Proces formowania wtryskowego tworzyw termoplastycznych

Formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych stał się najbardziej stosowalnym procesem produkcji tworzyw sztucznych. Jest znany z produkcji produktów o wysokiej jakości przy minimalnym czasie realizacji i dużych ilościach. Rosnące zapotrzebowanie na wysokiej jakości produkty z tworzyw sztucznych w różnych sektorach zwiększyło zastosowanie materiałów termoplastycznych.

Materiały te są oparte na żywicach polimerowych i po podgrzaniu zamieniają się w jednorodną ciecz, która staje się stała po schłodzeniu. Formowanie wtryskowe wykorzystuje tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne, a nawet materiały elastomerowe, aby tworzyć wysokowydajne formowalne części lub produkty. Nowsze technologie formowania wtryskowego tworzyw termoplastycznych i lepszych form umożliwiły redukcję kosztów, lepszy wygląd i lepsze perspektywy produkcyjne.

Dlaczego materiały termoplastyczne są stosowane w formowaniu wtryskowym?

 

Termoplasty są stosowane w formowaniu wtryskowym, ponieważ topią się w wysokich temperaturach i krystalizują w niskich temperaturach. Ta właściwość sprawia, że są idealne do recyklingu i formowania w różne formy i struktury. Są najbardziej preferowanymi materiałami w przemyśle ze względu na ich elastyczność i wszechstronność zastosowania.

Jak produkować produkty termoplastyczne formowane wtryskowo?

Formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych jest jednym z najbardziej podstawowych procesów we współczesnej produkcji. Polega na tworzeniu różnorodnych produktów z tworzyw sztucznych poprzez zastosowanie polimerów termoplastycznych.

Krok 1. Odpowiedni dobór materiałów

Rodzaj użytego materiału decyduje o funkcjonalności, wyglądzie i trwałości produktu końcowego. Wybierz materiały, biorąc pod uwagę ich właściwości mechaniczne, stabilność cieplną i konkretne zastosowanie.

Krok 2. Przygotowanie materiału

Proces ten obejmuje suszenie surowych granulek plastikowych w celu usunięcia wilgoci. Ponieważ zawartość wilgoci znacząco wpływa i jest destrukcyjna dla procesu topienia i formowanej części. Te przygotowane granulki są następnie podawane do leja wtryskarki termoplastycznej za pomocą taśmy przenośnika.

Krok 3. Topienie

Granulki plastiku są topione w beczce, która zawiera ślimak posuwisto-zwrotny. Następnie te granulki przyjmują formę stopionej lawy lub gorącej cieczy. Podczas tej fazy kontrola temperatury jest kluczowa, aby uzyskać odpowiednią konsystencję i przepływ stopionego plastiku do wymaganego standardu.

Krok 4. Wstrzyknięcie

Jak sama nazwa wskazuje, stopiony plastik jest wtryskiwany do wnęki formy poprzez zastosowanie wysoce kontrolowanego ciśnienia wtrysku. Precyzyjna kontrola nad tym procesem określa dokładne specyfikacje i wykończenia części. Następnie powstałe części są schładzane i krzepną w optymalnych warunkach.

Krok 5. Wyrzucanie

Następnie wymagana część jest wyjmowana z formy za pomocą wypychaczy po stwardnieniu. Proces ten musi być zaplanowany i kontrolowany, aby nie uszkodzić części i aby została ona prawidłowo uwolniona.

Krok 5. Postprodukcja

Ta faza jest zazwyczaj używana do cięcia w celu nadania częściom pożądanych kształtów. Części mogą być malowane, anodowane, przycinane, polerowane itp., w zależności od wymaganej funkcjonalności i estetyki.

Jakie są najważniejsze części maszyny do formowania wtryskowego tworzyw termoplastycznych?

Maszyna do formowania wtryskowego tworzyw termoplastycznych składa się z kilku części. Niektóre z najczęstszych części obejmują:

Jednostka zaciskowa

Jednostka zaciskowa ściśle trzyma dwie części formy, aby zapewnić, że nie otworzą się podczas wtrysku. Musi ona wywierać wystarczającą siłę, aby oprzeć się sile wywieranej przez wtryskiwany stopiony plastik, aby zapewnić, że forma nie otworzy się, a część będzie dobrze uformowana.

Jednostka wtryskowa

Jednostka wtryskowa, która jest sercem maszyny, odpowiada za podgrzewanie materiału z tworzywa sztucznego i wtryskiwanie go do wnęki formy. Posiada podgrzewany cylinder ze śrubą, która porusza się tam i z powrotem, aby wtłoczyć tworzywo sztuczne przez dyszę do formy i utrzymać stały dopływ materiału.

System mieszkaniowy i chłodniczy

Po wtryśnięciu stopionego plastiku do formy, system mieszkalnictwa i chłodzenia utrzymuje ciśnienie, aby zagwarantować, że plastik zajmie wszystkie wnęki formy i zestali się w odpowiedni kształt. Chłodzenie jest bardzo ważnym procesem w redukcji czasu cyklu, a także w poprawie jakości produktu końcowego.

Proces wyrzucania

Po utwardzeniu plastiku rozpoczyna się proces wyrzucania. Forma zostaje otwarta, a kołki wyrzutnika, które znajdują się z boku formy, wyrzucają gotową część z wnęki formy. Proces ten musi być przeprowadzony ostrożnie i we właściwym czasie, aby część nie została uszkodzona, a wyjęcie zostało wykonane prawidłowo.

Narzędzie do formowania

Narzędzie do formowania jest negatywne i wykonane jest ze stali lub aluminium i tworzy produkt końcowy. Definiuje wykończenie powierzchni i rozmiar produktu. Narzędzie ma dwie połówki, które są połączone w środku i które są wtryskiwane oddzielnie od siebie.

Jakie rodzaje materiałów są stosowane w formowaniu wtryskowym tworzyw termoplastycznych?

Istnieje wiele rodzajów materiałów termoplastycznych formowanych wtryskowo, wykorzystywanych do tworzenia produktów formowanych wtryskowo, w tym:

ABS-y (Akrylonitryl-butadien-styren) charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na uderzenia, wysoką sztywnością i niskim skurczem. Dzięki temu idealnie nadaje się do podzespołów samochodowych, elektroniki użytkowej i zabawek, gdzie trwałość i odporność na naprężenia mechaniczne mają pierwszorzędne znaczenie. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe ABS.

Poliamid (nylon) ma wysoką wytrzymałość, stabilność termiczną i odporność na zużycie. Te cechy sprawiają, że idealnie nadaje się do stosowania w częściach samochodowych, produktach mechanicznych i innych produktach konsumenckich, które wymagają wytrzymałości i wydajności. Dowiedz się więcej o formowanie wtryskowe nylonu.

Polichlorek winylu (PCW) ma zalety wysokiej wytrzymałości, dobrej odporności chemicznej i ognioodporności. Niektóre z zastosowań to rury hydrauliczne, przewody medyczne i meble ogrodowe, co sprawia, że jest to materiał, który można stosować w wielu dziedzinach.

Politereftalan etylenu (PET) jest ceniony za swoją przejrzystość, właściwości mechaniczne i dopuszczenie do kontaktu z żywnością. Materiał ten jest stosowany w butelkach na napoje, materiałach opakowaniowych i tkaninach syntetycznych ze względu na swoją wytrzymałość i przejrzystość.

PMMA lub akryl zapewnia dobrą transmisję światła i nie jest narażony na działanie warunków atmosferycznych ani promieniowanie UV. Te cechy sprawiają, że nadaje się do znaków, lamp i okien, gdzie pożądana jest przejrzystość i wytrzymałość. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe PMMA.

Polistyren (PS) jest lekkim materiałem, stosunkowo tanim i często używanym w jednorazowych sztućcach, pudełkach na płyty CD i materiałach izolacyjnych, ponieważ jest łatwy do kształtowania i stosunkowo tani. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe PS.

Poliuretan termoplastyczny (TPU) charakteryzuje się wysoką elastycznością, odpornością na oleje i ścieranie. Stosowany jest do produkcji podeszew i wkładek do butów, elastycznych rurek medycznych, uszczelnień i uszczelnień samochodowych itp. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe TPU.

Polioksymetylen (POM) ma wysoką sztywność, niski współczynnik zużycia i dobrą odporność na kurczenie się i pęcznienie. Nadaje się do zastosowań wymagających wytrzymałości i dokładności, takich jak koła zębate i łożyska, części elektryczne i produkty konsumenckie. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe POM.

Politereftalan butylenu (PBT) ma dobre właściwości elektryczne, odporność na ciepło i chemikalia. Jest szeroko stosowany w częściach elektrycznych, częściach samochodowych i częściach pod maską ze względu na wysoką wytrzymałość i odporność na ciepło.

Polistyren wysokoudarowy (HIPS) charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na uderzenia i dobrą przetwarzalnością. Jest stosowany w modelarstwie, pisaniu znaków i w obudowach produktów elektroniki użytkowej, gdzie wymagana jest wytrzymałość i stabilność.

Elastomery termoplastyczne lub TPE to materiały, które mają cechy zarówno tworzyw termoplastycznych, jak i gumy, są giętkie i sprężyste. Stosuje się je do uszczelniania i uszczelniania, miękkich w dotyku części w artykułach gospodarstwa domowego i uchwytach. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe TPE.

Tlenek polifenylenu (PPO)) jest dobrze znany ze swojej odporności na ciepło, niskiego współczynnika rozszerzalności cieplnej i izolacji elektrycznej. Jest stosowany w częściach samochodowych, częściach elektrycznych i urządzeniach, które muszą być wytrzymałe i odporne na ciepło.

LCP charakteryzuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną, stabilnością w wysokiej temperaturze i dobrą odpornością chemiczną. Jest stosowany w stykach elektrycznych wysokiego napięcia, częściach kuchenek mikrofalowych i innych krytycznych zastosowaniach.

Polieteroimid (PEI) ma wysoką odporność na ciepło, wytrzymałość i płomienie. Jest stosowany w częściach lotniczych, sprzęcie medycznym i innych miejscach, w których występuje duże naprężenie.

Polieteroeteroketon (PEEK) charakteryzuje się wysoką stabilnością temperaturową, nieaktywnością chemiczną i właściwościami mechanicznymi. Jest stosowany w częściach lotniczych, zastosowaniach motoryzacyjnych i medycznych, gdzie wymagana jest wytrzymałość i twardość. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe PEEK.

Polisiarczek fenylenu (PPS) ma wysoką odporność na ciepło, odporność chemiczną i niski skurcz termiczny. Jest stosowany w motoryzacji, elektryce i elektronice oraz w powłokach wymagających stabilności chemicznej i cieplnej. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe PPS.

Styren akrylonitryl (SAN) jest preferowany ze względu na swoją przejrzystość, sztywność i odporność na chemikalia. Te właściwości sprawiają, że nadaje się do stosowania w pojemnikach na żywność, ponieważ tłuszcze i oleje to niektóre z rzeczy, które pojemniki powinny być w stanie wytrzymać. SAN jest również często stosowany w naczyniach kuchennych ze względu na wysoką odporność na ciepło i w armaturze łazienkowej ze względu na odporność na chemikalia.

Acetal (polioksymetylen, POM)) jest bardzo sztywny, samosmarujący i ma dobrą stabilność wymiarową. Acetal jest również stosowany w izolatorach elektrycznych i dobrach konsumpcyjnych. Niektóre typowe przykłady obejmują: zamki błyskawiczne i zatrzaski okienne, gdzie wymagana jest wytrzymałość i odporność na zużycie.

Octan winylu etylenowego (EVA) jest znany ze swojej elastyczności, wysokiej wytrzymałości na uderzenia i przejrzystości. Jest to materiał przypominający gumę, który można formować i poddawać recyklingowi, a który jest stosowany w produktach piankowych stosowanych w wyściółkach sprzętu sportowego, obuwiu, takim jak podeszwy i wkładki, oraz elastycznych foliach opakowaniowych.

Poliuretan (PU)) to elastyczny polimer, który jest stosowany do mebli piankowych i siedzeń samochodowych ze względu na wygodę i wytrzymałość. PU jest również stosowany w kołach i oponach pojazdów przemysłowych i rekreacyjnych oraz w częściach wnętrza samochodów, takich jak deski rozdzielcze.

PPSU jest wysoce odporny na ciepło, bardzo wytrzymały i wytrzymuje sterylizację parową, co czyni go odpowiednim do trudnych warunków. PPSU jest szeroko stosowany w instrumentach medycznych, które są często sterylizowane, wnętrzach samolotów, które są narażone na wysokie temperatury i naprężenia, a także w instalacjach wodno-kanalizacyjnych, w których ciepło i naprężenia mechaniczne są niezbędne. Dowiedz się więcej o Formowanie wtryskowe PPSU.

Naftalan polietylenu (PEN) jest odmianą PET, ale ma lepsze właściwości barierowe, odporność na ciepło i chemikalia. PEN jest stosowany w materiałach opakowaniowych, które muszą być bardzo wytrzymałe i mieć dobre właściwości barierowe oraz w elektronice, gdzie części muszą być wymiarowo stabilne i izolujące elektrycznie.

Polibutylen szczególne właściwości, takie jak odporność na ciepło i ciśnienie, czynią go idealnym materiałem do stosowania w systemach rurowych do dystrybucji ciepłej i zimnej wody oraz w systemach ogrzewania podłogowego, gdzie wymagana jest wysoka temperatura i ciśnienie.

Polimetylopenten (PMP) jest dość szczególnym rodzajem tworzywa termoplastycznego ze względu na jego przejrzystość i odporność na ciepło. PMP jest stosowany w sprzęcie laboratoryjnym, gdzie wymagana jest odporność chemiczna i przejrzystość, a także w naczyniach do gotowania w mikrofalówce ze względu na jego odporność na ciepło i jakość przygotowywania żywności.

Polisulfon (PSU) charakteryzuje się wysoką odpornością na ciepło, wytrzymałością i przezroczystością. Te cechy sprawiają, że idealnie nadaje się do stosowania w urządzeniach medycznych, zwłaszcza tych, które są wielokrotnego użytku i wymagają sterylizacji, systemach filtracji wody ze względu na ich stabilność i wytrzymałość oraz częściach elektrycznych, w których izolacja i odporność na ciepło są ważne.

Formowanie wtryskowe tworzyw termoutwardzalnych i termoplastycznych: kluczowe różnice

Formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych

Ta technika formowania termoplastycznego wykorzystuje materiały takie jak; polietylen i nylon, które można ponownie ogrzać i poddać recyklingowi w celu ponownego użycia. Jest idealna do produkcji wielu komponentów wymagających elastyczności, odporności na uderzenia lub przejrzystości.

Formowanie wtryskowe tworzyw termoutwardzalnych

Ta metoda wykorzystuje materiały takie jak epoksyd i poliester, które ulegają reakcji chemicznej po wystawieniu na działanie ciepła i twardnieją do określonej formy. Nie można ich zmienić po ostygnięciu. Jest stosowana tam, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość, odporność na ciepło lub chemikalia, ale w przeciwieństwie do tworzyw termoplastycznych nie można ich poddać recyklingowi

Dlatego główną różnicą jest to, że tworzywa termoplastyczne można poddawać recyklingowi poprzez topienie, natomiast tworzywa termoutwardzalne są formowane trwale i nie mogą być ponownie formowane, co pozwala na uzyskanie różnej wytrzymałości w zależności od potrzeb.

Przemysłowe zastosowania formowania wtryskowego tworzyw termoplastycznych

Przemysł motoryzacyjny: Formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych jest szeroko stosowane do wytwarzania wewnętrznych i zewnętrznych elementów samochodów, takich jak części deski rozdzielczej, zderzaki i panele drzwiowe. Jest również przydatne do tworzenia części pod maską, takich jak zbiorniki płynu i obudowy, ze względu na swoją wytrzymałość i dokładność.

Branża medyczna: W sektorze opieki medycznej formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych jest bardzo istotne w produkcji jednorazowych strzykawek, narzędzi chirurgicznych i obudów urządzeń medycznych. Ze względu na precyzję w opracowywaniu złożonych wzorów, istotne jest opracowywanie części wykorzystywanych w narzędziach diagnostycznych i protezach.

Elektronika użytkowa: W elektronice ten proces formowania jest stosowany między innymi w produkcji obudów smartfonów, pilotów zdalnego sterowania i części komputerowych. Jest również stosowany w produkcji obudów baterii i złączy ze względu na swoją wytrzymałość i wszechstronność kształtu.

Branża budowlana: W budownictwie formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych jest stosowane w produkcji złączek rurowych, części hydraulicznych i obudów elektrycznych ze względu na wytrzymałość i trwałość materiału. Jest również stosowane w produkcji materiałów izolacyjnych i ram okiennych ze względu na wytrzymałość i odporność na ciepło.

Zabawki i rekreacja: Ten proces formowania jest stosowany do tworzenia figurek akcji, puzzli i gier planszowych o skomplikowanych wzorach. Jest również stosowany do produkcji przedmiotów do użytku na zewnątrz, takich jak narzędzia ogrodowe i sprzęt do zabawy dla dzieci, ponieważ może dawać wytrzymałe i bezpieczne produkty.

Produkty gospodarstwa domowego: Formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych jest niezbędne w produkcji urządzeń kuchennych, pojemników i przyborów ze względu na odporność na ciepło i chemikalia. Jest również stosowane do produkcji pojemników do przechowywania i narzędzi czyszczących ze względu na swoją wytrzymałość i prostotę.

Formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych: typowe wady i sposoby ich rozwiązania

Poniżej przedstawiono typowe wyzwania napotykane w trakcie procesu oraz strategie skutecznego radzenia sobie z nimi:

Niewystarczające wypełnienie: Dzieje się tak, gdy forma nie jest całkowicie wypełniona. Aby temu zaradzić, można zwiększyć prędkość lub ciśnienie wtrysku, sprawdzić temperaturę materiału lub zwiększyć rozmiar wlewu.

Formacja błysku: Jest to stan, w którym na krawędzi części po jej uformowaniu tworzy się cienka warstwa plastiku. Można temu zaradzić, obniżając ciśnienie wtrysku lub siłę zacisku lub sprawdzając formę pod kątem uszkodzeń.

Deformacja: Jeśli część ulega odkształceniu podczas chłodzenia, należy wziąć pod uwagę równomierną temperaturę chłodzenia i czas cyklu do osiągnięcia stanu optymalnego.

Ślady zatonięcia: Są to małe kontury na powierzchni części i zwykle występują w różnych rozmiarach. Aby temu zapobiec, należy wydłużyć czas chłodzenia lub zmniejszyć ciśnienie trzymania.

Ślady oparzeń: Występują one, gdy materiał jest przegrzany lub powietrze jest uwięzione i mogą powodować czarne lub brązowe przebarwienia na powierzchni części. Można temu zaradzić, zmniejszając temperaturę stopu i formy, a jednocześnie zwiększając prędkość wtrysku, aby uniknąć przegrzania lub tworzenia się kieszeni powietrznych.

Takie zmiany powinny poprawić jakość i wydajność procesu formowania wtryskowego.

Podsumowanie

Formowanie wtryskowe tworzyw termoplastycznych pozostaje jednym z najważniejszych filarów innowacji, który oferuje elastyczność i skuteczność w rozwijaniu produktów wysokiej jakości. Jest ono stosowane w przemyśle motoryzacyjnym i medycznym, elektronice użytkowej i wielu innych branżach, co dowodzi jego wszechstronności i wydajności.

Firmy takie jak Sincer Tech są najlepszymi przykładami usług formowania wtryskowego tworzyw sztucznych, które zapewniają kompleksowe rozwiązania z naciskiem na jakość i dokładność. Nasza firma specjalizuje się w formowaniu wtryskowym i formowaniu wkładkowym i wykorzystuje różnorodne materiały, aby zagwarantować, że każdy produkt jest najwyższej jakości.

Oferują szeroką gamę termoplasty, a ich doświadczenie w formowaniu prototypów i masowej produkcji sprawia, że są jednymi z najlepszych. Niezależnie od tego, czy jest to prototyp, czy projekt masowej produkcji, zaangażowanie Sincere Techs w rozwój technologii i produkcję wysokiej jakości produktów jest widoczne we wszystkich ich pracach.