσης όταν υποβάλλονται σε επαναλαμβανόμενους κύκλους καταπόνησης. Είναι καταλληλότερο σε περιπτώσεις όπου το φορτίο που φέρει είναι σταθερό, όπως τα γρανάζια. Έτσι, το ομοπολυμερές POM παρέχει καλύτερη αντοχή σε κόπωση από ό,τι τα συμπολυμερή. Αυτά τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά καθιστούν δυνατή τη μακροχρόνια αξιοπιστία σε συνθήκες υψηλής καταπόνησης. Η αντοχή στην κόπωση καθιστά το POM κατάλληλο για χρήση σε εφαρμογές όπου είναι επιθυμητά μηχανικά μέρη.

Αντοχή σε ερπυσμό

Το χυτευμένο τμήμα POM παρουσιάζει σταθερότητα διαστάσεων όταν υποβάλλεται σε μηχανικά φορτία μακροπρόθεσμα. Έχει πολύ χαμηλή τάση να υποστεί μόνιμη παραμόρφωση, ακόμη και όταν υποβάλλεται σε συνεχή καταπόνηση. Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά το POM κατάλληλο για χρήση σε εφαρμογές που φέρουν φορτία. Η έλλειψη ερπυσμού του υλικού το καθιστά επίσης ιδανικό για δομικές εφαρμογές. Πρόκειται για έναν πολύ αξιόπιστο τομέα των επιδόσεων του POM υπό πίεση.

Υψηλή αντοχή

Τα εξαρτήματα χύτευσης με έγχυση POM παρέχουν τα καλύτερα χαρακτηριστικά εφελκυσμού και κάμψης. Το υλικό παρέχει την ακαμψία που απαιτείται σε μηχανικά μέρη υψηλής απόδοσης. Οι ομοπολυμερείς εκδόσεις του POM παρουσιάζουν ακόμη μεγαλύτερη αντοχή σε σύγκριση με τα συμπολυμερή. Ορισμένες κοινές χρήσεις περιλαμβάνουν μεταφορείς και εξαρτήματα που σχετίζονται με την ασφάλεια. Τα μηχανικά χαρακτηριστικά του POM είναι αρκετά ευπροσάρμοστα ώστε να επιτρέπουν διάφορες εφαρμογές.

Χαμηλή τριβή

Η χαμηλή τριβή του POM μειώνει τη φθορά στα ολισθαίνοντα μέλη. Το υλικό είναι κατάλληλο για χρήση σε περιοχές όπου υπάρχει μικρή μεταβολή της κίνησης. Απαιτεί ελάχιστη συντήρηση λόγω της φυσικής του τάσης να μειώνει την τριβή: Αυτή η ικανότητα του POM να αντιστέκεται στην τριβή διατηρεί τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων χύτευσης αρκετά μεγάλη. Ως εκ τούτου, εφαρμόζεται συχνά εκεί όπου η χαμηλή τριβή είναι απαραίτητη.

Ασφάλεια τροφίμων

Το προηγμένο υλικό POM για τρόφιμα πληροί τα πρότυπα ασφαλείας που ισχύουν για τα προϊόντα που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα. Το POM μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί από κατασκευαστές μηχανημάτων και εξοπλισμού επεξεργασίας τροφίμων. Έχει συμμορφωθεί με το FDA, το USDA και όλες τις νομικές και κανονιστικές απαιτήσεις αυστηρής ασφάλειας. Λόγω της μη τοξικότητάς του, το POM είναι κατάλληλο για να απασχοληθεί σε αυτούς τους τομείς. το εξάρτημα χύτευσης με έγχυση ακετάλης χρησιμοποιείται ευρέως στον εξοπλισμό επεξεργασίας τροφίμων για την αξιοπιστία και την αξιοπιστία του.

Διαστατική σταθερότητα

Τα προϊόντα χύτευσης με έγχυση ακετάλης έχουν ακριβείς διαστάσεις μόλις κρυώσουν από τις διαδικασίες χύτευσης. Κατά τη διάρκεια της χύτευσης ο ρυθμός συρρίκνωσής του είναι σχετικά υψηλός, αλλά στη συνέχεια παραμένει σχεδόν ομοιόμορφος. Η σταθερότητα των διαστάσεων είναι σημαντική σε τομείς όπως η αυτοκινητοβιομηχανία και η ηλεκτρονική. Τα εξαρτήματα χύτευσης με έγχυση POM παραμένουν διαστατικά σταθερά κατά τη διάρκεια μηχανικής εφαρμογής και πίεσης. Αυτό το χαρακτηριστικό αποτελεί προϋπόθεση για εξαρτήματα ακριβείας.

Αντοχή στη διάβρωση

Το POM είναι σχετικά ανθεκτικό στους περισσότερους χημικούς παράγοντες, όπως τα καύσιμα και οι διαλύτες. Χρησιμοποιείται καλύτερα σε χώρους που μπορεί να έρθουν σε επαφή με χημικές ουσίες. Για παράδειγμα, κυλινδρικές δεξαμενές αποθήκευσης. Ωστόσο, το υλικό επηρεάζεται από ισχυρά οξέα και βάσεις. Το POM αντέχει καλά στις χημικές επιθέσεις και, ως εκ τούτου, είναι το κατάλληλο υλικό για χρήση στη διαχείριση υγρών. Έχει επίσης καλή και σταθερή χημική αντοχή, καθώς και μεγάλη διάρκεια ζωής σε δύσκολες συνθήκες.

Αντοχή στη θερμότητα

Το POM είναι ικανό να αντέξει τη χρήση σε περιοχές με υψηλές θερμοκρασίες, έως και 105°C. Τα ομοπολυμερή αντέχουν σε υψηλότερες θερμικές εκρήξεις από ό,τι τα συμπολυμερή. Η επιδιωκόμενη ιδιότητα είναι ζωτικής σημασίας για τα εξαρτήματα που εκτίθενται σε ποικίλες συνθήκες θερμοκρασίας. Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά το POM κατάλληλο για χρήση σε βιομηχανίες λόγω της ανοχής του σε υψηλές θερμοκρασίες. Η σωστή επιλογή των χρησιμοποιούμενων υλικών σημαίνει την ικανότητα να αντέχουν σε θερμικά κλίματα. Στο πλαστικό υψηλής θερμοκρασίας pgae για να μάθετε περισσότερα υλικά υψηλής θερμοκρασίας.

Βασικές εκτιμήσεις στο σχεδιασμό της χύτευσης με έγχυση POM

Ακετάλη χύτευσης με έγχυση προτιμά τη χρήση καλουπιών από ανοξείδωτο χάλυβα. Το υλικό που χρησιμοποιείται έχει διαβρωτική δράση. Ως εκ τούτου, τα καλούπια που χρησιμοποιούνται πρέπει να είναι ισχυρά και ανθεκτικά. Η υψηλή συρρίκνωση απαιτεί έντονο σχεδιασμό καλουπιών για την επίτευξη ακριβών εξαρτημάτων. Το POM εφαρμόζεται ευρέως στην αυτοκινητοβιομηχανία, τη βιομηχανία και τα ιατρικά εξαρτήματα. Έτσι, η χύτευση πρέπει να γίνεται με τον σωστό τρόπο και σε αυτή την περίπτωση, πρόκειται να διασφαλιστεί ότι ο βαθμός ακρίβειας και η ποιότητα εξόδου θα είναι υψηλός. Είναι σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη ορισμένα χαρακτηριστικά κατά το σχεδιασμό για τη χύτευση με έγχυση POM.

Το πάχος του τοιχώματος πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 0,030 και 0,125 ίντσες. Διατηρώντας τη διακύμανση του πάχους στο ελάχιστο, είναι δυνατόν να επιτευχθεί ομοιόμορφο πάχος του τεμαχίου. Η διαχείριση των ανοχών είναι ζωτικής σημασίας, επειδή ο ρυθμός συρρίκνωσης της εταιρείας είναι υψηλός, και αυτό είναι εμφανές από την περίπτωση του POM. Οι ακτίνες πρέπει να ελαχιστοποιούνται ιδιαίτερα στις περιοχές που υφίστανται τη μέγιστη καταπόνηση. Οι γωνίες βύθισης που κυμαίνονται από 0,5 έως 1 βαθμό είναι ιδανικές επειδή η εκτίναξή τους είναι ομαλή.

Πάχος τοιχώματος

Το πάχος του τοιχώματος επηρεάζει άμεσα την ποιότητα των εξαρτημάτων POM που μορφοποιούνται με έγχυση. Τα παχύτερα τμήματα μπορεί επίσης να κάνουν το κομμάτι να στρεβλώνεται ή να συρρικνώνεται με τον έναν ή τον άλλο τρόπο και αυτό μπορεί να μην είναι επιθυμητό. Με αυτόν τον τρόπο βελτιώνεται η συνολική δομή και διατηρείται σταθερό πάχος. Ωστόσο, τα εξαιρετικά λεπτά τοιχώματα αν και δύσκολα πρέπει να εμπίπτουν σε ορισμένα όρια. Το πάχος των τοιχωμάτων παίζει ζωτικό ρόλο στις δομικές εφαρμογές και αν γίνει σωστά, βοηθάει αξιόπιστα στην αντοχή σε υψηλές πιέσεις.

Ανοχές

Το POM παρουσιάζει υψηλή συρρίκνωση, η οποία μπορεί να αποτελέσει πρόκληση όταν εργάζεστε σε μέρη χύτευσης POM που πρέπει να είναι εντός στενής ανοχής. Ειδικότερα, έχει διαπιστωθεί ότι τα παχύτερα τοιχώματα αυξάνουν την πιθανότητα απόκλισης από την ανοχή. Ο σχεδιασμός για την εξασφάλιση ίσων διαστάσεων δεν είναι κακή ιδέα, καθώς έτσι διασφαλίζεται η συνέπεια των διαστάσεων. Υπάρχει πάντα ένας τρόπος σωστής χύτευσης και αυτό θα διασφαλίσει ότι οι ανοχές είναι εντός των αποδεκτών ορίων. Τα προβλήματα που οφείλονται σε αλλαγές διαστάσεων αντιμετωπίζονται καλά με τον προγραμματισμό και τον έλεγχο.

Ακτίνες

Οι ακτίνες στα σχέδια των εξαρτημάτων συμβάλλουν στην ελαχιστοποίηση της συγκέντρωσης τάσεων κατά τη χρήση του εξαρτήματος. Οι αιχμηρές γωνίες είναι πάντα ένα πρόβλημα, επειδή είναι τα σημεία που μπορούν να προκαλέσουν μια δομή να είναι λιγότερο ανθεκτική. Με τη συμπερίληψη ακτίνων ελαχιστοποιούνται αυτές οι περιοχές υψηλής καταπόνησης και συνεπώς αυξάνεται η διάρκεια ζωής του εξαρτήματος. Οι ακτίνες πρέπει να είναι ίσες ή μεγαλύτερες από 0,25 φορές το ονομαστικό πάχος του τοιχώματος του σωλήνα. Οι μικρότερες ακτίνες μειώνουν την καταπόνηση- ωστόσο, οι μεγαλύτερες ακτίνες, έως 75%, προσφέρουν καλύτερη κατανομή της καταπόνησης.

Γωνία σχεδίασης

Είναι δυνατόν να επιτευχθεί υψηλή εκτίναξη τεμαχίων POM με ελάχιστες γωνίες βύθισης. Το POM έχει χαμηλή τριβή, έχει επίσης τη δυνατότητα να έχει γωνίες βύθισης 0,5 μοίρες. Είναι νοητό ότι για εξαρτήματα όπως γρανάζια, τα μηδενικά βυθίσματα μπορεί να μην είναι απαραίτητα για την ικανοποίηση των προδιαγραφών σχεδιασμού. Τα ρεύματα βοηθούν στην αποφυγή της δυσκολίας διαχωρισμού των εξαρτημάτων από τα καλούπια με ελάχιστη ή καθόλου βλάβη. Ο καλός σχεδιασμός του σχεδίου επιτρέπει την αποτελεσματική παραγωγή και την καλύτερη ποιότητα του προς παραγωγή εξαρτήματος.

Προκλήσεις επεξεργασίας υλικού POM

Τι καθιστά δύσκολη την επεξεργασία του POM; Λοιπόν, ορισμένοι καθοριστικοί παράγοντες καθορίζουν τη βέλτιστη λειτουργία του. Καθώς το POM έχει μικρή ή χαμηλή ανοχή σε υψηλές θερμικές συνθήκες. Πολλοί παράγοντες λαμβάνονται υπόψη από τους χειριστές των καλουπιών κατά τη διάρκεια της χύτευσης με έγχυση. Τέτοιοι παράγοντες είναι ο έλεγχος της θερμότητας, το επίπεδο υγρασίας, οι παράμετροι χύτευσης και η συρρίκνωση. Τα στοιχεία αυτά είναι σημαντικά για την επιτυχή παραγωγή εξαρτημάτων έγχυσης POM υψηλής ποιότητας.

Θερμότητα

Μία από τις πιο κρίσιμες πτυχές που πρέπει να διαχειρίζεται η χύτευση με έγχυση POM είναι η θερμότητα. Όταν θερμαίνεται σε θερμοκρασία υψηλότερη από 210°C, το υλικό υφίσταται θερμική υποβάθμιση. Η διάσπαση αυτή έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό παραπροϊόντων που είναι διαβρωτικά και καταλήγουν να επηρεάζουν το καλούπι έγχυσης. Η θερμοκρασία του καλουπιού πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 60-100°C για το καλύτερο αποτέλεσμα. Επιπλέον, οι σύντομοι κύκλοι θέρμανσης είναι επίσης ευεργετικοί, επειδή δεν καταπονούν το υλικό υπερβολικά. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, θα πρέπει να συνοδεύεται από μείωση του χρόνου παραμονής για την επίτευξη ποιότητας.

Υγρασία

Η απορρόφηση υγρασίας του POM είναι αρκετά χαμηλή και κυμαίνεται μεταξύ 0,2 και 0,5%. Ωστόσο, συνιστάται η ρητίνη POM να ξηραίνεται πριν από την επεξεργασία για να επιτευχθούν τα καλύτερα αποτελέσματα. Ο χρόνος ξήρανσης κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 3 και 4 ωρών, ανάλογα με την ποιότητα POM. Αυτό είναι σημαντικό ώστε τα επίπεδα υγρασίας να είναι χαμηλά κατά τη χύτευση για να μειωθεί η εμφάνιση ελαττωμάτων. Με την προσεκτική προετοιμασία αποφεύγονται προβλήματα που σχετίζονται με την υγρασία κατά τη διάρκεια των εγχύσεων.

Παράμετροι χύτευσης

Η σωστή παράμετρος χύτευσης πρέπει να διατηρείται για τη χύτευση με έγχυση POM. Η επιτυχής πίεση έγχυσης που προσδιορίζεται είναι μεταξύ 70 και 120 MPa για να εξασφαλιστεί καλή επαναληψιμότητα του πειράματος. Μια μεσαία έως υψηλή ταχύτητα έγχυσης είναι επίσης επιθυμητή για την επίτευξη ομαλής παραγωγής του τεμαχίου. Ο έλεγχος των χυτευμένων τεμαχίων απαιτεί κατάλληλο έλεγχο των παραμέτρων για να διασφαλιστεί ότι τα χυτευμένα τεμάχια πληρούν συγκεκριμένες προδιαγραφές. Με τη στενή παρακολούθηση αυτών των παραμέτρων είναι δυνατή η βελτίωση της ποιότητας του τελικού προϊόντος.

Συρρίκνωση

Η συρρίκνωση είναι ένα συνηθισμένο πρόβλημα με τα υλικά POM, συμπεριλαμβανομένου του Delrin®. Τα ποσοστά συρρίκνωσης κυμαίνονται συνήθως μεταξύ 2 και 3,5 τοις εκατό στο στάδιο της ψύξης του κύκλου. Η πλειονότητα της συρρίκνωσης συμβαίνει όταν το τεμάχιο βρίσκεται ακόμη στο καλούπι, ενώ το υπόλοιπο συμβαίνει κατά τη διάρκεια μετά την εκτίναξη. Το μη ενισχυμένο ομοπολυμερές POM παρουσιάζει μεγαλύτερη συρρίκνωση από τα συμπολυμερή υλικά. Αυτά τα ποσοστά συρρίκνωσης πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό του καλουπιού για την επίτευξη των επιθυμητών διαστάσεων.

Μειονεκτήματα της χύτευσης με έγχυση ακετάλης

Αν και η χύτευση ακετάλης προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα. Έχει επίσης τους περιορισμούς και τα μειονεκτήματά του. Επιπλέον, τα καλούπια ακετάλης συνοδεύονται από πολλές προκλήσεις. Αυτοί οι περιορισμοί πρέπει να λαμβάνονται προσεκτικά υπόψη κατά τη διαδικασία χύτευσης, ώστε οι εταιρείες να επιτυγχάνουν καλής ποιότητας προϊόντα τελικής χρήσης.

Κακή αντοχή στις καιρικές συνθήκες

Η ακετάλη είναι ιδιαίτερα ευάλωτη στην αποικοδόμηση. Κανονικά, σε περιπτώσεις που εκτίθεται σε υπεριώδες φως ή υπεριώδη ακτινοβολία. Αυτό συμβαίνει επειδή η συνεχής έκθεση σε αυτά μπορεί να προκαλέσει σημαντικές χρωματικές αλλαγές και τελικά να επηρεάσει την απόδοσή τους. Η υπεριώδης ακτινοβολία υποβαθμίζει την αισθητική αξία και αποδυναμώνει φυσικά το υλικό. Επιπλέον, η υπεριώδης ακτινοβολία απογυμνώνει τη δομή των πολυμερών. Ως εκ τούτου, πρέπει να γίνεται χρήση σταθεροποιητών για την ενίσχυση της αντοχής της ακετάλης στις καιρικές συνθήκες. Αυτοί οι σταθεροποιητές μπορεί να μην αποτρέπουν πλήρως την υποβάθμιση για μεγάλες περιόδους σε εξωτερικούς χώρους, εμποδίζοντας έτσι τη χρήση της ακετάλης σε εξωτερικές χρήσεις.

Ευθραυστότητα

Στη στερεά της κατάσταση, η ακετάλη είναι ιδιαίτερα ανθεκτική και διαθέτει υψηλή ακαμψία, αλλά υπό ειδικές συνθήκες υφίσταται εύθραυστη αστοχία. Θερμοκρασία Η χαμηλή θερμοκρασία επηρεάζει τα χαρακτηριστικά του υλικού της ακετάλης και την καθιστά επιρρεπή σε ρωγμές ή θραύση όταν υφίσταται κρούση. Ωστόσο, αυτή η ευθραυστότητα αποτελεί μειονέκτημα σε οποιεσδήποτε εφαρμογές όπου είναι επιθυμητή η υψηλή αντοχή σε κρούση, ιδίως σε χαμηλές θερμοκρασίες. Υπάρχουν σημαντικές προκλήσεις στο σχεδιασμό προϊόντων που χυτεύονται από ακετάλη, ώστε να μπορούν να αντέξουν κρούσεις χωρίς να σπάσουν.

Όσον αφορά τις επιδράσεις της διαδικασίας χύτευσης ακετάλης στις μηχανικές ιδιότητες των εξαρτημάτων, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες εκτιμήσεις.

Σχεδιασμός καλουπιών έγχυσης ακετάλης

Όταν σχεδιάζετε μια εφαρμογή που χρησιμοποιεί υλικό ακετάλης, είναι σημαντικό να έχετε το σωστό καλούπι, διότι αυτό καθορίζει την ποιότητα και τη σταθερότητα του τελικού προϊόντος. Ακολουθούν ορισμένες βασικές κατευθυντήριες γραμμές σχεδιασμού που πρέπει να ακολουθήσετε:

• Διάμετρος δρομέα: Η διάμετρος του δρομέα προτείνεται να κυμαίνεται μεταξύ 3 και 6 mm, ώστε να είναι δυνατή η εύκολη ροή του υλικού κατά την έγχυση.
• Μήκος πύλης: Ιδανικά, το μήκος της πύλης θα πρέπει να είναι περίπου 0,5 mm για να παρέχει σωστή ρύθμιση της απόδοσης του υλικού. Βελτιώνει την ομοιομορφία του καλουπιού, ώστε να μην δημιουργούνται ελαττώματα κατά την πλήρωση του καλουπιού με το υλικό.
• Διάμετρος πύλης: Αυτό θα πρέπει να είναι μεταξύ του μισού και του εξαπλάσιου του πάχους του υπό χύτευση τεμαχίου. Με τη σωστή διαστασιολόγηση των θυρίδων εξαλείφονται περιπτώσεις όπως οι κοντοί πυροβολισμοί και οι γραμμές συγκόλλησης.
• Ορθογώνια Πλάτος πύλης: Σύμφωνα με τον σχεδιασμό, το πλάτος των ορθογώνιων πυλών πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσιο από το πάχος του προϊόντος. Αυτό θα πρέπει ιδανικά να είναι περίπου 0,6 φορές το πάχος του τοιχώματος όσον αφορά τη δομική ενίσχυση του δοχείου.
• Γωνία σχεδίασης: Προτείνεται γωνία καλούπι 40 έως 1 30 για την άμεση αφαίρεση του χυτευμένου τεμαχίου χωρίς τριβή της επιφάνειας.

Υλικό ακετάλης προ-ξήρανσης

Ακόμη και αν έχει υψηλή τιμή απορρόφησης υγρασίας, το τμήμα ακετάλης προτείνεται να προ-ξηραίνεται πριν από τη χύτευση με έγχυση για τη ρητίνη. Η προ-ξήρανση μειώνει επίσης την παρουσία κάποιας μορφής υγρασίας που είναι καταστροφική, όπως ο σχηματισμός κενών ή φυσαλίδων. Η διαδικασία ξήρανσης πρέπει να γίνεται σε θερμοκρασία 80-100°C και να διαρκεί 2-4 ώρες. Η σωστή ξήρανση είναι εξίσου σημαντική, καθώς βοηθά στη διατήρηση διαφόρων χαρακτηριστικών των υλικών εκτός από τη διευκόλυνση της χύτευσης χωρίς πιτσιλιές.

Έλεγχος θερμοκρασίας χύτευσης ακετάλης

Όταν πρόκειται για χύτευση με έγχυση ακετάλης, είναι πολύ σημαντικό να διατηρείται τόσο η υγρασία όσο και η θερμοκρασία τήξης για βελτιωμένα αποτελέσματα. Η θερμοκρασία του καλουπιού πρέπει να διατηρείται μεταξύ 75 και 120 βαθμών Κελσίου και η θερμοκρασία τήγματος να είναι μεταξύ 190 και 230 βαθμών Κελσίου (374 και 446 Φαρενάιτ αντίστοιχα). Παράμετροι όπως η ακριβής ρύθμιση της θερμοκρασίας διαχειρίζονται επίσης προβλήματα όπως η συρρίκνωση της παραμόρφωσης ή ακόμη και το κακό φινίρισμα της επιφάνειας. Η ακριβής ρύθμιση των θερμικών συνθηκών βοηθά στην ομοιόμορφη ψύξη και, επομένως, στην ελαχιστοποίηση των τάσεων κατά τη βελτίωση των διαστατικών χαρακτηριστικών του τελικού προϊόντος.

Πίεση έγχυσης

Κάθε υλικό απαιτεί μια συγκεκριμένη πίεση έγχυσης που πρέπει να επιτευχθεί για να παρέχει τη συγκεκριμένη ποιότητα του εξαρτήματος. Το εύρος της πίεσης κυμαίνεται μεταξύ 40-130 MPa, ανάλογα με την ταχύτητα ροής του τήγματος της ακετάλης και το πάχος και τα μεγέθη της πύλης του δρομέα και του τεμαχίου. Όταν η πίεση είναι χαμηλή, το καλούπι μπορεί να γεμίσει ανεπαρκώς, ενώ αν η πίεση είναι υψηλή, τότε είναι πιθανό να υπάρξει λάμψη ή άλλα ελαττώματα. Η βέλτιστη πίεση είναι σημαντική για τη δημιουργία του κατάλληλου σχηματισμού του τεμαχίου και τον αποκλεισμό ελαττωμάτων.

Ταχύτητα χύτευσης με έγχυση

Η ταχύτητα έγχυσης είναι επίσης ένα άλλο στοιχείο που επηρεάζει σημαντικά τη διαδικασία χύτευσης ακετάλης. Ανάλογα με το σχηματισμό λακκούβας, η ταχύτητα έγχυσης στο καλούπι κυμαίνεται από μέτρια έως γρήγορη για την αποφυγή δημιουργίας ελαττωμάτων κατά την πλήρωση του καλουπιού. Σε περίπτωση αργής ταχύτητας, στην επιφάνεια παρατηρούνται σημάδια ροής ή επιφανειακές ατέλειες. Από την άλλη πλευρά, η υψηλή ταχύτητα μπορεί να οδηγήσει σε αυτό που ονομάζεται εκτόξευση ή υπερθέρμανση διάτμησης, η οποία είναι κακή για την αντοχή και το φινίρισμα της επιφάνειας των περισσότερων εξαρτημάτων. Μέσω της τροποποίησης της ταχύτητας έγχυσης, μπορεί κανείς να είναι σε θέση να εξαλείψει τις ατέλειες χύτευσης καθώς και να ενισχύσει την παραγωγικότητα της χύτευσης.

Αυτές οι εκτιμήσεις επιτρέπουν στους κατασκευαστές να βελτιώσουν την αποδοτικότητα των χυτευμένων με έγχυση εξαρτημάτων ακετάλης ελέγχοντας τις παραμέτρους και τα προβλήματα που προκύπτουν. Για να αξιοποιηθούν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο τα θετικά χαρακτηριστικά της ακετάλης, αποφεύγοντας παράλληλα τα μειονεκτήματά της, πρέπει να ρυθμιστούν με ακρίβεια ορισμένες πτυχές του σχεδιασμού του καλουπιού, του χειρισμού του υλικού καθώς και της διαδικασίας.

Συμπέρασμα

Ακετάλη ή πολυοξυμεθυλένιο είναι ένας τύπος ημικρυσταλλικού θερμοπλαστικού που μορφοποιείται με έγχυση. Το υλικό αυτό χρησιμοποιείται συνήθως σε μηχανικά μέρη όπως δακτύλιοι, ρουλεμάν, γρανάζια και οδοντωτοί τροχοί.

Σε σύγκριση με τα μέταλλα και άλλα πλαστικά, η ακετάλη έχει χαμηλό συντελεστή τριβής και υψηλή ακαμψία. Αυτά τα χαρακτηριστικά βελτιώνουν σημαντικά τις ιδιότητες φθοράς του και, συνεπώς, τα προϊόντα που προκύπτουν είναι μακράς διαρκείας.

Συνολικά, αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν την ακετάλη υλικό επιλογής για πολλές μηχανολογικές εφαρμογές. Η κατάλληλη επεξεργασία και ο σχεδιασμός του εξοπλισμού βελτιώνουν την αποδοτικότητα και την αντοχή τους σε διάφορες βιομηχανίες.

Η εισαγωγή της ακετάλης στις διαδικασίες παραγωγής μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερη αποδοτικότητα και χαμηλότερη συχνότητα συντήρησης του μηχανολογικού εξοπλισμού.