Sprøytestøping av polypropylen eller PP-sprøytestøping, er en støpeteknikk som bruker polypropylen, som er en type termoplastisk polymermateriale som blir utsatt for varme til det smelter. Prosessen tvinger den lavviskøse smeltede polymeren til å strømme inn i spesialdesignede former. Ved avkjøling blir væsken til fast plast og antar formens form. Denne teknikken er mest effektiv når den brukes på polymeren i bearbeidet form. Teknikken gjør det mulig å skape geometrier som ellers ville vært utfordrende å oppnå. Nysgjerrig på selve polypropylenet? La oss nå utforske mer om polypropylen og dets bruksområder, sammen med årsakene til dets popularitet innen sprøytestøping.

I denne artikkelen vil vi gi deg en omfattende beskrivelse av sprøytestøping av polypropylen og diskutere styrkene til PP-materialet ved å vurdere dets bruksområder på tvers av produksjonssektorer.

Typer polypropylen som brukes i støpeapplikasjoner

De vanligste typene propylen som brukes i støpeapplikasjoner, inkluderer

1. Homopolypropylen (PP-H)

PP-H, eller homopolypropylen, er den mest brukte typen polypropylen, som kjennetegnes av høy stivhet og styrke som følge av krystallinsk struktur. Det er vanlig å bruke PP-H i bruksområder der materialet vil bli utsatt for mye kraft, som i beholdere, bildeler med mer. PP-H har god kjemisk og varmebestandighet, og brukes derfor i produkter som bøtter og andre husholdningsredskaper. Det er imidlertid mindre fleksibelt og derfor ikke like effektivt i mer fleksible bruksområder.

2. Tilfeldig kopolymer polypropylen (PP-R)

PP-R er en tilfeldig kopolymer av polypropylen som bare inneholder en liten mengde etylen, noe som øker fleksibiliteten og slagfastheten. Dette gjør PP-R egnet til bruk i rørsystemer, bildeler og andre forbruksvarer som forventes å ha en lang livssyklus. På grunn av disse egenskapene brukes det ofte i varmt- og kaldtvannsrør og beholdere der styrke og fleksibilitet er et krav.

3. Blokk-sampolymer polypropylen (PP-B)

PP-B er en blokk-kopolymer polypropylen som har en blokkstruktur med etylen, noe som gjør at den har bedre slagfasthet og elastisitet enn PP-A. Denne typen brukes i bilindustrien, til produksjon av støtsikker emballasje og andre kraftige forbrukerprodukter. Bilindustrien og beskyttende emballasjeindustrier er ideelle for PP-B på grunn av dens fleksibilitet og dempende egenskaper i stressede bruksområder.

Sprøytestøping av polypropylen: Hvordan fungerer det? 

Sprøytestøping av PP-plast gir en fordel med masseproduksjon av identiske plastdeler. Store volumer - fra tusen til millioner av identiske deler kan produseres på én gang. Fordi den tiltenkte formen gjenbrukes flere ganger i delens produksjonsprosess. Dette gjør sprøytestøping av polypropylen til et annet egnet alternativ for å møte den store etterspørselen og samtidig sikre at produktene som produseres er av samme kvalitet.

Prosessbetingelser for sprøytestøping av propylen

Tabell 1: Driftsparametere for sprøytestøping av pp-plast.

Parameter	Spesifikasjon
Krav til tørking	Tørk ved 80-90 °C (176-194 °F) i 2 timer; fuktighetsnivået må være under 0,1%.
Område for smeltetemperatur	220-280 °C (428-536 °F)
Temperaturområde for mugg	20-80 °C (68-176 °F)
Varmedefleksjonstemperatur (HDT)	100 °C (212 °F) ved 0,46 MPa (66 PSI)
Injeksjonstemperatur	32-66 °C (90-150 °F)
Strekkfasthet	32 MPa (4700 PSI)
Bøyestyrke	41 MPa (6000 PSI)
Tetthet	0,91 g/cm³
Sprøytestøping Trykk	Opp til 180 MPa
Krympefrekvens	1.5-2.0%

Sammenligning av polypropylenkvaliteter for sprøytestøping

La oss sammenligne, forskjellige sprøytestøpt polypropylen kvaliteter for støpeprosessen.

Tabell 2: Tekniske spesifikasjoner for ulike plastkvaliteter av polypropylen for sprøytestøping.

Polypropylen Type	Strekkfasthet	Forlengelse ved brudd	Bøyestivhet	Varmebestandighet	Bemerkelsesverdige funksjoner
Pro-fax 6323	4 930 psi	11%	210 000 psi	199.0 °F	Allsidig, motstår spenningssprekker
Pro-fax SG702	2 900 psi	6%	150 000 psi	180.0 °F	Slagfast, egnet for bruk i biler
Pro-fax 6523	4 790 psi	12%	200 000 psi	190.0 °F	Stivhet, ideell for matemballasje
Pro-fax PD702	4 500 psi	12%	170 000 psi	190.0 °F	Holder dimensjonene godt, enkel å behandle
FHR P5M6K-048	3 900 psi	11%	153 000 psi	183.0 °F	Forbedret klarhet, visuelt tiltalende

Retningslinjer for design av sprøytestøpte deler av polypropylen

Det er enkelt å støpe polypropylen, men for å få det beste resultatet må man følge visse designprinsipper. Denne delen fokuserer på de praktiske anbefalingene som er nødvendige for å produsere komponenter av polypropylen med lang levetid og høy ytelse.

Nøkkelfaktorer for levende hengsler

Når du designer levende hengsler i polypropylen, er det bra å arbeide med en tykkelse på mellom 0,2 mm og 0,51 mm. For optimal ytelse bør radiene være brede, og hengslet bør ha en flat skulder. Denne konstruksjonsmetoden gir fleksibilitet og styrke som gjør at hengslet tåler å bli brukt flere ganger.

Retningslinjer for veggtykkelse

Når det gjelder deler av polypropylen, må tykkelsen på produktets vegger ikke overstige 0,635 mm til 3,81 mm tykkelse. Tykke deler bør også ha jevne endringer i tykkelse fra ett nivå til et annet for å unngå defekter som synkemerker. Dessuten bør ribber helst være mindre enn halvparten av tykkelsen på de tilstøtende veggene for å gi styrke og forhindre dannelse av strukturelle hulrom.

Radier i design

Radier i formutformingen bidrar også til å redusere spenningskonsentrasjoner. Det har derfor en betydelig innvirkning på detaljens livssyklus. Den foreslåtte radiusen bør være minst tjuefem prosent av veggtykkelsen. Krumningsradiusen bør være 75% av veggtykkelsen, noe som gir både styrke og fin overflatefinish.

Utkast til vinkelanbefalinger

Polypropylen tåler svært små trekkvinkler, helt ned til én grad, noe som er tilstrekkelig for de fleste deler. Men hvis delen din har teksturerte overflater, anbefales det å øke trekkvinkelen opp til fem grader, avhengig av teksturens dybde. Når det gjelder fylte polypropylenmaterialer, kan det være nødvendig å ha en trekkvinkel på opptil ti grader for å gjøre det lettere å støte ut delen og for å forbedre kvaliteten på den endelige delen.

Innstilling av toleranser for deler 

Kravene til toleranse for deler av polypropylen kan klassifiseres i kommersiell toleranse eller fin toleranse. Kommersielle toleranser er relativt større og billigere sammenlignet med fintoleranser, som er presise, men dyre. For eksempel vil en kommersiell toleranse for en 20 mm del ligge i området ± 0,125 mm, mens fintoleransen for den samme delen er ca. 0,075 mm. Det er derfor viktig å forstå at hvis man ønsker strammere toleranser, kan det ha stor innvirkning på produksjonskostnadene.

Behandling av polypropylenmateriale

Polypropylen har et smeltepunkt i området 160-170 °C, og det betyr at det er nødvendig med riktig temperaturkontroll under behandlingen av materialet. I tillegg er det avgjørende å tørke polypropylenpellets for sprøytestøping prosess. For å oppnå optimale resultater og splittfrie deler må fuktigheten holdes under 0,02%.

Sprøytestøping

Den PP-sprøytestøping temperaturen er nødvendig rundt 220 °C og 280 °C, mens temperaturen i formen er mellom 30 °C og 80 °C. Disse forholdene er som følger for å få riktig flyt og størkning. Syklustiden er en annen kritisk faktor. Vanligvis refererer den til tiden det tar å fullføre en syklus, og den bør reduseres for å unngå vridning, og effektiv kjøling er viktig. I tillegg må kjølekanalene utformes på en slik måte at varmen fordeles jevnt over hele overflaten.

Ekstruderingsprosessering

Ekstrudering utføres ved å smelte polypropylen ved en temperatur på 210 °C til 250 °C. Temperaturkontroll og kjølehastighet er to kritiske faktorer som må kontrolleres godt for å oppnå de ønskede produktegenskapene.

Ekstruderingsverktøyet er en kritisk komponent i prosessen. Den må være utformet slik at den ikke sveller, og den må kontrollere materialstrømmen som ekstruderes for å oppnå ønsket kvalitet på sluttproduktet.

Blåsestøping

Blåsestøpeprosessen innebærer at polypropylen varmes opp og deretter formes til en forløper og blåses i en form. Temperatur og blåsetrykk må holdes strengt for å oppnå ønsket form på produktet. Utstøping Delkjøling er nødvendig for å beholde delens form og dimensjoner. Kjølehastigheten bør være avhengig av størrelsen og kompleksiteten til den aktuelle delen.

Kvalitetskontroll:

De to områdene som er spesielt viktige, er blant annet

• Prosedyrer for sanitære forhold og lagring Renheten til polypropylen avhenger av håndterings- og lagringsprosedyrer og rent utstyr.
• Kvalitetskontroll Periodiske undersøkelser under bearbeidingen bidrar til å sikre at materialet og sluttproduktene holder riktig kvalitet og standard og oppfyller kravene.

Hva er fordelene med sprøytestøping av propylen?

Følgende er fordelene med sprøytestøping av polypropylen:

• Rimelig pris: Sprøytestøping av polypropylen er relativt billig, og det gjelder særlig for produksjoner som krever store mengder. Prosessen har lave materialkostnader og lite svinn siden materialet som er i overskudd kan gjenbrukes i systemet. Denne effektiviteten gjør at store produksjonsvolumer kan tilbys til billigere enhetspriser enn ved mindre produksjonsvolumer.
• Kort syklustid: Sprøytestøpingsprosessen kan produsere store mengder deler på kortest mulig tid. Polypropylen har gode termiske egenskaper, og derfor kan formene fylles og avkjøles raskt, noe som øker produksjonshastigheten og leveringstiden.
• Overlegen kjemikalieresistens: Polypropylen er svært motstandsdyktig mot et stort antall kjemikalier som syrer, baser og organiske løsemidler. Denne egenskapen gjør det egnet for bruk i applikasjoner under ekstreme forhold, inkludert bildeler og kjemisk vesse.
• Minst innvirkning: Polypropylen har mindre slagfasthet sammenlignet med HDPE, men kopolymer polypropylen har god slagfasthet. Dette gjør det til et foretrukket valg for produkter som krever mekanisk styrke og slagfasthet, for eksempel til bilindustrien og varige forbruksvarer.
• Dimensjonell stabilitet: Polypropylen har høy dimensjonsstabilitet etter avkjøling. Denne stabiliteten er svært viktig for å garantere at de støpte delene passer riktig og utfører de tiltenkte oppgavene uten å måtte modifiseres ytterligere.
• Lav fuktabsorpsjon: Polypropylen har liten eller ingen evne til å absorbere fuktighet, og derfor endres ikke materialets styrke og dimensjoner når det utsettes for ulike fuktighetsnivåer. Denne egenskapen gjør at materialet egner seg godt til bruk i applikasjoner der det utsettes for fuktighet mesteparten av tiden.
• Strømningsegenskaper: På grunn av de gunstige flyteegenskapene er det lettere å bearbeide polypropylen, og dette gjør støpeprosessen enklere. Det gjør det mulig å produsere store mengder støpte produkter og bidrar også til å overvinne de typiske problemene med støping, for eksempel vridning eller manglende fylling.

Hva er begrensningene ved sprøytestøping av propylen?

Noen av ulempene med sprøytestøping av polypropylen inkluderer følgende;

• Høy varmeledningsevne: Polypropylen har lav varmebestandighet og kan derfor ikke brukes i områder med høy temperatur. Polypropylen har dårlig termisk stabilitet, og delene som er laget av det, kan deformeres eller miste sin styrke ved temperaturer over 100 °C (212 °F).
• UV-stabilitet Polypropylen er ikke særlig motstandsdyktig mot UV-lys, og når det utsettes for UV-lys over lengre tid, brytes det ned ved å falme til en uønsket farge, bli sprøtt og få dårlige mekaniske egenskaper. Denne begrensningen gjør det nødvendig å bruke UV-stabilisatorer eller belegg, spesielt når produktet skal brukes utendørs.
• Høy krympefrekvens: Så mye som 1,5% til 2,0% av polypropylen krymper, og delene som er laget av dette materialet kan vri seg eller gjennomgå dimensjonsendringer hvis de ikke kontrolleres godt. Dette kan også påvirke kvaliteten på sluttproduktet, fordi produktets ytelse kan bli svekket der det kreves presisjon.
• Ikke egnet for bruksområder med høy belastning: Selv om polypropylen har god slagfasthet, gir det ikke høy styrke og stivhet. I bruksområder der delen utsettes for høy strekk- eller bøyebelastning, er det ikke sikkert at PP gir tilstrekkelig styrke.
• Begrenset evne til å produsere små funksjoner: Selv om polypropylen har mange bruksområder, er det ikke lett å produsere svært små detaljer. Materialets flytegenskaper og kjøleegenskaper kan redusere detaljnivået i svært fine design.
• Mindre antall tilgjengelige farger: Polypropylen har færre fargevalg sammenlignet med andre plastmaterialer på markedet. Det kan være mulig å oppnå spesifikke eller til og med ønskede nyanser bare ved hjelp av fargestoffer eller andre typer behandlinger.

Vanlige deler produsert med sprøytestøping av polypropylen

Propylen sprøytestøping produserer vanligvis følgende deler:

• Dashbordpaneler
• Hanskerom
• Speilhus
• Plastbeholdere
• Kjøkkenredskaper
• Matbeholdere
• Kasser og paller
• Innkapslinger for medisinsk utstyr: Massevis av medisinsk sprøytestøping deler laget av PP-materiale.
• Rørleggerrør
• Leker: Mange av plastsprøytestøping leker laget av ABS og PP materialer.

Porter og løpere i sprøytestøpeverktøy av polypropylen

Ved sprøytestøping av polypropylen utgjør porter og løpere noen av de viktigste funksjonene som styrer strømmen av det smeltede materialet inn i formhulrommet. Utformingen av disse elementene skal muliggjøre riktig fylling, og kvaliteten på de ferdige delene skal være svært høy.

Sprue Design

Granen fungerer som en ledning for smeltet polypropylen og forbinder sprøytestøpemaskinen med formhulen. Dette er en sylindrisk konstruksjon med en sfærisk del i enden som passer riktig inn i maskinens dyse. Dette er avgjørende for å forhindre lekkasjer og sikre en jevn flyt av materialer gjennom systemet og utstyret.

Runner System

Smeltet polypropylen beveger seg gjennom løpere fra granen til formhulrommet. I støpeformer med flere hulrom utformes løpene med forgreninger for å fordele materialet jevnt. Vi foreslår at det brukes kalde snegler ved overganger for å forhindre tidlig avstivning og sikre fri flyt. Kanaldiameteren varierer fra 4 til 7 mm for å sikre optimal flyt og kjøling av formen. 

Gate-funksjonalitet

Portene er den siste åpningen som smeltet polypropylen får strømme inn i formhulen gjennom. Dimensjonene og typen port avgjør hvordan materialet transporteres gjennom hele produksjonsprosessen og kvaliteten på den ferdige delen. Det finnes pin- og kantporter, og de velges avhengig av hvilken type form som skal lages. Porten skal sørge for at materialet lett kan strømme inn i formen, samtidig som den reduserer dannelsen av overflatedefekter.

Dimensjonering og plassering av porter

Små spalter brukes vanligvis for å minimere friksjonen og forhindre slitasje på materialet. Tykkelsen på portens land, det vil si den delen av porten som går inn i hulrommet, bør være så tynn som mulig slik at den lett kan fylles. Plasseringen av porten er viktig, og den er vanligvis plassert i den tykkeste delen av formen for å oppnå en jevn spredning av materialet og minimere defekter.

Designhensyn

Noen av de vanligste problemene, som synkemerker og dårlig fylling, kan løses ved hjelp av riktige gating- og løpesystemer. For å forbedre produksjonseffektiviteten og kvaliteten på delene er det effektivt å oppdatere designene med jevne mellomrom basert på beste praksis og tilbakemeldinger om prosessen.

Bruksområder i industrien for sprøytestøping av propylen

PP-sprøytestøping brukes ofte i ulike produksjonssektorer;

Matemballasje

Polypropylen er mye brukt i matemballasje siden det er trygt og har lang levetid. Beholdere for takeaway og produkter for oppbevaring av mat, som kopper og beholdere, er laget av PP-skum for varmeisolering og beskyttelse. PP-materiale brukes til å lage plastkopper og -flasker til drikkevarer og matvarer, siden materialet ikke reagerer med fuktighet eller kjemiske stoffer.

Forbruksvarer

I forbruksvareindustrien er polypropylen foretrukket på grunn av sin styrke og evne til å støpes. PP brukes i små apparater som blendere og hårføner fordi det er slagfast og lett å støpe. Polypropylen er trygt og holdbart, og det brukes ofte i sprøytestøping av leker. Polypropylens holdbarhet brukes også i husholdningsprodukter, for eksempel i oppbevaringsbøtter og kjøkkenredskaper.

Bilindustrien

Bilindustrien er en av de største brukerne av polypropylen, siden materialet er lett i vekt og har høy styrke. PP brukes i interiørdeler som dashbord og paneler på grunn av materialets allsidighet når det gjelder utseende og holdbarhet. Det finnes også hanskerom og speilhus i polypropylen for å gi nødvendig styrke og støtbeskyttelse.

Tekstiler

Det er allment kjent at polypropylenfibre er viktige i forskjellige tekstilområder på grunn av deres styrke og motstand mot flekker. PP-fibertepper er i stand til å motstå slitasje og flekker. PP brukes til møbler og bilinteriør siden det ikke slites ut lett og er lett å rengjøre. På grunn av sine utmerkede egenskaper brukes polypropylenfibre i produksjonen av klær som transporterer fuktighet, noe som gir komfort og ytelse.

Emballasjefilm

En av de viktigste typene emballasjefilm er polypropylenfilm på grunn av styrken og fleksibiliteten den tilbyr. BOPP-film (biaxialt orientert polypropylen) brukes til emballasje på grunn av sin høye klarhet, utmerkede mekaniske egenskaper og fukt- og oksygenbarriereegenskaper. CPP (Cast Polypropylene)-filmer brukes til varmeforsegling i fleksibel emballasje for en rekke ulike produkter.

Rør og rørdeler

Polypropylenrør brukes i rørleggerarbeid og industriell praksis siden de er kjemisk inerte og lett kan installeres. PP-rør brukes til både varmt og kaldt vann på grunn av sin styrke og korrosjonsbestandighet. I industrielle applikasjoner brukes polypropylenrør i kjemiske og avfallshåndteringssystemer, og materialet er godt utstyrt med styrke og evne til å motstå aggressive forhold.

Sammendrag

Denne artikkelen gir mer informasjon om polypropylen (PP) som teknisk plast, inkludert de ulike typene som er tilgjengelige, egenskapene til PP og kompleksiteten i sprøytestøpeprosessen. Artikkelen tar også for seg utfordringene knyttet til valg av riktig utstyr, problemstillinger knyttet til produktdesign og grunnleggende formdesign. Artikkelen tar også for seg noen av de største feilene som kan oppstå under produksjonen, og hvordan de kan rettes opp.

For å sikre det beste PP-materialet og den beste sprøytestøpeproduksjonen er det lurt å søke råd hos en erfaren leverandør. En erfaren leverandør kan gi anbefalinger om hvilke PP-sprøytestøpegods som er best egnet for produktets funksjonelle krav og sluttproduktets utseende, noe som sikrer et vellykket prosjekt.

Vanlige spørsmål - Sprøytestøping av polypropylen

Q1. Hva er de viktigste kategoriene av polypropylenpaller for sprøytestøping?

De omfatter homopolypropylen (PP-H) for stivhet, tilfeldig kopolymer polypropylen (PP-R) for fleksibilitet og blokk-kopolymer polypropylen (PP-B) for slagfasthet.

Q2. Hva bør gjøres med polypropylen før støping?

Polypropylen må tørkes ved 80-90 °C i minst 2 timer for å bringe fuktighetsinnholdet til under 0,1% reduksjon i støpekvaliteten oppnås for å unngå dannelse av produkter av dårlig kvalitet.

Q3. Hva er noen av problemene som kan oppstå ved sprøytestøping av polypropylen?

Noen av de vanligste feilene er synkemerker, strømningslinjer, utluftingsproblemer, skjevhet og ufullstendig fylling. Disse problemene kan løses ved å justere veggtykkelsen, øke ventilasjonssporet, temperaturen i formen og injeksjonstrykket.