Литье под давлением - одна из важнейших производственных технологий в современной индустрии пластмасс. В связи с тем, что все большее внимание уделяется защите окружающей среды и стремлению к созданию экологически безопасного мира, популярность приобрели одноразовые стаканчики из материалов PET (полиэтилентерефталат) и PLA (полимолочная кислота). Эти материалы не только обладают отличными физическими свойствами, но и отвечают экологическим требованиям. Где и как можно использовать термопластавтоматы для производства стаканчиков из ПЭТ и ПЛА? В этой статье мы рассмотрим этот вопрос с разных сторон, включая свойства материалов, процессы литья под давлением, требования к оборудованию и практические примеры применения.

Свойства материалов ПЭТ и ПЛА

Материал ПЭТ

ПЭТ - это частично кристаллический термопластичный материал, который используется в волокнах, пищевых продуктах и контейнерах для напитков. ПЭТ обладает следующими характеристиками:

Высокая прозрачность и блеск: ПЭТ обладает высокой прозрачностью и блеском, что делает его идеальным материалом для прозрачной упаковки.

Отличные механические свойства: ПЭТ обладает высокой прочностью на разрыв и прочностью, способной выдерживать давление и удары без значительных повреждений.

Химическая стойкость: ПЭТ устойчив к химической коррозии, поэтому он и называется ПЭТ.

Возможность вторичной переработки: ПЭТ хорошо поддается переработке и соответствует нормам по сохранению окружающей среды.

Хорошая термостойкость: ПЭТ обладает высокой термостойкостью, не размягчается и не деформируется при высоких температурах, в отличие от ПВХ. Это делает его пригодным для использования в пищевой упаковке, требующей высокотемпературной стерилизации.

Материал PLA

PLA - это экологически чистый пластик, который производится из возобновляемых ресурсов, таких как кукуруза или сахарный тростник. PLA обладает следующими характеристиками:

Биоразлагаемость: PLA может подвергаться биоразложению в условиях промышленного компостирования, поэтому является безопасным для окружающей среды.

Хорошая прозрачность: Подобно ПЭТ, PLA также обладает высокой прозрачностью, что позволяет использовать его для производства прозрачной упаковки, например, тонкопленочных изделий и гибкой упаковки.

Легкая обработка: Будучи алифатическим полиамидом, PLA обладает отличными технологическими характеристиками и может быть обработан различными методами.

Низкая термическая стабильность: Поэтому его применение в различных областях ограничено, особенно в областях, где используются высокие температуры, поскольку при таких температурах PLA размягчается и разрушается.

Безопасность при контакте с пищевыми продуктами: PLA является биоразлагаемым и производится из возобновляемых ресурсов и сырья, соответствует требованиям к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами, для использования с продуктами питания и напитками.

Процесс литья под давлением

Принцип литья под давлением

Литье под давлением - это процесс изготовления предметов путем помещения расплавленного материала в отверстие и последующего его охлаждения и затвердевания. Этот процесс включает в себя нагрев пластика, его плавление, заливку в отверстие, сплющивание, охлаждение и извлечение изделия. Основными частями прибора являются шприц, держатель, устройство для создания отверстий, нагреватель и контроллер.

Параметры литья под давлением

Основные параметры процесс литья под давлением включают:

Температура: Температура, при которой плавится пластик, и температура пресс-формы - два важных фактора, определяющих качество конечного продукта.

Давление: Давление впрыска и давление выдержки определяют количество пластика, заполняющего форму.

Время: Время впрыска, время выдержки и время охлаждения определяют размеры и механические свойства изделия.

Преимущества литья под давлением

Литье под давлением имеет следующие преимущества:

Высокая эффективность производства: Эта технология производства идеально подходит для быстрого изготовления большого количества изделий с помощью литьевых машин.

Высокая точность: Формы для литья пластмасс под давлением отличаются высокой точностью и отлично подходят для создания очень сложных форм.

Высокая степень автоматизации: Современные станки оснащены большим количеством автоматики, поэтому вам не нужно делать много работы, а значит, вы можете сделать много вещей, которые будут выглядеть одинаково.

Универсальность: С помощью литья под давлением можно изготовить практически все, что угодно, и использовать практически любой материал.

Процессы литья под давлением для ПЭТ и ПЛА

Литье под давлением из ПЭТ

Основные аспекты литья ПЭТ под давлением включают:

Сушильная обработка: ПЭТ - жаждущий материал, и он не любит влагу. Когда ПЭТ намокает, он может разрушиться и стать менее полезным. Поэтому его нужно высушить. После того как вы сделаете образец, его нужно поместить в духовку на 4-6 часов при температуре 150 ℃.

Контроль температуры: ПЭТ имеет высокую температуру размягчения - около 250-280°C, поэтому для получения более красивого и аккуратного изделия температуру формы следует контролировать в диапазоне 80-120°C.

Контроль давления: Таким образом, ПЭТ обладает низкой текучестью, и для достижения этой текучести необходимо высокое давление впрыска около 80-140 МПа и даже высокое давление выдержки. Обычно время выдержки должно составлять 10-20 секунд в зависимости от средней толщины стенки изделия.

Дизайн пресс-формы: Возможные проблемы, с которыми можно столкнуться при формовании изделий из ПЭТ, включают кристаллизацию изделий; поэтому система охлаждения пресс-формы должна быть разработана таким образом, чтобы равномерно и быстро охлаждать изделия.

Соображения, связанные с распалубкой: Изделия из полиэтилена довольно жесткие, поэтому при их распаковке нужно быть осторожным, чтобы не расколоть их. В этом случае использование руки для распалубки - хороший способ распалубки, который ускоряет процесс и делает продукт лучше.

Литье под давлением из PLA

Ключевые моменты для литья под давлением из PLA включают:

Сушильная обработка: PLA также очень чувствителен к влаге, поэтому перед обработкой его необходимо высушить до содержания влаги 0,02%. Обычно PLA сушат в сушилке при температуре 80℃ в течение 2-4 часов.

Контроль температуры: PLA, тип термопластичного полимера, имеет более низкую температуру плавления - 160-180℃. Температура пресс-формы должна контролироваться на уровне 30-50℃.

Контроль давления: Характеристики текучести, или легкости течения, довольно хороши, так как для этого требуется только низкое давление впрыска, например 60-100 МПа, и давление удержания. Вам следует уменьшить скорость впрыска, чтобы избавиться от проблемы разрушения расплава, которая возникает при высокой скорости впрыска.

Дизайн пресс-формы: Поскольку изделия из PLA склонны к короблению и деформации, конструкция пресс-формы должна обеспечивать равномерное охлаждение по всей форме, чтобы уменьшить внутреннее напряжение.

Соображения, связанные с распалубкой: Уменьшить сложность, изделия из PLA легко деформируются во время распалубки, поэтому следует соблюдать осторожность при обращении с ними. При любых проблемах с прилипанием следует использовать низкоадгезионные покрытия для пресс-форм, чтобы свести к минимуму возникновение проблем.

Выбор и настройка машин для литья под давлением

Типы машин для литья под давлением

Стандарт литьё под давлением Машины могут использоваться для литья ПЭТ и ПЛА под давлением, но для этого необходимы соответствующие конфигурации в зависимости от характеристик материала и требований к изделию. К распространенным типам термопластавтоматов относятся:

Гидравлические машины для литья под давлением: Тоннаж усилия смыкания Обычные термопластавтоматы, способные перерабатывать широкий спектр пластмасс. Эта гидравлическая система обеспечивает значительное давление впрыска и усилие смыкания для ПЭТ-пластиков и других материалов с высокой вязкостью.

Полностью электрические машины для литья под давлением: Эти машины считаются более точными, идеально подходящими для изготовления точных вещей и вещей, пользующихся большим спросом на рынке. Это связано с тем, что система управления серводвигателем во всех электрических машинах дает возможность устанавливать начальную скорость и давление впрыска в узком диапазоне для такого материала, как PLA.

Гибридные машины для литья под давлением: Эти машины представляют собой комбинацию гидравлических и электрических машин и отличаются высокой гибкостью и энергоэффективностью. Они представляют собой комбинацию гидравлических и электрических машин. Многие из них могут обеспечивать высокое давление впрыска, они также очень точны и энергоэффективны, что делает гибридные машины лучшим выбором.

Конфигурация машин для литья под давлением

При производстве чашек из ПЭТ и ПЛА следует учитывать следующие конфигурации:

Винтовая конструкция: ПЭТ и ПЛА имеют разные профили плавления, поэтому для них используются разные шнеки. Для переработки ПЭТ необходимо использовать шнек с короткой компрессионной частью для достижения наибольшей эффективности пластификации, в то время как для ПЛА можно использовать шнек общего профиля, но при этом необходимо иметь правильную геометрию, чтобы минимизировать время пребывания в расплаве и, следовательно, количество деградации.

Система отопления: Чтобы температура не была слишком высокой и расплав не разлагался, нужно уметь хорошо контролировать температуру. Нагревательные змеевики и терморегуляторы должны быть в хорошем состоянии и откалиброваны, чтобы поддерживать тепло в помещениях.

Система распаковки: Формы включают изделия из ПЭТ и ПЛА, которые являются непрочными и требуют осторожного обращения при распалубке. Описана длительность процесса формования, и для улучшения процесса распалубки можно сконструировать роботизированную руку или пневматическую систему выталкивания.

Практические случаи применения

Корпус для производства стаканчиков из ПЭТ

Компания по производству напитков использует полиэтилентерефталат литьё под давлением процесс производства прозрачных стаканчиков для напитков с помощью следующего процесса:

Подготовка сырья: Мы используем лучшее ПЭТ-сырье и следим за тем, чтобы содержание влаги в материалах не превышало 0,005%.

Дизайн пресс-формы: Мы используем высокоточные пресс-формы и разрабатываем их с хорошей системой охлаждения, чтобы обеспечить стабильность размеров изделия. Мы выбираем этот материал для пресс-форм, потому что он может быстро и равномерно нагреваться, так как обладает хорошей теплопроводностью.

Настройки параметров процесса: Формование должно осуществляться при температуре 260℃, в то время как форма должна поддерживаться при температуре 100℃, давление впрыска составляет 120МПа, давление выдержки 80МПа, время впрыска 2 секунды, время выдержки 8 секунд, время охлаждения 15 секунд.

Управление производственными процессами: В производстве используется адаптивная автоматизация. Это означает, что существует система онлайн-контроля, которая проверяет размеры, вес и прозрачность каждой изготовленной чашки, чтобы убедиться, что она соответствует требованиям качества.

Контроль качества: Система онлайн-обнаружения контролирует размеры, вес и прозрачность продукта, чтобы гарантировать соответствие каждой чашки стандартам качества. Регулярно отбираются образцы для проверки механических свойств и химической стойкости продукта.

Корпус для производства чашек из PLA

Компания, производящая экологически чистые продукты, использует процесс литья под давлением PLA для производства одноразовых биоразлагаемых стаканчиков с помощью следующего процесса:

Подготовка сырья: Мы используем биоразлагаемое сырье PLA, а затем сушим его до уровня потери влаги в весе менее 0,02%.

Дизайн пресс-формы: Мы используем простую конструкцию пресс-формы для сокращения цикла формования и повышения эффективности производства. От конкурентов нас отличает низкоадгезионное покрытие на поверхности пресс-формы, благодаря чему прилипание PLA минимально.

Настройки параметров процесса: Температура расплава 170℃, температура пресс-формы 40℃, давление впрыска 80МПа, давление удержания 60МПа, время впрыска 1. Желаемое время цикла для выбранного продукта составляет 5 секунд, время удержания 5 секунд и время охлаждения 10 секунд.

Управление производственными процессами: Полностью электрические машины для литья под давлением разработаны и настроены таким образом, чтобы обеспечить точный контроль всех движений, потребляя при этом очень мало энергии. Повышению эффективности производственной линии способствует использование систем подачи и распалубки, которые требуют минимального вмешательства человека.

Контроль качества: Регулярный отбор проб гарантирует, что каждая партия продукции соответствует стандартам по биоразлагаемости и механическим свойствам. Тесты на биоразлагаемость и механические свойства проводятся для проверки скорости разложения продукта и его прочности при использовании.

Анализ воздействия на экономику и окружающую среду

Анализ экономической выгоды

Использование ПЭТ и ПЛА материалов для литьевое производство Чашки имеют следующие экономические преимущества:

Высокая эффективность производства: Литье под давлением по-прежнему выгодно отличается своей эффективностью и автоматизацией, что делает его более дешевым, если речь идет о производстве большого количества однотипных изделий.

Стоимость материала: В то время как основная масса PLA имеет преимущества по стоимости с точки зрения экологичности, измельченный материал делает продукт более востребованным для стран с более высокими экологическими стандартами для продукции, продаваемой в пределах их границ.

Инвестиции в оборудование: Первоначальные инвестиции в оборудование высоки, но затраты быстро окупаются по мере увеличения масштабов и эффективности производства.

Анализ воздействия на окружающую среду

Использование материалов PET и PLA имеет значительные экологические преимущества:

Возможность вторичной переработки ПЭТ: Возможность вторичной переработки ПЭТ снижает нагрузку на окружающую среду после использования. Переработка и повторное использование позволяют сократить потребление первичных материалов и образование отходов.

Биоразлагаемость PLA: Биоразлагаемость PLA позволяет ему разлагаться в естественной среде после утилизации, снижая загрязнение окружающей среды пластиком.

Потребление энергии: Использование полностью электрических термопластавтоматов позволяет сократить потребление энергии и выбросы углекислого газа, делая производство более экологичным.

Заключение

В итоге, характеристики термопластавтоматов показывают, что при соответствующей конфигурации оборудования и точной настройке параметров для каждого типа материала можно производить различные типы стаканчиков, такие как PET и PLA. Чашки из ПЭТ обладают очень хорошей светопропускной способностью и механическими свойствами, которые идеально подходят для упаковки напитков. Чашки из PLA, однако, стоят дороже, а также являются биоразлагаемыми и подходят для одноразового применения, чтобы поддерживать экологически чистый процесс. Благодаря развитию технологий и меняющимся тенденциям и требованиям клиентов процессы литья под давлением будут занимать более заметное место в производстве изделий из ПЭТ и ПЛА в будущем.

Возможно, в будущем стандарты соблюдения экологических норм станут еще выше, а вместе с повышением осведомленности потребителей об окружающей среде использование биоразлагаемых материалов, таких как PLA, станет очень востребованным. В настоящее время процессы литья под давлением требуют усовершенствования в соответствии с различными областями применения различных материалов и изделий, чтобы обеспечить эффективные, действенные, энергосберегающие и экологичные технологические решения. С другой стороны, производители литьё под давлением Машины всегда шли в ногу со временем, пытаясь разработать и произвести более новые и умные машины, которые могли бы удовлетворить многочисленные требования рынка в мире пластмассовых изделий.

В этом случае руководству необходимо сделать акцент на постоянных изменениях в процессе, получить доступ к лучшему оборудованию и производственным инструментам, чтобы повысить общую производительность, повысить качество продукции и одновременно снизить себестоимость, что станет благом как для экономики, так и для физики. Потребители и производители также получают большую выгоду, поскольку возможности технологий литья под давлением широко применяются на всех этапах производства стаканчиков из ПЭТ и ПЛА, не только способствуя популяризации "зеленого" производства, но и предоставляя новые возможности для дальнейшего развития и повышения эффективности использования ресурсов.