HDPE за леене под налягане: всичко, което трябва да знаете

Може да не сте запознати с HDPE и леенето под налягане. Формованите части от HDPE обикновено се използват в промишлени приложения, а леенето под налягане може да произвежда части с различни форми и размери.

В тази изчерпателна статия ще навлезем в света на леенето под налягане с HDPE, покривайки всички основни аспекти, които трябва да знаете. 

Ще започнем с изследване на уникалните свойства на HDPE, които го правят подходящ за леене под налягане, включително неговата висока якост, устойчивост на влага и термични свойства. След това ще обсъдим самия процес на леене под налягане, включително основните включени стъпки, като топене, шприцване и охлаждане на HDPE.

Какво е HDPE?

Полиетиленът с висока плътност (HDPE) или полиетиленът с висока плътност (PEHD) е широко използван термопластичен полимер, който е известен със своята висока якост на опън и отлична химическа устойчивост. 

Обикновено предлаган под формата на пелети за приложения за леене под налягане, HDPE предлага разнообразна гама от свойства, които го правят подходящ за продукти, вариращи от обикновени потребителски стоки до промишлени тръбопроводни системи.

Едно от основните предимства на полиетилена с висока плътност е неговата издръжливост и здравина. С висока устойчивост на удар и напукване при напрежение, HDPE продуктите могат да издържат на тежки натоварвания и среда с висок стрес. Това го прави идеален материал за приложения като химически контейнери, тръбни системи и пластмасов дървен материал, които изискват както здравина, така и химическа устойчивост.

Защо да изберете HDPE като материал за шприцване на форми

Предимства на HDPE леене под налягане:

1. Рентабилен: HDPE е сравнително евтина стокова смола в сравнение с други пластмаси, което я прави икономичен избор за шприцване в големи обеми.
2. Високо съотношение на якост към плътност: HDPE има отлично съотношение на якост към плътност, осигурявайки добри механични свойства, като същевременно е лек. Това го прави подходящ за приложения, изискващи здравина и издръжливост.
3. Химическа устойчивост: HDPE предлага добра устойчивост на много химикали, включително киселини, алкохоли, основи и естери. Това го прави подходящ за продукти, изложени на силни химикали.
4. Устойчивост на влага: HDPE има отлична устойчивост на влага, което го прави идеален за продукти, които ще бъдат изложени на вода или влага.
5. Гъвкавост: HDPE може лесно да бъде оцветен, боядисан, отпечатан или лазерно гравиран, което позволява широка гама от опции за персонализиране, за да отговори на специфичните изисквания за дизайн.
6. Възможност за рециклиране: HDPE е рециклируем материал, който може да помогне на производителите да постигнат целите за устойчивост и да намалят въздействието върху околната среда.

HDPE пластмасата обаче има и някои недостатъци, като ограничена температурна устойчивост или запалимост. Ако обмисляте дали да използвате HDPE като материал за леене под налягане, важно е да оцените специфичните изисквания на вашия продукт и свойствата на HDPE, за да определите дали той е подходящ. 

Процесът на леене под налягане на HDPE пластмаса 

Процесът на HDPE леене под налягане включва няколко ключови стъпки.

Първо, HDPE смола под формата на пелети се подава в цевта на машината за леене под налягане, където се нагрява и разтопява до състояние, което може да се формова. След това стопеният HDPE се инжектира под високо налягане в кухина на формата, която се затваря със скоба от машината.

Докато горещата пластмаса изпълва матрицата, тя е подложена на високи сили на срязване, които помагат за смесването и хомогенизирането на материала.

След като матрицата се напълни, HDPE се охлажда и се втвърдява във формата на кухината на матрицата. Внимателният контрол на скоростта на охлаждане е от решаващо значение за предотвратяване на деформация, изкривяване или напукване на частта.

След достатъчно време за охлаждане формата се отваря и втвърдената част се изхвърля. След това формата се затваря и процесът се повтаря за следващата част.

Неща, които си струва да знаете в процеса на леене под налягане от HDPE

Няколко важни фактора трябва да бъдат взети под внимание и контролирани по време на HDPE леене под налягане, за да се осигурят висококачествени части.

Температурата на стопилката, налягането на впръскване, скоростта на впръскване, температурата на матрицата и времето за охлаждане са ключови параметри на процеса, които влияят върху свойствата на крайната част. Дизайнът на матрицата, включително дебелината на стената, системата на шибъра и каналите и охлаждащите канали, също е от решаващо значение.

В сравнение с други пластмаси, HDPE има относително висок коефициент на топлинно разширение, което може да доведе до проблеми със свиването и деформацията, ако не се отчете правилно. 

• Температура на топене: Препоръчителният температурен диапазон на топене за HDPE обикновено е между 400-535°F (200-280°C). За класове с високо молекулно тегло се предлага малко по-тесен диапазон от 392-482°F (200-250°C), за да се сведе до минимум разграждането
• Налягане на впръскване: Налягането на впръскване за HDPE обикновено варира от 10 000-15 000 psi (70-105 MPa). Необходимото налягане зависи от геометрията на частта, дебелината на стената и пътя на потока. Тънкостенните части може да се нуждаят от налягане до 26 000 psi (180 MPa). 
• Скорост на впръскване: Обикновено се препоръчва висока скорост на впръскване за HDPE, особено за тънкостенни части, за да се осигури пълно запълване на формата, преди стопилката да се охлади и замръзне.
• Температура на матрицата: Температурата на матрицата за HDPE варира от 50-95°F (10-35°C) за части с дебелина на стената над 0,24 инча (6 mm) и до 175°F (80°C) за по-тънки части под 0,24 инча (6 mm). По-високите температури на матрицата осигуряват по-лъскава повърхност, но увеличават времето за охлаждане. Температурата на формата трябва да е еднаква, за да се сведе до минимум свиването и деформацията при диференциално охлаждане.
• Време за охлаждане: Времето за охлаждане е най-дългата част от цикъла на леене под налягане за HDPE, често 80-85% от общото време на цикъла. Типичните времена за охлаждане варират от 10 секунди за части с дебелина 0,08 инча (2 мм) до над 30 секунди за части с дебелина 0,16 инча (4 мм). Преждевременното изхвърляне може да причини деформация и изкривяване.
• Коефициент на термично разширение: HDPE има относително висок коефициент на линейно термично разширение (CLTE) в сравнение с други пластмаси, обикновено около 6-8 x 10^-5 in/in/°F (10-14 x 10^-5 cm/cm/°C). Това означава, че частите от HDPE имат високо свиване при формоване, обикновено 1,5-4%, в зависимост от класа и условията на обработка. 

Приложенията на HDPE продуктите

1. Опаковки и контейнери

• Контейнери за храна и напитки, като кани за мляко, бутилки за шампоан и подложки за кутии със зърнени храни
• Химически контейнери за почистващи продукти, перилни препарати и промишлени химикали
• Опаковки за козметика и лична хигиена, като измиване на лице, лосиони и бутилки с лекарства

2. Тръби и тръбопроводни системи

• Водопроводни и газопроводи за жилищни, търговски и промишлени цели
• Приложения за подземни и надземни тръбопроводи
• Замяна на бетонни и стоманени тръби в различни индустрии

3. Строителство и инфраструктура

• HDPE тръби за водопроводи, канализация и тръбопроводи за питейна вода
• Пластмасов дървен материал като заместител на традиционното дърво в настилките и крайбрежните алеи

4. Селско стопанство

• Тръби за напояване, тръби за тръбни кладенци и системи за капково напояване
• Системи за пръскане на пестициди
• Покривала за оранжерии, входни тунели и фолиа за мулчиране

5. Здравеопазване и медицински приложения

• Медицински продукти като лепенки, лични предпазни средства и опаковъчни фолиа
• Хранителният HDPE е безопасен за директен контакт с храни и напитки

6. Потребителски стоки и домакински стоки

• Играчки, прибори, кофи и кухненски съдове
• Контейнери за боклук, кутии за лед и домакински принадлежности

7. Индустриални приложения

• Обработващо оборудване и машинни компоненти
• Устойчиви на корозия облицовки за резервоари и контейнери
• Гъвкави HDPE тръби за суспензия, отпадни води и транспорт на химикали в различни индустрии

8. Приложения в морето и на открито

• Компоненти за лодки, оборудване за басейни и морски настилки
• UV-устойчиви външни мебели и оборудване за детски площадки

9. Електротехника и електроника

• Изолация на проводници и кабели с помощта на омрежен полиетилен или PE съполимери

В обобщение, уникалните свойства на HDPE го правят универсален материал, подходящ за широк спектър от приложения, вариращи от ежедневни потребителски продукти до специализирани индустриални приложения. Неговата издръжливост, химическа устойчивост и устойчивост на влага, съчетани с неговата рентабилност и възможност за рециклиране, направиха HDPE популярен избор в множество сектори.

Често задавани въпроси

Кои HDPE машини за леене под налягане се препоръчват за малкия бизнес?

За малки предприятия се препоръчват настолни или малки машини за леене под налягане, които предлагат прецизен контрол на температурата и налягането. Търсете машини от реномирани производители, които се грижат за дребномащабно производство и предлагат поддръжка след продажбата.

Каква е разликата между HDPE и LDPE?

Докато HDPE и LDPE са видове полиетилен със сходни свойства, HDPE има по-линейна структура, по-висока плътност, по-голяма якост и твърдост и по-добра устойчивост на топлина и химикали. LDPE, от друга страна, е по-гъвкав, прозрачен и има по-ниска точка на топене, което го прави подходящ за приложения, изискващи тези свойства.

Какви други методи на формоване обикновено се използват за производството на HDPE освен леене под налягане?

Формоването чрез издуване, ротационното формоване, компресионното формоване и екструдирането също се използват широко в зависимост от вида на произвеждания продукт.