Hvaða gerðir af plasti er hægt að vinna með sprautumótunarvélum?

Sem kjarnabúnaður plastvinnslu, ná sprautumótunarvélar mikilli nákvæmni og skilvirkni með því að hita hitaplast eða hitaþolið plast til að bræða ástand og sprauta moldholum. Það vinnur mikið úrval af vörum, allt frá hversdagsvörum til iðnaðaríhluta, sem nær yfir meira en 20 tegundir af plasti. Í þessari grein eru þær tegundir plasts sem notaðar eru í sprautumótunarvélar greindar kerfisbundið frá fjórum þáttum: efnisflokkun, frammistöðueiginleikum, aðlögunarhæfni að vinnslu og dæmigerðum notkunarsviðum.

Vöruplast er meira en 70% af heimsnotkun plasts og einkennist af mikilli framleiðslu, litlum tilkostnaði og stöðugum vinnsluafköstum. Þau eru aðalefnin sem notuð eru í sprautumótunarvélar.
1.1 Pólýetýlen
Pólýetýlen (HDPE) og LDPE eru tvær tegundir af plasti sem hafa mesta ávöxtun. Háþéttni pólýetýlen (HDPE) sameindakeðja er þétt raðað, hefur góða stífni og efnaþol og er oft notuð við framleiðslu á stórum ílátum eins og veltukössum og ruslatunnum. Lágþéttni pólýetýlen (LDPE) hefur góðan sveigjanleika vegna greinóttrar uppbyggingar og er mikið notað í sveigjanlegar vörur eins og kvikmyndir og umbúðir. Við sprautumótun þarf HDPE að halda hitastigi í tunnunni á milli 220 gráður C og 260 gráður til að koma í veg fyrir niðurbrot, en LDPE er hægt að vinna við hitastig á milli 180 gráður C og 220 gráður.
1.2 pólýprópýlen (PP)
Pólýprópýlen hefur lægsta þéttleika plasts (0,9-0,91 g/cm3), framúrskarandi þreytuþol og hitaþol (bræðslumark 160 -170 gráður) og er ákjósanlegt efni fyrir stuðara og heimilistæki. Við innspýtingar mótast pólýprópýlen auðveldlega vegna mismunandi kristöllunarhraða, þannig að það er nauðsynlegt að hámarka mótshitastig (ráðlagt 80-100 gráður) og viðhalda þrýstingi (ráðlagt 60-80% innspýtingarþrýstings) til að stjórna rýrnun.
1.3 Pólýstýren
PS er þekkt fyrir framúrskarandi sjónræna eiginleika (88-92% ljósgeislun), en stökkleiki hans og hitaþol (hitabeygjuhiti 70-90 gráður) takmarka notkun þess. Áhrifamikið pólýstýren (HIPS) er bútadíen fjölliða sem er þrisvar til fimm sinnum sterkari en PS og er mikið notað í leikfangahús og tölvulyklaborð. Útblásturssprautumótunartækni leysir í raun vandamálið með rokgjörnum leifum í PS-vinnslu og bætir yfirborðsgæði vörunnar.
1.4 Akrýlónítríl-bútadíen-stýrensamfjölliða (ABS)
ABS sameinar efnaþol akrýlonítríls, hörku bútadíens og vinnsluhæfni stýrens til að verða mest notaða verkfræðiplastið. Vicat hefur mýkingarhitastig upp á 100-105 gráður og höggstyrk sem er 3 til 4 sinnum meiri en PS, og er sérstaklega hentugur til að framleiða rafeindahús og bílainnréttingu sem krefjast utanaðkomandi kraftþols. Tveggja lita sprautumótun gerir það mögulegt að sameina ABS við önnur efni, svo sem tölvu, til að mæta fjölbreyttum vöruhönnunarkröfum.

Verkfræðiplast hefur framúrskarandi vélræna eiginleika, hitastöðugleika og efnaþol. Þótt það sé dýrt gegnir það óbætanlegu hlutverki í hágæðaframleiðslu.
2.1 Pólýamíð (PA, nylon)
Af PA fjölskyldunni eru PA6 og PA66 mest notaðar vegna jafnvægis vélrænna eiginleika þeirra og vinnslueiginleika. Bræðslumarkssviðið er 220-265 gráður, frásogshraði vatns allt að 2-3% og stærðarstöðugleiki er augljóslega fyrir áhrifum af raka. Fiberglass Enhanced PA (GFPA) eykur togstyrk í yfir 200 MPa og hitabeygjuhitastig í meira en 200 gráður, sem gerir það tilvalið fyrir nákvæma vélræna íhluti eins og gír og legur. Við sprautumótun er strangt eftirlit með hitastigi tunnu (PA6: 240-260 gráður; PA66: 270-290 gráður) og þurrum aðstæðum (120 gráður + 4 klukkustunda þurrkun) nauðsynleg.
2.2 Pólýkarbónat (PC)
Þekkt sem „skotheld lím“ sýndi PC 300 sinnum meiri höggstyrk og 89 89% ljósgeislun en 89 gler, en lélega slitþol (yfirborðið var aðeins 2H). PC/ABS málmblöndur í bland við ABS hafa bætt heildarafköst vörunnar til muna og er orðið staðlað efni fyrir fartölvuhús og mælaborð bíla. Við sprautumótun þarf háan innspýtingarþrýsting (80-120 MPa) og hraða innspýtingu (sprautuhraði meiri en eða jafnt og 100 mm/s) til að koma í veg fyrir bráðnfrystingu og mælt er með mótshitastigi við 80-100 gráður.
2.3 Pólýoxýmetýlen (POM)
POM er þekkt sem „ofurstál“ með hörku (Rockwell hörku M85-105), slitþol nálægt málmi og framúrskarandi víddarstöðugleika (línulegur stækkunarstuðull aðeins 6×10−5/gráðu). Með því að bæta við pólýtetraflúoróetýleni (PTFE) smurefni er hægt að minnka núningsstuðulinn í minna en 0,1, er tilvalið efni fyrir gír, renna og aðra gírhluta. Við sprautumótun ætti að stjórna hitastigi í tunnunni á milli 190 og 210 gráður á Celsíus til að forðast niðurbrot formaldehýðgas.

Hitaþolið plast storknar með efnahvörfum við mótun, myndar óafturkræfa þvertengingarbyggingu, hentugur fyrir sérstakar aðstæður sem krefjast háhita- og efnaþols.
3.1 Fenólplast (PF)
PF er elsta iðnvædda hitaþolna plastið með framúrskarandi rafeinangrun, hitaþol (samfellt hitastig 150 gráður) og logavarnarefni (súrefnisstuðull Stærri en eða jafnt og 30%), en brothætt og lélegt vinnsluflæði. Með því að bæta við hörkuefni og flæðibætandi efni getur það framleitt rafmagnsrofa og innstungur. Við sprautumótun ætti að stjórna hitastigi tunnu á milli 70 og 90 gráður, hitastig móts á milli 150 og 180 gráður og innspýtingarþrýstings á milli 120-150 MPa til að sigrast á mikilli seigjuþol.
3.2 Epoxý kvoða (EP)
EP er þekkt fyrir framúrskarandi viðloðun (skerustyrkur meiri en eða jafnt og 20 MPa) og efnaþol og er mikið notað í rafrænum umbúðum og samsettum fylki. Með því að bæta við ólífrænum fylliefnum (eins og kísilduft) er hægt að draga verulega úr rýrnun (úr 2% í undir 0,1%) og auka nákvæmni víddar. Sprautumótun krefst sérhæfðra skrúfa (hlutfall stærra en eða jafnt og 20:1) og háþrýstings innspýtingarkerfis (þrýstingur meiri en eða jafnt og 200 MPa), þar sem hitastig mótsins er stjórnað á milli 120 og 150 gráður.

Sérstakt plastefni veitir sérstaka eiginleika í gegnum sameindabyggingarhönnun til að mæta háum-kröfum á sviði geimferða, læknisfræði og annarra sviða.
4.1 Pólýtetraflúoretýlen
PTFE (PTFE) hefur breiðasta svið rekstrarhitastigs (-200 til 260 gráður), hæsta efnafræðilega stöðugleika (þol gegn tæringu konungsvatns) og lægsta núningsstuðul (0,04). Hins vegar gerir mjög há bræðsluseigja (1010-1012 Pa. S) hefðbundna sprautumótun erfiða. Kaldpressun, sintun eða breyting á pólýtetraflúoretýleni (eins og fylltum glertrefjum) er nauðsynleg til að draga úr bræðsluseigju. Breyttar PTFE vörur eru mikið notaðar í innsigli og legahaldara.
4.2 Pólýetereterketón
PEEK er með langtíma-hitastig 240 gráður, skammtímahitaþol 315 gráður og 90-100 MPa togstyrk. Kolefnis-trefja-styrkt PEEK bætir teygjanleikastuðul í 140 GPa, nálægt stigi álblöndunnar, og er mikið notað í mannvirki í geimferðum og lækningaígræðslur. Sprautumótun krefst sérhæfðra-háhitaskrúfa (tunnuhitastig 380-420 gráður) og háþrýstikerfi (þrýstingur meiri en eða jafnt og 250 MPa), þar sem mótshitastig er stjórnað á milli 180 gráður C og 200 gráður.
V. Stefna í vinnslutækni
Með þróun efnisvísinda og búnaðartækni stækkar vinnslugeta sprautumótunarvéla:
Marg-efni samsett mótun: Hægt er að ná lagskiptu tengingu PC/ABS, PA/GF og annarra samsettra efna með sam-innsprautunartækni til að bæta alhliða frammistöðu vörunnar.
Örsprautumótun: Þróun á ofur-nákvæmnisskrúfum (þvermál minna en eða jafnt og 10 mm) og há-viðbragðsstýringarkerfum til að framleiða öríhluti eins og gíra og tengi sem vega minna en 0,1 g.
Gas innspýting mótun: háþrýsti köfnunarefni gas hjálpar fylling er notuð til að draga úr vaski merki af völdum vöruveggþykktar munur. Það er hentugur fyrir bílhurðarplötur, stór heimilistæki og aðra þykka-veggða íhluti.
Líforkuuppspretta plastvinnsla: aðlagast eiginleikum pólýmjólkursýru, pólýhýdroxýapatits og annarra efna, þróa sérstaka skrúfubyggingu og hitastýringarkerfi, stuðla að iðnvæðingu umhverfisverndarefna.
Niðurstaða:
Sprautumótunarvélar hafa stækkað úr hefðbundnu vöruplasti yfir í verkfræðilegt plast, hitastillandi plast og jafnvel sérplast, sem dekkar framleiðsluþarfir frá nákvæmnishlutum á míkrómetra-kvarða til stórra burðarhluta í míkrómetra-skala. Með þróun efnisbreytingatækni og upplýsingaöflunarbúnaðar munu sprautumótunarferli halda áfram að gegna lykilhlutverki í hágæðaframleiðslu, sem ýtir plastiðnaðinum í átt að afkastamikilli,-afköstum, fjölnota og sjálfbærri þróun.