مقدمة: القولبة بالحقن هي العملية الأساسية في مواد تعبئة مستحضرات التجميل. غالبًا ما تكون العملية الأولى هي القولبة بالحقن، والتي تحدد بشكل مباشر جودة المنتج وإنتاجيته. يجب أن يأخذ إعداد عملية التشكيل بالحقن في الاعتبار 7 عوامل مثل الانكماش، والسيولة، والبلورة، والمواد البلاستيكية الحساسة للحرارة والبلاستيك الذي يتحلل بسهولة، وتكسير الإجهاد وكسر الذوبان، والأداء الحراري ومعدل التبريد، وامتصاص الرطوبة. هذه المقالة كتبهاحزمة قوس قزح شنغهاي. شارك المحتوى ذي الصلة بهذه العوامل السبعة، ليكون مرجعًا لأصدقائك في سلسلة التوريد الخاصة بـ Youpin:
صب الحقن
القولبة بالحقن، والمعروفة أيضًا باسم القولبة بالحقن، هي طريقة قولبة تجمع بين الحقن والقولبة. مزايا طريقة القولبة بالحقن هي سرعة الإنتاج السريعة، والكفاءة العالية، ويمكن التشغيل الآلي، وتنوع الألوان، والأشكال يمكن أن تكون من البسيط إلى المعقد، ويمكن أن يكون الحجم من كبير إلى صغير، وحجم المنتج دقيق، والمنتج من السهل تحديثه، ويمكن تحويله إلى أشكال معقدة. الأجزاء وقولبة الحقن مناسبة للإنتاج الضخم ومجالات معالجة القوالب مثل المنتجات ذات الأشكال المعقدة. عند درجة حرارة معينة، يتم تحريك المادة البلاستيكية المنصهرة بالكامل بواسطة المسمار، ويتم حقنها في تجويف القالب بضغط عالٍ، ويتم تبريدها وتصلبها للحصول على منتج مصبوب. هذه الطريقة مناسبة للإنتاج الضخم للأجزاء ذات الأشكال المعقدة وهي إحدى طرق المعالجة المهمة.
01
انكماش
العوامل التي تؤثر على انكماش صب اللدائن الحرارية هي كما يلي:
1) أنواع البلاستيك: أثناء عملية صب البلاستيك الحراري، لا تزال هناك تغيرات في الحجم ناجمة عن التبلور، والإجهاد الداخلي القوي، والإجهاد المتبقي الكبير المجمد في الأجزاء البلاستيكية، والتوجه الجزيئي القوي وعوامل أخرى، لذا بالمقارنة مع البلاستيك الحراري، فإن الانكماش المعدل أكبر، ونطاق الانكماش واسع، والاتجاه واضح. بالإضافة إلى ذلك، فإن الانكماش بعد القولبة أو التلدين أو التكييف بالرطوبة يكون بشكل عام أكبر من الانكماش الناتج عن البلاستيك المتصلد بالحرارة.
2) خصائص الجزء البلاستيكي. عندما تتلامس المادة المنصهرة مع سطح التجويف، يتم تبريد الطبقة الخارجية على الفور لتشكل قشرة صلبة منخفضة الكثافة. بسبب ضعف التوصيل الحراري للبلاستيك، يتم تبريد الطبقة الداخلية للجزء البلاستيكي ببطء لتشكل طبقة صلبة عالية الكثافة ذات انكماش كبير. ولذلك، فإن سمك الجدار، والتبريد البطيء، وسمك الطبقة عالية الكثافة سوف يتقلص أكثر.
بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود أو عدم وجود المدخلات وتخطيط وكمية المدخلات يؤثر بشكل مباشر على اتجاه تدفق المواد وتوزيع الكثافة ومقاومة الانكماش. ولذلك، فإن خصائص الأجزاء البلاستيكية لها تأثير أكبر على الانكماش والاتجاه.
3) تؤثر عوامل مثل الشكل والحجم والتوزيع لمدخل التغذية بشكل مباشر على اتجاه تدفق المواد وتوزيع الكثافة والحفاظ على الضغط وتأثير الانكماش ووقت التشكيل. تتميز منافذ التغذية المباشرة ومنافذ التغذية ذات المقاطع العرضية الكبيرة (خاصة المقاطع العرضية الأكثر سمكًا) بانكماش أقل ولكنها ذات اتجاهية أكبر، كما أن منافذ التغذية الأقصر ذات العرض والطول الأقصر لها اتجاهية أقل. تلك القريبة من مدخل التغذية أو الموازية لاتجاه تدفق المواد سوف تتقلص أكثر.
4) شروط التشكيل: درجة حرارة القالب مرتفعة، والمواد المنصهرة تبرد ببطء، والكثافة عالية، والانكماش كبير. خاصة بالنسبة للمواد البلورية، يكون الانكماش أكبر بسبب التبلور العالي والتغيرات الكبيرة في الحجم. ويرتبط توزيع درجة حرارة القالب أيضًا بالتبريد الداخلي والخارجي وتجانس كثافة الجزء البلاستيكي، مما يؤثر بشكل مباشر على حجم واتجاه انكماش كل جزء.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الضغط والوقت لهما أيضًا تأثير أكبر على الانكماش، ويكون الانكماش أصغر ولكن الاتجاه يكون أكبر عندما يكون الضغط مرتفعًا والوقت طويل. ضغط الحقن مرتفع، وفرق لزوجة الذوبان صغير، وإجهاد القص بين الطبقات صغير، والارتداد المرن بعد القولبة كبير، لذلك يمكن أيضًا تقليل الانكماش بمقدار مناسب. درجة حرارة المادة مرتفعة، والانكماش كبير، ولكن الاتجاه صغير. ولذلك، فإن ضبط درجة حرارة القالب، والضغط، وسرعة الحقن، ووقت التبريد أثناء عملية التشكيل يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تغيير انكماش الجزء البلاستيكي بشكل مناسب.
عند تصميم القالب، وفقًا لنطاق الانكماش للمواد البلاستيكية المختلفة، وسمك جدار وشكل الجزء البلاستيكي، وحجم وتوزيع شكل المدخل، يتم تحديد معدل الانكماش لكل جزء من الجزء البلاستيكي حسب الخبرة، و ثم يتم حساب حجم التجويف.
بالنسبة للأجزاء البلاستيكية عالية الدقة وعندما يكون من الصعب فهم معدل الانكماش، يجب استخدام الطرق التالية بشكل عام لتصميم القالب:
خذ معدل انكماش أصغر للقطر الخارجي للجزء البلاستيكي، ومعدل انكماش أكبر للقطر الداخلي، وذلك لإفساح المجال للتصحيح بعد اختبار القالب.
تحدد القوالب التجريبية الشكل والحجم وظروف التشكيل لنظام البوابات.
تخضع الأجزاء البلاستيكية المراد معالجتها بعد المعالجة اللاحقة لتحديد تغيير الحجم (يجب أن يكون القياس بعد 24 ساعة من القالب).
تصحيح القالب وفقا للانكماش الفعلي.
أعد تجربة القالب وقم بتغيير ظروف العملية بشكل مناسب لتعديل قيمة الانكماش قليلاً لتلبية متطلبات الجزء البلاستيكي.
02
سيولة
1) يمكن عمومًا تحليل سيولة اللدائن الحرارية من سلسلة من المؤشرات مثل الوزن الجزيئي، ومؤشر الذوبان، وطول التدفق الحلزوني لأرخميدس، واللزوجة الظاهرة ونسبة التدفق (طول العملية / سمك جدار الجزء البلاستيكي).
وزن جزيئي صغير، توزيع واسع للوزن الجزيئي، ضعف انتظام البنية الجزيئية، مؤشر ذوبان مرتفع، طول تدفق حلزوني طويل، لزوجة ظاهرة منخفضة، نسبة تدفق عالية، سيولة جيدة، يجب على البلاستيك الذي يحمل نفس اسم المنتج التحقق من تعليماته لتحديد ما إذا كانت سيولته أم لا. ينطبق على صب الحقن.
وفقًا لمتطلبات تصميم القالب، يمكن تقسيم سيولة المواد البلاستيكية شائعة الاستخدام تقريبًا إلى ثلاث فئات:
سيولة جيدة PA، PE، PS، PP، CA، بولي (4) ميثيل بنتين؛
راتنجات سلسلة البوليسترين متوسطة السيولة (مثل ABS، AS)، PMMA، POM، إيثر البوليفينيلين؛
PC ضعيف السيولة، PVC الصلب، إيثر البولي فينيلين، بولي سلفون، بولي أريل سلفون، البلاستيك الفلوري.
2) تتغير سيولة المواد البلاستيكية المختلفة أيضًا بسبب عوامل التشكيل المختلفة. العوامل المؤثرة الرئيسية هي كما يلي:
①ارتفاع درجة حرارة المواد يزيد من السيولة، ولكن المواد البلاستيكية المختلفة لها اختلافاتها الخاصة، مثل PS (خاصة تلك التي تتمتع بمقاومة عالية للصدمات وقيمة MFR أعلى)، PP، PA، PMMA، البوليسترين المعدل (مثل ABS، AS) سيولة PC ، CA والمواد البلاستيكية الأخرى تختلف بشكل كبير مع درجة الحرارة. بالنسبة لـ PE وPOM، فإن زيادة أو نقصان درجة الحرارة ليس له تأثير يذكر على سيولتهما. لذلك، يجب على الأول ضبط درجة الحرارة أثناء القولبة للتحكم في السيولة.
②عند زيادة ضغط قولبة الحقن، تتعرض المادة المنصهرة لتأثير قص أكبر، وتزداد السيولة أيضًا، خاصة أن PE وPOM أكثر حساسية، لذلك يجب تعديل ضغط الحقن للتحكم في السيولة أثناء القولبة.
③الشكل والحجم والتخطيط وتصميم نظام التبريد لهيكل القالب، ومقاومة تدفق المادة المنصهرة (مثل تشطيب السطح، وسمك قسم القناة، وشكل التجويف، ونظام العادم) وعوامل أخرى مباشرة تؤثر على المادة المنصهرة الموجودة في التجويف السيولة الفعلية بالداخل، فإذا تم تعزيز المادة المنصهرة لخفض درجة الحرارة وزيادة مقاومة السيولة فإن السيولة ستنخفض. عند تصميم القالب، ينبغي اختيار هيكل معقول وفقا لميوعة البلاستيك المستخدم.
أثناء عملية التشكيل، يمكن أيضًا التحكم في درجة حرارة المادة، درجة حرارة القالب، ضغط الحقن، سرعة الحقن وعوامل أخرى لضبط حالة التعبئة بشكل مناسب لتلبية احتياجات القولبة.
03
التبلور
يمكن تقسيم اللدائن الحرارية إلى مواد بلاستيكية بلورية ومواد بلاستيكية غير بلورية (المعروفة أيضًا باسم غير متبلور) وفقًا لعدم تبلورها أثناء التكثيف.
تشير ما يسمى بظاهرة التبلور إلى حقيقة أنه عندما يتغير البلاستيك من الحالة المنصهرة إلى حالة التكثيف، فإن الجزيئات تتحرك بشكل مستقل وتكون في حالة مضطربة تمامًا. تتوقف الجزيئات عن الحركة بحرية، وتضغط على موضع ثابت قليلاً، وتميل إلى جعل الترتيب الجزيئي نموذجًا منتظمًا. هذه الظاهرة.
يمكن تحديد معايير المظهر للحكم على هذين النوعين من البلاستيك من خلال شفافية الأجزاء البلاستيكية ذات الجدران السميكة. بشكل عام، تكون المواد البلورية معتمة أو شفافة (مثل POM، وما إلى ذلك)، وتكون المواد غير المتبلورة شفافة (مثل PMMA، وما إلى ذلك). ولكن هناك استثناءات. على سبيل المثال، بولي (4) ميثيل بنتين عبارة عن بلاستيك بلوري ولكنه يتمتع بشفافية عالية، وABS مادة غير متبلورة ولكنها ليست شفافة.
عند تصميم القوالب واختيار آلات القولبة بالحقن، انتبه إلى المتطلبات والاحتياطات التالية للمواد البلاستيكية البلورية:
الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة المادة إلى درجة حرارة التشكيل تتطلب الكثير من الحرارة، ويتطلب الأمر معدات ذات قدرة تلدين كبيرة.
يتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة أثناء التبريد وإعادة التحويل، لذلك يجب تبريده بدرجة كافية.
فرق الجاذبية النوعية بين الحالة المنصهرة والحالة الصلبة كبير، وانكماش القالب كبير، والانكماش والمسام عرضة لحدوث.
تبريد سريع، تبلور منخفض، انكماش صغير وشفافية عالية. ترتبط التبلور بسمك جدار الجزء البلاستيكي، وسمك الجدار بطيء في التبريد، والبلورة عالية، والانكماش كبير، والخصائص الفيزيائية جيدة. لذلك، يجب التحكم في درجة حرارة العفن للمادة البلورية حسب الحاجة.
التباين كبير والضغط الداخلي كبير. تميل الجزيئات التي لا تتبلور بعد التشكيل إلى الاستمرار في التبلور، وتكون في حالة عدم توازن في الطاقة، وتكون عرضة للتشوه والالتواء.
نطاق درجة حرارة التبلور ضيق، ومن السهل التسبب في حقن مادة غير منصهرة في القالب أو سد منفذ التغذية.
04
المواد البلاستيكية الحساسة للحرارة والمواد البلاستيكية التي تتحلل بسهولة
1) الحساسية للحرارة تعني أن بعض المواد البلاستيكية أكثر حساسية للحرارة. سيتم تسخينها لفترة طويلة عند درجة حرارة عالية أو أن قسم فتح التغذية صغير جدًا. عندما يكون تأثير القص كبيرًا، ستزداد درجة حرارة المادة بسهولة لتسبب تغير اللون والتدهور والتحلل. يسمى البلاستيك المميز بالبلاستيك الحساس للحرارة.
مثل PVC الصلب، كلوريد البولي فينيلدين، كوبوليمر أسيتات الفينيل، POM، بولي كلورو ثلاثي فلورو إيثيلين، إلخ. تنتج المواد البلاستيكية الحساسة للحرارة المونومرات والغازات والمواد الصلبة وغيرها من المنتجات الثانوية أثناء التحلل. وعلى وجه الخصوص، فإن بعض غازات التحلل لها تأثيرات مزعجة أو أكالة أو سامة على جسم الإنسان والمعدات والعفن.
ولذلك، ينبغي إيلاء الاهتمام لتصميم القالب، واختيار آلة صب الحقن والقولبة. يجب استخدام آلة التشكيل بالحقن اللولبية. يجب أن يكون قسم نظام الصب كبيرًا. يجب أن يكون القالب والبرميل مطليين بالكروم. إضافة مثبت لإضعاف حساسيته الحرارية.
2) حتى لو كانت بعض المواد البلاستيكية (مثل الكمبيوتر الشخصي) تحتوي على كمية صغيرة من الماء، فإنها سوف تتحلل تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع. تسمى هذه الخاصية بالتحلل المائي السهل، والذي يجب تسخينه وتجفيفه مسبقًا.
05
تكسير الإجهاد وكسر الذوبان
1) بعض المواد البلاستيكية حساسة للضغط. فهي عرضة للضغط الداخلي أثناء التشكيل وتكون هشة وسهلة التشقق. سوف تتشقق الأجزاء البلاستيكية تحت تأثير القوة الخارجية أو المذيبات.
لهذا السبب، بالإضافة إلى إضافة إضافات إلى المواد الخام لتحسين مقاومة التشقق، يجب الاهتمام بتجفيف المواد الخام، ويجب اختيار ظروف القولبة بشكل معقول لتقليل الضغط الداخلي وزيادة مقاومة التشقق. وينبغي اختيار شكل معقول من الأجزاء البلاستيكية، فليس من المناسب تثبيت إدراجات وغيرها من التدابير لتقليل تركيز الإجهاد.
عند تصميم القالب، ينبغي زيادة زاوية القولبة، وينبغي اختيار مدخل تغذية وآلية طرد معقولة. يجب ضبط درجة حرارة المادة ودرجة حرارة القالب وضغط الحقن ووقت التبريد بشكل مناسب أثناء القولبة، ومحاولة تجنب القولبة عندما يكون الجزء البلاستيكي باردًا وهشًا للغاية، بعد القولبة، يجب أيضًا إخضاع الأجزاء البلاستيكية للمعالجة اللاحقة لتحسينها. مقاومة الكراك، والقضاء على الإجهاد الداخلي ومنع الاتصال بالمذيبات.
2) عندما يمر بوليمر مصهور بمعدل تدفق معين من خلال فتحة الفوهة عند درجة حرارة ثابتة ويتجاوز معدل تدفقه قيمة معينة، تسمى الشقوق الجانبية الواضحة على سطح المصهور بكسر الذوبان، مما سيؤدي إلى الإضرار بالمظهر و الخصائص الفيزيائية للجزء البلاستيكي. لذلك، عند اختيار البوليمرات ذات معدل تدفق ذوبان مرتفع، يجب زيادة المقطع العرضي للفوهة والعداء وفتحة التغذية لتقليل سرعة الحقن وزيادة درجة حرارة المادة.
06
الأداء الحراري ومعدل التبريد
1) تتميز المواد البلاستيكية المختلفة بخصائص حرارية مختلفة مثل الحرارة النوعية والتوصيل الحراري ودرجة حرارة التشوه الحراري. تتطلب عملية التلدين بالحرارة النوعية العالية كمية كبيرة من الحرارة، ويجب استخدام آلة قولبة بالحقن ذات قدرة تلدين كبيرة. يمكن أن يكون وقت تبريد البلاستيك مع درجة حرارة التشوه العالية قصيرًا وتكون عملية إزالة القوالب مبكرة، ولكن يجب منع تشوه التبريد بعد عملية التشكيل.
تتميز المواد البلاستيكية ذات الموصلية الحرارية المنخفضة بمعدل تبريد بطيء (مثل البوليمرات الأيونية، وما إلى ذلك)، لذلك يجب تبريدها بدرجة كافية لتعزيز تأثير التبريد للقالب. قوالب العداء الساخن مناسبة للمواد البلاستيكية ذات الحرارة النوعية المنخفضة والموصلية الحرارية العالية. إن المواد البلاستيكية ذات الحرارة النوعية الكبيرة، والموصلية الحرارية المنخفضة، ودرجة حرارة التشوه الحراري المنخفضة، ومعدل التبريد البطيء لا تساعد على القولبة عالية السرعة. يجب اختيار آلات القولبة بالحقن المناسبة وتبريد القالب المحسن.
2) يشترط وجود مواد بلاستيكية مختلفة للحفاظ على معدل تبريد مناسب حسب أنواعها وخصائصها وأشكال الأجزاء البلاستيكية. ولذلك، يجب أن يكون القالب مجهزًا بأنظمة التدفئة والتبريد وفقًا لمتطلبات القالب للحفاظ على درجة حرارة معينة للقالب. عندما تزيد درجة حرارة المادة من درجة حرارة القالب، يجب تبريدها لمنع تشوه الجزء البلاستيكي بعد القولبة، وتقصير دورة التشكيل، وتقليل التبلور.
عندما لا تكون حرارة النفايات البلاستيكية كافية للحفاظ على القالب عند درجة حرارة معينة، يجب تجهيز القالب بنظام تسخين لإبقاء القالب عند درجة حرارة معينة للتحكم في معدل التبريد أو ضمان السيولة أو تحسين ظروف التعبئة أو التحكم في البلاستيك أجزاء لتبرد ببطء. منع التبريد غير المتساوي داخل وخارج الأجزاء البلاستيكية ذات الجدران السميكة وزيادة التبلور.
بالنسبة لأولئك الذين لديهم سيولة جيدة، ومساحة قولبة كبيرة، ودرجة حرارة غير متساوية للمواد، اعتمادًا على ظروف صب الأجزاء البلاستيكية، في بعض الأحيان يحتاجون إلى التسخين أو التبريد بالتناوب أو التسخين والتبريد محليًا. ولتحقيق هذه الغاية، يجب أن يكون القالب مجهزًا بنظام تبريد أو تسخين مناسب.
07
استرطابية
نظرًا لوجود إضافات مختلفة في البلاستيك، مما يجعلها ذات درجات مختلفة من الألفة للرطوبة، يمكن تقسيم البلاستيك تقريبًا إلى نوعين: امتصاص الرطوبة، والتصاق الرطوبة، والرطوبة غير الممتصة وغير اللاصقة. يجب التحكم في محتوى الماء في المادة ضمن النطاق المسموح به. خلاف ذلك، سوف تصبح الرطوبة غازية أو تتحلل تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع، الأمر الذي سيؤدي إلى تكوين رغوة للراتنج، وتقليل السيولة، ويكون له مظهر سيئ وخصائص ميكانيكية.
ولذلك يجب تسخين المواد البلاستيكية الاسترطابية بطرق ومواصفات تسخين مناسبة حسب الحاجة لمنع إعادة امتصاص الرطوبة أثناء الاستخدام.
Shanghai Rainbow Industrial Co., Ltd هي الشركة المصنعة، حزمة Shanghai Rainbow توفر عبوة مستحضرات التجميل وقفة واحدة. إذا كنت تحب منتجاتنا، يمكنك الاتصال بنا،
موقع إلكتروني:www.rainbow-pkg.com
بريد إلكتروني:Bobby@rainbow-pkg.com
واتساب: +008613818823743
وقت النشر: 27 سبتمبر 2021