Das Spritzgießen ist eine der wichtigsten Produktionstechnologien in der modernen Kunststoffindustrie. Mit der zunehmenden Betonung des Umweltschutzes und dem Streben nach einer nachhaltigen Welt sind Einwegbecher aus PET (Polyethylenterephthalat) und PLA (Polymilchsäure) beliebt geworden. Diese Materialien haben nicht nur hervorragende physikalische Eigenschaften, sondern erfüllen auch die Umweltanforderungen. Wo und wie können Spritzgießmaschinen zur Herstellung von PET- und PLA-Bechern eingesetzt werden? In diesem Artikel wird diese Frage aus verschiedenen Blickwinkeln, einschließlich der Materialeigenschaften, untersucht, Spritzgießverfahren, Ausrüstungsanforderungen und praktische Anwendungsfälle.

Materialeigenschaften von PET und PLA

PET-Material

PET ist ein thermoplastisches Material, das teilweise kristallin ist und für Fasern, Lebensmittel und Getränkebehälter verwendet wird. PET hat die folgenden Eigenschaften:

Hohe Transparenz und Glanz: PET ist hochtransparent und hat einen hohen Glanz, wodurch es sich ideal für transparente Verpackungsmaterialien eignet.

Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften: PET hat eine hohe Zugfestigkeit und ist zäh, so dass es Druck und Stößen ohne größere Schäden standhält.

Chemische Beständigkeit: PET ist resistent gegen chemische Korrosion, weshalb es auch PET genannt wird.

Wiederverwertbarkeit: PET ist in hohem Maße recycelbar und entspricht den Umweltschutzbestimmungen.

Gute Hitzebeständigkeit: PET ist sehr hitzebeständig und wird im Gegensatz zu PVC bei hohen Temperaturen nicht weich oder verformt. Daher ist es für Lebensmittelverpackungen geeignet, die bei hohen Temperaturen sterilisiert werden müssen.

PLA-Werkstoff

PLA ist ein Kunststoff, der umweltfreundlich ist, weil er aus erneuerbaren Ressourcen wie Mais oder Zuckerrohr hergestellt wird. PLA hat die folgenden Eigenschaften:

Biologische Abbaubarkeit: PLA kann unter den Bedingungen der industriellen Kompostierung biologisch abgebaut werden und ist daher für die Umwelt attraktiv.

Gute Transparenz: Ähnlich wie PET hat auch PLA eine hohe Transparenz, die für klare Verpackungsprodukte wie Dünnschichtproduktionen und flexible Verpackungen verwendet werden kann.

Einfache Verarbeitung: Als aliphatisches Polyamid weist PLA hervorragende Verarbeitungseigenschaften auf und kann mit verschiedenen Techniken verarbeitet werden.

Geringe thermische Stabilität: Es ist daher in verschiedenen Anwendungsbereichen eingeschränkt, insbesondere in Bereichen, in denen hohe Temperaturen herrschen, da PLA bei solchen Temperaturen erweicht und sich zersetzt.

Sicherheit bei Lebensmittelkontakt: PLA ist biologisch abbaubar und wird aus erneuerbaren Ressourcen und Rohstoffen hergestellt. Es entspricht dem Food Contact Material für die Verwendung mit Lebensmitteln und Getränken.

Verfahren zum Spritzgießen

Prinzip des Spritzgießens

Beim Spritzgießen werden Gegenstände hergestellt, indem man geschmolzenes Material in ein Loch gibt und es dann abkühlen und aushärten lässt. Bei diesem Verfahren wird der Kunststoff erhitzt, geschmolzen, in ein Loch gespritzt, gequetscht, abgekühlt und dann wieder herausgenommen. Einige der wichtigsten Teile sind die Spritzpistole, der Halter, der Locher, die Heizung und der Regler.

Parameter des Spritzgießens

Die wichtigsten Parameter des Spritzgießprozess umfassen:

Temperatur: Die Temperatur, bei der der Kunststoff schmilzt, und die Temperatur der Form sind zwei wichtige Faktoren, die die Qualität des Endprodukts bestimmen.

Druck: Der Einspritzdruck und der Nachdruck bestimmen, wie viel Kunststoff die Form füllt.

Zeit: Die Einspritzzeit, die Haltezeit und die Abkühlzeit bestimmen die Abmessungen und die mechanischen Eigenschaften des Produkts.

Vorteile des Spritzgießens

Das Spritzgießen hat die folgenden Vorteile:

Hohe Produktionseffizienz: Diese Produktionstechnik eignet sich hervorragend, um mit Hilfe von Spritzgießmaschinen sehr schnell eine große Menge an Produkten herzustellen.

Hohe Präzision: Die Formen für den Kunststoffspritzguss sind äußerst präzise und eignen sich hervorragend für die Herstellung wirklich komplizierter Formen.

Hoher Grad an Automatisierung: Die heutigen Maschinen haben einen hohen Automatisierungsgrad, so dass man nicht viel tun muss, was bedeutet, dass man eine Menge Dinge herstellen kann, die alle gleich aussehen.

Vielseitigkeit: Im Spritzgussverfahren kann man fast alles herstellen und fast jedes Material verwenden.

Spritzgießverfahren für PET und PLA

Spritzgießen von PET

Zu den wichtigsten Aspekten des PET-Spritzgießens gehören:

Trocknungsbehandlung: PET ist ein durstiges Material und mag es nicht, wenn es nass wird. Wenn PET nass wird, kann es sich zersetzen und wird unbrauchbar. Du musst es also trocknen. Nachdem du deine Probe hergestellt hast, musst du sie für 4-6 Stunden bei 150 ℃ in den Ofen geben.

Temperaturkontrolle: PET hat eine hohe Erweichungstemperatur von etwa 250-280 °C, und die Temperatur der Form sollte im Bereich von 80-120 °C liegen, um ein besser aussehendes und präzises Produkt zu erhalten.

Druckkontrolle: Daher hat PET eine geringe Fließeigenschaft, und um diese zu erreichen, ist ein hoher Einspritzdruck von etwa 80-140 MPa erforderlich, und auch der Nachdruck ist hoch. In der Regel sollte die Nachdruckzeit zwischen 10 und 20 Sekunden betragen, abhängig von der durchschnittlichen Wandstärke des Produkts.

Formenbau: Zu den möglichen Problemen beim Formen von PET-Produkten gehört das Auskristallisieren der Produkte; das Kühlsystem der Form muss daher so ausgelegt sein, dass die Produkte gleichmäßig und schnell abgekühlt werden.

Überlegungen zur Entformung: PET-Produkte sind ziemlich steif, daher muss man beim Entformen vorsichtig sein, damit sie nicht brechen. In diesem Fall ist das Entformen mit dem Arm eine gute Methode, die schneller geht und das Produkt verbessert.

Spritzgießen von PLA

Zu den wichtigsten Punkten beim PLA-Spritzgießen gehören:

Trocknungsbehandlung: PLA ist auch sehr feuchtigkeitsempfindlich und muss vor der Verarbeitung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,02% getrocknet werden. In der Regel wird PLA in einem Trockner bei 80℃ für 2-4 Stunden getrocknet.

Temperaturkontrolle: PLA, eine Art von thermoplastischem Polymer, hat einen niedrigeren Schmelzpunkt von 160-180℃. Die Temperatur der Form sollte bei 30-50℃ gehalten werden.

Druckkontrolle: Die Fließeigenschaften, d. h. die Fließfähigkeit, sind ziemlich gut, da nur ein niedriger Einspritzdruck, etwa 60 bis 100 MPa, und ein Nachdruck erforderlich sind. Sie sollten die Einspritzgeschwindigkeit reduzieren, um das Problem des Schmelzebruchs, das bei hoher Einspritzgeschwindigkeit auftritt, zu beseitigen.

Formenbau: Da PLA-Produkte dazu neigen, sich zu verziehen und zu verformen, muss die Formkonstruktion eine gleichmäßige Kühlung in der gesamten Form ermöglichen, um innere Spannungen zu verringern.

Überlegungen zur Entformung: PLA-Produkte lassen sich bei der Entformung leicht verformen, daher ist bei der Handhabung der Produkte Vorsicht geboten. Bei Problemen mit dem Verkleben sollten Beschichtungen mit geringer Adhäsion verwendet werden, um das Auftreten von Problemen zu minimieren.

Auswahl und Konfiguration von Spritzgießmaschinen

Typen von Spritzgießmaschinen

Standard Spritzgießen Maschinen können für das PET- und PLA-Spritzgießen verwendet werden, doch sind je nach Materialeigenschaften und Produktanforderungen entsprechende Konfigurationen erforderlich. Gängige Typen von Spritzgießmaschinen sind:

Hydraulische Spritzgießmaschinen: Schließkrafttonnage Konventionelle Spritzgießmaschinen, die eine breite Palette von Kunststoffen verarbeiten können. Dieses Hydrauliksystem liefert einen hohen Einspritzdruck und eine hohe Schließkraft für PET-Kunststoffe und andere hochviskose Materialien.

Vollelektrische Spritzgießmaschinen: Diese Maschinen gelten als präziser und eignen sich perfekt für die Herstellung von präzisen Produkten und Produkten, die auf dem Markt sehr gefragt sind. Das liegt daran, dass das Servomotor-Steuerungssystem der All-Electic-Maschinen die Möglichkeit bietet, die Anfangsgeschwindigkeit und den Druck der Einspritzung in einem engen Bereich für Materialien wie PLA einzustellen.

Hybrid-Spritzgießmaschinen: Diese Maschinen sind eine Kombination aus hydraulischen und elektrischen Maschinen und sind sehr flexibel und energieeffizient. Sie sind eine Kombination aus hydraulischen und elektrischen Maschinen. Viele von ihnen können einen hohen Einspritzdruck liefern und sind außerdem sehr präzise und energieeffizient - das macht die Hybridmaschinen zur besten Wahl.

Konfiguration von Spritzgießmaschinen

Bei der Herstellung von PET- und PLA-Bechern sollten die folgenden Konfigurationen berücksichtigt werden:

Schraube Design: PET und PLA haben unterschiedliche Schmelzprofile und benötigen daher auch unterschiedliche Schnecken. Für die PET-Verarbeitung müssen Sie eine Schnecke mit einem kurzen Kompressionsabschnitt verwenden, um die höchste Plastifizierungseffizienz zu erzielen, während Sie für PLA ein allgemeines Schneckenprofil verwenden können, aber Sie müssen die richtige Geometrie haben, um die Zeit in der Schmelze und damit den Abbau zu minimieren.

Heizungsanlage: Um zu vermeiden, dass die Temperatur zu hoch wird und sich die Schmelze zersetzt, muss man die Temperatur sehr gut kontrollieren können. Sie müssen die Heizschlangen und die Temperaturregelung in gutem Zustand halten und kalibrieren, damit die Wärme in den Räumen gehalten werden kann.

Entformungssystem: Zu den Formen gehören PET- und PLA-Produkte, die schwach sind und beim Entformen vorsichtig gehandhabt werden müssen. Die Länge des Formprozesses wird beschrieben, und ein Roboterarm oder ein pneumatisches Auswerfersystem kann entwickelt werden, um die Entformung zu verbessern.

Praktische Anwendungsfälle

PET-Becher-Produktionskoffer

Ein Getränkehersteller verwendet das PET Spritzgießen Verfahren zur Herstellung von transparenten Getränkebechern mit dem folgenden Verfahren:

Vorbereitung des Rohmaterials: Wir verwenden die besten PET-Rohstoffe und stellen sicher, dass die Materialien einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,005% haben.

Formenbau: Wir verwenden hochpräzise Formen und entwerfen sie mit einem guten Kühlsystem, um sicherzustellen, dass das Produkt in seiner Größe stabil ist. Wir wählen dieses Formmaterial, weil es sich schnell und gleichmäßig erwärmen kann, weil es eine gute Wärmeleitfähigkeit hat.

Prozessparameter-Einstellungen: Es sollte bei einer Temperatur von 260℃ geformt werden, während die Form bei einer Temperatur von 100℃ gehalten werden sollte, der Einspritzdruck beträgt 120MPa, der Nachdruck 80MPa, die Einspritzzeit 2 Sekunden, die Nachdruckzeit 8 Sekunden, die Abkühlzeit 15 Sekunden.

Kontrolle des Produktionsprozesses: Bei der Herstellung kommt eine adaptive Automatisierung zum Einsatz. Das bedeutet, dass es ein Online-Kontrollsystem gibt, das die Abmessungen, das Gewicht und die Transparenz jedes hergestellten Bechers überprüft, um sicherzustellen, dass er die Qualitätsanforderungen erfüllt.

Qualitätskontrolle: Ein Online-Erkennungssystem überwacht die Produktabmessungen, das Gewicht und die Transparenz, um sicherzustellen, dass jeder Becher den Qualitätsstandards entspricht. Regelmäßige Stichproben werden durchgeführt, um die mechanischen Eigenschaften und die chemische Beständigkeit des Produkts zu prüfen.

PLA-Becher-Produktionskoffer

Ein Unternehmen, das umweltfreundliche Produkte herstellt, verwendet das PLA-Spritzgussverfahren, um biologisch abbaubare Einwegbecher mit dem folgenden Verfahren herzustellen:

Vorbereitung des Rohmaterials: Wir verwenden biologisch abbaubare PLA-Rohstoffe und trocknen sie dann bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,02%.

Formenbau: Wir verwenden eine einfache Struktur der Form, um den Formungszyklus und die Produktionseffizienz zu erhöhen. Was uns von der Konkurrenz abhebt, ist die haftungsarme Beschichtung auf der Oberfläche der Form, so dass es kaum zu einem Anhaften von PLA kommt.

Prozessparameter-Einstellungen: Schmelztemperatur bei 170℃, Formtemperatur bei 40℃, Einspritzdruck bei 80MPa, Haltedruck bei 60MPa, Einspritzzeit bei 1. Die gewünschte Zykluszeit für das gewählte Produkt beträgt 5 Sekunden, die Haltezeit 5 Sekunden und die Abkühlzeit 10 Sekunden.

Kontrolle des Produktionsprozesses: Vollelektrische Spritzgießmaschinen sind so konzipiert und abgestimmt, dass sie alle Bewegungen präzise steuern und dabei sehr wenig Energie verbrauchen. Einige der Dinge, die die Produktionslinie effizienter machen, sind der Einsatz von Zuführ- und Entnahmesystemen, die nur minimale menschliche Eingriffe erfordern.

Qualitätskontrolle: Durch regelmäßige Probenahmen wird sichergestellt, dass jede Produktcharge die Normen für biologische Abbaubarkeit und mechanische Eigenschaften erfüllt. Es werden Tests zur biologischen Abbaubarkeit und mechanischen Leistung durchgeführt, um die Abbaugeschwindigkeit und die Gebrauchsfestigkeit des Produkts zu überprüfen.

Analyse der wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen

Analyse des wirtschaftlichen Nutzens

Verwendung von PET- und PLA-Materialien für Spritzgießproduktion von Bechern hat die folgenden wirtschaftlichen Vorteile:

Hohe Produktionseffizienz: Das Spritzgießen hat nach wie vor den Vorteil, dass es effizienter und automatisierter ist und daher bei Anwendungen, bei denen viele ähnliche Produkte hergestellt werden sollen, kostengünstiger ist.

Materialkosten: Während der PLA-Grundstoff im Hinblick auf die Nachhaltigkeit Kostenvorteile bietet, macht das zerkleinerte Material das Produkt für Länder mit höheren Umweltstandards für Produkte, die innerhalb ihrer Grenzen verkauft werden sollen, attraktiver.

Investition in Ausrüstung: Die anfänglichen Investitionen in die Ausrüstung sind hoch, aber die Kosten können schnell wieder hereingeholt werden, wenn der Produktionsumfang und die Effizienz steigen.

Analyse der Umweltauswirkungen

Die Verwendung von PET- und PLA-Materialien hat erhebliche Umweltvorteile:

Rezyklierbarkeit von PET: Die Wiederverwertbarkeit von PET verringert die Umweltbelastung nach der Verwendung. Recycling und Wiederverwendung können den Verbrauch neuer Materialien und die Abfallerzeugung verringern.

Biologische Abbaubarkeit von PLA: Da PLA biologisch abbaubar ist, kann es sich nach der Entsorgung in der Natur zersetzen, was die Verschmutzung durch Kunststoffe verringert.

Energieverbrauch: Durch den Einsatz vollelektrischer Spritzgießmaschinen können der Energieverbrauch und die Kohlenstoffemissionen gesenkt werden, wodurch die Produktion umweltfreundlicher wird.

Schlussfolgerung

Die Merkmale der Spritzgießmaschinen zeigen, dass verschiedene Becherarten wie PET und PLA durch geeignete Konfiguration der Ausrüstung und Feinabstimmung der Parameter für jede Materialart hergestellt werden können. PET-Becher haben eine sehr gute Lichtdurchlässigkeit und mechanische Eigenschaften, die ideal für die Verpackung von Getränken sind. PLA-Becher sind jedoch teurer, biologisch abbaubar und für Einweganwendungen geeignet, um einen umweltfreundlichen Prozess zu unterstützen. Aufgrund der sich entwickelnden Technologie und der sich ändernden Kundentrends und -anforderungen wird das Spritzgussverfahren in Zukunft eine größere Rolle bei der Herstellung von PET- und PLA-Produkten spielen.

Vielleicht wird in Zukunft der Standard für die Einhaltung von Umweltvorschriften noch höher sein, und mit dem steigenden Umweltbewusstsein der Verbraucher wird die Verwendung von biologisch abbaubaren Materialien wie PLA stark nachgefragt werden. Gegenwärtig müssen die Spritzgießverfahren weiterentwickelt werden, um den verschiedenen Anwendungen für unterschiedliche Materialien und Produkte gerecht zu werden und sicherzustellen, dass es effektive, effiziente, energiesparende und umweltfreundliche Prozesslösungen gibt. Andererseits sind die Hersteller von Spritzgießen Maschinen haben sich stets bemüht, neuere und intelligentere Maschinen zu entwickeln und zu produzieren, die den unzähligen Marktanforderungen in der Welt der Kunststoffprodukte gerecht werden können.

In diesem Fall muss das Management den Schwerpunkt auf die kontinuierliche Veränderung des Prozesses legen und sich Zugang zu besseren Ausrüstungen und Produktionswerkzeugen verschaffen, um die Gesamtproduktivität zu verbessern, die Qualität der Produkte zu erhöhen und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken, was sowohl für die Wirtschaft als auch für die Physiologie einen Segen darstellt. Verbraucher und Hersteller profitieren ebenfalls in hohem Maße, da die Möglichkeiten der Spritzgusstechnologie in der gesamten Produktionslinie für PET- und PLA-Bechern weit verbreitet sind und nicht nur zur Popularisierung der umweltfreundlichen Herstellung beitragen, sondern auch neue Möglichkeiten für die weitere Entwicklung und die effiziente Nutzung von Ressourcen bieten.