Čo je vstrekovanie plastov?

Vstrekovanie je efektívny a široko používaný proces tvarovania plastov. Používa vstrekovací stroj na vstrekovanie roztaveného plastového materiálu do formy a po ochladení a stuhnutí sa získa požadovaný plastový výrobok. Tento proces je vhodný najmä pre hromadnú výrobu tvarovo zložitých výrobkov a zaujíma významné postavenie v oblasti spracovania plastov. Medzi hlavné kroky vstrekovania patrí upínanie, vstrekovanie, udržiavanie tlaku, chladenie, otváranie formy a vyberanie produktu. Tieto kroky sa dosahujú presným riadením vstrekovacieho stroja, aby sa zabezpečila vysoká kvalita a presnosť produktu. Opakovaním týchto krokov môže proces vstrekovania kontinuálne a efektívne vyrábať veľké množstvo plastových výrobkov, ktoré spĺňajú potreby rôznych priemyselných odvetví.

Čo je vstrekovanie?

Bežnou technikou tvarovania plastov je vstrekovanie, ktoré zahŕňa použitie vstrekovacieho stroja, známeho tiež ako vstrekovací stroj, na vstrekovanie roztaveného plastového materiálu, zvyčajne termoplastu, do formy. Po stuhnutí a vychladnutí plastu sa extrahuje požadovaný výsledok.

Proces vstrekovania pozostáva zo šiestich kľúčových fáz.

• Upínanie: Aby sa zaručilo, že roztavený plast počas vstrekovania nevytečie, forma je počas tejto fázy pevne utesnená.
• Predná a zadná časť výrobku sú často reprezentované dvoma alebo viacerými komponentmi, ktoré tvoria formu.
• Upínaciu silu určujú rozmery formy a vlastnosti plastovej hmoty.
• Vstrekovanie: Pomocou vyhrievacieho prvku vstrekovací stroj roztaví plastové častice.
• Na vstrekovanie roztaveného plastu do uzamknutej formy sa používa vysoký tlak.
• Dva dôležité faktory, ktoré ovplyvňujú vzhľad a kvalitu produktu, sú tlak a rýchlosť vstrekovania.
• Prídržný tlak: Vstrekovací stroj udržuje určitý tlak po vstreknutí plastového materiálu do formy. Tento tlak je známy ako udržiavací tlak. Udržiavanie tlaku pomáha zaručiť, že plast úplne vyplní formu a vyrovná akékoľvek potenciálne zmrštenie spôsobené chladením.
• Typ plastu, dizajn formy a špecifikácie produktu ovplyvňujú čas držania a tlak.
• Chladenie: Na vytvorenie vhodného tvaru produktu sa plast ochladí a vytvrdí vo forme.
• Často sa na to používajú kanály chladiacej vody vo forme, hoci môžu pomôcť aj ventilátory a iné externé chladiace zariadenia.
• Výkon produktu a rozmerová správnosť sú výrazne ovplyvnené rýchlosťou chladenia a homogenitou.
• Otvorenie formy: Forma sa otvorí po úplnom stuhnutí plastu. Aby sa predišlo poškodeniu formy a výrobku, postup otvárania formy musí zaručiť hladký pohyb komponentov formy. Produkt zostáva na jednej strane formy - typicky na strane pohyblivej formy - po otvorení formy, pripravený na vybratie.
• Odstránenie produktu: Na odstránenie produktov sa často používa robot alebo človek. Aby ste predišli poškodeniu, pred odstránením sa uistite, že je výrobok úplne mimo formy. Pre odstránený produkt môže byť potrebné dodatočné spracovanie, ako je odhrotovanie, orezávanie atď.

Technika vstrekovania môže neustále vytvárať obrovské množstvo plastových výrobkov so zložitými tvarmi a presnými rozmermi opakovaním vyššie uvedených krokov. Vstrekovanie má významné miesto v priemysle spracovania plastov pre svoju vysokú účinnosť, vysokú úroveň automatizácie a vynikajúcu flexibilitu.
 

Aký plast sa používa pri vstrekovaní plastov?

Plastové materiály používané v procese vstrekovania sú rozsiahle a pokrývajú rôzne typy. Nasledujú niektoré bežné plastové materiály na vstrekovanie a ich vlastnosti:

Termoplasty:

1. Polyetylén (PE): má dobrú tepelnú odolnosť, chemickú odolnosť a mechanické vlastnosti a často sa používa na výrobu plastových obalových fólií, plastových tašiek, fliaš atď.

2. Polypropylén (PP): má dobré mechanické vlastnosti, odolnosť proti opotrebovaniu a chemickú odolnosť a je široko používaný v automobilových dieloch, plastových nádobách, domácich spotrebičoch a iných oblastiach.

3. Polyvinylchlorid (PVC): má dobrú elektrickú izoláciu, odolnosť voči poveternostným vplyvom a odolnosť voči rozpúšťadlám a často sa používa na výrobu stavebných materiálov, drôtov a káblov, vodovodných potrubí atď.

4. Polystyrén (PS): má dobrú priehľadnosť, mechanickú pevnosť a elektrické izolačné vlastnosti a často sa používa na výrobu plastových pohárov, hračiek, izolačných materiálov atď.

5. Polykarbonát (PC): má vysokú pevnosť, vysokú tuhosť a vynikajúcu tepelnú odolnosť a často sa používa na výrobu okuliarov, automobilových dielov atď.

6. Polyamid (PA): tiež známy ako nylon, má dobré mechanické vlastnosti, odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť voči rozpúšťadlám a často sa používa na výrobu ozubených kolies, ložísk a iných častí.

7. Akryl (PMMA): Silný, priehľadný termoplast, ktorý je dobrou alternatívou skla a často sa používa na priehľadné komponenty v architektonických a osvetľovacích aplikáciách.

8. Akrylonitrilbutadiénstyrén (ABS): Technický termoplast známy svojou pevnosťou a odolnosťou proti nárazu, bežne používaný v automobilovom priemysle, elektronike a iných oblastiach.

Termosetové plasty:

Polyuretán (PU): Má dobrú odolnosť proti opotrebovaniu, oleju a rozpúšťadlám a často sa používa na výrobu systémov zavesenia vozidiel, tesnení atď.

Okrem toho existujú ďalšie materiály na vstrekovanie, ako je polyétersulfón (PES), polyetyléntereftalát (PET), polytetrafluóretylén (PTFE), z ktorých každý má svoje špecifické fyzikálne vlastnosti a oblasti použitia.

Pri výbere vstrekovacieho materiálu je potrebné ho určiť na základe požiadaviek na spracovanie a prostredia použitia produktu. Napríklad pre produkty, ktoré vyžadujú vysokú transparentnosť, možno zvoliť PS alebo PMMA; pre produkty, ktoré vyžadujú vysokú pevnosť a tepelnú odolnosť, je možné zvoliť PC alebo PA. Zároveň je potrebné zvážiť faktory, ako sú náklady na materiál, výkonnosť spracovania a environmentálne požiadavky.

Význam plesní

Nevyhnutnou súčasťou procesu vstrekovania sú formy. Dobre navrhnutý dutý kovový blok s vnútorným tvarom, ktorý zodpovedá vonkajšiemu tvaru zamýšľaného plastového výrobku, sa nazýva forma. Roztavený plast sa čerpá pri vysokom tlaku do dutiny formy počas procesu vstrekovania. Plastová hmota nakoniec vytvorí plastový výrobok, ktorý presne zodpovedá tvaru dutiny formy prostredníctvom ochladzovania a tuhnutia formy.


Aby sa zabránilo úniku plastov počas procesu vstrekovania, formy často pozostávajú z mnohých komponentov, ako sú pevné a pohyblivé formy, ktoré sú presne uzavreté mechanizmom. Aby sa zaručilo, že výrobok bude možné hladko vybrať z formy a aby sa optimalizovala priľnavosť a kvalita odformovania plastu, povrch formy je často špeciálne upravený.

Zložitý mechanizmus bežca a brány formy nasmeruje roztavený plast tak, aby rýchlo a rovnomerne vyplnil otvor. Kvalita produktu a efektívnosť výroby sú priamo ovplyvnené dizajnom bežca, či už je vhodný alebo nie. Aby bolo možné regulovať rýchlosť tuhnutia plastu a kvalitu konečného produktu, forma je ďalej vybavená systémom regulácie teploty, ktorý umožňuje jej ohrev alebo chladenie horúcou vodou, olejom alebo ohrievačom.

Vstrekovací stroj automaticky riadi otváranie a zatváranie formy počas procesu vstrekovania. Vyhadzovací kolík vstrekovacieho stroja tlačí na vyhadzovaciu platňu formy, aby po úplnom stuhnutí plastu uvoľnil tvarovaný predmet z formy. Aby sa zaručilo, že výrobok sa dá ľahko a bez poškodenia vybrať z formy, musí byť tento postup presne kontrolovaný.

Čo je to vstrekovaný diel?

Bežec, brána a dutina vo forme tvoria tvarovaný predmet počas procesu vstrekovania. Roztavená plastová živica sa vstrekuje do formy pomocou bežca formy, ktorá je spojená s dýzou vstrekovacieho stroja kanálom nazývaným brána. Roztavený plast je vedený z brány do každej dutiny kanálovým systémom nazývaným bežec. Plast sa ochladzuje a vytvrdzuje v dutine, aby sa vytvoril hotový výrobok, pričom každá dutina predstavuje jednu alebo viac položiek.


Formy s mnohými dutinami spojenými bežcami sú často určené na zvýšenie efektívnosti výroby a šetrenie nákladov. Rozdiely v čase, ktorý potrebuje roztavený plast na vyplnenie každej diery, však môže viesť k určitým problémom, ak sa dĺžka žľabu ku každej dutine zmení. Napríklad existuje šanca, že bližšia dutina vyvinie chyby v dôsledku skorého stuhnutia plastu, zatiaľ čo vzdialená diera nemohla mať včas vyplnený dostatok plastu. To môže viesť k odchýlkam v rozmeroch, vzhľade alebo funkčnosti položiek, keď sú tvarované do rôznych otvorov.

Na vyriešenie tohto problému sa často používa takzvaný vyvážený dizajn žľabu tým, že bežec má rovnakú dĺžku od brány ku každej dutine. Tento dizajn zaručuje jednotnosť a kvalitu každého lisovaného produktu tým, že umožňuje, aby roztavený plast vstúpil do každej dutiny súčasne a rovnomerne ju naplnil. Konštrukcia vstrekovacej formy vyžaduje starostlivé zváženie konštrukcie vyváženého prietokového kanála, čo je rozhodujúce pre zvýšenie kvality produktu a efektívnosti výroby.

Príklady vstrekovania

Na popis krokov a parametrov uvedieme výrobu dielu spínacej skrinky dverí chladničky ako príklad.

Výber materiálu

Materiál: ABS plast
ABS plast má dobrú pevnosť, húževnatosť, odolnosť proti opotrebovaniu a tepelnú odolnosť a je vhodný na výrobu dielov s vysokými požiadavkami na vzhľad.

Dizajn formy

Dizajnové body:

Dizajn jednej formy so štyrmi dutinami na zlepšenie efektívnosti výroby.

Deliaca plocha je zvolená v DD, aby sa zabezpečilo hladké otváranie a zatváranie formy.

Forma využíva privádzanie bodov a dvojitú deliacu štruktúru povrchu, aby sa zabezpečilo rovnomerné podávanie a kvalita produktu.

Mechanizmus ťahania jadra: Veľká obdĺžniková drážka na jednej strane využíva ťahanie vonkajšieho jadra šikmého vodiaceho stĺpika a dve malé štvorcové drážky na druhej strane využívajú ťahanie vnútorného jadra nakloneného posúvača na zjednodušenie štruktúry formy.

Nastavenie parametrov procesu

1. Teplota vstrekovania: Podľa vlastností plastu ABS nastavte vhodný rozsah teploty vstrekovania.
2. Vstrekovací tlak: Podľa štruktúry plastovej časti a dizajnu formy vyberte vhodný vstrekovací tlak, aby ste zabezpečili, že plast môže úplne vyplniť dutinu formy.
3. Teplota formy: Ovládajte teplotu formy, aby ste dosiahli najlepší efekt formovania a kvalitu produktu.
4. Kompresný tlak (ak ide o vstrekovanie a lisovanie): V prípade potreby nastavte vhodný kompresný tlak, aby ste zabezpečili úplné zhutnenie plastu.

Proces produkcie

• Ohrievanie plastov: Do násypky vstrekovacieho stroja pridajte častice ABS plastu a zohrejte ich do roztaveného stavu pomocou ohrievacieho zariadenia.
• Vstrekovanie: Po uzavretí formy vstrekovací stroj vstrekuje roztavený ABS plast do dutiny formy cez dýzu.
• Udržiavanie tlaku: Po dokončení vstrekovania pokračujte v udržiavaní určitého tlaku, aby ste sa uistili, že plast je úplne naplnený vo forme a kompenzuje možné zmrštenie.
• Chladenie a vytvrdzovanie: Plast sa ochladzuje a vytvrdzuje vo forme cez kanál chladiacej vody alebo iné chladiace zariadenie vo forme.
• Otváranie formy a vyberanie z formy: Keď je plast úplne stuhnutý, forma sa otvorí a vylisovaný výrobok sa vyberie z formy pomocou tlačnej tyče alebo iného mechanizmu na vyberanie z formy.

Kontrola kvality

Počas celého výrobného procesu sa vykonáva prísna kontrola kvality vrátane kontroly parametrov, ako je teplota topenia plastu, tlak a rýchlosť vstrekovania, teplota formy a čas chladenia, aby sa zabezpečilo, že každý odkaz spĺňa požiadavky procesu.
Lisované výrobky sú vizuálne kontrolované, merané rozmermi a testovaný výkon, aby sa zabezpečilo, že kvalita výrobku spĺňa požiadavky.

Zhrnutie

Prostredníctvom vyššie uvedených príkladov vstrekovania môžeme vidieť aplikáciu procesu vstrekovania pri výrobe plastových výrobkov. Pri skutočnej výrobe je potrebné zvoliť vhodné formy a procesné parametre podľa špecifických plastových materiálov a požiadaviek na výrobky a vykonávať prísnu kontrolu kvality, aby sa zabezpečila kvalita a stabilita konečného produktu.