Jaké typy plastů mohou být zpracovány vstřikovacími lisy?

Jako základní vybavení zpracování plastů dosahují vstřikovací stroje vysoké přesnosti a účinnosti ohřevem termoplastických nebo termosetových plastů do roztaveného stavu a vstřikováním dutin forem. Zpracovává širokou škálu produktů, od každodenních produktů po průmyslové komponenty, pokrývající více než 20 druhů plastů. V tomto článku jsou typy plastů používané ve vstřikovacích lisech systematicky analyzovány ze čtyř hledisek: klasifikace materiálu, výkonnostní charakteristiky, adaptabilita zpracování a typické scénáře použití.

Komoditní plasty tvoří více než 70 % celosvětové spotřeby plastů a vyznačují se vysokou produkcí, nízkou cenou a stabilním zpracovatelským výkonem. Jsou to hlavní materiály používané ve vstřikovacích lisech.
1.1 Polyethylen
Polyethylen (HDPE) a LDPE jsou dva druhy plastů s nejvyšší výtěžností. Molekulární řetězec polyethylenu s vysokou hustotou (HDPE) je těsně uspořádaný, má dobrou tuhost a chemickou odolnost a často se používá při výrobě velkých kontejnerů, jako jsou otočné krabice a odpadkové koše. Nízkohustotní polyethylen (LDPE) má dobrou flexibilitu díky své rozvětvené struktuře a je široce používán ve flexibilních produktech, jako jsou fólie a balicí sáčky. Během vstřikování musí HDPE udržovat teplotu ve válci mezi 220 °C a 260 °C, aby se zabránilo degradaci, zatímco LDPE lze zpracovávat při teplotách mezi 180 °C a 220 °C.
1.2 Polypropylen (PP)
Polypropylen má nejnižší hustotu plastů (0,9-0,91 g/cm3), vynikající odolnost proti únavě a tepelnou odolnost (bod tání 160 -170 stupeň ) a je preferovaným materiálem pro nárazníky a kryty spotřebičů. Během vstřikování se polypropylen snadno deformuje kvůli různým rychlostem krystalizace, takže je nutné optimalizovat teplotu formy (doporučeno 80-100 stupňů) a udržovat tlak (doporučeno 60-80% vstřikovací tlak), aby se řídilo smršťování.
1.3 Polystyren
PS je známý svými vynikajícími optickými vlastnostmi (88-92% propustnost světla), ale jeho křehkost a tepelná odolnost (teplota odklonu tepla 70-90 stupňů) omezují jeho použití. Houževnatý polystyren (HIPS) je butadienový polymer, který je třikrát až pětkrát pevnější než PS a je široce používán v krytech hraček a počítačových klávesnicích. Technologie vstřikování výfukových plynů efektivně řeší problém těkavých zbytků při zpracování PS a zlepšuje kvalitu povrchu produktu.
1.4 akrylonitril-butadien-styrenový kopolymer (ABS)
ABS spojuje chemickou odolnost akrylonitrilu, houževnatost butadienu a zpracovatelnost styrenu, aby se stal nejpoužívanějším technickým plastem. Vicat má teplotu měknutí 100-105 stupňů a rázovou houževnatost 3 až 4krát vyšší než PS a je zvláště vhodný pro výrobu elektronických krytů a dílů interiéru automobilů, které vyžadují odolnost vůči vnější síle. Dvoubarevné vstřikování umožňuje kombinovat ABS s jinými materiály, jako je PC, pro splnění různých požadavků na design produktu.

Technické plasty mají vynikající mechanické vlastnosti, tepelnou stabilitu a chemickou odolnost. I když je drahý, hraje nezastupitelnou roli ve špičkové{1}}výrobě.
2.1 Polyamid (PA, nylon)
Z rodiny PA jsou nejpoužívanější PA6 a PA66 díky svým vyváženým mechanickým a zpracovatelským vlastnostem. Rozsah bodu tání je 220-265 stupňů, míra absorpce vody je 2-3% a velikostní stabilita je samozřejmě ovlivněna vlhkostí. Fiberglass Enhanced PA (GFPA) zvyšuje pevnost v tahu na více než 200 MPa a teplotu tepelného průhybu na více než 200 stupňů, takže je ideální pro přesné mechanické součásti, jako jsou ozubená kola a ložiska. Během vstřikování je nezbytná přísná kontrola teplot válce (PA6: 240-260 stupňů; PA66: 270-290 stupňů) a suchých podmínek (120 stupňů + 4 hodin sušení).
2.2 Polykarbonát (PC)
PC, známé jako "neprůstřelné lepidlo", vykazovalo 300krát větší rázovou houževnatost a 89 89% propustnost světla než sklo 89, ale špatnou odolnost proti oděru (povrch byl jen 2H). Slitiny PC/ABS ve směsi s ABS výrazně zlepšily celkový výkon produktu a staly se standardním materiálem pro kryty notebooků a přístrojové desky automobilů. Během vstřikování je vyžadován vysoký vstřikovací tlak (80-120 MPa) a rychlé vstřikování (rychlost vstřikování větší nebo rovna 100 mm/s), aby se zabránilo zamrzání taveniny, a doporučuje se teplota formy 80-100 stupňů.
2.3 Polyoxymethylen (POM)
POM je známá jako "super ocel" s tvrdostí (tvrdost podle Rockwella M85-105), odolností proti oděru blízkou kovu a vynikající rozměrovou stálostí (koeficient lineární roztažnosti pouze 6×10−5/ stupeň ). Přidáním polytetrafluorethylenového (PTFE) maziva lze koeficient tření snížit na méně než 0,1, je ideálním materiálem pro převody, jezdce a další součásti převodovky. Během vstřikování by měla být teplota v válci řízena mezi 190 a 210 stupni Celsia, aby se zabránilo rozkladu plynného formaldehydu.

Termosetové plasty tuhnou chemickými reakcemi během lisování a vytvářejí nevratnou síťující strukturu, vhodnou pro speciální podmínky vyžadující vysokou teplotní a chemickou odolnost.
3.1 Fenolické plasty (PF)
PF je nejstarší průmyslový termosetový plast s vynikající elektrickou izolací, tepelnou odolností (nepřetržitá teplota 150 stupňů) a nehořlavostí (index kyslíku 30 %), ale křehkým a špatnou tekutostí při zpracování. Přidáním tužidel a zlepšujících tekutost může vyrábět elektrické spínače a zásuvky. Během vstřikování by měly být teploty válce řízeny mezi 70 a 90 stupni, teploty formy mezi 150 a 180 stupni a vstřikovací tlaky mezi 120-150 MPa, aby se překonal vysoký odpor viskozity.
3.2 epoxidové pryskyřice (EP)
EP je známý pro svou vynikající přilnavost (pevnost ve smyku větší nebo rovna 20 MPa) a chemickou odolnost a je široce používán v elektronických obalech a kompozitních matricích. Přidáním anorganických plniv (jako je prášek oxidu křemičitého) lze výrazně snížit smrštění (z 2 % na méně než 0,1 %) a zlepšit přesnost rozměrů. Vstřikování vyžaduje specializované šrouby (poměr stran větší nebo roven 20:1) a vysokotlaké -systémy vstřikování (tlak větší nebo roven 200 MPa), s teplotami formy řízenými mezi 120 a 150 stupni .

Speciální plasty poskytují speciální vlastnosti díky designu molekulární struktury, aby splnily náročné{0}}nároky v letectví, lékařství a dalších oborech.
4.1 Polytetrafluorethylen
PTFE (PTFE) má nejširší rozsah provozních teplot (-200 až 260 stupňů), nejvyšší chemickou stabilitu (odolnost vůči korozi královskou vodou) a nejnižší koeficient tření (0,04). Jeho extrémně vysoká viskozita taveniny (1010-1012 Pa.S) však ztěžuje tradiční vstřikování. Ke snížení viskozity taveniny je zapotřebí lisování za studena, slinování nebo modifikace polytetrafluorethylenu (jako jsou plněná skleněná vlákna). Modifikované PTFE produkty jsou široce používány v těsněních a ložiskových držákech.
4.2 Polyetheretherketon
PEEK má dlouhodobou-teplotu 240 stupňů, krátkodobou -odolnost vůči teplotě 315 stupňů a pevnost v tahu 90-100 MPa. PEEK vyztužený uhlíkovými -vlákny- zlepšuje modul pružnosti na 140 GPa, což je blízko úrovně hliníkové slitiny, a je široce používán v leteckých konstrukcích a lékařských implantátech. Vstřikování vyžaduje specializované vysokoteplotní šrouby (teplota hlavně 380–420 stupňů) a vysokotlaké systémy (tlak větší nebo rovný 250 MPa), s teplotami formy řízenými mezi 180 °C a 200 °C.
V. Trendy v technologii zpracování
S rozvojem vědy o materiálech a technologií zařízení se rozšiřují zpracovatelské možnosti vstřikovacích strojů:
Lisování kompozitních materiálů z více{0}}materiálů: Vrstvené lepení PC/ABS, PA/GF a dalších kompozitů lze dosáhnout technologií společného vstřikování{1}, aby se zlepšil komplexní výkon produktu.
Mikrovstřikování: Vývoj ultra{0}}přesných šroubů (průměr menší než nebo rovný 10 mm) a řídicích systémů s vysokou-reakcí pro výrobu mikrosoučástí, jako jsou ozubená kola a konektory o hmotnosti menší než 0,1 g.
Pomocné plynové vstřikování: vysokotlaká pomocná náplň dusíkem se používá ke snížení propadů způsobených rozdíly v tloušťce stěny produktu. Je vhodný pro panely dveří automobilů, kryty velkých spotřebičů a další silnostěnné-díly.
Zpracování plastů se zdroji bioenergie: přizpůsobte se vlastnostem kyseliny polymléčné, polyhydroxyapatitu a dalších materiálů, vyviňte speciální šroubové struktury a systém regulace teploty, podporujte industrializaci materiálů na ochranu životního prostředí.
Závěr:
vstřikovací lisy se rozšířily z tradičních komoditních plastů na technické plasty, termosetové plasty a dokonce i na speciální plasty a pokrývají výrobní potřeby od mikrometrických{0}}přesných dílů až po mikronové{1}}velké konstrukční součásti. S rozvojem technologie modifikace materiálů a inteligence zařízení budou procesy vstřikování i nadále hrát ústřední roli ve špičkové-výrobě a posouvat plastikářský průmysl směrem k vysoce výkonnému,-výkonnému, multifunkčnímu a udržitelnému rozvoji.