Szczegółowy przewodnik po formowaniu wtryskowym ABS

Formowanie wtryskowe ABS proces to procedura, w której stopiony plastik ABS jest wtryskiwany do formy pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. Proces ten pomaga powielać wiele typów prototypowych projektów dla wielu zastosowań przemysłowych, ponieważ plastik ABS jest plastikiem o jakości inżynieryjnej. Jest obrabiany przez branże, w tym motoryzacyjną, dóbr konsumpcyjnych i budowlaną, aby wymienić tylko kilka.

W tym artykule omówiono formowanie ABS od definicji do zastosowań, procesów i technik. Więc czytaj dalej!

Przegląd formowania wtryskowego ABS: 

Formowanie wtryskowe ABS (akrylonitryl-butadien-styren) to popularna technika produkcji produktów z tworzywa ABS o dokładnych specyfikacjach. Z technicznego punktu widzenia ABS to sztywny i trwały polimer termoplastyczny, znany z łatwości produkcji lub wytwarzania. Techniki formowania są stosowane w celu wtryskiwania stopionego ABS do matrycy formy, po czym część jest chłodzona, a następnie wyrzucana po zestaleniu. Ta metoda jest żmudna i wydajna i może wytwarzać szeroką gamę produktów ABS, co czyni ją tanim rozwiązaniem dla dużych ilości.

Jak precyzyjnie obrabiać ABS?

Proces formowania tworzywa ABS jest bardzo podobny do procesu formowania wtryskowego, podobnie jak wiele innych technik formowania tworzyw termoplastycznych. Zaczyna się od dostarczenia granulatu tworzywa ABS do leja, gdzie jest on następnie topiony i wtryskiwany do formy pod wysoce kontrolowanym ciśnieniem do do 700–1400 barówNastępnie fazy chłodzenia i utwardzania rozwarstwiają się, a część formowana wtryskowo jest wyrzucana, a cykl rozpoczyna się od nowa w sposób powtarzalny, aby utworzyć wiele części z pojedynczej matrycy narzędzia.

ABS formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych słynie z prostoty i wydajności; stąd jest uważany za idealny proces dla części produkowanych na dużą skalę, aby skutecznie wprowadzać je na rynek przy minimalnym czasie realizacji. Jeśli chodzi o ABS, ma on dobrą stabilność wymiarową i obrabialność po formowaniu, co oznacza, że jest stosunkowo łatwy w obróbce, wierceniu, rozwiercaniu i frezowaniu zgodnie ze specyfikacjami potrzebnych części.

Dlaczego formowanie ABS jest właściwym wyborem?

ABS jest materiałem z wyboru do formowania wtryskowego ze względu na swoje korzystne właściwości. To cechy, które sprawiają, że jego użycie jest niezbędne; na przykład dobry materiał ma wysoką wytrzymałość, niską temperaturę topnienia, możliwość recyklingu i doskonałą odporność na chemikalia i ciepło. Jego plastyczność jest głównym powodem łatwego przetwarzania i kształtowania w różne kształty i rozmiary. Dlatego ABS jest szeroko stosowany w dziedzinach, które wymagają wytrzymałości i trwałych komponentów, takich jak wewnętrzne części samochodowe, urządzenia gospodarstwa domowego, narzędzia i urządzenia medyczne. Jego wszechstronność i niezawodność odpowiadają na pytanie: „Dlaczego ABS jest najlepszą opcją dla projektów formowania wtryskowego?”.

Charakterystyka tworzywa ABS

Omówmy jego szczególne cechy:

• Wzór chemiczny: Tworzywo ABS składa się z (C8H8) x· (C4H6) y· (C3H3N) z.
• Odporność na ciepło i substancje chemiczne: ABS nie jest podatny na działanie ciepła ani reakcji chemicznych.
• Odporność na uderzenia, ścieranie i plamy: ABS słynie z trwałości, odporności na ścieranie i plamy, a także odporności na uderzenia.
• Typowy zakres temperatur: Normalna temperatura pracy ABS wynosi 204–238 °C.
• Temperatura skraplania: ABS ma temperaturę skraplania wynoszącą 105 °C.
• Wytrzymałość na rozciąganie: ABS ma wytrzymałość na rozciąganie 46 MPa (6600 PSI).
• Gęstość właściwa: Gęstość właściwa ABS wynosi 1,06.
• Współczynnik skurczu: ABS ma współczynnik skurczu wynoszący 0,5–0,7%.

Zalety formowania wtryskowego ABS

Oto najważniejsze zalety formowania ABS:

1. Efektywność energetyczna: 

Sprzęt używany w formowaniu ABS zapewnia wydajną wydajność podczas przetwarzania tworzyw termoplastycznych. Siła i dynamika ich działania gwarantują stałą i regularną wydajność produkcji poprzez zmniejszenie zapotrzebowania na energię i całkowitych czasów cyklu.

2. Wszechstronne zastosowania:

Formowanie tworzyw sztucznych ABS umożliwia produkcję wielu aplikacji, które można stosować do żywic ABS o różnych rozmiarach z jednolitymi możliwościami integracji. W ten sposób adaptowalność procesu zapewnia produkcję skomplikowanych komponentów do różnych zastosowań przemysłowych.

3. Dokładna powtarzalność:

Jest to szczególnie najlepszy wybór do produkcji szczegółowych i złożonych części, na przykład części wewnętrznych i zewnętrznych, dlatego jest lepszy od innych procesów formowania. Ponadto tworzywa sztuczne ABS zachowują swoje właściwości i wydajność nawet w ekstremalnych sytuacjach lub warunkach temperaturowych. To główny powód ich stosowania w zastosowaniach lotniczych i elektronicznych.

Wady formowania wtryskowego ABS

Pomimo swoich zalet obróbka tworzyw ABS wiąże się również z pewnymi ograniczeniami; omówmy je pokrótce.

1. Słaba odporność na promieniowanie UV:

Plastik ABS ma słabą odporność na promienie ultrafioletowe (UV) ze słońca; dlatego ulega degradacji, gdy jest wystawiony na działanie promieni przez długi czas. Aby złagodzić ten problem, komponenty ABS są zwykle pokrywane materiałami odpornymi na promieniowanie UV, aby były bardziej chronione i trwałe.

2. Ewolucja w wysokim dymie:

Chociaż ABS jest zazwyczaj uważany za nietoksyczny dla ludzi materiał termoplastyczny, ponieważ może wytwarzać szkodliwy dym podczas procesu formowania wtryskowego. W związku z tym może mieć wpływ na zdrowie personelu odpowiedzialnego za formowanie ABS. Konieczne są silne protokoły bezpieczeństwa dla operatorów, wraz z wiedzą techniczną.

3. Słaba odporność na zmęczenie:

Tworzywo ABS może nie być dobre do zastosowań wymagających dużego naprężenia lub odkształcenia ze względu na ograniczoną odporność na zmęczenie. Długotrwałe narażenie ABS na czynniki naprężające zwykle powoduje degradację i zmniejszenie trwałości części lub produktu w czasie. Jeśli potrzebujesz większego naprężenia, to Formowanie wtryskowe PC ABS będzie lepszym rozwiązaniem.

Rozważania dotyczące procesu formowania wtryskowego tworzyw sztucznych ABS

Istnieje kilka kluczowych aspektów, które należy wziąć pod uwagę przy obróbce ABS. Te niezbędne czynniki obejmują:

1. Projekt części z tworzywa ABS:

Zanim rozpoczniesz proces formowania wtryskowego tworzywa ABS, musisz wziąć pod uwagę szczegóły techniczne projektu części. Spróbuj podzielić projekty na jednolitą grubość ścianki, aby uniknąć naprężeń, z odmianą grubości ścianki 25% zgodnie z regułą praktyczną. Włączenie większej liczby żeber lub promieni może zwiększyć wytrzymałość i uniknąć problemów z pękaniem.

2. Grubość ścianki i stosunek promienia:

Stosunek promienia do grubości ścianki nie powinien być mniejszy niż 0,3. Ponieważ większe promienie będą tłumić naprężenia. Niemniej jednak unikaj rozważania małych promieni, ponieważ mogą one powodować problemy z kurczeniem się produktów podczas procesu formowania wtryskowego. Projekt części z tworzywa ABS powinien być zrównoważony, aby były zarówno wytrzymałe, jak i nie kurczyły się pod wpływem naprężeń lub naprężeń.

Środki ostrożności w procesie formowania wtryskowego tworzywa ABS: 

Aby zoptymalizować proces opracowywania prototypów, od małych do dużych serii, warto wziąć pod uwagę kilka poniższych kwestii.

1. Suszenie materiału ABS przed obróbką:

Tworzywo ABS bardzo dobrze pochłania wilgoć. Podczas przetwarzania mogą wystąpić problemy. Materiał powinien być całkowicie wysuszony przed formowaniem wtryskowym, aby zapobiec problemom związanym ze zwiększonym kosztem projektu, wydłużeniem czasu obróbki i produkcją części o mętnym lub chropowatym wykończeniu powierzchni. Chociaż żywice ABS mogą naturalnie absorbować wilgoć z atmosfery w zakresie od 0,4% do 2%, dlatego ważne jest, aby obniżyć zawartość wilgoci do 0,5% lub mniej niż maksymalny limit, aby uniknąć jakichkolwiek problemów. W ten sposób proces suszenia jest zwykle przeprowadzany w temperaturach 80–95 °C przez około 3–4 godziny.

2. Kontrola temperatury formowania:

Kontrola temperatury formowania jest kluczowa w formowaniu wtryskowym ABS, aby uniknąć rozkładu termicznego. Problemy te prowadzą do tworzenia się brązowych granulek na formowanych częściach. Proces przegrzewania się tworzywa ABS może powodować pękanie wiązań chemicznych. Chociaż wysokie temperatury są niezbędne dla błyszczących i matowych części ABS, ważne jest, aby nie uszkodzić materiału. Idealny zakres temperatur dla formowania wtryskowego ABS wynosi od 180 do 230 °C, a krótsze czasy ekspozycji w wyższych temperaturach są zalecane, aby uniknąć degradacji w czasie.

3. Ciśnienie i prędkość wtrysku w formowaniu wtryskowym ABS:

Tworzywo ABS charakteryzuje się wyższym ciśnieniem wtrysku niż inne materiały, na przykład: Formowanie wtryskowe PP. Powodem jest to, że jest to bardzo lepki plastik. Chociaż nie jest to wymagane w przypadku produktów prostych lub grubych, nadmierne ciśnienie może prowadzić do poważnych konsekwencji, takich jak sklejanie się części. Ponadto zwiększone tarcie ostatecznie podnosi koszty produkcji. Z drugiej strony niskie ciśnienie może powodować kurczenie się formy i gorszej jakości komponenty.

Prędkość wtrysku jest kolejnym kluczowym czynnikiem w produkcji wysokiej jakości produktów końcowych. Zbyt duża prędkość może prowadzić do spalania plastiku lub rozkładu termicznego. Oprócz tego występują problemy z niskim połyskiem, liniami spoin i przebarwieniami. Ponadto przy niskich prędkościach wtrysku można zaobserwować brak wypełnienia formy. Prędkość wtrysku jest krytycznym aspektem przetwarzania materiałów w celu zapewnienia wydajności i minimalnej ilości odpadów. Tworzywo ABS zwykle wymaga mniejszego rozmiaru wtrysku niż inne tworzywa sztuczne, co oznacza, że zużycie materiału jest zmniejszone, ale techniki formowania nie są naruszone.

Zastosowania formowania tworzyw sztucznych ABS:

Plastik ABS jest szeroko stosowany w wielu branżach ze względu na swoją wszechstronność i zalety. Niektóre kluczowe zastosowania formowania plastiku ABS obejmują: Niektóre kluczowe zastosowania formowania plastiku ABS obejmują:

1. Przemysł motoryzacyjny:

Tworzywo ABS jest szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji lekkich komponentów, które są substytutami metali, takich jak aluminium. Kilka przykładów obejmuje wykładziny drzwi, panele instrumentów, elementy deski rozdzielczej, listwy słupków, uchwyty i części pasów bezpieczeństwa.

2. Zastosowania komercyjne:

Plastik ABS jest popularnym materiałem do stosowania w wielu produktach gospodarstwa domowego. Oto przykłady produktów, które są używane w życiu codziennym: wykładziny lodówek, odkurzacze, panele sterowania i roboty kuchenne.

3. Przemysł elektryczny:

Produkty formowane metodą ABS są wykorzystywane w przemyśle elektrycznym do produkcji obudów urządzeń elektronicznych i klawiatur komputerowych.

4. Budownictwo i konstrukcje:

Tworzywo ABS jest jednym z najlepszych materiałów w branży budowlanej ze względu na wysoką odporność na uderzenia i zdolność do znoszenia zmian chemicznych i fizycznych. Z tych powodów jest powszechnie stosowane w rurach i kształtkach.

Inne zastosowania estetyczne:

Tworzywo ABS jest szeroko stosowane w wielu innych zastosowaniach, do kształtowania produktów wykorzystywanych w przemyśle oraz instrumentów muzycznych.

Na przykład produkcja sprzętu sportowego i obiektów sportowych wiąże się z wykorzystaniem formowania wtryskowego ABS. Ponadto produkty medyczne, takie jak kompresory i nebulizatory oraz jednorazowe strzykawki lub produkty jednorazowego użytku, mogą być również wykonane z tworzywa ABS ze względu na jego rygorystyczną wytrzymałość.

Techniki obróbki ABS

Oto kilka kluczowych technik powszechnie stosowanych:Oto kilka kluczowych technik powszechnie stosowanych:

1. Części cienkościenne:

ABS ma wyższą lepkość, więc wymaga wyższych ciśnień wtrysku w przypadku części cienkościennych. Dlatego formy muszą być wykonane tak, aby mogły poradzić sobie z tymi wysokimi ciśnieniami. Zazwyczaj do wytwarzania produktów cienkościennych stosuje się formy wykonane ze stali.

2. Duże puste części:

Formowanie wtryskowe wspomagane wodą lub gazem jest przydatne do wytwarzania dużych, cienkich lub pustych części. Woda lub gaz pod wysokim ciśnieniem powoduje, że stopiony lub lawowy plastik jest dociskany do boków form. Dlatego należy upewnić się, że grubość arkusza materiału ABS jest jednolita, a objętości wewnętrzne są gładkie.

3. Części o grubych ścianach:

Zwykłe formowanie wtryskowe elementów o grubych ściankach może powodować zapadnięcia na powierzchni części. Formowanie wtryskowe kompresyjne wykorzystuje określoną ilość stopionego plastiku, aby zmniejszyć zapadnięcia i naprężenia wewnętrzne. Z drugiej strony, cieńsze lub bardziej jednolite ścianki formy mogą być używane, aby uniknąć problemu zapadnięć.

4. Komponenty wielomateriałowe:

Techniki takie jak formowanie wtryskowe i formowanie wtryskowe są stosowane w przypadku komponentów wielomateriałowych. Formowanie wtryskowe ABS zwykle wykorzystuje wysoce wytrzymałe tworzywa sztuczne w celu zwiększenia funkcjonalności produktu lub części. Na przykład w zastosowaniach przemysłowych narzędzi, takich jak wiertarki bezprzewodowe, te metody pomagają replikować części ABS, aby były bardziej wydajne i skuteczne w odniesieniu do specyfikacji projektowych.

Materiały kompatybilne do formowania ABS

Formowanie wtryskowe ABS może być przetwarzane z wieloma rodzajami materiałów, od tworzyw termoutwardzalnych do tworzyw termoplastycznych. Wśród nich tworzywa termoplastyczne wykorzystują dodatki wzmacniające, takie jak wypełniacze z włókna szklanego lub węglowego. Poza tym możliwe jest również wtryskiwanie metali egzotycznych, takich jak aluminium, tytan i cynk, ale zwykle wiąże się to z połączeniem metali z materiałem wypełniającym z tworzywa sztucznego, aby zapewnić równomierny przepływ przez formę.

Streszczenie

Podsumowując, Formowanie tworzywa ABS jest dobrze znaną techniką, która intensywnie wykorzystuje wiele materiałów do formowania wtryskowego. Jej odporność na ciepło i trwałość sprawiają, że jest ona niezwykle przydatna do produkcji różnych części przemysłowych. Proces formowania wtryskowego tworzywa ABS jest tanim sposobem produkcji różnych części samochodowych i lotniczych do projektów produkcyjnych. Jeśli potrzebujesz niezawodnego i ekonomicznego rozwiązania dla tworzyw sztucznych formowanie wtryskoweg, formowanie tworzywa ABS jest dobrym wyborem.