Formsprutning av polypropylen eller PP-injektionsgjutning, är en gjutningsteknik som använder polypropen, som är en typ av termoplastiskt polymermaterial som utsätts för värme tills det smälter. Processen tvingar den smälta polymeren med låg viskositet att strömma in i specialdesignade formar. Vid kylning förvandlas vätskan till en fast plast och antar formens form. Denna teknik är mest effektiv när den används på polymeren i dess bearbetade form. Tekniken gör det möjligt att skapa geometrier som annars skulle vara svåra att uppnå. Nyfiken på själva polypropylen? Låt oss nu utforska mer om polypropylen och dess användningsområden, tillsammans med orsakerna till dess popularitet vid formsprutning.

I den här artikeln kommer vi att ge dig en omfattande beskrivning av formsprutning av polypropen och diskutera styrkorna hos PP-material samt genom att överväga dess applikationer inom tillverkningssektorer.

Typer av polypropylen som används i gjutapplikationer

De vanligaste typerna av propen som används i gjutningstillämpningar är

1. Homopolypropen (PP-H)

PP-H, eller homopolypropylen, är den mest använda typen av polypropen och kännetecknas av hög styvhet och styrka till följd av den kristallina strukturen. Den används ofta i användningsområden där materialet kommer att utsättas för mycket kraft, som det är med behållare, bildelar och mer. PP-H har god kemikalie- och värmebeständighet och används därför i produkter som hinkar och andra hushållsredskap. Det är dock mindre flexibelt och därför inte lika effektivt i mer flexibla applikationer.

2. Slumpmässig sampolymer av polypropylen (PP-R)

PP-R är en slumpmässig sampolymer av polypropen som endast innehåller en liten mängd eten, vilket ökar dess flexibilitet och slagseghet. Detta gör PP-R lämplig för användning i rörsystem, bildelar och alla andra konsumentvaror som förväntas ha en lång livscykel. På grund av dessa egenskaper används det ofta i varm- och kallvattenrör och behållare där styrka och flexibilitet är ett krav.

3. Blocksampolymer polypropen (PP-B)

PP-B är en blocksampolymer av polypropen som har en blockstruktur med eten, vilket gör att den har bättre slagseghet och elasticitet jämfört med PP-A. Denna typ används inom bilindustrin, vid tillverkning av stötsäkra förpackningsmaterial och andra tunga konsumentprodukter. Fordonssektorn och industrin för skyddsförpackningar är idealiska för PP-B på grund av dess flexibilitet och dämpande egenskaper i stressade applikationer.

Formsprutning av polypropylen: Hur fungerar det? 

Formsprutning av PP-plast ger en fördel med massproduktion av identiska plastdelar. Höga volymer - från tusen till miljontals identiska delar kan produceras på en gång. Eftersom den avsedda formen återanvänds flera gånger i delens tillverkningsprocess. Detta gör formsprutning av polypropylen till ett annat lämpligt alternativ för att möta den stora efterfrågan och samtidigt säkerställa att de producerade produkterna är av samma kvalitet.

Processförhållanden för formsprutning av propylen

Tabell 1: Operativa parametrar för formsprutning av pp-plast.

Parameter	Specifikation
Krav på torkning	Torka i 80-90°C (176-194°F) i 2 timmar; fuktnivån måste vara under 0,1%.
Område för smälttemperatur	220-280°C (428-536°F)
Temperaturområde för gjutform	20-80°C (68-176°F)
Temperatur för värmeböjning (HDT)	100°C (212°F) vid 0,46 MPa (66 PSI)
Insprutningstemperatur	32-66°C (90-150°F)
Draghållfasthet	32 MPa (4700 PSI)
Böjhållfasthet	41 MPa (6000 PSI)
Täthet	0,91 g/cm³
Tryck för formsprutning	Upp till 180 MPa
Krympningsgrad	1.5-2.0%

Jämförelse av polypropenkvaliteter för formsprutning

Låt oss jämföra, olika formsprutad polypropylen kvaliteter för gjutningsprocessen.

Tabell 2: Tekniska specifikationer för olika formsprutade polypropylenplastkvaliteter.

Polypropylen Typ	Draghållfasthet	Töjning vid brott	Böjstyvhet	Värmebeständighet	Anmärkningsvärda funktioner
Pro-fax 6323	4 930 psi	11%	210.000 psi	199.0 °F	Allmänt användbar, motstår spänningssprickor
Pro-fax SG702	2.900 psi	6%	150.000 psi	180.0 °F	Slagtålig, lämplig för fordonsanvändning
Pro-fax 6523	4 790 psi	12%	200.000 psi	190.0 °F	Styvhet, idealisk för livsmedelsförpackningar
Pro-fax PD702	4.500 psi	12%	170.000 psi	190.0 °F	Håller måtten bra, lätt att bearbeta
FHR P5M6K-048	3.900 psi	11%	153.000 psi	183.0 °F	Förbättrad tydlighet, visuellt tilltalande

Konstruktionsriktlinjer för formsprutningsdetaljer av polypropen

Gjutning av polypropen är enkelt, men för att få bästa resultat måste man följa vissa designprinciper. Detta avsnitt fokuserar på de praktiska rekommendationer som är nödvändiga för att tillverka långlivade och högpresterande komponenter av polypropen.

Levande gångjärn Nyckelfaktorer

När man konstruerar gångjärn i polypropylen är det bra att arbeta med en tjocklek på mellan 0,2 mm och 0,51 mm. För optimal prestanda bör radierna vara breda och gångjärnet bör ha en platt axel. Den här konstruktionen ger flexibilitet och styrka som gör att gångjärnet tål att användas flera gånger.

Riktlinjer för väggtjocklek

När det gäller delar av polypropylen får tjockleken på produktens väggar inte överstiga 0,635 mm till 3,81 mm tjocklek. Tjocka delar bör också ha jämna förändringar i tjocklek från en nivå till en annan för att undvika defekter som t.ex. sjunkmärken. Dessutom bör ribborna helst vara mindre än hälften så tjocka som de angränsande väggarna för att ge styrka och förhindra att det bildas strukturella hålrum.

Radier i konstruktionen

Radier i formkonstruktionen bidrar också till att minska spänningskoncentrationerna. Det har alltså en betydande inverkan på detaljens livscykel. Den föreslagna radien bör vara minst tjugofem procent av väggtjockleken. Krökningsradien bör vara 75% av väggens tjocklek vilket ger både styrka och fin ytfinish.

Rekommendationer för utkast till vinkel

Polypropylen klarar mycket små dragvinklar, så små som en grad, vilket är tillräckligt för de flesta detaljer. Men om din detalj har texturerade ytor rekommenderas det att du ökar dragvinkeln upp till fem grader beroende på texturens djup. När det gäller fyllda polypropylenmaterial kan det vara nödvändigt att ha en dragvinkel på upp till tio grader för att underlätta utmatning av detaljen och för att förbättra kvaliteten på den slutliga detaljen.

Inställning av detaljtoleranser 

Kraven på tolerans för delar av polypropen kan delas in i kommersiell tolerans eller fin tolerans. Kommersiella toleranser är relativt sett större och billigare jämfört med fina toleranser som är exakta men dyra. Till exempel kommer en kommersiell tolerans för en 20 mm del att ligga i området ± 0,125 mm, medan den fina toleransen för samma del är cirka 0,075 mm. Det är därför viktigt att förstå att om snävare toleranser önskas kan de ha en stor inverkan på produktionskostnaden.

Polypropylen Materialbearbetning

Polypropylen har en smältpunkt inom intervallet 160-170°C och detta innebär att korrekt temperaturkontroll krävs vid bearbetning av materialet. Dessutom är det viktigt att torka polypropylenpellets för formsprutning process. För optimalt resultat och glappfria delar måste fukten hållas under 0,02%.

Formsprutning

Den Formsprutning av PP temperaturen behövs runt 220°C och 280°C medan formens temperatur är mellan 30°C och 80°C. Dessa förhållanden är som följer för att få korrekt flöde och stelning. Cykeltid är ett annat kritiskt övervägande. Vanligtvis avser det den tid det tar att slutföra en cykel och den bör minskas för att undvika skevhet, och effektiv kylning är viktig. Dessutom måste kylkanalerna utformas på ett sådant sätt att värmen fördelas jämnt över hela ytan.

Extruderingsbearbetning

Extrudering sker genom smältning av polypropen vid en temperatur på 210°C till 250°C. Temperaturkontroll och kylhastighet är två kritiska faktorer som måste kontrolleras väl för att möjliggöra bildandet av de önskade produktegenskaperna.

Extruderingsverktyget är en kritisk komponent i processen. Den måste vara utformad så att den inte sväller och så att den kan kontrollera flödet av det material som extruderas för att uppnå önskad kvalitet på slutprodukten.

Blåsformning

Blåsformningsprocessen innebär att polypropylen värms upp och sedan formas till en parison och blåses i en form. Temperatur och blåstryck bör hållas strikt för att ge produkten önskad form. Utstötning Kylning av delen krävs för att bibehålla delens form och dimensioner. Kylningshastigheten bör vara beroende av storleken och komplexiteten hos den aktuella delen.

Kvalitetsinspektion:

De två områden som är av särskild betydelse är följande;

• Sanitära åtgärder och lagringsprocedurer Renheten hos polypropen beror på hanterings- och lagringsmetoder samt ren utrustning.
• Kvalitetskontroll Periodisk kontroll under bearbetningen bidrar till att säkerställa att materialet och slutprodukterna har rätt kvalitet och standard och uppfyller kraven.

Vilka är fördelarna med formsprutning av propylen?

Följande är fördelarna med formsprutning av polypropylen:

• Prisvärdhet: Formsprutning av polypropylen är relativt billigt och mer så för produktioner som kräver stora mängder. Processen har en låg materialkostnad och lite spill eftersom det material som blir över kan återanvändas i systemet. Denna effektivitet innebär att stora produktionsvolymer erbjuds till billigare enhetspriser än vad som skulle vara fallet vid mindre produktionsvolymer.
• Kort cykeltid: Formsprutningsprocessen kan producera stora volymer av detaljer på kortast möjliga tid. Polypropylen har goda termiska egenskaper och därför kan formarna fyllas och kylas snabbt, vilket förbättrar produktionshastigheterna och ledtiderna.
• Överlägsen kemikaliebeständighet: Polypropylen är mycket motståndskraftigt mot ett stort antal kemikalier som syror, alkalier och organiska lösningsmedel. Denna egenskap gör den lämplig för användning i applikationer under extrema förhållanden, inklusive bildelar och kemiska vätskor.
• Minsta påverkan: Polypropylen har lägre slagseghet jämfört med HDPE, men sampolymerpolypropylen har god slagseghet. Det gör den till ett förstahandsval för produkter som kräver mekanisk styrka och slagtålighet, t.ex. inom bilindustrin och för varaktiga konsumentvaror.
• Dimensionell stabilitet: När polypropylen har svalnat har den hög dimensionsstabilitet. Denna stabilitet är mycket viktig för att garantera att de gjutna delarna passar korrekt och utför sina avsedda uppgifter utan att behöva modifieras ytterligare.
• Låg fuktabsorption: Polypropylen har liten eller ingen förmåga att absorbera fukt och därför förändras inte materialets hållfasthet och dimensioner när det utsätts för olika fuktighetsnivåer. Denna egenskap gör materialet lämpligt för användning i applikationer där materialet utsätts för fukt under större delen av tiden.
• Flödeskarakteristik: På grund av de gynnsamma flödesegenskaperna är det lättare att bearbeta polypropen och detta gör gjutningsprocessen enklare. Det gör det möjligt att producera stora mängder gjutna produkter och hjälper också till att övervinna de typiska problemen med gjutning, såsom skevhet eller brist på fyllning.

Vilka är begränsningarna för formsprutning av propylen?

Några av nackdelarna med formsprutning av polypropylen inkluderar följande;

• Hög värmeledningsförmåga: Polypropylen har låg värmebeständighet och kan därför inte användas i områden med höga temperaturer. Polypropylen har dålig termisk stabilitet och de delar som tillverkas av polypropylen kan deformeras eller förlora sin styrka vid temperaturer över 100°C (212°F).
• UV-stabilitet Polypropylen är inte särskilt motståndskraftigt mot UV-ljus och när det utsätts för UV-ljus under lång tid försämras det genom att blekna till en oönskad färg, bli sprött och få låga mekaniska egenskaper. Denna begränsning gör det nödvändigt att använda UV-stabilisatorer eller beläggningar, särskilt när produkten ska användas utomhus.
• Hög krympningsgrad: Så mycket som 1,5% till 2,0% av polypropylen krymper, kan de delar som tillverkas av detta material skeva eller genomgå dimensionella förändringar om de inte kontrolleras väl. Detta kan också påverka kvaliteten på slutprodukten eftersom produktens prestanda kan äventyras där precision krävs.
• Inte lämplig för applikationer med hög belastning: Även om polypropylen har god slaghållfasthet erbjuder den inte hög hållfasthet och styvhet. I applikationer där höga drag- eller böjbelastningar appliceras på delen, kanske PP inte erbjuder tillräcklig styrka.
• Begränsad förmåga att producera små funktioner: Polypropen har många användningsområden, men det är inte lätt att tillverka mycket små detaljer och invecklade detaljer. Materialets flödesegenskaper och kylegenskaper kan minska detaljnivån i mycket fina mönster.
• Mindre antal färger tillgängliga: Polypropylen har färre val av färger jämfört med andra plaster på marknaden. Att få fram specifika eller till och med önskade nyanser kan vara möjligt endast med hjälp av färgämnen eller andra typer av behandlingar.

Vanliga delar som tillverkas genom formsprutning av polypropylen

Formsprutning av propylen producerar vanligen följande delar:

• Paneler för instrumentbrädan
• Handskfack
• Spegelhus
• Behållare av plast
• Köksredskap
• Behållare för livsmedel
• Lådor och pallar
• Inkapslingar för medicintekniska produkter: Massor av medicinsk formsprutning delar tillverkade av PP-material.
• VVS-rör
• Leksaker: Många av plastformsprutningsleksaker tillverkade av ABS- och PP-material.

Grindar och löpare i formsprutningsverktyg för polypropen

Vid formsprutning av polypropen utgör grindar och löpare några av de viktigaste funktionerna som styr flödet av det smälta materialet in i formhålan. Utformningen av dessa element ska möjliggöra korrekt fyllning och kvaliteten på de färdiga delarna ska vara mycket hög.

Design av ingjutningsgods

Granen fungerar som en ledning för smält polypropylen och förbinder formsprutningsmaskinen med formhålan. Det är en cylindrisk design med en sfärisk del i änden som passar ordentligt in i maskinens munstycke. Detta är avgörande för att förhindra läckage och säkerställa ett jämnt flöde av material genom systemet och utrustningen.

System för löpare

Smält polypropylen transporteras genom rännor från granen till formkaviteten. Formar med flera hålrum utformar sina löpare med grenar för att jämnt fördela materialet. Vi föreslår att du använder kalla sluggar vid korsningar för att förhindra tidig förstyvning och säkerställa fritt flöde. Kanaldiametrarna varierar från 4 till 7 mm för att säkerställa att det finns optimalt flöde och kylning för formen. 

Gate-funktionalitet

Grindarna är den sista öppningen genom vilken smält polypropen tillåts flöda in i formhålan. Dimensionerna och typen av grind avgör hur materialet transporteras genom hela tillverkningsprocessen och kvaliteten på den sista delen. Det finns stiftgrindar och kantgrindar och de väljs beroende på vilken typ av form som ska tillverkas. Grinden ska möjliggöra ett enkelt flöde av material in i formen samtidigt som den minskar bildandet av ytdefekter.

Dimensionering och placering av grindar

Små portar används normalt för att minimera friktionen och förhindra att materialet slits ut. Portlandets tjocklek, dvs. den del av porten som ansluter till kaviteten, bör vara så tunn som möjligt så att den lätt kan fyllas. Anspänningsplatsen är viktig och placeras vanligtvis i den tjockaste delen av formen för att uppnå en jämn spridning av materialet och minimera defekter.

Överväganden om design

Några av de vanligaste problemen, t.ex. försänkningar och dålig fyllning, kan lösas med hjälp av lämpliga grind- och löparsystem. För att förbättra produktionseffektiviteten och detaljkvaliteten är det effektivt att uppdatera konstruktionen med jämna mellanrum baserat på bästa praxis och feedback från processen.

Industriella tillämpningar av formsprutning av propylen

PP-formsprutning hittar ofta sina tillämpningar inom olika tillverkningssektorer;

Förpackningar för livsmedel

Polypropylen används ofta i livsmedelsförpackningar eftersom det är säkert och har en längre livslängd. Behållare för hämtmat och produkter för livsmedelsförvaring, t.ex. muggar och behållare, tillverkas av PP-skum för värmeisolering och skydd. PP-material används för att tillverka plastmuggar och flaskor för drycker och livsmedelsprodukter eftersom materialet inte reagerar med fukt eller kemiska ämnen.

Konsumentvaror

Inom konsumentvaruindustrin föredras polypropylen för sin styrka och förmåga att formas. PP används i små apparater som mixrar och hårtorkar eftersom det ger slaghållfasthet och är lätt att forma. Polypropylen är säkert och hållbart och används ofta i formsprutning leksaker. Dessutom används polypropenens hållbarhet även i hushållsprodukter som t.ex. förvaringskärl och köksredskap.

Fordon

Bilindustrin är en av de största användarna av polypropylen eftersom materialet är lätt i vikt och har en hög grad av styrka. PP används i inredningsdetaljer som instrumentbrädor och paneler på grund av materialets mångsidighet när det gäller utseende och hållbarhet. Det finns också handskfack och spegelhus av polypropen för att ge den styrka och det stötskydd som behövs.

Textilier

Det är allmänt känt att polypropylenfibrer är viktiga inom olika textilområden på grund av deras styrka och motståndskraft mot fläckar. PP-fibermattor kan motstå slitage och fläckar. PP används för möbler och bilinredningar eftersom det inte slits ut lätt och är lätt att rengöra. På grund av sina utmärkta egenskaper används polypropylenfibrer vid tillverkning av kläder som transporterar bort fukt, vilket ger komfort och prestanda.

Förpackningsfilmer

En av de viktigaste typerna av förpackningsfilmer är polypropylenfilmer på grund av den styrka och flexibilitet som de erbjuder. BOPP-filmer (Biaxially Oriented Polypropylene) används i förpackningar på grund av deras höga klarhet, utmärkta mekaniska egenskaper och fukt- och syrebarriäregenskaper. CPP-filmer (Cast Polypropylene) används för värmeförsegling i flexibla förpackningsapplikationer för en mängd olika produkter.

Rör och rördelar

Polypropylenrör används i VVS- och industriella metoder eftersom de är kemiskt inerta och lätt kan installeras. PP-vvs-rör används för både varmt och kallt vatten på grund av deras styrka och korrosionsbeständighet. I industriella applikationer används polypropylenrör i kemiska och avfallshanteringssystem, och materialet är väl utrustat med styrkan och förmågan att motstå aggressiva förhållanden.

Sammanfattning

Den här artikeln ger mer information om polypropylen (PP) som teknisk plast, inklusive de olika typer som finns tillgängliga, PP:s egenskaper och komplexiteten i formsprutningsprocessen. Artikeln tar också upp de utmaningar som är förknippade med att välja rätt utrustning, ta upp frågor som rör produktdesign och diskutera grunderna för formkonstruktion. I samma anda diskuteras några av de största defekterna som sannolikt kommer att uppstå under produktionen och hur man kan korrigera dem.

För att säkerställa bästa PP-material och formsprutningsproduktion är det klokt att söka råd från en erfaren leverantör. En erfaren leverantör kan ge rekommendationer om de mest lämpliga PP-sprutgjutningarna för plast för din produkts funktionella krav och slutproduktens utseende, vilket säkerställer ett framgångsrikt projekt.

Vanliga frågor - Formsprutning av polypropylen

Q1. Vilka är de viktigaste kategorierna av polypropylenpallar för formsprutning?

De inkluderar homopolypropylen (PP-H) för styvhet, slumpmässig sampolymerpolypropylen (PP-R) för flexibilitet och blocksampolymerpolypropylen (PP-B) för slagtålighet.

Q2. Vad ska man göra med polypropen före gjutning?

Polypropylen måste torkas vid 80-90 ° C i minst 2 timmar för att få fuktinnehållet till under 0,1% minskning av formkvaliteten uppnås för att undvika bildning av produkter av dålig kvalitet.

Q3. Vilka är några av de problem som kan uppstå vid formsprutning av polypropylen?

Några av de vanligaste ofullkomligheterna är sjunkmärken, flödeslinjer, avluftningsproblem, skevhet och ofullständig fyllning. Dessa problem kan lösas genom att justera väggens tjocklek, öka ventilationsspåret, formens temperatur och injektionstrycket.