Introduzione: lo stampaggio a iniezione è il processo principale nei materiali per l'imballaggio cosmetico. Il primo processo è spesso lo stampaggio a iniezione, che determina direttamente la qualità e la produttività del prodotto. L'impostazione del processo di stampaggio a iniezione dovrebbe considerare 7 fattori quali ritiro, fluidità, cristallinità, plastica sensibile al calore e plastica facilmente idrolizzata, stress cracking e frattura da fusione, prestazioni termiche, velocità di raffreddamento e assorbimento di umidità. Questo articolo è scritto dapacchetto arcobaleno di Shanghai. Condividi il contenuto rilevante di questi 7 fattori, come riferimento per i tuoi amici nella catena di fornitura di Youpin:
Stampaggio ad iniezione
Lo stampaggio a iniezione, noto anche come stampaggio a iniezione, è un metodo di stampaggio che combina iniezione e stampaggio. I vantaggi del metodo di stampaggio a iniezione sono l'elevata velocità di produzione, l'alta efficienza, il funzionamento può essere automatizzato, la varietà di colori, le forme possono variare da semplici a complesse, le dimensioni possono variare da grandi a piccole e le dimensioni del prodotto sono precise, il prodotto è facile da aggiornare e può essere trasformato in forme complesse. Le parti e lo stampaggio a iniezione sono adatti per la produzione di massa e i campi di lavorazione dello stampaggio come prodotti con forme complesse. Ad una certa temperatura, il materiale plastico completamente fuso viene agitato da una vite, iniettato nella cavità dello stampo ad alta pressione, e raffreddato e solidificato per ottenere un prodotto stampato. Questo metodo è adatto per la produzione in serie di parti con forme complesse ed è uno dei metodi di lavorazione importanti.
01
Restringimento
I fattori che influenzano il ritiro dello stampaggio termoplastico sono i seguenti:
1) Tipi di plastica: durante il processo di stampaggio della plastica termoplastica, si verificano ancora variazioni di volume causate dalla cristallizzazione, forte stress interno, grande stress residuo congelato nelle parti in plastica, forte orientamento molecolare e altri fattori, quindi rispetto alla plastica termoindurente, il restringimento il tasso è maggiore, l'intervallo di contrazione è ampio e la direzionalità è ovvia. Inoltre, il ritiro dopo lo stampaggio, la ricottura o il condizionamento dell'umidità è generalmente maggiore di quello delle plastiche termoindurenti.
2) Le caratteristiche della parte in plastica. Quando il materiale fuso viene a contatto con la superficie della cavità, lo strato esterno viene immediatamente raffreddato per formare un guscio solido a bassa densità. A causa della scarsa conduttività termica della plastica, lo strato interno della parte in plastica viene raffreddato lentamente per formare uno strato solido ad alta densità con ampio ritiro. Pertanto, lo spessore della parete, il raffreddamento lento e lo spessore dello strato ad alta densità si ridurranno maggiormente.
Inoltre, la presenza o l'assenza di inserti, la disposizione e la quantità degli inserti influiscono direttamente sulla direzione del flusso del materiale, sulla distribuzione della densità e sulla resistenza al ritiro. Pertanto, le caratteristiche delle parti in plastica hanno un impatto maggiore sul ritiro e sulla direzionalità.
3) Fattori quali forma, dimensione e distribuzione dell'ingresso di alimentazione influenzano direttamente la direzione del flusso del materiale, la distribuzione della densità, il mantenimento della pressione, l'effetto di restringimento e il tempo di stampaggio. Le porte di alimentazione diretta e le porte di alimentazione con sezioni trasversali grandi (soprattutto sezioni trasversali più spesse) hanno un restringimento inferiore ma una maggiore direttività, mentre le porte di alimentazione più corte con larghezza e lunghezza inferiori hanno meno direttività. Quelli vicini all'ingresso di alimentazione o paralleli alla direzione del flusso del materiale si restringono maggiormente.
4) Condizioni di stampaggio La temperatura dello stampo è elevata, il materiale fuso si raffredda lentamente, la densità è elevata e il ritiro è elevato. Soprattutto per il materiale cristallino, il ritiro è maggiore a causa dell'elevata cristallinità e delle grandi variazioni di volume. La distribuzione della temperatura dello stampo è anche correlata al raffreddamento interno ed esterno e all'uniformità della densità della parte in plastica, che influisce direttamente sulla dimensione e sulla direzione del restringimento di ciascuna parte.
Inoltre, anche il mantenimento della pressione e del tempo hanno un impatto maggiore sulla contrazione, e la contrazione è minore ma la direzionalità è maggiore quando la pressione è elevata e il tempo è lungo. La pressione di iniezione è elevata, la differenza di viscosità del fuso è ridotta, lo stress di taglio tra gli strati è ridotto e il rimbalzo elastico dopo la sformatura è elevato, quindi anche il ritiro può essere ridotto di una quantità adeguata. La temperatura del materiale è elevata, il ritiro è elevato, ma la direzionalità è ridotta. Pertanto, la regolazione della temperatura dello stampo, della pressione, della velocità di iniezione e del tempo di raffreddamento durante lo stampaggio può anche modificare in modo appropriato il ritiro della parte in plastica.
Quando si progetta lo stampo, in base all'intervallo di ritiro delle varie materie plastiche, allo spessore della parete e alla forma della parte in plastica, alle dimensioni e alla distribuzione della forma di ingresso, il tasso di ritiro di ciascuna parte della parte in plastica viene determinato in base all'esperienza e quindi viene calcolata la dimensione della cavità.
Per le parti in plastica di alta precisione e quando è difficile valutare il tasso di ritiro, in genere è necessario utilizzare i seguenti metodi per progettare lo stampo:
Prendere un tasso di restringimento inferiore per il diametro esterno della parte in plastica e un tasso di restringimento maggiore per il diametro interno, in modo da lasciare spazio per la correzione dopo lo stampo di prova.
Gli stampi di prova determinano la forma, le dimensioni e le condizioni di stampaggio del sistema di colata.
Le parti in plastica da post-lavorare vengono sottoposte a post-lavorazione per determinarne il cambio dimensionale (la misurazione deve avvenire 24 ore dopo la sformatura).
Correggere lo stampo in base al ritiro effettivo.
Riprovare lo stampo e modificare opportunamente le condizioni del processo per modificare leggermente il valore di ritiro per soddisfare i requisiti della parte in plastica.
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fluidità
1) La fluidità dei materiali termoplastici può generalmente essere analizzata da una serie di indici quali peso molecolare, indice di fusione, lunghezza del flusso della spirale di Archimede, viscosità apparente e rapporto di flusso (lunghezza del processo/spessore della parete della parte plastica).
Basso peso molecolare, ampia distribuzione del peso molecolare, scarsa regolarità della struttura molecolare, alto indice di fusione, lunga lunghezza del flusso a spirale, bassa viscosità apparente, alto rapporto di flusso, buona fluidità, le plastiche con lo stesso nome di prodotto devono controllare le loro istruzioni per determinare se la loro fluidità è applicabile Per lo stampaggio ad iniezione.
In base ai requisiti di progettazione dello stampo, la fluidità delle plastiche comunemente utilizzate può essere approssimativamente suddivisa in tre categorie:
Buona fluidità PA, PE, PS, PP, CA, poli(4)metilpentene;
Resina della serie polistirene a media fluidità (come ABS, AS), PMMA, POM, polifenilene etere;
PC con scarsa fluidità, PVC duro, polifenilene etere, polisulfone, poliarilsulfone, fluoroplastiche.
2) La fluidità delle varie plastiche cambia anche a causa di vari fattori di stampaggio. I principali fattori che influenzano sono i seguenti:
①Una temperatura più elevata del materiale aumenta la fluidità, ma plastiche diverse presentano differenze proprie, come PS (specialmente quelle con elevata resistenza agli urti e valore MFR più elevato), PP, PA, PMMA, polistirene modificato (come ABS, AS) La fluidità di, PC , CA e altre plastiche variano notevolmente con la temperatura. Per PE e POM, l'aumento o la diminuzione della temperatura ha scarso effetto sulla loro fluidità. Pertanto, il primo dovrebbe regolare la temperatura durante lo stampaggio per controllarne la fluidità.
②Quando la pressione dello stampaggio a iniezione viene aumentata, il materiale fuso è soggetto a un maggiore effetto di taglio e aumenta anche la fluidità, in particolare PE e POM sono più sensibili, quindi la pressione di iniezione deve essere regolata per controllare la fluidità durante lo stampaggio.
③La forma, le dimensioni, il layout, il design del sistema di raffreddamento della struttura dello stampo, la resistenza al flusso del materiale fuso (come la finitura superficiale, lo spessore della sezione del canale, la forma della cavità, il sistema di scarico) e altri fattori direttamente influenzano il materiale fuso nella cavità La fluidità effettiva all'interno, se il materiale fuso viene promosso per abbassare la temperatura e aumentare la resistenza alla fluidità, la fluidità diminuirà. Quando si progetta lo stampo, è necessario selezionare una struttura ragionevole in base alla fluidità della plastica utilizzata.
Durante lo stampaggio, è possibile controllare anche la temperatura del materiale, la temperatura dello stampo, la pressione di iniezione, la velocità di iniezione e altri fattori per regolare adeguatamente le condizioni di riempimento per soddisfare le esigenze di stampaggio.
03
Cristallinità
Le materie termoplastiche possono essere suddivise in plastiche cristalline e plastiche non cristalline (note anche come amorfe) in base alla loro assenza di cristallizzazione durante la condensazione.
Il cosiddetto fenomeno della cristallizzazione si riferisce al fatto che quando la plastica passa dallo stato fuso allo stato di condensazione, le molecole si muovono in modo indipendente e si trovano in uno stato completamente disordinato. Le molecole smettono di muoversi liberamente, assumono una posizione leggermente fissa e tendono a rendere la disposizione molecolare un modello regolare. Questo fenomeno.
I criteri estetici per giudicare questi due tipi di plastica possono essere determinati dalla trasparenza delle parti in plastica a pareti spesse. Generalmente, i materiali cristallini sono opachi o traslucidi (come POM, ecc.) e i materiali amorfi sono trasparenti (come PMMA, ecc.). Ma ci sono delle eccezioni. Ad esempio, il poli(4)metilpentene è una plastica cristallina ma ha un'elevata trasparenza e l'ABS è un materiale amorfo ma non trasparente.
Durante la progettazione degli stampi e la scelta delle macchine per lo stampaggio a iniezione, prestare attenzione ai seguenti requisiti e precauzioni per la plastica cristallina:
Il calore necessario per aumentare la temperatura del materiale fino alla temperatura di formatura richiede molto calore e sono necessarie attrezzature con una grande capacità di plastificazione.
Durante il raffreddamento e la riconversione viene rilasciata una grande quantità di calore, quindi deve essere sufficientemente raffreddato.
La differenza di gravità specifica tra lo stato fuso e lo stato solido è elevata, il ritiro dallo stampaggio è elevato ed è probabile che si verifichino ritiro e pori.
Raffreddamento rapido, bassa cristallinità, ritiro ridotto ed elevata trasparenza. La cristallinità è correlata allo spessore della parete della parte in plastica e lo spessore della parete si raffredda lentamente, la cristallinità è elevata, il ritiro è elevato e le proprietà fisiche sono buone. Pertanto, la temperatura dello stampo del materiale cristallino deve essere controllata come richiesto.
L'anisotropia è significativa e lo stress interno è elevato. Le molecole che non vengono cristallizzate dopo la sformatura hanno la tendenza a continuare a cristallizzare, si trovano in uno stato di squilibrio energetico e sono soggette a deformazione e deformazione.
L'intervallo di temperature di cristallizzazione è ristretto ed è facile causare l'iniezione di materiale non fuso nello stampo o il blocco dell'apertura di alimentazione.
04
Plastiche sensibili al calore e plastiche facilmente idrolizzate
1) Sensibilità al calore significa che alcune plastiche sono più sensibili al calore. Verranno riscaldati a lungo ad alta temperatura oppure la sezione dell'apertura di alimentazione è troppo piccola. Quando l'effetto di taglio è elevato, la temperatura del materiale aumenterà facilmente causando scolorimento, degradazione e decomposizione. La plastica caratteristica è chiamata plastica sensibile al calore.
Come PVC rigido, cloruro di polivinilidene, copolimero di acetato di vinile, POM, policlorotrifluoroetilene, ecc. Le plastiche sensibili al calore producono monomeri, gas, solidi e altri sottoprodotti durante la decomposizione. In particolare, alcuni gas di decomposizione hanno effetti irritanti, corrosivi o tossici sul corpo umano, sulle apparecchiature e sulle muffe.
Pertanto, è necessario prestare attenzione alla progettazione dello stampo, alla selezione della macchina per lo stampaggio a iniezione e allo stampaggio. Dovrebbe essere utilizzata una macchina per lo stampaggio a iniezione a vite. La sezione del sistema di colata dovrebbe essere ampia. Lo stampo e la canna devono essere cromati. Aggiungi uno stabilizzatore per indebolirne la sensibilità termica.
2) Anche se alcune plastiche (come il PC) contengono una piccola quantità di acqua, si decomporranno ad alta temperatura e alta pressione. Questa proprietà è chiamata idrolisi facile, che deve essere riscaldata ed essiccata preventivamente.
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Stress cracking e frattura da fusione
1) Alcune plastiche sono sensibili allo stress. Sono soggetti a stress interno durante lo stampaggio e sono fragili e facili da rompere. Le parti in plastica si romperanno sotto l'azione di forze esterne o solventi.
Per questo motivo, oltre ad aggiungere additivi alle materie prime per migliorare la resistenza alle crepe, si dovrebbe prestare attenzione all'essiccazione delle materie prime e le condizioni di stampaggio dovrebbero essere selezionate in modo ragionevole per ridurre lo stress interno e aumentare la resistenza alle crepe. Inoltre, se si sceglie una forma ragionevole delle parti in plastica, non è opportuno installare inserti e altre misure per ridurre al minimo la concentrazione delle sollecitazioni.
Durante la progettazione dello stampo, è necessario aumentare l'angolo di sformatura e selezionare un meccanismo ragionevole di ingresso ed espulsione dell'alimentazione. La temperatura del materiale, la temperatura dello stampo, la pressione di iniezione e il tempo di raffreddamento devono essere regolati adeguatamente durante lo stampaggio e cercare di evitare la sformatura quando la parte in plastica è troppo fredda e fragile. Dopo lo stampaggio, anche le parti in plastica devono essere sottoposte a post-trattamento per migliorare resistenza alle crepe, eliminazione dello stress interno e divieto del contatto con solventi.
2) Quando un polimero fuso con una determinata portata del fuso passa attraverso il foro dell'ugello a temperatura costante e la sua portata supera un certo valore, evidenti crepe laterali sulla superficie del fuso vengono chiamate frattura del fuso, che danneggerà l'aspetto e proprietà fisiche della parte in plastica. Pertanto, quando si selezionano polimeri con un elevato indice di fluidità, la sezione trasversale dell'ugello, del canale e dell'apertura di alimentazione deve essere aumentata per ridurre la velocità di iniezione e aumentare la temperatura del materiale.
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Prestazioni termiche e velocità di raffreddamento
1) Varie plastiche hanno proprietà termiche diverse come calore specifico, conduttività termica e temperatura di distorsione termica. La plastificazione con un calore specifico elevato richiede una grande quantità di calore e dovrebbe essere utilizzata una macchina per lo stampaggio a iniezione con una grande capacità di plastificazione. Il tempo di raffreddamento della plastica con elevata temperatura di distorsione termica può essere breve e la sformatura è anticipata, ma la deformazione da raffreddamento dovrebbe essere prevenuta dopo la sformatura.
Le materie plastiche con bassa conduttività termica hanno una velocità di raffreddamento lenta (come i polimeri ionici, ecc.), quindi devono essere sufficientemente raffreddate per migliorare l'effetto di raffreddamento dello stampo. Gli stampi a canale caldo sono adatti per materie plastiche con basso calore specifico ed elevata conduttività termica. Le plastiche con elevato calore specifico, bassa conduttività termica, bassa temperatura di deformazione termica e velocità di raffreddamento lenta non sono favorevoli allo stampaggio ad alta velocità. È necessario selezionare macchine per lo stampaggio a iniezione adeguate e un raffreddamento migliorato dello stampo.
2) Sono necessarie diverse materie plastiche per mantenere una velocità di raffreddamento adeguata in base al tipo, alle caratteristiche e alla forma delle parti in plastica. Pertanto, lo stampo deve essere dotato di sistemi di riscaldamento e raffreddamento in base ai requisiti di stampaggio per mantenere una determinata temperatura dello stampo. Quando la temperatura del materiale aumenta la temperatura dello stampo, è necessario raffreddarlo per evitare che la parte in plastica si deformi dopo la sformatura, abbreviare il ciclo di stampaggio e ridurre la cristallinità.
Quando il calore residuo della plastica non è sufficiente per mantenere lo stampo a una determinata temperatura, lo stampo deve essere dotato di un sistema di riscaldamento per mantenere lo stampo a una determinata temperatura per controllare la velocità di raffreddamento, garantire la fluidità, migliorare le condizioni di riempimento o controllare la plastica le parti si raffreddino lentamente. Previene il raffreddamento irregolare all'interno e all'esterno delle parti in plastica a pareti spesse e aumenta la cristallinità.
Per quelli con buona fluidità, ampia area di stampaggio e temperatura del materiale non uniforme, a seconda delle condizioni di stampaggio delle parti in plastica, a volte è necessario riscaldarlo o raffreddarlo alternativamente o riscaldarlo e raffreddarlo localmente. A tal fine lo stampo dovrebbe essere dotato di un corrispondente sistema di raffreddamento o riscaldamento.
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Igroscopicità
Poiché nella plastica sono presenti vari additivi che le rendono diversi gradi di affinità con l'umidità, la plastica può essere approssimativamente divisa in due tipi: assorbimento dell'umidità, adesione all'umidità e non assorbimento e antiaderenza dell'umidità. Il contenuto di acqua nel materiale deve essere controllato entro l'intervallo consentito. Altrimenti, l'umidità diventerà gas o si idrolizzerà ad alta temperatura e alta pressione, provocando la formazione di schiuma nella resina, riducendone la fluidità e presentando aspetto e proprietà meccaniche scadenti.
Pertanto, la plastica igroscopica deve essere preriscaldata con metodi e specifiche di riscaldamento adeguati, come richiesto per prevenire il riassorbimento dell'umidità durante l'uso.
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Orario di pubblicazione: 27 settembre 2021