Jak wykonać produkt z tworzywa sztucznego?

Formowanie tłoczne

Jest to metoda uzyskiwania pożądanego kształtu poprzez umieszczenie żywicy w formie, podgrzanie jej i ściśnięcie. Służy do wytwarzania produktów z tworzyw sztucznych przy użyciu żywicy termoutwardzalnej, takich jak nasze zwykłe miski, talerze, pokrywki itp.

1. Zasada procesu formowania tłocznego Formowanie tłoczne nazywa się również prasowaniem. Metoda polega na umieszczeniu proszku, granulatu, okruchów lub włóknistego tworzywa w gnieździe formy o temperaturze formowania, a następnie zamknięciu formy i sprasowaniu materiału, aby nadać mu kształt i go utwardzić, uzyskując żądany produkt z tworzywa.

2. Charakterystyka formowania tłocznego a. Stałe tworzywo jest dodawane bezpośrednio do gniazda formy.

b. Ciśnienie prasy jest przenoszone bezpośrednio na tworzywo sztuczne przez wypukłą formę.

c. Forma jest całkowicie zamknięta w momencie formowania końcowego.

3. Zalety formowania tłocznego a. Brak układu wlewowego i mniejsze zużycie materiału.

b. Używany sprzęt to prasa ogólna.

c. Proste formy, które mogą prasować produkty z tworzyw sztucznych o większych płaskich powierzchniach lub wykorzystywać formy wielokomorowe do prasowania wielu produktów jednocześnie.

d. Jest to korzystne w przypadku formowania tworzyw sztucznych o słabej płynności i włókien jako wypełniacza.

4. Wady formowania tłocznego a. Długi cykl produkcyjny i niska wydajność.

b. Niełatwe prasowanie produktów z tworzyw sztucznych o złożonych kształtach i dużych różnicach grubości ścianek.

c. Niełatwo jest uzyskać produkty z tworzyw sztucznych o wysokich wymaganiach dotyczących dokładności wymiarowej.

d. Nie można prasować produktów z tworzyw sztucznych z drobnymi i łatwo łamliwymi wkładkami.

5. Zakres zastosowania formowania tłocznego Tworzywa fenolowe, aminowe, nienasycone poliestry, poliamidy itp.; najpowszechniej stosuje się tworzywa fenolowe i aminowe.

Formowanie wtryskowe

Jest to metoda formowania polegająca na wtryskiwaniu i prasowaniu stopionego tworzywa sztucznego z wtryskarki do formy.

Proces nadaje się do produkcji stosunkowo dużych wyrobów z tworzyw sztucznych (podobna metoda, zwana reaktywnym formowaniem wtryskowym — RIM, służy do wytwarzania dużych wyrobów w małych seriach), takich jak szczelne pojemniki, beczki i inne zbiorniki. Za pomocą specjalnych maszyn do formowania wtryskowego można również produkować płyty CD i DVD.

1. Zasada formowania wtryskowego tworzyw sztucznych Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych to metoda, w której materiał jest wtryskiwany do formy i w niej kształtowany.

W określonej temperaturze tworzywo sztuczne jest całkowicie topione przez mieszanie ślimakowe, wtryskiwane do gniazda formy pod wysokim ciśnieniem i utwardzane przez chłodzenie w celu uzyskania uformowanych produktów.

Metoda ta jest odpowiednia do masowej produkcji części o złożonych kształtach i jest jedną z ważnych metod procesu produkcyjnego.

2. Zalety formowania wtryskowego a. Ponieważ uplastycznianie i przepływ materiału zachodzą odpowiednio w cylindrze i gnieździe formy, forma może stale pozostawać w warunkach szybkiego schładzania stopionego tworzywa albo jego sieciowania i utwardzania, co pomaga skrócić cykl formowania.

b. Stopione tworzywo wtryskuje się do formy dopiero po jej zaryglowaniu, a materiał o dobrej płynności powoduje niewielkie zużycie gniazda, dlatego jeden zestaw form może wytwarzać duże ilości produktów formowanych wtryskowo.

c. Jeden operator może często obsługiwać dwie lub więcej wtryskarek, zwłaszcza gdy uformowane części mogą być rozładowywane automatycznie; możliwa jest też obsługa większej liczby maszyn, dzięki czemu zapotrzebowanie na pracę jest stosunkowo niewielkie.

d. Cały proces formowania wtryskowego, obejmujący zamykanie formy, dodawanie materiału, uplastycznianie, wtrysk, otwieranie formy i wyjmowanie z niej części, odbywa się dzięki działaniu wtryskarki, co ułatwia pełną automatyzację procesu wtrysku i sterowanie programowe.

e. Ze względu na wysokie ciśnienie podczas formowania, możliwe jest formowanie części z tworzyw sztucznych o złożonych kształtach, wyraźnych wzorach powierzchni i oznaczeniach oraz wysokiej dokładności wymiarowej.

f. Więcej niż jeden materiał może być formowany przez współwtrysk, a materiały o twardej skórze i spienionym sercu mogą być skutecznie formowane, a tworzywa termoutwardzalne i wzmocnione włóknami mogą być formowane.

g. Ponieważ formowanie może odbywać się za pomocą precyzyjnych form i precyzyjnego układu hydraulicznego, a także przy użyciu sterowania mikrokomputerem, możliwe jest uzyskanie produktów o wysokiej precyzji, a tolerancja objętości może osiągnąć 1 μm.

h. Wysoka wydajność produkcji, zestaw form może zawierać dziesiątki, a nawet setki wnęk, dzięki czemu dziesiątki, a nawet setki plastikowych części mogą być formowane podczas jednego formowania.

i. Uformowane części wymagają przed użyciem tylko niewielkiego okrawania, a odpady powstające podczas formowania można ponownie wykorzystać, dlatego w procesie formowania wtryskowego marnuje się mało surowca.

3. Wady formowania wtryskowego a. Kluczowym narzędziem jest forma wtryskowa, lecz jej projektowanie, wykonanie i próby zajmują dużo czasu. Zwykle przed wykonaniem formy trzeba przeprowadzić weryfikację funkcji na niestandardowych prototypach z tworzywa, aby uniknąć strat czasu i pieniędzy spowodowanych późniejszymi dużymi zmianami.

b. Ze względu na ograniczenie warunków chłodzenia, trudno jest formować grubościenne części z tworzyw sztucznych o dużych różnicach.

c. Ze względu na wysokie koszty produkcji zarówno wtryskarki, jak i formy wtryskowej inwestycja początkowa jest duża, dlatego metoda ta nie nadaje się do wytwarzania małych partii elementów z tworzyw sztucznych.

d. Jakość formowanych produktów jest ograniczona przez wiele czynników, więc trudniej jest sprostać wysokim wymaganiom technicznym.

iv>

Kalandrowanie

Ta metoda produkcji jest podobna do sposobu, w jaki zwykle rozwałkowujemy ciasto za pomocą wałka do ciasta, gdzie żywica jest umieszczana między rozgrzanymi wałkami i rozciągana przez kilka wałków do określonej grubości, aby uformować pożądany kształt.

Nadaje się do produkcji szerokich produktów płaskich, takich jak folie, arkusze itp.

1. Zasada kalandrowania W procesie kalandrowania materiał jest wielokrotnie ściskany i ścinany siłami powstającymi między walcami, co zwiększa jego plastyczność i po dalszym uplastycznieniu pozwala rozciągnąć go w cienkie wyroby.

Wytłaczanie i ścinanie walców na tworzywie sztucznym zmienia makrostrukturę i formę molekularną materiału oraz uplastycznia i rozszerza tworzywo sztuczne przy współpracy z temperaturą.

Rezultatem działania rolek jest cieńsza warstwa materiału, podczas gdy przedłużenie zwiększa szerokość i długość warstwy.

2. Zalety kalandrowania a. Duża wydajność przetwarzania, szybka produkcja, dobra jakość wyrobu i możliwość pracy ciągłej. Roczna wydajność czterowalcowego kalandra φ700×1800 mm może wynosić od 5000 do 10000 ton.

b. Grubość kalandrowanego produktu jest jednolita, tolerancja grubości może być kontrolowana w zakresie 10%, a powierzchnia jest gładka. Jeśli jest dopasowany do odziarniania lub drukowania, można go również bezpośrednio uzyskać z różnymi wzorami produktów.

c. Stopień automatyzacji produkcji kalandrów jest wysoki, a zaawansowane połączenie kalandrowania wymaga tylko 1 lub 2 osób do obsługi.

3. Wady kalandrowania a. Duże urządzenia, wysokie nakłady inwestycyjne i skomplikowana konserwacja.

b. Szerokość produktu jest ograniczona długością rolek kalandrujących itp.

c. Długa linia produkcyjna i wiele procesów. Dlatego nie jest tak szybka jak technologia wytłaczania w produkcji ciągłych arkuszy.

d. Silna specjalizacja sprzętu i trudne dostosowanie produktu.

Formowanie z rozdmuchiwaniem

Jest to rodzaj wytłaczanej, wciąż miękkiej rurki, która jest umieszczana w środku formy, górne powietrze jest nadmuchiwane, a następnie formowane zgodnie z formą. Nadaje się do produkcji różnych butelek, butelek z rozpylaczem itp.

1. Zasada formowania z rozdmuchiwaniem Surowiec w stanie stopionym jest wytłaczany lub wtryskiwany w postaci rurowego półfabrykatu, który trafia do formy o określonym kształcie. Następnie półfabrykat w formie jest rozdmuchiwany określoną ilością sprężonego powietrza.

Po wdmuchnięciu powietrza do formy, forma zostanie rozszerzona, co spowoduje dokręcenie formy do formy, a wstępne formowanie produktu zostanie zakończone.

Proces ten, w kategoriach technicznych, powoduje szybkie odkształcenie polimeru w pobliżu temperatury zeszklenia i trwa w tym stanie.

Następnym krokiem jest chłodzenie, które sprawia, że uformowane produkty są wyjmowane z formy. Proces chłodzenia polega na schłodzeniu produktów poniżej temperatury zeszklenia lub temperatury krystalizacji w krótkim czasie po uformowaniu produktów lub na zamrożeniu uformowanych produktów.

2. Zalety formowania z rozdmuchiwaniem a. Zaletą formowania próżniowego jest brak konieczności stosowania pełnego zestawu form — wystarcza pojedynczy stempel lub matryca; konstrukcja formy jest prosta, a koszty wykonania niskie.

b. Struktura części z tworzyw sztucznych jest jasna, wyraźna i szczegółowa i może być formowana w duże, cienkościenne i płytkie części z tworzyw sztucznych, a proces formowania części z tworzyw sztucznych można również obserwować.

3. Wady formowania z rozdmuchiwaniem a. Trudno uzyskać równomierną grubość ścianki elementu z tworzywa; szczególnie w miejscach odpowiadających wypukłym i wklęsłym obszarom formy ścianka jest najcieńsza.

b. Narożnik struktury części z tworzywa sztucznego pod ostrym kątem, w formowaniu części z tworzywa sztucznego łatwo pojawiają się zmarszczki.

c. Paski rozciągające i chłodzące często pojawiają się z boku części;

d. Różnica ciśnień generowana przez formowanie próżniowe jest bardzo mała (zwykle 0,07-0,09 MPa), więc nie można formować części o grubych ściankach i głębokich wnękach.

>

Formowanie wytłaczane

W tej metodzie żywica jest podawana do sprzętu produkcyjnego, takiego jak maszynka do mięsa, i podgrzewana, podczas gdy żywica jest przenoszona do przodu przez obracający się ślimak.

Żywica jest podawana z dyszy, topiona i wytłaczana w tym samym czasie, gdy jest kształtowana. Nadaje się do wytwarzania produktów takich jak rury.

1. Zasada wytłaczania W przetwórstwie tworzyw sztucznych formowanie przez wytłaczanie nazywa się również ekstruzją. W procesach niewykorzystujących wytłaczarki do gumy materiał jest wyciskany w samej matrycy pod ciśnieniem prasy hydraulicznej.

Jest to metoda przetwarzania, w której materiał jest termoplastyczny w wyniku działania między cylindrem wytłaczarki a ślimakiem, podczas gdy jest popychany do przodu przez ślimak i stale przepuszczany przez głowicę w celu wytworzenia produktów lub półproduktów o różnych przekrojach.

2. Zalety wytłaczania W porównaniu z innymi metodami formowania polimerów wytłaczanie ma wiele istotnych zalet.

a. Produkcja ciągła Rury, arkusze, pręty, profile, folie, kable i monofilamenty o dowolnej długości mogą być produkowane zgodnie z wymaganiami.

b. Wysoka wydajność produkcji Wydajność pojedynczej maszyny wytłaczarki jest wysoka, na przykład jednostka wytłaczająca o średnicy 65 mm, produkująca folię PVC, roczna wydajność może wynosić ponad 450 ton.

c. Szeroki zakres zastosowań Ta metoda przetwarzania jest szeroko stosowana w przetwarzaniu gumy, tworzyw sztucznych i włókien, zwłaszcza produktów z tworzyw sztucznych, prawie większość termoplastycznych tworzyw sztucznych i niektóre termoutwardzalne tworzywa sztuczne mogą być przetwarzane tą metodą.

d. Wielofunkcyjność Jedna wytłaczarka może przetwarzać wiele rodzajów materiałów i produktów. Zmieniając różne śruby i głowice w zależności od właściwości materiałów oraz kształtu i rozmiaru produktów, można wytwarzać różne produkty.

e. Proste urządzenia, mniejsze inwestycje W porównaniu z formowaniem wtryskowym i kalandrowaniem urządzenia do wytłaczania są proste, łatwiejsze w produkcji, tańsze oraz wygodniejsze w instalacji i uruchomieniu. Zajmują niewielką powierzchnię, a wymagania dotyczące hali i infrastruktury pomocniczej są stosunkowo proste.

3. Wady wytłaczania a. Wyroby uzyskane w procesie wytłaczania mają niewielką gęstość struktury.

b. Połączenie osłony i rdzenia urządzenia jest słabe.

Formowanie próżniowe

Formowanie próżniowe to metoda podgrzewania arkusza lub płyty wstępnie wykonanej przez kalandrowanie lub wytłaczanie w celu jej zmiękczenia, wchłonięcia powietrza w formie i dociśnięcia jej do formy pod ciśnieniem atmosferycznym.

Jest on używany do produkcji stosunkowo cienkich pojemników, takich jak pudełka na lunch i tace.

1. Zasada termoformowania próżniowego Arkusz żywicy termoplastycznej, ogrzany i zmiękczony odpowiednim urządzeniem grzewczym, przykłada się do modelu z wieloma małymi otworami do odsysania. Następnie odcina się jego zewnętrzną stronę od otaczającego powietrza, a powietrze z wnętrza formy jest szybko usuwane przez otwory próżniowe.

2. Zalety termoformowania próżniowego a. Niskie nakłady na wyposażenie.

b. Łatwe do wykonania formy (gipsowe, miedziane, aluminiowe)

c. Wysoka wydajność produkcji.

d. Silna zdolność adaptacji specyfikacji produktu. Dzięki metodzie formowania próżniowego możemy wytwarzać różne produkty o bardzo dużych, bardzo małych, bardzo grubych i bardzo cienkich rozmiarach.

e. Szeroka gama produktów codziennego użytku, zabawek, artykułów papierniczych, leków, sprzętu komputerowego, elektroniki, żywności itp.

3. Wady termoformowania próżniowego a. Metodą termoformowania próżniowego można produkować wyłącznie proste wyroby w kształcie półskorupy.

b. Grubość ścianek produktów powinna być bardziej jednolita, a produkty z tworzyw sztucznych o różnej grubości ścianek nie mogą być wytwarzane.

c. Głębokość produktów do formowania próżniowego jest ograniczona do pewnego stopnia, ogólnie stosunek głębokości do średnicy pojemnika nie przekracza.

d. Dokładność formowania części jest niska, a błąd względny wynosi zazwyczaj powyżej 1%.

e. Nie tylko trudno jest uzyskać spójność kształtu lub rozmiaru między różnymi częściami za pomocą formowania próżniowego z odsysaniem, ale także trudno jest zapewnić jednolitość grubości ścianki każdej części tej samej części.

f. Niektóre szczegóły formy nie są w pełni odzwierciedlone w produkcie podczas procesu formowania próżniowego.

block-heading”>Formowanie rotacyjne

Formowanie rotacyjne, znane również jako formowanie rotacyjne, formowanie rotacyjne, formowanie rotacyjne itp. jest termoplastyczną metodą formowania wgłębnego.

Metoda ta polega na dodaniu najpierw tworzywa sztucznego do formy, a następnie forma obraca się w sposób ciągły wzdłuż dwóch osi pionowych i podgrzewa ją. Tworzywo sztuczne wewnątrz formy stopniowo i równomiernie pokrywa, topi się i przylega do całej powierzchni wnęki formy pod działaniem grawitacji i ciepła, tworząc pożądany kształt, a następnie chłodzi i kształtuje produkt.

1. Zasada formowania rotacyjnego Żywicę wsypuje się do formy, zamyka ją i podgrzewa, a jednocześnie nieprzerwanie obraca w trzech wymiarach wokół dwóch przecinających się pod kątem prostym osi.

Żywica jest równomiernie rozprowadzana w wewnętrznej wnęce formy dzięki własnej grawitacji i stopniowo topiona, aż żywica zostanie całkowicie stopiona i równomiernie przylega do wewnętrznej ściany wnęki formy, a następnie ogrzewanie jest zatrzymywane i przenoszone do procesu chłodzenia, a produkt jest schładzany, zestalany i wyjmowany z formy w celu uzyskania pożądanego bezszwowego pustego produktu.

Zalety formowania rotacyjnego a. Koszt formy rotacyjnej jest niski. Dla wyrobów tej samej wielkości wynosi około 1/3–1/4 kosztu formy do rozdmuchiwania lub formowania wtryskowego, dlatego metoda ta nadaje się do dużych wyrobów z tworzyw sztucznych.

b. Nadaje się do produkcji wielogatunkowych i małych partii produktów z tworzyw sztucznych.

Sprzęt do formowania rotacyjnego ma dobrą mobilność, maszyna do formowania rotacyjnego może zainstalować dużą formę, ale może również zorganizować wiele małych zestawów szachowych.

Może nie tylko formować części o różnych rozmiarach, ale także jednocześnie formować produkty o różnych rozmiarach i kształtach. Tak długo, jak surowce używane w produktach do formowania rotacyjnego są takie same, a grubość produktów jest równa, mogą one być formowane rotacyjnie w tym samym czasie, a formy nie podlegają siłom zewnętrznym, więc formy są proste, niedrogie i łatwe w produkcji.

c. Forma jest również stosunkowo tańsza, ponieważ nie ma wewnętrznych rdzeni, które trzeba wykonać.

d. Formowanie rotacyjne jest bardzo łatwe do zmiany koloru produktów, za każdym razem, gdy materiał jest dodawany bezpośrednio do formy, co powoduje, że materiał jest w całości w produktach, a po wyjęciu produktów z formy dodawany jest następny wymagany materiał do formowania.

Dlatego też, gdy musimy zmienić kolor produktu, nie zmarnujemy ani kropli surowca i nie musimy tracić czasu na czyszczenie maszyny i formy.

e. Nadaje się do formowania wszelkiego rodzaju złożonych pustych części, proces formowania rotacyjnego wymaga jedynie wytrzymałości ramy do podparcia materiału, ciężaru formy i samej ramy oraz aby zapobiec wyciekowi materiału w celu zamknięcia siły formy.

Dlatego nawet przy rotacyjnym formowaniu dużych i bardzo dużych elementów z tworzyw sztucznych nie są potrzebne bardzo masywne urządzenia ani formy, a obróbka i wykonywanie form są proste, cykl produkcji krótki, a koszt stosunkowo niski.

f. Proces formowania rotacyjnego oszczędza surowce Grubość ścianek produktów formowanych rotacyjnie jest względnie jednolita i nieco grubsza na fazowaniu, dzięki czemu może w pełni wykorzystać efektywność materiału, co sprzyja oszczędności surowców.

g. Kształt produktów formowanych rotacyjnie może być bardzo złożony, a ich grubość może przekraczać 5 mm.

3. Wady formowania rotacyjnego a. Koszt surowców jest stosunkowo wysoki. Większość surowców z tworzyw ma postać granulatu, dlatego przed użyciem w formowaniu rotacyjnym trzeba je zmielić na proszek.

Proces szlifowania znacznie zwiększa koszt surowców, a jakość szlifowania jest jednym z najważniejszych czynników w procesie formowania rotacyjnego.

b. Surowce nadające się do formowania rotacyjnego są ograniczone. Chociaż po latach rozwoju, rodzaje surowców z tworzyw sztucznych nadających się do formowania rotacyjnego są nadal ograniczone, a polietylen stanowi ponad 90% materiałów stosowanych w formowaniu rotacyjnym.

c. Niska wydajność produkcji i wysokie zużycie energii. Ponieważ każdy produkt musi zostać uformowany, a proszek żywicy podgrzany do temperatury topnienia żywicy, a następnie schłodzony do temperatury pokojowej, więc cały cykl produkcyjny jest długi, zwykle trwa kilka minut.

d. Wysoka pracochłonność produkcji. W procesie formowania rotacyjnego proces załadunku i rozformowywania zwykle wymaga obsługi ręcznej, więc pracochłonność jest wysoka. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku złożonych produktów.

e. Produkty stałe, części stałe są trudne do uformowania. Formowanie rotacyjne może zwykle wytwarzać tylko produkty puste lub skorupowe, tylko poprzez piankę, cały produkt może być solidny. Formowanie rotacyjne jest również trudne do formowania litych zakładek i struktur wzmacniających stosowanych w celu zwiększenia wytrzymałości produktu.

f. Niska dokładność wymiarowa. Rozmiar produktów formowanych rotacyjnie, oprócz wpływu odmian surowców, ale także szybkości chłodzenia, środków antyadhezyjnych i innych czynników, więc jego dokładność rozmiaru jest trudniejsza do kontrolowania.

Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.

Poproś o bezpłatną wycenę → Pełny przegląd znajdziesz w naszym Kompletnym przewodniku po formowaniu wtryskowym.