Spuitgieten is een techniek die steunt op de eigenschappen van kunststoffen; inzicht in die eigenschappen is essentieel voor elke spuitgieter die met een spuitgietmatrijs werkt.
Als je de proceseigenschappen onder de knie hebt, is het eenvoudiger om kwaliteitsproblemen op te lossen als ze zich tijdens de productie voordoen - een integraal onderdeel van het perfectioneren van je vak.
I. Polypropyleen (PP) spuitgietproces
PP is een doorschijnende, semikristallijne thermoplast met hoge sterkte, goede isolatie, lage waterabsorptie, hoge warmteafbuigingstemperatuur, lage dichtheid en hoge kristalliniteit. Gemodificeerde vulstoffen zijn meestal glasvezel, minerale vulstof, thermoplastisch rubber, enz.
De vloeibaarheid van PP varieert sterk van toepassing tot toepassing, en de algemene stroomsnelheid van PP ligt tussen ABS en PC in.
Zuivere PP is halfdoorzichtig ivoorwit en kan in verschillende kleuren worden geverfd; PP kan alleen met masterbatch worden geverfd op algemene spuitgietmachines.
Ongeacht de toepassing kunnen machines met plastificeerelementen hoogwaardige resultaten garanderen.
Voor gebruik buitenshuis is het toevoegen van UV-stabilisatoren en roet aan het mengsel essentieel voor duurzame prestaties.
Om verzwakking of verkleuring van je eindproduct te voorkomen en toch milieuvriendelijke oplossingen te bieden, moet je tijdens de productiecycli een maximum van 15% gerecycled materiaal respecteren.
Er zijn geen speciale vereisten voor de keuze van een spuitgietmachine. PP heeft namelijk een hoge kristalliniteit.
Er is een computergestuurde machine voor spuitgieten nodig met een hoge injectiedruk en meertrapsregeling. De sluitkracht wordt doorgaans bepaald op basis van 3800t/m2 en het injectievolume bedraagt 20%-85%.
De matrijstemperatuur is 50-90℃, met een hoge matrijstemperatuur voor hoge dimensionale eisen. De kerntemperatuur is meer dan 5 ℃ lager dan de holte temperatuur, de runner diameter is 4-7 mm, de naald gate lengte is 1-1,5 mm, en de diameter kan zo klein als 0,7 mm.
Hoe korter de lengte van de randpoort, hoe beter, ongeveer 0,7 mm, de diepte is de helft van de wanddikte, de breedte is twee keer de wanddikte en de lengte van de smeltstroom in de holte neemt toe met de mal.
De mal moet een goede uitlaat hebben, het uitlaatgat is 0,025mm-0,038mm diep en 1,5mm dik, om krimpsporen te voorkomen is het noodzakelijk om een grote en ronde injectiemond en rond stromingskanaal te gebruiken, de dikte van de versterking moet klein zijn (bijvoorbeeld 50-60% van de wanddikte).
De dikte van producten gemaakt van homopolymeer PP mag niet meer zijn dan 3 mm, anders ontstaan er luchtbellen (dikwandige producten kunnen alleen gemaakt worden van copolymeer PP).
Het smeltpunt van PP is 160-175℃ en de ontledingstemperatuur is 350℃, maar de temperatuurinstelling kan niet hoger zijn dan 275℃ tijdens de injectieverwerking en de temperatuur van het smeltgedeelte is bij voorkeur 240℃.
Om inwendige spanning en vervorming te verminderen, moet hogesnelheidsinjectie worden gekozen, maar sommige PP-kwaliteiten en matrijzen zijn niet geschikt (er verschijnen bellen en luchtpatronen).
Als de lichte en donkere strepen van het patroonoppervlak door de poort worden verspreid, moeten injectie met lage snelheid en een hogere matrijstemperatuur worden gebruikt.
De tegendruk van de smelt kan 5 bar zijn en de tegendruk van kleurpoeder kan hoger worden ingesteld.
Gebruik een hogere inspuitdruk (1500-1800 bar) en houddruk (ongeveer 80% van de inspuitdruk). Draai de houddruk op ongeveer 95% van de volledige slag en gebruik een langere houdtijd.
Om krimp en vervorming door postkristallisatie te voorkomen, wordt het product meestal behandeld met warm water.
2. Polyethyleen (PE) spuitgietproces
PE is een kristallijne grondstof, de vochtopname is erg klein, niet meer dan 0.01%, dus het is niet nodig om te drogen voor verwerking.
PE moleculaire keten flexibiliteit, kleine inter-bond krachten, de lage viscositeit van de smelt, en uitstekende vloeibaarheid, zodat het vormen zonder al te hoge druk kan worden gegoten uit dunwandige long-flow producten.
PE krimptariefbereik, krimpwaarde, richting duidelijk, LDPE krimptarief van ongeveer 1,22%, HDPE krimptarief van ongeveer 1,5%. HDPE krimpt ongeveer 1,5%.
Het product vervormt en trekt daardoor gemakkelijk krom, terwijl de koelcondities van de matrijs grote invloed hebben op de krimp. De temperatuur van de spuitgietmatrijs moet daarom goed worden beheerst om de koeling gelijkmatig en stabiel te houden.
Het kristallisatievermogen van PE is hoog en de temperatuur van de mal heeft een grote invloed op de kristallisatietoestand van de kunststof onderdelen.
De matrijstemperatuur is hoog, de smelt koelt langzaam af, de kristallisatie van gesmolten plastic onderdelen is hoog en de sterkte is hoog.
Het smeltpunt van PE is niet hoog, maar de specifieke warmtecapaciteit is groter, dus voor het plastificeren moet nog steeds meer warmte worden verbruikt, dus het plastificeerapparaat moet een groter verwarmingsvermogen hebben om de productie-efficiëntie te verbeteren.
De zacht wordende temperatuurwaaier van PE is klein, en de smelting is gemakkelijk aan oxydatie, zodat zou het vormingsproces zoveel mogelijk moeten zijn om contact tussen de smelting en de zuurstof te vermijden, om de kwaliteit van plastic delen niet te verminderen.
PE-onderdelen zijn zacht en gemakkelijk te ontvormen, dus als de kunststof onderdelen ondiepe zijgroeven hebben, kunnen ze sterk worden ontvormd.
De niet-Newtonse aard van PE-smelt is niet duidelijk, de verandering van afschuifsnelheid heeft minder effect op de viscositeit en de viscositeit van PE-smelt wordt minder beïnvloed door de temperatuur. de afkoelsnelheid van PE-smelt is langzaam, dus het moet volledig worden gekoeld. De mal moet een beter koelsysteem hebben.
Als PE-smelt tijdens het injecteren door directe inlaat wordt toegevoerd, zou het de spanning moeten verhogen en ongelijkmatige krimp en directionele toename in vervorming moeten veroorzaken, dus moet aandacht worden besteed aan de selectie van inlaatparameters.
De het vormen temperatuur van PE is breed, in de stroomstaat, beïnvloedt een kleine schommeling van temperatuur het injectie vormen niet. De thermische stabiliteit van PE is goed, over het algemeen onder 300 graden zonder duidelijk decompositiefenomeen, dat weinig effect op de kwaliteit heeft.
De belangrijkste vormomstandigheden van PE
Cilindertemperatuur: deze hangt voornamelijk samen met de dichtheid van PE en de hoogte van de smeltstroomsnelheid, maar ook met het type en de prestaties van de machine voor spuitgieten en de gewenste vorm van de kunststofonderdelen.
Omdat PE een kristallijn polymeer is, moeten de korrels bij het smelten een bepaalde warmte absorberen, dus moet de temperatuur van het vat 10 graden hoger zijn dan het smeltpunt.
Voor LDPE wordt de temperatuur van het vat geregeld bij 140-200℃ en voor HDPE wordt de temperatuur van het vat geregeld bij 220℃, waarbij de achterkant van het vat de minimumwaarde heeft en de voorkant de maximumwaarde.
Matrijstemperatuur: De matrijstemperatuur heeft grote invloed op de kristallisatie van kunststofonderdelen. Een hoge matrijstemperatuur leidt tot een hoge kristalliniteit van de smelt en een hoge sterkte, maar vergroot ook de krimp.
Gewoonlijk wordt de matrijstemperatuur van LDPE geregeld op 30℃-45℃, terwijl de temperatuur van HDPE dienovereenkomstig 10-20℃ hoger is.
Injectiedruk: Een hogere injectiedruk bevordert het vullen van de matrijs met de smelt. Vanwege de goede vloeibaarheid van PE kan, behalve bij dunwandige en slanke producten, doorgaans een lagere injectiedruk van 50–100 MPa worden gekozen. Bij eenvoudig gevormde, dikwandige kunststofonderdelen kan de injectiedruk lager zijn; bij het omgekeerde is een hogere druk nodig.
3. Polyvinylchloride (PVC) spuitgietproces
Typische toepassingen: waterleidingen, huishoudelijke leidingen, wandpanelen voor woningen, behuizingen van bedrijfsmachines, verpakkingen voor elektronische producten, medische hulpmiddelen, voedselverpakkingen enzovoort.
Chemische en fysische eigenschappen: PVC is een niet-kristallijn materiaal. In de praktijk worden aan PVC vaak stabilisatoren, smeermiddelen, proceshulpmiddelen, kleurstoffen, slagvastheidsverbeteraars en andere additieven toegevoegd.
PVC-materiaal is onbrandbaar, heeft een hoge sterkte, is chemisch resistent tegen atmosferische veranderingen en heeft een uitstekende geometrische stabiliteit.
PVC is zeer goed bestand tegen oxidatiemiddelen, reductiemiddelen en sterke zuren. Het kan echter worden aangetast door geconcentreerde oxiderende zuren zoals geconcentreerd zwavelzuur en salpeterzuur en is niet geschikt om in contact te komen met aromatische en gechloreerde koolwaterstoffen.
De smelttemperatuur van PVC is een zeer belangrijke parameter bij de verwerking en als deze parameter niet geschikt is, zal dit leiden tot de ontbinding van het kunststofmateriaal.
De krimpsnelheid van PVC is vrij laag, over het algemeen 0,2 ~ 0,6%.
Condities van het spuitgietproces.
Droogbehandeling: Doorgaans is geen droogbehandeling nodig.
Smelttemperatuur: 185~205℃. Matrijstemperatuur: 20~50℃.
Injectiedruk: kan oplopen tot 1500 bar.
Nadruk: kan oplopen tot 1000 bar.
Injectiesnelheid: Om overmatige materiaalafbraak te voorkomen, wordt doorgaans een vrij hoge injectiesnelheid gebruikt.
Koudlopers en aanspuitingen: Alle gangbare aanspuitingen kunnen worden gebruikt. Voor kleine spuitgietonderdelen is een puntaanspuiting of onderzeese aanspuiting geschikter; voor dikkere onderdelen is een waaieraanspuiting beter.
De minimumdiameter van de naaldpoort of ondergedompelde poort moet 1 mm zijn; de dikte van de ventilatorpoort mag niet minder dan 1 mm zijn.
Chemische en fysische eigenschappen: Stijf PVC is een van de meest gebruikte materialen voor gesmolten kunststof.
4. Polystyreen (PS) spuitgietproces
Typische toepassingsgebieden: productverpakking, huishoudelijke producten (tafelgerei, dienbladen, enz.), elektrische producten (transparante verpakkingen, lichtverstrooiers, isolerende films, enz.)
Chemische en fysische eigenschappen: De meeste commerciële PS-soorten zijn transparante, niet-kristallijne materialen. PS heeft een zeer goede maatvastheid, thermische stabiliteit, lichtdoorlatendheid en elektrische isolatie-eigenschappen en neemt nauwelijks vocht op.
Het is bestand tegen water en verdunt anorganische zuren, maar kan worden aangetast door sterke oxiderende zuren zoals geconcentreerd zwavelzuur en kan opzwellen en vervormen in sommige organische oplosmiddelen. Typische krimpsnelheden variëren van 0,4 tot 0,7%.
Condities van het spuitgietproces.Drogen: Drogen is normaal gesproken niet nodig, tenzij het product verkeerd is opgeslagen. Als drogen nodig is, zijn de aanbevolen droogomstandigheden 80°C en 2 tot 3 uur.
Smelttemperatuur: 180~280℃. Voor vlamvertragende materialen bedraagt de bovengrens 250℃.
Matrijstemperatuur: 40~50℃.
Injectiedruk: 200~600 bar.
Injectiesnelheid: Een hoge injectiesnelheid wordt aanbevolen.
Koudlopers en aanspuitingen: Alle gangbare typen aanspuitingen kunnen worden gebruikt.
5. ABS spuitgietproces
Typische toepassingsgebieden: auto’s (instrumentenpanelen, gereedschapskleppen, wieldoppen, reflectorbehuizingen enzovoort), koelkasten, krachtig huishoudelijk gereedschap (haardrogers, blenders, keukenmachines, grasmaaiers enzovoort), telefoonbehuizingen, toetsenborden van schrijfmachines en recreatievoertuigen zoals golftrolleys en jetsledes.
Chemische en fysische eigenschappen: ABS wordt samengesteld uit drie chemische monomeren: acrylonitril, butadieen en styreen.
Elk monomeer heeft andere eigenschappen: acrylonitril biedt hoge sterkte en thermische en chemische stabiliteit; butadieen biedt taaiheid en slagvastheid; en styreen is gemakkelijk te verwerken en biedt een hoge oppervlaktekwaliteit en sterkte. Morfologisch gezien is ABS een niet-kristallijn materiaal.
De polymerisatie van de drie monomeren produceert een terpolymeer met twee fasen, een continue fase van styreen-acrylonitril en een gedispergeerde fase van polybutadieenrubber.
De eigenschappen van ABS hangen grotendeels af van de verhouding tussen de drie monomeren en de moleculaire structuur in de twee fasen.
Dit zorgt voor veel flexibiliteit bij het ontwerpen van productmallen en heeft geresulteerd in honderd verschillende kwaliteiten ABS-materialen op de markt.
Deze verschillende kwaliteiten bieden verschillende eigenschappen, zoals een gemiddelde tot hoge slagvastheid, een lage tot hoge glans en vervormingseigenschappen bij hoge temperaturen.
ABS-materialen bieden een uitstekende verwerkbaarheid, uiterlijk, lage kruip en uitstekende maatvastheid, en een hoge slagvastheid.
Productievoorwaarden voor spuitgieten.
Droogbehandeling: ABS is hygroscopisch en moet vóór verwerking worden gedroogd. De aanbevolen droogconditie is minimaal 2 uur bij 80~90°C. Het vochtgehalte van het materiaal moet gegarandeerd lager zijn dan 0,1%.
Smelttemperatuur: 210~280℃; aanbevolen temperatuur: 245℃.
Matrijstemperatuur: 25~70℃. (De matrijstemperatuur beïnvloedt de oppervlaktekwaliteit van kunststofonderdelen; een lagere temperatuur leidt tot een lagere oppervlaktekwaliteit.)
Injectiedruk: 500~1000 bar.
Injectiesnelheid: gemiddeld tot hoog.
Een offerte nodig voor uw spuitgietproject?Ontvang concurrerende prijzen, DFM-feedback en een productieplanning van het engineeringteam van ZetarMold.
Vraag een gratis offerte aan → Bekijk onze Complete gids voor spuitgieten voor een uitgebreid overzicht.
