Charakterystyka i proces formowania wtryskowego transparentnych surowców z tworzyw sztucznych

Produkty medyczne formowane wtryskowo Ponieważ wymagana jest dobra przejrzystość, wysoka odporność na zużycie i dobra wytrzymałość na uderzenia, należy wykonać wiele pracy nad składem tworzyw sztucznych, procesem całego procesu formowania wtryskowego, sprzętem, formami itp., aby zapewnić, że te tworzywa sztuczne stosowane w celu zastąpienia szkła (zwane dalej tworzywami sztucznymi przezroczystymi) mają dobrą jakość powierzchni i spełniają wymagania użytkowe. Obecnie powszechnie stosowanymi tworzywami sztucznymi przezroczystymi na rynku są polimetakrylan metylu (powszechnie znany jako szkło akrylowe lub organiczne, nazwa kodowa PMMA), poliwęglan (nazwa kodowa PC). Politereftalan etylenu (nazwa kodowa PET), przezroczysty nylon. AS (kopolimer akrylonitrylu i styrenu), polisulfon (nazwa kodowa PSF) itp. Spośród nich PMMA jest najczęściej stosowany. PC i PET to trzy rodzaje tworzyw sztucznych. Ze względu na ograniczoną przestrzeń te trzy tworzywa sztuczne są używane jako przykłady do omówienia charakterystyki i procesu formowania wtryskowego tworzyw sztucznych przezroczystych.

1. Wydajność tworzyw sztucznych transparentnych

Przezroczyste tworzywa sztuczne muszą po pierwsze mieć wysoką przejrzystość, a po drugie, mieć pewną wytrzymałość i odporność na zużycie, odporność na uderzenia, dobrą odporność na ciepło, doskonałą odporność chemiczną i niską absorpcję wody. Tylko w ten sposób mogą spełnić wymagania dotyczące przejrzystości i pozostać niezmienione przez długi czas podczas użytkowania. Poniższa tabela porównuje wydajność PMMA, PC i PET. (1) Ze względu na dużą różnorodność odmian jest to tylko wartość średnia, a rzeczywiste dane różnych odmian są różne. (2) Dane PET (aspekty mechaniczne) to dane po rozciągnięciu.

2. Typowe problemy, które należy rozwiązać

należy zwrócić uwagę podczas formowania wtryskowego przezroczystych tworzyw sztucznych Ze względu na wysoką przepuszczalność światła przezroczystych tworzyw sztucznych, nieuniknione są surowe wymagania dotyczące jakości powierzchni produktów z tworzyw sztucznych. Nie może być żadnych plam, porów, wybieleń, halo, czarnych plam, przebarwień, słabego połysku i innych wad. Dlatego w całym procesie formowania wtryskowego należy zwrócić szczególną uwagę na surowce, sprzęt, formy, a nawet projekt produktu i należy stawiać surowe, a nawet specjalne wymagania. Po drugie, ponieważ przezroczyste tworzywa sztuczne mają głównie wysokie temperatury topnienia i słabą płynność, w celu zapewnienia jakości powierzchni produktu często konieczne jest dokonanie subtelnych korekt parametrów procesu, takich jak temperatura maszyny, ciśnienie wtrysku i prędkość wtrysku, tak aby tworzywo sztuczne wtryskowe mogło wypełnić formę bez generowania naprężeń wewnętrznych i powodowania deformacji i pękania produktu. Poniżej przedstawiono przygotowanie surowców. Wymagania dotyczące sprzętu i form, procesu formowania wtryskowego i przetwarzania surowców produktów oraz omówiono kwestie, na które należy zwrócić uwagę. (I) Przygotowanie i suszenie surowców Ponieważ wszelkie zanieczyszczenia w plastiku mogą wpływać na przejrzystość produktu, konieczne jest jego przechowywanie i transport. Podczas procesu podawania należy zwrócić uwagę na uszczelnienie, aby zapewnić czystość surowców. W szczególności, jeśli surowce zawierają wilgoć, ogrzewanie spowoduje pogorszenie jakości surowców, dlatego należy je wysuszyć, a podczas formowania wtryskowego podawanie musi odbywać się za pomocą leja suszącego. Innym punktem, na który należy zwrócić uwagę, jest to, że podczas procesu suszenia powietrze wejściowe powinno być najlepiej filtrowane i osuszane, aby zapewnić, że surowce nie zostaną zanieczyszczone. (ii) Czyszczenie cylindra, ślimaka i akcesoriów Aby zapobiec zanieczyszczeniu surowca i starych materiałów lub zanieczyszczeń w zagłębieniach ślimaka i akcesoriów, zwłaszcza żywic o słabej stabilności termicznej, należy użyć środków czyszczących ślimaki do czyszczenia wszystkich części przed użyciem i po wyłączeniu, aby zapobiec przywieraniu zanieczyszczeń. Gdy nie ma środka czyszczącego ślimaki, ślimak można wyczyścić żywicami, takimi jak PE i PS. Gdy maszyna jest tymczasowo wyłączona, aby zapobiec utrzymywaniu się surowców w wysokiej temperaturze przez długi czas i powodowaniu degradacji, należy obniżyć temperaturę suszarki i bębna. Na przykład temperatura bębna PC, PMMA itp. powinna zostać obniżona poniżej 160°C. (Temperatura leja dla PC powinna zostać obniżona poniżej 100°C)

(iii) Kwestie, na które należy zwrócić uwagę podczas projektowania formy

(w tym projekt produktu) Aby zapobiec słabemu refluksowi lub nierównomiernemu chłodzeniu powodującemu słabe formowanie tworzywa sztucznego, wady powierzchni i pogorszenie, należy zwrócić uwagę na następujące kwestie podczas projektowania formy. a) Grubość ścianki powinna być możliwie jak najbardziej jednolita, a nachylenie wyjmowania z formy powinno być wystarczająco duże; b) Część przejściowa powinna być stopniowa. Gładkie przejście, aby zapobiec ostrym narożnikom. Wytwarzane są ostre krawędzie, zwłaszcza produkty PC nie mogą mieć szczelin; c) Wlew. Kanał powinien być jak najszerszy i najkrótszy, a położenie wlewu powinno być ustawione zgodnie z procesem kurczenia się i kondensacji. W razie potrzeby należy dodać studzienkę chłodzącą; d) Powierzchnia formy powinna być gładka i mało chropowata (najlepiej mniejsza niż 0,8); e) Odpowietrznik. Rowek musi być wystarczający, aby w odpowiednim czasie usunąć powietrze i gaz z roztopionego materiału; f) Z wyjątkiem PET grubość ścianki nie powinna być zbyt cienka, na ogół nie mniejsza niż 1 mm.

(IV) Kwestie, na które należy zwrócić uwagę w procesie formowania wtryskowego

(w tym wymagania dotyczące wtryskarki) Aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne i wady jakości powierzchni, w procesie formowania wtryskowego należy zwrócić uwagę na następujące kwestie. a) Należy wybrać specjalny ślimak i wtryskarkę z oddzielną dyszą o kontrolowanej temperaturze; b) Zakładając, że żywica plastikowa nie ulega rozkładowi, należy zastosować wyższą wilgotność wtrysku; c) Ciśnienie wtrysku: Zwykle wyższe, aby przezwyciężyć wadę wysokiej lepkości stopu, ale zbyt wysokie ciśnienie spowoduje naprężenia wewnętrzne, powodując trudności z wyjmowaniem z formy i odkształcenia; d) Prędkość wtrysku: W warunkach napełniania formy powinna być ogólnie niska i najlepiej jest stosować wtrysk wieloetapowy wolno-szybko-wolno; e) Czas przetrzymywania i cykl formowania: W warunkach napełniania produktu bez wytwarzania wgnieceń i pęcherzyków; powinien być jak najkrótszy, aby zminimalizować czas przebywania stopu w cylindrze; f) Prędkość ślimaka i ciśnienie wsteczne: W celu spełnienia jakości uplastycznienia powinno być ono tak niskie, jak to możliwe, aby zapobiec możliwości dekompresji; g) Temperatura formy: Jakość chłodzenia produktu ma duży wpływ na jakość, więc temperatura formy musi być w stanie dokładnie kontrolować jego proces. Jeśli to możliwe, temperatura formy powinna być wyższa.

(V) Inne kwestie Aby zapobiec pogorszeniu jakości powierzchni górnej

generalnie używaj jak najmniej środka antyadhezyjnego podczas formowania wtryskowego; w przypadku stosowania materiałów pochodzących z recyklingu nie powinien on przekraczać 20%. Z wyjątkiem PET, wszystkie produkty powinny być poddane obróbce końcowej w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych. PMMA powinno być suszone w cyrkulacji gorącego powietrza 70-80t przez 4 godziny; PC powinno być podgrzewane w czystym powietrzu, glicerynie, ciekłej parafinie itp. w temperaturze 110-135℃. Czas zależy od produktu i trwa maksymalnie ponad 10 godzin. PET musi przejść proces rozciągania dwuosiowego, aby uzyskać dobre właściwości mechaniczne.

3. Proces formowania wtryskowego przezroczystych tworzyw sztucznych Charakterystyka procesu przezroczystych tworzyw sztucznych: Oprócz powyższych typowych problemów, przezroczyste tworzywa sztuczne mają również pewne cechy procesu, które są opisane w następujący sposób: 1. Charakterystyka procesu PMMA PM-MA ma wysoką lepkość i nieco słabą płynność, dlatego musi być wtryskiwany przy wysokiej temperaturze materiału i wysokim ciśnieniu wtrysku. Wpływ temperatury wtrysku jest większy niż ciśnienie wtrysku, ale zwiększenie ciśnienia wtrysku sprzyja poprawie szybkości skurczu produktu. Zakres temperatur wtrysku jest szeroki, temperatura topnienia wynosi 160℃, a temperatura rozkładu wynosi 270℃, więc zakres regulacji temperatury materiału jest szeroki, a przetwarzalność jest dobra. Dlatego, aby poprawić płynność, można zacząć od temperatury wtrysku. Słaba odporność na uderzenia, słaba odporność na zużycie, łatwe zarysowanie, łatwe pękanie, więc temperatura formy powinna zostać zwiększona, a proces kondensacji powinien zostać ulepszony, aby przezwyciężyć te wady. 2. Charakterystyka procesu PC PC ma wysoką lepkość, wysoką temperaturę topnienia i słabą płynność, dlatego musi być wtryskiwany w wyższej temperaturze (pomiędzy 270-320t). Relatywnie rzecz biorąc, zakres regulacji temperatury materiału jest wąski, a przetwarzalność nie jest tak dobra jak PMMA. Ciśnienie wtrysku ma niewielki wpływ na płynność, ale ze względu na wysoką lepkość nadal wymagane jest duże ciśnienie wtrysku. Odpowiednio, aby zapobiec powstawaniu naprężeń wewnętrznych, czas utrzymywania powinien być jak najkrótszy. Szybkość skurczu jest duża, a rozmiar jest stabilny, ale produkt ma duże naprężenia wewnętrzne i łatwo pęka, dlatego zaleca się zwiększenie temperatury, a nie ciśnienia, aby poprawić płynność, a także zwiększenie temperatury formy, poprawę struktury formy i obróbkę końcową, aby zmniejszyć możliwość pękania. Gdy prędkość wtrysku jest niska, wlew jest podatny na wady, takie jak pofałdowania. Temperaturę dyszy promieniowej należy kontrolować osobno, temperatura formy powinna być wysoka, a opór kanału i wlewu powinien być mały. 3. Charakterystyka procesu PET Temperatura formowania PET jest wysoka, a zakres regulacji temperatury materiału jest wąski (260-300℃), ale po stopieniu płynność jest dobra, więc przetwarzalność jest słaba, a do dyszy często dodaje się urządzenie zapobiegające przeciągom. Wytrzymałość mechaniczna i wydajność po wtrysku nie są wysokie, a wydajność należy poprawić poprzez proces rozciągania i modyfikację. Dokładna kontrola temperatury formy jest ważnym czynnikiem zapobiegającym odkształcaniu i deformacji. Dlatego zaleca się stosowanie formy z gorącym kanałem. Temperatura formy jest zbyt wysoka, w przeciwnym razie spowoduje to słaby połysk powierzchni i trudności w wyjmowaniu z formy.

IV. Wady i rozwiązania przezroczystych części plastikowych Ze względu na ograniczenia przestrzenne

Tutaj omawiane są tylko wady, które wpływają na przejrzystość produktu. W przypadku innych wad zapoznaj się z instrukcją obsługi produktu naszej firmy lub innymi materiałami?. Wady są mniej więcej następujące: (I) Srebrne smugi: Ze względu na anizotropię naprężeń wewnętrznych podczas napełniania formy i kondensacji, naprężenie generowane w kierunku pionowym powoduje, że żywica płynie w górę, a współczynnik załamania światła różni się od orientacji bez przepływu, co powoduje powstawanie błyszczących smug jedwabiu. Gdy się rozszerza, może powodować pęknięcia w produkcie. Oprócz zwrócenia uwagi na proces formowania wtryskowego i formę (najlepiej jest wyżarzać produkt. Na przykład materiał PC można podgrzać do temperatury powyżej 160℃ i utrzymywać przez 3-5 minut, a następnie schłodzić naturalnie. (ii) Bąbelki: głównie z powodu pary wodnej i innych gazów w żywicy, których nie można odprowadzić (podczas procesu kondensacji formy) lub z powodu niewystarczającego wypełnienia formy, powierzchnia kondensacji skrapla się zbyt szybko, tworząc „pęcherzyki próżniowe”. (iii) Słaby połysk powierzchni: głównie z powodu dużej szorstkości formy, z drugiej strony kondensacja następuje zbyt wcześnie, tak że żywica nie może skopiować stanu powierzchni formy. Wszystkie te czynniki powodują, że powierzchnia wytwarza drobne wypukłości i nierówności, a produkt traci połysk. (iv) Ślady drgań: odnoszą się do gęstych zmarszczek utworzonych z wlewu jako środka. Powodem jest to, że lepkość stopu jest zbyt wysoka, materiał przedniego końca skondensował się w gnieździe, a późniejszy materiał przebija się przez tę kondensację powierzchnia, powodująca ślady drgań na powierzchni. (v) Wybielanie. Halo: spowodowane głównie przez kurz opadający do surowca w powietrzu lub zbyt dużą zawartość wody w surowcu. (VI) Biały dym. Czarne plamy: spowodowane głównie przez rozkład lub pogorszenie jakości żywicy lufy spowodowane lokalnym przegrzaniem plastiku w lufie. Aby jasno wyjaśnić środki podjęte w celu przezwyciężenia tych niedociągnięć.