ویژگی ها و فرآیند قالب گیری تزریقی مواد خام پلاستیکی شفاف

محصولات قالب گیری تزریقی پزشکی از آنجا که لازم است شفافیت خوب، مقاومت در برابر سایش بالا و چقرمگی ضربه خوب باشد، باید کارهای زیادی روی ترکیب پلاستیک ها، فرآیند کل فرآیند قالب گیری تزریقی، تجهیزات، قالب ها و غیره انجام شود تا اطمینان حاصل شود. که این پلاستیک های مورد استفاده برای جایگزینی شیشه (که از این به بعد پلاستیک شفاف نامیده می شود) کیفیت سطح خوبی دارند و الزامات استفاده را برآورده می کنند. در حال حاضر، پلاستیک های شفاف رایج در بازار، پلی متیل متاکریلات (معمولاً به عنوان شیشه اکریلیک یا ارگانیک با نام رمز PMMA شناخته می شود)، پلی کربنات (نام رمز PC) است. پلی اتیلن ترفتالات (نام رمز PET)، نایلون شفاف. AS (کوپلیمر اکریلونیتریل-استایرن)، پلی سولفون (نام رمز PSF) و غیره که در این میان PMMA بیشترین استفاده را دارد. PC و PET سه نوع پلاستیک هستند. با توجه به فضای محدود، از این سه پلاستیک به عنوان مثال برای بحث در مورد ویژگی ها و فرآیند قالب گیری تزریقی پلاستیک های شفاف استفاده می شود.

1. عملکرد پلاستیک های شفاف

پلاستیک های شفاف ابتدا باید شفافیت بالایی داشته باشند و ثانیاً دارای استحکام و مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت حرارتی خوب، مقاومت شیمیایی عالی و جذب آب کم باشند. فقط از این طریق می توانند الزامات شفافیت را برآورده کنند و برای مدت طولانی در طول استفاده بدون تغییر باقی بمانند. جدول زیر عملکرد PMMA، PC و PET را مقایسه می کند. (1) با توجه به تنوع گسترده انواع، این فقط یک مقدار متوسط است و داده های واقعی انواع مختلف متفاوت است. (2) داده های PET (جنبه های مکانیکی) داده های پس از کشش است.

2. مشکلات رایجی که باید

در هنگام قالب گیری تزریقی پلاستیک های شفاف به دلیل عبور نور بالای پلاستیک های شفاف، الزامات سخت کیفیت سطح محصولات پلاستیکی اجتناب ناپذیر است. نباید هیچ گونه لکه، منافذ، سفید کننده، هاله، لکه های سیاه، تغییر رنگ، براقی ضعیف و سایر عیوب وجود داشته باشد. بنابراین در کل فرآیند قالب‌گیری تزریقی باید به مواد اولیه، تجهیزات، قالب‌ها و حتی طراحی محصول توجه زیادی شود و الزامات سخت‌گیرانه یا حتی ویژه‌ای مطرح شود. ثانیاً، از آنجایی که پلاستیک‌های شفاف عمدتاً دارای نقطه ذوب بالا و سیالیت ضعیف هستند، برای اطمینان از کیفیت سطح محصول، اغلب لازم است تنظیمات ظریفی در پارامترهای فرآیند مانند دمای دستگاه، فشار تزریق و سرعت تزریق انجام شود. که پلاستیک تزریقی می تواند بدون ایجاد تنش داخلی و ایجاد تغییر شکل محصول و ایجاد ترک، قالب را پر کند. موارد زیر در مورد تهیه مواد اولیه می باشد. الزامات تجهیزات و قالب ها، فرآیند قالب گیری تزریقی و فرآوری مواد اولیه محصولات و مواردی که باید مورد توجه قرار گیرد را مورد بحث قرار می دهد. (I) تهیه و خشک کردن مواد خام از آنجایی که هرگونه ناخالصی در پلاستیک ممکن است بر شفافیت محصول تأثیر بگذارد، ذخیره و حمل و نقل آن ضروری است. در طول فرآیند تغذیه، توجه به آب بندی برای اطمینان از تمیز بودن مواد اولیه ضروری است. به ویژه اگر مواد اولیه حاوی رطوبت باشد، حرارت دادن باعث خراب شدن مواد اولیه می شود، بنابراین باید آنها را خشک کرد و در هنگام قالب گیری تزریقی باید از قیف خشک کن استفاده کرد. نکته دیگری که باید به آن توجه داشت این است که در طول فرآیند خشک کردن، هوای ورودی ترجیحاً باید فیلتر و رطوبت زدایی شود تا از آلوده نشدن مواد اولیه اطمینان حاصل شود. (ii) تمیز کردن بشکه، پیچ و لوازم جانبی برای جلوگیری از آلودگی مواد خام و مواد قدیمی یا ناخالصی در فرورفتگی‌های پیچ و لوازم جانبی، به‌ویژه رزین‌های با پایداری حرارتی ضعیف، باید از مواد تمیزکننده پیچ برای تمیز کردن تمام قطعات قبل از استفاده و پس از خاموش شدن استفاده شود. برای جلوگیری از چسبیدن ناخالصی ها هنگامی که ماده تمیز کننده پیچ وجود ندارد، پیچ را می توان با رزین هایی مانند PE و PS تمیز کرد. هنگامی که دستگاه به طور موقت خاموش می شود، برای جلوگیری از ماندن طولانی مدت مواد اولیه در دمای بالا و ایجاد تخریب، باید دمای خشک کن و بشکه را کاهش داد. برای مثال دمای بشکه PC، PMMA و غیره باید به زیر 160 درجه سانتیگراد کاهش یابد. (دمای قیف برای رایانه شخصی باید به زیر 100 درجه سانتیگراد کاهش یابد)

(iii) مسائلی که باید در طراحی قالب به آنها توجه شود

(از جمله طراحی محصول) به منظور جلوگیری از رفلاکس ضعیف یا سرد شدن ناهموار که باعث قالب گیری پلاستیکی ضعیف، عیوب سطحی و خرابی می شود، در طراحی قالب باید به نکات زیر توجه شود. الف) ضخامت دیوار باید تا حد امکان یکنواخت باشد و شیب قالب گیری باید به اندازه کافی بزرگ باشد. ب) قسمت انتقال باید تدریجی باشد. انتقال صاف برای جلوگیری از گوشه های تیز. لبه های تیز تولید می شود، به خصوص محصولات رایانه شخصی نباید شکاف داشته باشند. ج) دروازه. رانر باید تا حد امکان عریض و کوتاه باشد و موقعیت دروازه باید بر اساس فرآیند انقباض و تراکم تنظیم شود. در صورت لزوم، یک چاه سرد باید اضافه شود. د) سطح قالب باید صاف و کم زبری باشد (ترجیحاً کمتر از 0.8). ه) هواکش. شیار باید برای خروج هوا و گاز در مذاب به موقع کافی باشد. f) به جز PET، ضخامت دیواره نباید خیلی نازک باشد، معمولاً کمتر از 1 میلی متر نیست.

(IV) مسائلی که باید در فرآیند قالب گیری تزریقی مورد توجه قرار گیرد

(از جمله الزامات دستگاه قالب گیری تزریقی) به منظور کاهش تنش های داخلی و عیوب کیفیت سطح، باید در فرآیند قالب گیری تزریقی به موارد زیر توجه شود. الف) یک پیچ مخصوص و یک ماشین قالب گیری تزریقی با یک نازل کنترل دما جداگانه باید انتخاب شود. ب) با این فرض که رزین پلاستیکی تجزیه نمی شود، باید از رطوبت تزریق بالاتر استفاده شود. ج) فشار تزریق: به طور کلی برای غلبه بر نقص ویسکوزیته بالای مذاب بالاتر است، اما فشار بیش از حد بالا باعث ایجاد تنش داخلی می شود که باعث مشکلات قالب گیری و تغییر شکل می شود. د) سرعت تزریق: در شرایط پر کردن قالب، معمولاً باید کم باشد و بهتر است از تزریق چند مرحله ای آهسته-سریع- کند استفاده شود. ه) زمان نگهداری و چرخه قالب گیری: در شرایطی که محصول بدون ایجاد فرورفتگی و حباب پر شود. باید تا حد امکان کوتاه باشد تا زمان ماندن مذاب در بشکه به حداقل برسد. و) سرعت پیچ و فشار برگشتی: با فرض رعایت کیفیت پلاستیک سازی، باید تا حد امکان پایین باشد تا از احتمال رفع فشار جلوگیری شود. ز) دمای قالب: کیفیت خنک کنندگی محصول تاثیر زیادی در کیفیت دارد، بنابراین دمای قالب باید بتواند فرآیند آن را به دقت کنترل کند. در صورت امکان دمای قالب باید بیشتر باشد.

(V) مسائل دیگر به منظور جلوگیری از بدتر شدن کیفیت سطح بالایی

به طور کلی در طول قالب گیری تزریقی تا حد امکان از ماده آزاد کننده کمتری استفاده کنید. هنگام استفاده از مواد بازیافتی، نباید از 20% تجاوز کند. به جز PET، تمام محصولات باید پس از پردازش برای از بین بردن استرس داخلی. PMMA باید در گردش هوای گرم 70-80 تن به مدت 4 ساعت خشک شود. کامپیوتر باید در هوای تمیز، گلیسیرین، پارافین مایع و غیره در دمای 110-135 درجه سانتیگراد گرم شود. زمان بستگی به محصول دارد و حداکثر بیش از 10 ساعت طول می کشد. PET برای به دست آوردن خواص مکانیکی خوب باید یک فرآیند کشش دو محوری را طی کند.

3. فرآیند قالب گیری تزریقی پلاستیک های شفاف ویژگی های فرآیندی پلاستیک های شفاف: پلاستیک های شفاف علاوه بر مشکلات رایج فوق، دارای برخی ویژگی های فرآیندی نیز هستند که به شرح زیر است: 1. ویژگی های فرآیند PMMA PM-MA دارای ویسکوزیته بالا و کمی است. سیالیت ضعیف است، بنابراین باید در دمای مواد بالا و فشار تزریق بالا تزریق شود. تأثیر دمای تزریق بیشتر از فشار تزریق است، اما افزایش فشار تزریق منجر به بهبود نرخ انقباض محصول می شود. محدوده دمای تزریق گسترده است، دمای ذوب 160 ℃ و دمای تجزیه 270 ℃ است، بنابراین محدوده تنظیم دمای مواد گسترده است و فرآیند پذیری خوب است. بنابراین، برای بهبود سیالیت، می توانید با دمای تزریق شروع کنید. مقاومت در برابر ضربه ضعیف، مقاومت در برابر سایش ضعیف، خراش آسان، ترک خوردن آسان، بنابراین دمای قالب باید افزایش یابد و فرآیند تراکم باید برای غلبه بر این عیوب بهبود یابد. 2. ویژگی های فرآیند PC PC دارای ویسکوزیته بالا، دمای مذاب بالا و سیالیت ضعیف است، بنابراین باید در دمای بالاتر (بین 270-320 تن) تزریق شود. به طور نسبی، محدوده تنظیم دمای مواد باریک است و قابلیت پردازش به خوبی PMMA نیست. فشار تزریق تأثیر کمی بر سیالیت دارد، اما به دلیل ویسکوزیته بالا، فشار تزریق زیاد همچنان مورد نیاز است. به همین ترتیب، برای جلوگیری از ایجاد استرس داخلی، زمان نگهداری باید تا حد امکان کوتاه باشد. نرخ انقباض بزرگ و اندازه پایدار است، اما محصول دارای تنش داخلی زیادی است و به راحتی شکسته می شود، بنابراین توصیه می شود برای بهبود سیالیت، به جای فشار، دما را افزایش دهید و برای افزایش دمای قالب، بهبود وضعیت ساختار قالب و پس از پردازش برای کاهش احتمال ترک خوردگی. هنگامی که سرعت تزریق کم است، گیت مستعد عیوب مانند امواج است. دمای نازل شعاعی باید به طور جداگانه کنترل شود، دمای قالب باید بالا باشد و مقاومت رانر و دروازه باید کوچک باشد. 3. ویژگی های فرآیند PET دمای قالب گیری PET بالا است و محدوده تنظیم دمای مواد باریک (260-300 ℃) است، اما پس از ذوب، سیالیت خوب است، بنابراین پردازش پذیری ضعیف است و یک دستگاه ضد کشش است. اغلب به نازل اضافه می شود. استحکام مکانیکی و عملکرد پس از تزریق بالا نیست و عملکرد باید از طریق فرآیند کشش و اصلاح بهبود یابد. کنترل دقیق دمای قالب یک عامل مهم برای جلوگیری از تاب برداشتن و تغییر شکل است. بنابراین توصیه می شود از قالب هات رانر استفاده کنید. دمای قالب خیلی زیاد است، در غیر این صورت باعث براقیت ضعیف سطح و مشکل در قالب‌گیری می‌شود.

IV. عیوب و راه حل قطعات پلاستیکی شفاف به دلیل محدودیت فضا

تنها عیوبی که بر شفافیت محصول تأثیر می گذارد در اینجا مورد بحث قرار می گیرد. برای سایر عیوب، لطفاً به دفترچه راهنمای محصول یا سایر مواد شرکت ما مراجعه کنید. عیوب تقریباً به شرح زیر است: (I) رگه های نقره: به دلیل ناهمسانگردی تنش داخلی در حین پر شدن قالب و تراکم، تنش ایجاد شده در جهت عمودی باعث می شود رزین به سمت بالا جریان یابد و ضریب شکست با ضریب شکست متفاوت است. جهت گیری جریان، که منجر به ایجاد رگه های ابریشمی می شود. هنگامی که منبسط می شود، ممکن است باعث ایجاد ترک در محصول شود. علاوه بر توجه به فرآیند قالب گیری تزریقی و قالب (بهتر است محصول آنیل شود. به عنوان مثال، مواد PC را می توان تا دمای بالای 160 درجه سانتیگراد گرم کرد و به مدت 3-5 دقیقه نگهداری کرد و سپس به طور طبیعی خنک کرد. (ii) حباب : عمدتاً به دلیل بخار آب و سایر گازهای موجود در رزین نمی توانند تخلیه شوند (در طول فرآیند تراکم قالب) یا به دلیل پر شدن ناکافی قالب، سطح تراکم خیلی سریع متراکم می شود تا "حباب های خلاء" ایجاد شود (iii) براقیت سطح ضعیف: عمدتاً به دلیل زبری زیاد قالب است، از طرف دیگر، تراکم خیلی زود است، به طوری که رزین نمی تواند حالت قالب را کپی کند. سطح قالب همه اینها باعث می شود که سطح برجستگی ها و ناهمواری های کوچکی ایجاد کند و محصول براقیت خود را از دست بدهد موج‌های متراکمی که از اسپرو به‌عنوان مرکز ایجاد می‌شوند این است که ویسکوزیته مذاب بیش از حد بالا است، مواد انتهایی در حفره متراکم شده‌اند، و مواد بعدی از این سطح متراکم می‌شکنند و باعث ایجاد لکه‌هایی در سطح می‌شوند. (v) سفید کردن. هاله: عمدتاً به دلیل ریزش گرد و غبار به مواد خام در هوا یا محتوای بیش از حد آب در مواد خام ایجاد می شود. (VI) دود سفید. لکه های سیاه: عمدتاً به دلیل تجزیه یا خراب شدن رزین بشکه ناشی از گرم شدن بیش از حد موضعی پلاستیک در بشکه است. به منظور تبیین شفاف اقدامات انجام شده برای رفع این کمبودها.