Turnare prin injecție a polipropilenei sau turnare prin injecție PP, este o tehnică de fabricație prin turnare care utilizează polipropilenă, care este un tip de material polimeric termoplastic care este expus la căldură până când se topește. Procesul forțează polimerul topit cu vâscozitate scăzută să curgă în matrițe special concepute. La răcire, lichidul se transformă într-un plastic solid și preia forma matriței. Această tehnică este cea mai eficientă atunci când este utilizată pe polimer în forma sa prelucrată. Această tehnică permite crearea de geometrii care altfel ar fi dificil de realizat. Sunteți curioși cu privire la polipropilenă în sine? Acum, să explorăm mai multe despre polipropilenă și utilizările sale, împreună cu motivele pentru popularitatea sa în turnarea prin injecție.

În acest articol, vă vom oferi o descriere cuprinzătoare a polipropilenei turnate prin injecție și vom discuta despre punctele forte ale materialului PP, luând în considerare și aplicațiile sale în sectoarele de producție.

Tipuri de polipropilenă utilizate în aplicații de turnare

Cele mai comune tipuri de propilenă utilizate în aplicațiile de turnare includ;

1. Homopolipropilenă (PP-H)

PP-H sau homopolipropilena este cel mai utilizat tip de polipropilenă, caracterizat prin rigiditate și rezistență ridicate ca urmare a structurii cristaline. Este utilizată în mod obișnuit în utilizări în care materialul va fi expus la multă forță, cum este cazul containerelor, pieselor auto și multe altele. PP-H are o bună rezistență chimică și termică; prin urmare, este utilizat în produse precum găleți și alte ustensile de uz casnic. Cu toate acestea, este mai puțin flexibil și, prin urmare, nu este la fel de eficient în aplicații mai flexibile.

2. Polipropilenă copolimerică aleatorie (PP-R)

PP-R este o polipropilenă copolimer aleatorie care conține doar o cantitate mică de etilenă, ceea ce îi sporește flexibilitatea și rezistența la impact. Acest lucru face ca PP-R să fie potrivit pentru utilizarea în sisteme de conducte, piese auto și orice alte bunuri de consum care se așteaptă să aibă un ciclu de viață lung. Datorită acestor proprietăți, este utilizat în mod obișnuit în conductele și recipientele de apă caldă și rece, unde rezistența și flexibilitatea sunt o cerință.

3. Polipropilenă copolimer bloc (PP-B)

PP-B este un copolimer bloc de polipropilenă care are o structură bloc cu etilenă, având astfel o rezistență la impact și o elasticitate mai bune decât PP-A. Acest tip este aplicat în industria auto, în fabricarea materialelor de ambalare rezistente la șocuri și a altor produse de larg consum. Sectorul auto și industriile ambalajelor de protecție sunt ideale pentru PP-B datorită proprietăților sale de flexibilitate și amortizare în aplicații solicitate.

Turnarea prin injecție a polipropilenei: Cum funcționează? 

PP plastic turnare prin injecție oferă avantajul producției în masă de piese identice din plastic. Volumele mari - de la o mie la milioane de piese identice pot fi produse simultan. Deoarece matrița destinată este reutilizată de mai multe ori în procesul de fabricație a piesei. Acest lucru face ca turnarea prin injecție a polipropilenei să fie o altă opțiune potrivită pentru a satisface cererea mare și pentru a se asigura că produsele fabricate sunt de calitate egală, simultan.

Condiții de proces pentru turnarea prin injecție a propilenei

Tabelul 1: Parametrii operaționali pentru turnarea prin injecție a plasticului pp.

Comparație între gradele de polipropilenă pentru turnare prin injecție

Să comparăm, diferite polipropilenă turnată prin injecție calități pentru procesul de turnare.

Tabelul 2: Specificații tehnice ale diferitelor tipuri de plastic din polipropilenă turnate prin injecție.

Linii directoare pentru proiectarea pieselor din polipropilenă turnate prin injecție

Turnarea polipropilenei este ușoară, dar pentru a obține cel mai bun rezultat, trebuie să se respecte anumite principii de proiectare. Această secțiune se concentrează pe recomandările practice care sunt necesare pentru a produce componente din polipropilenă de lungă durată și de înaltă performanță.

Factori cheie pentru balamalele vii

Atunci când proiectați balamale vii din polipropilenă, este bine să lucrați la o grosime cuprinsă între 0,2 mm și 0,51 mm. Pentru o performanță optimă, razele trebuie să fie largi, iar balamaua trebuie să aibă un umăr plat. Această abordare de proiectare oferă flexibilitate și rezistență pentru a rezista la utilizarea balamalei atunci când este folosită de mai multe ori.

Linii directoare pentru grosimea peretelui

În cazul pieselor din polipropilenă, grosimea pereților produsului nu trebuie să depășească 0,635 mm până la 3,81 mm grosime. Piesele groase trebuie, de asemenea, să aibă modificări netede ale grosimii de la un nivel la altul pentru a evita defecte precum semnele de scufundare. În plus, nervurile trebuie să fie, de preferință, mai mici de jumătate din grosimea pereților adiacenți pentru a asigura rezistența și a preveni formarea golurilor structurale.

Radii în proiectare

Razele în proiectarea matriței ajută, de asemenea, la reducerea concentrațiilor de stres. Astfel, are un impact semnificativ asupra ciclului de viață al piesei. Raza sugerată ar trebui să fie de cel puțin douăzeci și cinci la sută din grosimea peretelui. Raza de curbură ar trebui să fie 75% din grosimea peretelui, ceea ce asigură atât rezistența, cât și finisarea fină a suprafeței.

Proiect de recomandări privind unghiul

Polipropilena poate suporta unghiuri de tragere foarte mici, de până la un grad, ceea ce este adecvat pentru majoritatea pieselor. Dar dacă piesa dvs. are suprafețe texturate, se recomandă creșterea unghiului de tragere până la cinci grade, în funcție de adâncimea texturii. În cazul materialelor din polipropilenă umplute, poate fi necesar să aveți un unghi de tragere de până la zece grade pentru a facilita ejectarea ușoară a piesei și pentru a îmbunătăți calitatea piesei finale.

Setarea toleranțelor pieselor 

Cerințele privind toleranța pieselor din polipropilenă pot fi clasificate în toleranță comercială sau toleranță fină. Toleranțele comerciale sunt relativ mai mari și mai ieftine în comparație cu toleranțele fine, care sunt precise, dar costisitoare. De exemplu, o toleranță comercială pentru o piesă de 20 mm va fi în jur de ± 0,125 mm, în timp ce toleranța fină pentru aceeași piesă este de aproximativ 0,075 mm. Astfel, este esențial să înțelegeți că, dacă se doresc toleranțe mai strânse, acestea pot avea un impact mare asupra costului de producție.

Prelucrarea materialelor din polipropilenă

Polipropilena are un punct de topire în intervalul 160-170°C, ceea ce înseamnă că este necesar un control corect al temperaturii în timpul prelucrării materialului. În plus, este esențial să se usuce granule de polipropilenă pentru turnare prin injecție proces. Pentru rezultate optime și piese fără deformare, umiditatea trebuie menținută sub 0,02%.

Turnare prin injecție

The PP turnare prin injecție este necesară o temperatură între 220°C și 280°C, în timp ce temperatura matriței este între 30°C și 80°C. Aceste condiții sunt următoarele pentru a avea o curgere și o solidificare corespunzătoare. Durata ciclului este un alt aspect esențial. De obicei, acesta se referă la timpul necesar pentru a finaliza un ciclu și trebuie redus pentru a evita deformarea, iar răcirea eficientă este importantă. În plus, canalele de răcire trebuie proiectate în așa fel încât să permită distribuirea egală a căldurii pe toată suprafața.

Prelucrarea prin extrudare

Extrusionarea se realizează prin topirea polipropilenei la o temperatură cuprinsă între 210°C și 250°C. Controlul temperaturii și viteza de răcire sunt doi factori critici care trebuie să fie bine controlați pentru a permite formarea proprietăților dorite ale produsului.

Matrița de extrudare este o componentă esențială a procesului. Aceasta trebuie să fie proiectată astfel încât să nu permită umflarea matriței și să controleze fluxul de material extrudat pentru a obține calitatea dorită a produsului final.

Turnare prin suflare

Procesul de turnare prin suflare implică încălzirea polipropilenei, apoi formarea ei într-o parison și suflarea acesteia într-o matriță. Temperatura și presiunea de umflare trebuie să fie menținute cu strictețe pentru a obține forma dorită a produsului. Ejecția Răcirea piesei este necesară pentru a păstra forma și dimensiunile piesei. Rata de răcire trebuie să depindă de dimensiunea și complexitatea piesei în cauză.

Inspecția calității:

Cele două domenii care sunt de o importanță deosebită includ;

• Măsuri procedurale sanitare și de depozitare Puritatea polipropilenei depinde de procedurile de manipulare și depozitare și de echipamentele curate.
• Controlul calității Examinarea periodică în timpul prelucrării ajută la asigurarea faptului că materialul și produsele finale sunt de calitatea și standardul corecte și îndeplinesc cerințele.

Care sunt beneficiile turnării prin injecție a propilenei?

Următoarele sunt beneficiile turnării prin injecție a polipropilenei:

• Accesibilitate: Turnarea prin injecție a polipropilenei este relativ ieftină și cu atât mai mult pentru producțiile care necesită cantități mari. Procesul are un cost redus al materialelor și puține pierderi, deoarece materialul care este în exces poate fi reutilizat în sistem. Această eficiență înseamnă că volumele mari de producție sunt oferite la prețuri unitare mai mici decât ar fi în cazul unor volume de producție mai mici.
• Timp de ciclu scurt: Procesul de turnare prin injecție poate produce volume mari de piese în cel mai scurt timp posibil. Polipropilena are proprietăți termice bune și, prin urmare, matrițele pot fi umplute și răcite rapid, îmbunătățind ratele de producție și termenele de execuție.
• Rezistență chimică superioară: Polipropilena este foarte rezistentă la un număr mare de substanțe chimice, cum ar fi acizii, alcalii și solvenții organici. Această proprietate o face potrivită pentru utilizarea în aplicații în condiții extreme, inclusiv piese auto și vase chimice.
• Cel mai mic impact: Polipropilena are o rezistență mai mică la impact în comparație cu HDPE, însă polipropilena copolimerică are o rezistență bună la impact. Acest lucru o face o alegere preferată pentru produsele care necesită rezistență mecanică și rezistență la impact, de exemplu, produsele auto și bunurile de consum durabile.
• Stabilitatea dimensională: După ce a fost răcită, polipropilena are o stabilitate dimensională ridicată. Această stabilitate este esențială pentru a garanta că piesele turnate se potrivesc corect și își îndeplinesc sarcinile prevăzute fără a necesita modificări suplimentare.
• Absorbție scăzută a umidității: Polipropilena are o capacitate redusă sau inexistentă de a absorbi umiditatea și, prin urmare, rezistența și dimensiunile materialului nu se modifică atunci când este expus la diferite niveluri de umiditate. Această proprietate o face potrivită pentru utilizarea în aplicații în care materialul este expus la umiditate în cea mai mare parte a timpului.
• Caracteristici de curgere: Datorită caracteristicilor favorabile de curgere, polipropilena este mai ușor de prelucrat, ceea ce facilitează procesul de turnare. Aceasta face posibilă producerea unor cantități mari de produse turnate și, de asemenea, ajută la depășirea problemelor tipice de turnare, cum ar fi deformarea sau lipsa de umplere.

Care sunt limitările turnării prin injecție a propilenei?

Unele dintre dezavantajele turnării prin injecție a polipropilenei includ următoarele;

• Conductivitate termică ridicată: Polipropilena are o rezistență scăzută la căldură și, prin urmare, nu poate fi utilizată în zone cu temperaturi ridicate. Polipropilena are o stabilitate termică scăzută și piesele fabricate din aceasta se pot deforma sau își pot pierde rezistența la temperaturi mai mari de 100°C (212°F).
• Stabilitate UV Polipropilena nu este foarte rezistentă la lumina UV și, atunci când este expusă timp îndelungat la lumina UV, suferă o degradare prin decolorarea la o culoare nedorită, devine fragilă și prezintă proprietăți mecanice scăzute. Această limitare face necesară utilizarea stabilizatorilor UV sau a acoperirilor, în special atunci când produsul urmează să fie utilizat în exterior.
• Rata ridicată de contracție: În măsura în care 1,5% până la 2,0% din polipropilenă se contractă, piesele realizate din acest material se pot deforma sau pot suferi modificări dimensionale dacă nu sunt bine controlate. Acest lucru poate influența, de asemenea, calitatea produsului final, deoarece performanța produsului poate fi compromisă atunci când este necesară precizie.
• Nu este potrivit pentru aplicații cu solicitări ridicate: Deși polipropilena are o rezistență bună la impact, aceasta nu oferă rezistență și rigiditate ridicate. În aplicațiile în care pe piesă sunt aplicate sarcini mari de tracțiune sau de flexiune, PP poate să nu ofere suficientă rezistență.
• Capacitatea limitată de a produce caracteristici mici: Deși polipropilena are multe utilizări, nu este ușor să producă caracteristici foarte mici și detalii complicate. Caracteristicile de curgere ale materialului și proprietățile de răcire pot reduce nivelul de detaliu în cazul modelelor foarte fine.
• Număr mai mic de culori disponibile: În comparație cu alte materiale plastice de pe piață, polipropilena are mai puține opțiuni de culori. Obținerea unor nuanțe specifice sau chiar dorite poate fi posibilă numai cu ajutorul coloranților sau al altor tipuri de tratamente.

Piese comune fabricate prin turnare prin injecție a polipropilenei

Turnarea prin injecție a propilenei produce în mod obișnuit următoarele piese:

• Panouri pentru tabloul de bord
• Compartimente pentru mănuși
• Carcasele oglinzilor
• Containere din plastic
• Ustensile de bucătărie
• Containere pentru alimente
• Lăzi și paleți
• Carcase pentru dispozitive medicale: O mulțime de turnare prin injecție medicală piese realizate din material PP.
• Conducte sanitare
• Jucării: Multe dintre jucăriile turnate prin injecție de plastic sunt fabricate din materiale ABS și PP.

Porți și canale de rulare în instrumentul de turnare prin injecție a polipropilenei

În turnarea prin injecție a polipropilenei, porțile și patinele constituie unele dintre cele mai importante elemente care controlează fluxul de material topit în cavitatea matriței. Proiectarea acestor elemente trebuie să permită umplerea corespunzătoare, iar calitatea pieselor finite trebuie să fie foarte ridicată.

Designul canalelor

Sprue-ul servește drept conductă pentru polipropilena topită, conectând mașina de turnare prin injecție la cavitatea matriței. Acesta este un design cilindric cu o parte sferică la capăt care se potrivește corect în duza mașinii. Acest lucru este esențial pentru a preveni scurgerile și pentru a asigura un flux fluid de materiale prin sistem și echipament.

Sistemul Runner

Polipropilena topită se deplasează prin canale de scurgere de la canalul de scurgere la cavitatea matriței. Matrițele cu cavități multiple sunt prevăzute cu ramificații pentru a distribui uniform materialul. Vă sugerăm să folosiți șnecuri reci la joncțiuni pentru a preveni rigidizarea timpurie și a asigura o curgere liberă. Diametrele canalelor variază de la 4 la 7 mm pentru a asigura un flux și o răcire optime pentru matriță. 

Funcționalitatea porții

Porțile sunt ultima deschidere prin care polipropilena topită este lăsată să curgă în cavitatea matriței. Dimensiunile și tipul de poartă determină modul în care materialul este transportat pe parcursul procesului de fabricație și calitatea ultimei piese. Acestea sunt porți cu pini și porți cu margini și sunt alese în funcție de tipul de matriță care urmează să fie realizat. Poarta trebuie să permită curgerea ușoară a materialelor în matriță și, în același timp, să reducă formarea defectelor de suprafață.

Dimensionarea și amplasarea porții

În mod normal, se folosesc porți mici pentru a minimiza frecarea și a preveni uzura materialului. Grosimea terenului porții, adică partea porții care se unește cu cavitatea, trebuie să fie cât mai subțire posibil, astfel încât să poată fi umplută cu ușurință. Amplasarea porții este importantă, de obicei situată în secțiunea cea mai groasă a matriței pentru a obține o răspândire uniformă a materialului și a minimiza defectele.

Considerații privind proiectarea

Unele dintre problemele obișnuite, cum ar fi semnele de scufundare și umplerea necorespunzătoare, pot fi rezolvate prin sisteme adecvate de grilaj și canal. Pentru a îmbunătăți eficiența producției și calitatea pieselor, actualizarea proiectelor la anumite intervale pe baza celor mai bune practici și a feedback-ului privind procesul este eficientă.

Aplicații ale industriei de turnare prin injecție a propilenei

Turnarea prin injecție a PP își găsește adesea aplicațiile în diverse sectoare de producție;

Ambalaje alimentare

Polipropilena este utilizată pe scară largă în ambalarea alimentelor, deoarece este sigură și are o durată de viață mai lungă. Recipientele pentru mâncare la pachet și produsele de depozitare a alimentelor, cum ar fi paharele și recipientele, sunt fabricate din spumă PP pentru izolare termică și protecție. Materialul PP este utilizat la fabricarea paharelor și sticlelor din plastic pentru băuturi și produse alimentare, deoarece materialul nu reacționează cu umiditatea sau substanțele chimice.

Bunuri de larg consum

În industria bunurilor de consum, polipropilena este preferată pentru rezistența sa și capacitatea de a fi turnată. PP este utilizat în aparate mici, cum ar fi mixerele și uscătoarele de păr, deoarece oferă rezistență la impact și ușurință de turnare. Polipropilena este sigură și durabilă și este utilizată adesea în turnare prin injecție jucării. În plus, durabilitatea polipropilenei este utilizată și în produsele de uz casnic, cum ar fi pubelele pentru depozitare și ustensilele din bucătărie.

Automobile

Industria auto este unul dintre principalii utilizatori de polipropilenă, deoarece materialul este ușor și are un grad ridicat de rezistență. PP este utilizat în piesele de finisare interioară, cum ar fi bordul și panourile, datorită versatilității materialului în ceea ce privește aspectul și durabilitatea. Există, de asemenea, compartimente pentru mănuși și carcase pentru oglinzi din polipropilenă pentru a oferi rezistența și protecția necesară la impact.

Textile

Este cunoscut faptul că fibrele de polipropilenă sunt esențiale în diferite domenii textile datorită rezistenței și rezistenței lor la pete. Covoarele din fibre PP sunt capabile să reziste la uzură și pete. PP este utilizat pentru mobilă și interioarele auto, deoarece nu se uzează ușor și este ușor de curățat. Datorită caracteristicilor sale excelente, fibrele de polipropilenă sunt utilizate în producția de îmbrăcăminte care elimină umezeala, oferind confort și performanță.

Filme pentru ambalaje

Unul dintre cele mai importante tipuri de folii pentru ambalaje sunt foliile din polipropilenă datorită rezistenței și flexibilității pe care le oferă. Aplicațiile foliilor BOPP (polipropilenă orientată biaxial) sunt în ambalaje datorită clarității ridicate, proprietăților mecanice excelente și proprietăților de barieră la umiditate și oxigen. Filmele CPP (Polipropilenă turnată) sunt utilizate pentru sigilabilitate termică în aplicații de ambalare flexibilă pentru o varietate de produse.

Țevi și fitinguri

Țevile din polipropilenă sunt utilizate în instalațiile sanitare și în practicile industriale deoarece sunt inerte din punct de vedere chimic și pot fi instalate cu ușurință. Țevile sanitare din PP sunt utilizate atât pentru apă caldă, cât și pentru apă rece, datorită rezistenței și rezistenței lor la coroziune. În aplicațiile industriale, țevile din polipropilenă sunt utilizate în sistemele de manipulare a substanțelor chimice și a deșeurilor, iar materialul este bine înzestrat cu rezistența și capacitatea de a rezista la condiții agresive.

Rezumat

Acest articol oferă mai multe informații despre polipropilenă (PP) ca plastic tehnic, inclusiv diferitele tipuri disponibile, proprietățile PP și complexitatea procesului de turnare prin injecție. De asemenea, articolul examinează provocările asociate cu selectarea echipamentului potrivit, abordarea problemelor legate de proiectarea produsului și discutarea principiilor fundamentale ale proiectării matrițelor. În aceeași ordine de idei, articolul discută unele dintre defectele majore care sunt susceptibile de a apărea în timpul producției și modul de corectare a acestora.

Pentru a asigura cel mai bun material PP și cea mai bună producție de turnare prin injecție, este înțelept să solicitați sfaturi de la un furnizor cu experiență. Un furnizor cu experiență poate oferi recomandări cu privire la cele mai potrivite matrițe de injecție din plastic PP pentru cerințele funcționale ale produsului dvs. și pentru aspectul final al produsului, asigurând un proiect de succes.

Întrebări frecvente - Turnare prin injecție a polipropilenei

Q1. Care sunt principalele categorii de paleți din polipropilenă pentru turnare prin injecție?

Acestea includ homopolipropilena (PP-H) pentru rigiditate, polipropilena copolimer random (PP-R) pentru flexibilitate și polipropilena copolimer bloc (PP-B) pentru rezistență la impact.

Q2. Ce trebuie făcut la polipropilenă înainte de turnare?

Polipropilena trebuie să fie uscată la 80-90°C timp de cel puțin 2 ore pentru a aduce conținutul de umiditate sub 0,1% reducerea calității de turnare este realizată pentru a evita formarea de produse de calitate slabă.

Q3. Care sunt unele dintre problemele care pot apărea în turnarea prin injecție a polipropilenei?

Unele dintre cele mai frecvente imperfecțiuni sunt semnele de scufundare, liniile de curgere, problemele de aerisire, deformarea și umplerea incompletă. Aceste probleme pot fi rezolvate prin ajustarea grosimii peretelui, creșterea canelurii de aerisire, temperatura matriței și presiunea de injectare.