Пять общих аспектов процесса литья пластмасс под давлением

Литьё под давлением — технология, основанная на свойствах пластмасс; понимание этих характеристик необходимо каждому специалисту по литью.

Освоение свойств процесса облегчает устранение проблем с качеством, возникающих в процессе производства, что является неотъемлемой частью совершенствования вашего ремесла.

I. Процесс литья полипропилена (ПП) под давлением

ПП - это полупрозрачный, полукристаллический термопласт с высокой прочностью, хорошей изоляцией, низким водопоглощением, высокой температурой теплоотдачи, низкой плотностью и высокой кристалличностью. Модифицированные наполнители обычно включают стекловолокно, минеральный наполнитель, термопластичный каучук и т.д.

Текучесть полипропилена сильно варьируется в зависимости от области применения, и в общем случае расход полипропилена находится между ABS и PC.

Чистый PP имеет полупрозрачный цвет слоновой кости и может окрашиваться в разные цвета; на обычных литьевых машинах PP можно окрашивать только мастербатчем.

Независимо от области применения, машины, оснащенные пластифицирующими элементами, обеспечивают высококачественный результат.

Для использования на открытом воздухе необходимо добавлять в смесь УФ-стабилизаторы и наполнитель из сажи для обеспечения устойчивых эксплуатационных характеристик.

Чтобы избежать ослабления или обесцвечивания конечного продукта и при этом обеспечить экологическую безопасность, во время производственных циклов следует соблюдать максимальную 15% норму перерабатываемого материала.

Особых требований к выбору термопластавтомата нет. Поскольку полипропилен имеет высокую кристалличность.

Необходимо использовать компьютеризированную машину для литья под давлением с высоким давлением впрыска и многоступенчатым управлением. Усилие смыкания обычно рассчитывают как 3800t/m2, а объём впрыска составляет 20%-85%.

Температура пресс-формы составляет 50-90℃, при этом высокая температура пресс-формы обеспечивает высокие требования к размерам. Температура ядра более чем на 5℃ ниже, чем температура полости, диаметр бегунка 4-7 мм, длина игольчатого затвора 1-1,5 мм, а диаметр может быть до 0,7 мм.

Чем меньше длина краевого затвора, тем лучше, около 0,7 мм, глубина равна половине толщины стенки, ширина - удвоенной толщине стенки, а длина потока расплава в полости увеличивается по мере увеличения формы.

Форма должна иметь хорошую вытяжку, вытяжное отверстие глубиной 0,025 мм-0,038 мм и толщиной 1,5 мм, чтобы избежать усадки, необходимо использовать большую и круглую инжекционную горловину и круглый проточный канал, толщина арматуры должна быть небольшой (например, она составляет 50-60% от толщины стенки).

Толщина изделий из гомополимера ПП не должна превышать 3 мм, иначе появятся пузыри (толстостенные изделия могут быть изготовлены только из сополимера ПП).

Температура плавления полипропилена составляет 160-175℃, а температура разложения - 350℃, но во время инжекционной обработки температура не может превышать 275℃, а температура секции расплава предпочтительно составляет 240℃.

Для уменьшения внутренних напряжений и деформаций следует выбирать высокоскоростное впрыскивание, но некоторые марки ПП и формы для них неприменимы (появляются пузырьки и воздушные узоры).

Если на узорчатой поверхности светлые и темные полосы распространяются по литнику, следует использовать низкую скорость впрыска и более высокую температуру пресс-формы.

Противодавление расплава может составлять 5 бар, а противодавление цветного порошка может быть настроено на более высокий уровень.

Используйте более высокое давление впрыска (1500-1800 бар) и давление выдержки (около 80% от давления впрыска). Выключите давление выдержки примерно на 95% полного хода и используйте более длительное время выдержки.

Для предотвращения усадки и деформации, вызванных посткристаллизацией, изделие обычно обрабатывается горячей водой.

2. Процесс литья полиэтилена (ПЭ) под давлением

ПЭ является кристаллическим сырьем, поглощение влаги очень мало, не более 0,01%, поэтому нет необходимости сушить перед обработкой.

Гибкость молекулярной цепи полиэтилена, малые силы сцепления, низкая вязкость расплава и отличная текучесть, поэтому при формовании без слишком высокого давления можно отливать тонкостенные длиннопористые изделия.

Диапазон скорости усадки полиэтилена, величина усадки, направленность очевидны, скорость усадки ПЭВД около 1,22%, скорость усадки ПЭНД около 1,5%. Скорость усадки ПЭНД составляет около 1,5%.

Поэтому изделие легко деформируется и коробится, а условия охлаждения формы сильно влияют на усадку; температуру литьевой формы следует тщательно контролировать, чтобы охлаждение оставалось равномерным и стабильным.

Кристаллизационная способность полиэтилена высока, и температура пресс-формы оказывает большое влияние на состояние кристаллизации пластиковых деталей.

Температура в пресс-форме высокая, расплав остывает медленно, кристаллизация расплавленных пластиковых деталей высокая, а прочность высокая.

Температура плавления полиэтилена невысока, но удельная теплоемкость больше, поэтому для пластификации требуется больше тепла, поэтому для повышения эффективности производства пластифицирующее устройство должно обладать большей мощностью нагрева.

Диапазон температур размягчения полиэтилена невелик, и расплав легко окисляется, поэтому в процессе формования следует максимально избегать контакта расплава с кислородом, чтобы не снизить качество пластиковых деталей.

Детали из полиэтилена мягкие и легко поддаются формовке, поэтому, если пластиковые детали имеют неглубокие боковые канавки, они могут быть сильно развальцованы.

Неньютоновская природа расплава ПЭ не очевидна, изменение скорости сдвига меньше влияет на вязкость, а на вязкость расплава ПЭ меньше влияет температура. скорость охлаждения расплава ПЭ медленная, поэтому он должен быть полностью охлажден. Пресс-форма должна иметь лучшую систему охлаждения.

Если расплав полиэтилена подается по прямому вводу во время инжекции, это приведет к увеличению напряжения, неравномерной усадке и направленному увеличению деформации, поэтому следует уделить внимание выбору параметров ввода.

Температура формования полиэтилена широка, в текучем состоянии небольшое колебание температуры не влияет на литье под давлением. Термическая стабильность полиэтилена хорошая, обычно ниже 300 градусов без явных явлений разложения, что мало влияет на качество.

Основные условия формования полиэтилена

Температура цилиндра: она главным образом связана с плотностью PE и показателем текучести расплава, а также с типом и характеристиками машины для литья под давлением и требуемой формой пластиковых деталей первого уровня.

Поскольку полиэтилен является кристаллическим полимером, при плавлении зерна должны поглощать определенное количество тепла, поэтому температура ствола должна быть на 10 градусов выше температуры плавления.

Для ПЭВД температура в бочке контролируется на уровне 140-200℃, а для ПЭНД - на уровне 220℃, при этом в задней части бочки устанавливается минимальное значение, а в передней - максимальное.

Температура пресс-формы: температура пресс-формы существенно влияет на кристаллизацию пластиковых деталей. Чем она выше, тем выше кристалличность расплава и прочность, но при этом увеличивается и усадка.

Обычно температура в пресс-форме для ПЭВД контролируется на уровне 30℃-45℃, а для ПЭНД на 10-20℃ выше.

Давление впрыска: повышение давления впрыска способствует заполнению пресс-формы расплавом. Благодаря хорошей текучести PE, за исключением тонкостенных и длинных изделий, рекомендуется выбирать более низкое давление впрыска; обычно оно составляет 50-100MPa. Для деталей простой формы и с большей толщиной стенки давление впрыска может быть ниже, а в противоположном случае — выше.

3. Процесс литья поливинилхлорида (ПВХ) под давлением

Типичные области применения: водопроводные и бытовые трубы, стеновые панели для домов, корпуса промышленного оборудования, упаковка электронных изделий, медицинские устройства, пищевая упаковка и т. д.

Химические и физические свойства: PVC — аморфный материал. При практическом применении в PVC часто добавляют стабилизаторы, смазочные материалы, технологические добавки, красители, модификаторы ударной прочности и другие присадки.

Материал ПВХ обладает негорючестью, высокой прочностью, химической стойкостью к атмосферным изменениям и отличной геометрической стабильностью.

ПВХ очень устойчив к воздействию окислителей, восстановителей и сильных кислот. Однако он может подвергаться коррозии под воздействием концентрированных окислительных кислот, таких как концентрированная серная и азотная кислота, и не подходит для контакта с ароматическими и хлорированными углеводородами.

Температура плавления ПВХ является очень важным параметром при переработке, и если этот параметр не соответствует требованиям, то это приведет к разложению пластика.

Коэффициент усадки ПВХ довольно низкий, обычно 0,2~0,6%.

Условия процесса литья под давлением.

Сушка: обычно сушка не требуется.

Температура плавления: 185~205℃. Температура пресс-формы: 20~50℃.

Давление впрыска: может достигать 1500bar.

Давление выдержки: может достигать 1000bar.

Скорость впрыска: чтобы избежать чрезмерной деградации материала, обычно используют довольно высокую скорость впрыска.

Литниковая система и впускные каналы: можно использовать все стандартные типы впускных каналов. Для небольших литьевых деталей лучше применять точечный или туннельный впуск, а для более толстых деталей — веерный.

Минимальный диаметр игольчатого или погружного затвора должен составлять 1 мм; толщина веерного затвора должна быть не менее 1 мм.

Химические и физические свойства: Жесткий ПВХ - один из наиболее широко используемых расплавленных пластиков.

4. Процесс литья полистирола (PS) под давлением

Типичные области применения: упаковка продуктов, бытовые товары (посуда, подносы и т.д.), электротехнические изделия (прозрачные контейнеры, рассеиватели света, изоляционные пленки и т.д.).

Химические и физические свойства: большинство промышленных марок PS представляют собой прозрачный аморфный материал. PS обладает очень хорошей геометрической и термической стабильностью, светопропусканием, электроизоляционными свойствами и крайне низкой склонностью к поглощению влаги.

Он устойчив к воде и разбавлению неорганическими кислотами, но может подвергаться коррозии под действием сильных окислительных кислот, таких как концентрированная серная кислота, а также набухать и деформироваться в некоторых органических растворителях. Типичные показатели усадки составляют от 0,4 до 0,7%.

Сушка: Сушка обычно не требуется, за исключением случаев неправильного хранения. Если сушка необходима, рекомендуемые условия сушки - 80°C и 2-3 часа.

Температура плавления: 180~280℃. Для огнестойких материалов верхний предел составляет 250℃.

Температура пресс-формы: 40~50℃.

Давление впрыска: 200~600bar.

Скорость впрыска: рекомендуется высокая скорость впрыска.

Литниковая система и впускные каналы: можно использовать все стандартные типы впускных каналов.

5. Процесс литья под давлением ABS

Типичные области применения: автомобили (приборные панели, инструментальные люки, колёсные колпаки, корпуса отражателей и т. д.), холодильники, мощные бытовые приборы и инструменты (фены, блендеры, кухонные комбайны, газонокосилки и т. д.), корпуса телефонов, клавиатуры пишущих машинок, транспорт для отдыха, например гольф-кары и гидроциклы, и т. д.

Химические и физические свойства: ABS синтезируют из трёх химических мономеров: акрилонитрила, бутадиена и стирола.

Каждый мономер обладает своими свойствами: акрилонитрил обеспечивает высокую прочность, термическую и химическую стабильность; бутадиен — вязкость и ударопрочность; стирол — лёгкость переработки, высокое качество поверхности и прочность. По морфологии ABS является аморфным материалом.

В результате полимеризации трех мономеров образуется терполимер с двумя фазами: непрерывной фазой стирол-акрилонитрила и дисперсной фазой полибутадиенового каучука.

Свойства АБС во многом зависят от соотношения трех мономеров и молекулярной структуры в двух фазах.

Это позволяет очень гибко подходить к проектированию пресс-форм для изделий и привело к появлению на рынке сотни различных качеств материалов ABS.

Различные качества обеспечивают различные свойства, такие как средняя или высокая ударопрочность, низкий или высокий блеск, а также деформация при высоких температурах.

Материалы ABS отличаются превосходной технологичностью, внешним видом, низкой ползучестью и отличной стабильностью размеров, а также высокой ударной прочностью.

Условия технологического процесса литья под давлением.

Сушка: ABS гигроскопичен и требует сушки перед переработкой. Рекомендуемый режим — не менее 2 часов при 80~90°C. Содержание влаги в материале должно быть менее 0.1%.

Температура плавления: 210~280℃; рекомендуемая температура: 245℃.

Температура пресс-формы: 25~70℃. Температура пресс-формы влияет на качество поверхности пластиковых деталей: при более низкой температуре оно ухудшается.

Давление впрыска: 500~1000bar.

Скорость впрыска: от средней до высокой.

Получите конкурентную цену, рекомендации DFM и график производства от инженерной команды ZetarMold.

Запросить бесплатное предложение → Ознакомьтесь с нашим Полным руководством по литью под давлением, чтобы получить исчерпывающую информацию.