Техниката на шприцване се използва при производството на шприцформи за идентични части, известни като формовани компоненти. Този процес изисква високо налягане и разтопената пластмаса или друг материал се инжектира в кухината на матрицата за шприцване на пластмаса.
Втората стъпка се извършва вътре във формата, където веществото се охлажда и втвърдява, следвайки контурите на кухината. След отваряне на формата, отлятата част се отстранява. Процедурата се повтаря няколко пъти, за да се създадат много еднакви парчета.
Освен това, изключително здрава стомана често се използва за шприцформи, създадени да издържат на високо налягане и топлина, генерирани по време на процеса на шприцване. За да се произвеждат точни и еднакви части, формите трябва да бъдат прецизни.
Качеството на готовия продукт е значително повлияно от дизайна на матрицата, който може да бъде сложен поради съображения като вида на формования материал, желаната форма на готовия продукт и използваните производствени процедури.
Формованите части се използват в различни продукти, от прости домакински стоки до сложни механични части, използвани в сектори, включително автомобилната, електронната и медицинското производство. Шприцването е популярен метод за производство на различни продукти поради своята адаптивност и достъпност.
Продукти за шприцване: Оборудване и процес
С помощта на специализирани машини, индустриалният процес на шприцване създава формовани компоненти от термопластични или термореактивни материали. Следните компоненти са от съществено значение за производството на продукти за шприцване:
Оборудване
Следното оборудване се използва по време на процеса на шприцване:
- Машина за леене под налягане: Тази машина съдържа компоненти като бункер, нагревателен барабан, бутален винт и скоба за матрица, които съставляват основната част от процеса на шприцване. Пластмасовите пелети се стопяват от машината и се инжектират под твърдо налягане във матрицата, за да се получи отлята част.
- Кухина на мухъла: Този инструмент, често изработен от стомана или алуминий, придава формата на пластмасата. Две части от матрицата се закрепват заедно по време на процеса на шприцване.
- Бункер за материал: Преди да бъдат подадени в нагревателния барабан на машината за шприцване, пластмасовите пелети се съхраняват там.
- Отоплителен варел: Пластмасовите пелети се стопяват в тази част от процеса на шприцване, така че са готови за инжектиране във формата.
- Възвратно-постъпателен винт: Тази част от машината за шприцване нагрява пластмасата, преди да я насочи към матрицата.
- Скоба за матрица: Тази система прилага налягането, необходимо за инжектиране на разтопената пластмаса във формата, като същевременно държи формата затворена по време на процеса на шприцване.
- Охладителна система: Това се използва за охлаждане на шприцваните компоненти, след като са били създадени. Това може да се постигне чрез охлаждане на системата с въздух, вода или комбинация от двете.
Това са основните елементи на инсталацията за шприцване. В зависимост от конкретните нужди на процеса на шприцване може да се използва и допълнително спомагателно оборудване, като гранулатори, сушилни за материали и устройства за контрол на температурата.
Пластмасова инжекционна единица
Топенето и инжектирането на пластмасовия материал в кухината на матрицата се извършва от устройството за инжектиране на пластмаса при шприцване. Пластмасовият материал се топи и инжектира във матрицата с помощта на нагрят цилиндър, винт и дюза.
След това пластмасовото вещество се поставя в цилиндъра, където движещият се винт го нагрява и смесва. В следващата стъпка дюзата инжектира пластмасовия материал в кухината на матрицата, след като достигне подходящата температура и консистенция, където той се охлажда и втвърдява, за да се получи желаният резултат.
За да се поддържа постоянно и висококачествено производство, устройството за шприцване на пластмаси, което е ключова част от процеса на шприцване, трябва да се управлява по подходящ начин.
Затягащ блок за матрици
Двете половини на матрицата трябва да бъдат плътно затворени и задържани заедно по време на процесите на шприцване и охлаждане от устройството за затягане на матрицата при шприцване. Силата на затягане, необходима за здраво задържане на половините на матрицата заедно и за предотвратяване на изтичането на пластмасов материал от кухината на матрицата, се прилага и поддържа от устройството.
Неподвижна плоча и подвижна плоча, свързани с хидравлична или механична система, образуват затягащото устройство на матрицата. Двете плочи се издърпват една към друга, когато матрицата се постави в машината, и след това се прилага затягаща сила, за да се задържи матрицата затворена.
Необходимата сила на затягане варира в зависимост от размера, сложността и вида на използваната пластмаса, както и от формата. За да се осигури безопасно и ефективно производство, устройството за затягане на формата, което е ключова част от процеса на шприцване, трябва да се следи отблизо.
Процеси: Шприцване на термопластични полимери
Процесът на шприцване на термопластични полимери обикновено включва следното:
Мухълът
Шприцването на термопластични полимери зависи силно от шприцформата. Това е устройство, използвано за формоване на разтопена пластмаса в желания завършен продукт. Кухината и сърцевината, двата основни компонента на матрицата, обикновено са конструирани така, че да пасват заедно, за да създадат триизмерна форма.
След инжектиране в кухината на матрицата, пластмасовият материал се охлажда и втвърдява, за да приеме формата на матрицата. Крайната форма и размер на продукта се определят от дизайна на матрицата, което я прави критичен компонент от процеса на шприцване.
Формата трябва да бъде внимателно разработена, за да се гарантира, че пластмасовият материал ще постъпи безпроблемно във всяка кухина и че процесът на охлаждане ще бъде бърз и равномерен. Освен това, формата трябва да бъде изработена от материали, които издържат на високите температури и налягания, използвани в процеса на шприцване.
Тъй като матрицата е за многократна употреба по време на шприцване, тя може да се използва за създаване на множество идентични части. За да се поддържа в добра форма и да може да продължи да произвежда висококачествени части, матрицата може да се нуждае от редовно почистване и поддръжка.
Двуплочеста форма
При шприцване на термопластични полимери, двуплоската форма е типичен вид форма. Тя се състои от две части, фиксирани върху двете плочи на формовъчната машина - кухината и сърцевината. Двуплоската форма се нарича така, защото има двукомпонентна конструкция с разделителна линия, разделяща двете части на формата.
Задачата на двуплоската матрица е да формова разтопената пластмаса в желаната крайна форма. Пластмасовият материал се инжектира в кухината на матрицата през отвор на разделителната линия. Кухината се запълва с пластмасов материал, който след това се оставя да се охлади и втвърди. Готовият продукт се освобождава, след като двете половини на матрицата се разделят.
Тъй като са необходими само две плочи и няколко прости компонента, двуплощната матрица е сравнително лесен и достъпен тип матрица. Тя работи добре за компоненти с ясна геометрия, включително плоски или заоблени криви.
Въпреки това, може да не е подходящо за части с по-сложни геометрии, тъй като запълването на кухината с пластмаса може да бъде предизвикателство при тези обстоятелства. При шприцването двуплостната матрица е универсална и често използвана, особено за прости детайли и скромни производствени серии.
Трипластова форма
Триплоската форма е една от формите, използвани при шприцването на термопластични полимери. В сравнение с двуплоската форма, тя има повече функции и гъвкавост, тъй като има три плочи; две подвижни и една стабилна.
Целта на триплоската матрица е да формова пластмасовите шприцвани части в желаната крайна форма. Пластмасовият материал се инжектира наполовина в кухината на матрицата през отвор на разделителната линия.
След като разтопената пластмаса е в кухината на формата, двете подвижни плочи се отделят от неподвижната плоча, което позволява на пластмасовия обект да бъде изхвърлен от формата. Третата плоча в триплоската форма, разположена между кухината и половината от сърцевината, се нарича плъзгаща плоча или подплоча.
С използването на тази плоча може да се създаде уникална система от канали, която може да се използва за насочване на потока от пластмасов материал към различни кухини или места в рамките на една кухина. В резултат на това процесът на шприцване може да бъде по-гъвкав и ефективен.
При производството на по-големи изделия, където използването на двуплощна матрица би довело до по-голям размер на матрицата или би наложило инсталирането на допълнителни елементи, като например повдигачи, често се използва триплощна матрица. Чрез включването на няколко кухини в конструкцията на матрицата, триплощната матрица може да произвежда различни части в един цикъл.
Триплоската матрица е универсален и ефективен тип матрица, често използван в процеса на шприцване, особено за по-големи части и производствени серии.
Повторно използване на леятника и канала в дву- и триплоски форми
Използваният материал, геометрията на детайла и желаните качества на крайния продукт влияят върху това колко от литниковата тръба и канала може да се използва повторно при шприцване. Повторното използване на литниковата тръба и канала се прави често в индустрията за шприцване, защото може да намали разходите и отпадъците.
Освен това, литникът и каналът обикновено се закрепват към формования обект в двуплоскостна матрица и целият възел се изважда от матрицата. След това обектът може да бъде ръчно отделен от литника и канала, което може да се използва в други цикли на формоване.
Повторното използване на литниковата форма и канала може да наложи допълнителни процедури за обработка, включително смилане или претопяване, за да се гарантира, че материалът е в подходяща форма за повторна употреба. В трипластова форма процедурата по изхвърляне отделя литниковата форма и канала от формования обект и литниковата форма често се използва повторно в последователни цикли на формоване.
Плочата на канала обикновено е разглобяема, което улеснява достъпа до системата от канали и повторната употреба на литака и канала. Важно е да се помни, че повторната употреба на литака и канала може значително да повлияе на консистентността и качеството на крайния продукт.
Въпреки това, повторно използваните материали могат да имат примеси или проблеми с консистенцията, които влияят върху здравината или издръжливостта на пластмасовия материал. За да се постигнат постоянни и висококачествени продукти, е необходимо непрекъснато наблюдение на процеса на формоване и качеството на рециклирания материал.
Като цяло, индустрията за шприцване използва повторно леяка и канала в дву- и триплоски форми, което може да помогне за намаляване на разходите и отпадъците. Гарантирането, че качеството и качествата на крайния продукт не са компрометирани, изисква стриктно обмисляне и управление.
Машини за леене под налягане
Машините, използвани за процеса на инфекциозно формоване, включват следното:
Инжекционни агрегати
Инжекционният блок, който разтопява и инжектира пластмасовия материал във формата, е ключова част от машината за шприцване. Типичните компоненти са цилиндър, нагревател, шнек или бутало, бункер и инжекционен блок.
Преди да бъде поставен в бъчвата, пластмасовият материал първо се подава в бункера и се задържа там. Движещият се винт или бутало и топлината от нагревателя разтопяват и хомогенизират пластмасата вътре в бъчвата. С придвижването си, разтопеният пластмасов материал се инжектира във формата през отвор от винта или буталото.
Целта на инжекционния блок е прецизно да регулира температурата, налягането и дебита на пластмасовия материал по време на целия процес на шприцване. Това гарантира, че пластмасовият материал е равномерно хомогенизиран, правилно разтопен и инжектиран във формата.
Възможно е също така да се променят скоростта, налягането и обемът на шприцващия агрегат, което е от решаващо значение при формоване на обекти със сложна геометрия или точни допуски. В зависимост от точното приложение, видът и размерът на шприцващия агрегат могат да се променят, като някои машини са предназначени за производство в големи обеми, а други за прецизно или дребномащабно формоване.
Шприцващият агрегат е от решаващо значение за производството на висококачествени пластмасови изделия и често е един от най-важните компоненти, определящи производителността и възможностите на машина за шприцване.
Машина за бутални винтообразни машини
Устройство за шприцване, машина с бутално-постъпателно въртене, разтопява и инжектира пластмасов материал във формата с помощта на бутален винт. Поради своята адаптивност, ефективност и способност за създаване на висококачествени пластмасови изделия, това оборудване се използва често в сектора на шприцването.
В идеалния случай, шприцването включва топене и инжектиране на термопластични материали в матрица с помощта на машина с бутално-постъпателно въртене. Пластмасовите пелети се подават в цилиндъра на машината чрез бутално-постъпателно въртене и се стопяват, като по този начин се подлагат на налягане и топлина.
След като се разтопи, пластмасата се инжектира във формата с помощта на винт под високо налягане, за да се придаде на готовия продукт желаната форма.
Машина за предварително пластифициране с винтова шнекова ...
Двустепенната машина е машина за шприцване, която използва два независими инжекционни модула; единият за топене на пластмасовия материал, а другият за инжектирането му във формата.
Топенето и подготовката за инжектиране на пластмасовия материал се наричат първи етап или „пластифициране“. На този етап, бутален винт произвежда топлина и налягане, които разтопяват пластмасата, докато тя се подава в основния инжекционен блок на машината.
Разтопеният пластмасов материал се изпомпва във формата по време на втория етап, наричан още етап на „дозиране“. Тази стъпка включва преместване на разтопената пластмаса от първичния инжекционен блок към вторичния инжекционен блок, където се инжектира под твърдо налягане във формата.
Големи и сложни детайли често се произвеждат с помощта на двустепенни машини, защото те осигуряват превъзходен контрол на процеса на формоване и позволяват по-точно инжектиране на пластмасовия материал във формата.
Затягащи устройства
Следните затягащи устройства се използват за изработка на шприцвани части:
Скоби за превключване
За да се държат двете части на матрицата заедно по време на процеса на шприцване, при шприцването се използват скоби. Скобите са предназначени да генерират силна затягаща сила, за да се гарантира, че матрицата остава затворена и правилно ориентирана по време на шприцването на разтопения пластмасов материал.
Щифтовите скоби увеличават силата на затягане, подавана към матрицата чрез система от връзки. Системата от връзки създава механично предимство, когато скобата е зацепена, увеличавайки силата, прилагана към матрицата. В резултат на това скобите могат да прилагат голяма сила само с малка входна сила.
Освен това, скобите с лостов механизъм са предпочитани при шприцване, защото осигуряват стабилна и надеждна сила на захващане, която може да се променя, за да отговаря на специфичните нужди на процеса на формоване. Освен това, те се захващат и освобождават бързо и са лесни за употреба, което допринася за по-кратко общо време на цикъла на процеса на формоване.
Хидравлични скоби
Хидравличните скоби често се използват при шприцване, за да държат двете половини на матрицата заедно по време на процеса на шприцване. За да осигурят силна затягаща сила към матрицата и да я поддържат сигурно затворена и подравнена по време на шприцването на разтопения пластмасов материал, хидравличните скоби използват хидравлично налягане.
Хидравлична помпа, контролни клапани и цилиндри съставляват конвенционалната хидравлична система, използвана в затягащия механизъм. Цилиндрите преместват затягащата плоча или монтажната плоча на матрицата, когато хидравличната система е активирана, като по този начин прилагат налягане върху матрицата.
Хидромеханични скоби
За да се задържат двете части на матрицата заедно по време на проекта за шприцване, шприцването използва хидромеханични скоби, наричани още скоби с превключване.
Чрез комбиниране на хидравлична система за стартиране на процеса на затягане и механичен превключвателен механизъм за увеличаване и поддържане на силата на затягане, хидромеханичните скоби съчетават предимствата на хидравличните и механичните методи на затягане.
Хидравличен цилиндър, който премества затягащата плоча към неподвижната плоча, генерира силата на затягане. След като се достигне определена сила на затягане, хидравличният цилиндър се заключва и механичният превключвателен механизъм поема действието, за да продължи да прилага сила на затягане.
