Tehnika injekcijskog prešanja koristi se u proizvodnji kalupa za injekcijsko prešanje identičnih dijelova, poznatih kao oblikovane komponente. Ovaj proces zahtijeva visoki tlak, a rastaljena plastika ili drugi materijal ubrizgava se u šupljinu kalupa za injekcijsko prešanje plastike.
Drugi korak odvija se unutar kalupa, gdje se tvar hladi i stvrdnjava, prilagođavajući se konturama šupljine. Izliveni dio se zatim uklanja nakon otvaranja kalupa. Postupak se ponavlja nekoliko puta kako bi se stvorili mnogi identični dijelovi.
Osim toga, za kalupe za injekcijsko brizganje obično se koristi iznimno čvrsti čelik, izrađen da izdrži visoki tlak i toplinu nastalu tijekom procesa injekcijskog brizganja. Za izradu točnih i konzistentnih dijelova, kalupi moraju biti precizni.
Na kvalitetu gotovog proizvoda značajno utječe dizajn kalupa, koji može biti kompliciran zbog faktora kao što su vrsta materijala koji se oblikuje, željeni oblik gotovog predmeta i uključeni proizvodni postupci.
Lijevani dijelovi koriste se u raznim proizvodima, od jednostavnih kućanskih potrepština do složenih mehaničkih dijelova koji se koriste u sektorima uključujući automobilsku, elektroničku i industriju medicinskih uređaja. Brizganje je popularna metoda proizvodnje za razne proizvode zbog svoje prilagodljivosti i pristupačnosti.
Proizvodi za brizganje: oprema i proces
Korištenjem specijaliziranih strojeva, industrijski proces injekcijskog prešanja stvara oblikovane komponente od termoplastičnih ili termoreaktivnih materijala. Sljedeće komponente su bitne u proizvodnji proizvoda za injekcijsko prešanje:
Oprema
Tijekom procesa injekcijskog prešanja koristi se sljedeća oprema:
- Stroj za brizganje: Ovaj stroj sadrži komponente kao što su lijevak, grijaći bubanj, klipni vijak i stezaljka kalupa koje čine primarni dio postupka injekcijskog prešanja. Plastične kuglice se tale u stroju i ubrizgavaju pod čvrstim tlakom u kalup kako bi se napravio oblikovani dio.
- Šupljina kalupa: Ovaj instrument, često izrađen od čelika ili aluminija, daje plastici oblik. Dva dijela kalupa se spajaju tijekom postupka injekcijskog prešanja.
- Spremnik za materijal: Prije nego što se ubace u grijaći bubanj stroja za brizganje plastike, plastične kuglice se ovdje drže.
- Bačva za grijanje: Plastične kuglice se u ovom dijelu procesa injekcijskog prešanja tope tako da su spremne za ubrizgavanje u kalup.
- Klipni vijak: Ovaj dio stroja za brizganje zagrijava plastiku prije nego što je usmjeri prema kalupu.
- Stezaljka za kalup: Ovaj sustav primjenjuje tlak potreban za ubrizgavanje rastaljene plastike u kalup, a istovremeno drži kalup zatvorenim tijekom procesa injekcijskog prešanja.
- Sustav hlađenja: Ovo se koristi za hlađenje injekcijski prešanih komponenti nakon što su izrađene. To se može postići hlađenjem sustava zrakom, vodom ili kombinacijom ta dva.
Ovo su bitni elementi uređaja za injekcijsko prešanje. Ovisno o specifičnim potrebama procesa injekcijskog prešanja, može se koristiti i dodatna pomoćna oprema, kao što su granulatori, sušilice materijala i jedinice za kontrolu temperature.
Jedinica za brizganje plastike
Taljenje i ubrizgavanje plastičnog materijala u šupljinu kalupa vrši se pomoću jedinice za ubrizgavanje plastike u postupku injekcijskog prešanja. Plastični materijal se tali i ubrizgava u kalup pomoću zagrijane cijevi, vijka i mlaznice.
Plastična tvar se zatim stavlja u bačvu, gdje je pokretni vijak zagrijava i miješa. U sljedećem koraku, mlaznica ubrizgava plastični materijal u šupljinu kalupa nakon što dostigne odgovarajuću temperaturu i konzistenciju, gdje se hladi i stvrdnjava kako bi se stvorio željeni rezultat.
Kako bi se održao stalan i visokokvalitetan proizvod, jedinica za brizganje plastike, koja je ključni dio procesa brizganja, mora se na odgovarajući način upravljati.
Jedinica za stezanje kalupa
Dvije polovice kalupa moraju biti čvrsto zatvorene i držane zajedno tijekom procesa ubrizgavanja i hlađenja pomoću uređaja za stezanje kalupa kod injekcijskog prešanja. Sila stezanja potrebna za čvrsto držanje polovica kalupa zajedno i sprječavanje curenja plastičnog materijala iz šupljine kalupa primjenjuje se i održava uređajem.
Nepokretna ploča i pokretna ploča spojene na hidraulički ili mehanički sustav čine jedinicu za stezanje kalupa. Dvije ploče se povlače jedna prema drugoj kada se kalup stavlja u stroj, a zatim se primjenjuje sila stezanja kako bi se kalup držao zatvorenim.
Količina potrebne stezne sile varira ovisno o veličini, složenosti i vrsti korištene plastike te kalupu. Kako bi se osigurala sigurna i učinkovita proizvodnja, jedinica za stezanje kalupa, ključni dio procesa injekcijskog prešanja, mora se pomno pratiti.
Procesi: Injekcijsko prešanje termoplastičnih polimera
Postupak injekcijskog prešanja termoplastičnih polimera obično uključuje sljedeće:
Plijesan
Brizganje termoplastičnih polimera uvelike ovisi o kalupu za injekcijsko prešanje. To je uređaj koji se koristi za oblikovanje rastaljene plastike u željeni gotov predmet. Šupljina i jezgra, dvije glavne komponente kalupa, obično su konstruirane tako da se spajaju i stvaraju trodimenzionalni oblik.
Nakon ubrizgavanja u šupljinu kalupa, plastični materijal se hladi i stvrdnjava kako bi poprimio oblik kalupa. Konačni oblik i veličina proizvoda određeni su dizajnom kalupa, što ga čini ključnom komponentom procesa injekcijskog prešanja.
Kalup mora biti pažljivo razvijen kako bi se osiguralo da plastični materijal bez napora teče u svaku šupljinu te da je proces hlađenja brz i ravnomjeran. Osim toga, kalup mora biti izrađen od materijala koji podnose visoke temperature i tlakove korištene u procesu injekcijskog prešanja.
Budući da se kalup može ponovno koristiti tijekom ubrizgavanja, može se koristiti za izradu brojnih identičnih dijelova. Kako bi se održao u dobrom stanju i kako bi se nastavili proizvoditi visokokvalitetni dijelovi, kalup će možda trebati redovito čistiti i održavati.
Kalup s dvije ploče
Kod ubrizgavanja termoplastičnih polimera, kalup s dvije ploče tipičan je tip kalupa. Sastoji se od dva dijela pričvršćena na dvije ploče stroja za oblikovanje, polovice šupljine i polovice jezgre. Kalup s dvije ploče naziva se tako jer ima dvodijelni dizajn s razdjelnom linijom koja odvaja dva dijela kalupa.
Zadatak kalupa s dvije ploče je oblikovanje rastaljene plastike u željeni konačni oblik. Plastični materijal se ubrizgava u šupljinu kalupa kroz otvor na liniji odvajanja. Šupljina se puni plastičnim materijalom, koji se zatim ostavlja da se ohladi i stvrdne. Gotov proizvod se oslobađa nakon što se dvije polovice kalupa razdvoje.
Budući da su mu potrebne samo dvije ploče i nekoliko jednostavnih komponenti, kalup s dvije ploče je relativno jednostavan i pristupačan tip kalupa. Dobro funkcionira za komponente s jednostavnom geometrijom, uključujući ravne ili zaobljene krivulje.
Međutim, možda nije prikladan za dijelove sa složenijim geometrijama jer bi ispunjavanje šupljine plastikom moglo biti izazovno u tim okolnostima. U injekcijskom prešanju, kalup s dvije ploče je svestran i često se koristi, posebno za jednostavne komade i skromne proizvodne serije.
Kalup s tri ploče
Kalup s tri ploče jedan je od kalupa koji se koristi u injekcijskom prešanju termoplastičnih polimera. U usporedbi s kalupom s dvije ploče, ima više značajki i svestranosti jer ima tri ploče; dvije pokretne i jednu stabilnu.
Svrha kalupa s tri ploče je oblikovanje plastičnih dijelova brizganih u željeni konačni oblik. Plastični materijal se ubrizgava u polovicu šupljine kalupa kroz otvor na liniji za odvajanje.
Nakon što se rastaljena plastika nalazi u šupljini kalupa, dvije pokretne ploče odvajaju se od nepokretne ploče, omogućujući izbacivanje plastičnog predmeta iz kalupa. Treća ploča u kalupu s tri ploče, smještena između šupljine i jezgrene polovice, naziva se ploča trkača ili podploča.
Korištenjem ove ploče može se stvoriti jedinstveni sustav protoka koji se može koristiti za usmjeravanje toka plastičnog materijala u različite šupljine ili lokacije unutar jedne šupljine. Kao rezultat toga, proces injekcijskog prešanja može biti fleksibilniji i učinkovitiji.
Prilikom proizvodnje većih predmeta, gdje bi korištenje kalupa s dvije ploče rezultiralo većom veličinom kalupa ili zahtijevalo ugradnju dodatnih značajki poput podizača, često se koristi kalup s tri ploče. Uključivanjem nekoliko šupljina u dizajn kalupa, kalup s tri ploče može izraditi različite dijelove u jednom ciklusu.
Kalup s tri ploče je svestran i učinkovit tip kalupa koji se često koristi u procesu injekcijskog prešanja, posebno za veće dijelove i proizvodne serije.
Ponovna upotreba uljevnog kanala i kanalice u kalupima s dvije i tri ploče
Materijal koji se koristi, geometrija dijela i željene kvalitete gotovog proizvoda utječu na to koliko se uljevnog kanala i kliznog kanala može ponovno upotrijebiti u brizganju. Ponovna upotreba uljevnog kanala i kliznog kanala često se provodi u industriji brizganja jer može smanjiti troškove i otpad.
Osim toga, uljevni kanal i klizač se obično pričvršćuju na oblikovani predmet u kalupu s dvije ploče, a sklop se kao cjelina izbacuje iz kalupa. Predmet se zatim može ručno odvojiti od uljevnog kanala i kliznika, što se može koristiti u drugim ciklusima oblikovanja.
Ponovna upotreba uljevnog kanala i kliznog kanala mogla bi zahtijevati daljnje postupke obrade, uključujući brušenje ili ponovno taljenje, kako bi se osiguralo da je materijal u odgovarajućem obliku za ponovnu upotrebu. U kalupu s tri ploče, postupak izbacivanja odvaja uljevni kanal i klizni kanal od oblikovanog predmeta, a uljevni kanal se često ponovno koristi u uzastopnim ciklusima oblikovanja.
Ploča uljevnog kanala je obično odvojiva, što olakšava pristup sustavu uljevnog kanala i ponovnu upotrebu uljevnog kanala i uljevnog kanala. Ključno je zapamtiti da ponovna upotreba uljevnog kanala i uljevnog kanala može značajno utjecati na konzistentnost i kvalitetu konačnog proizvoda.
Međutim, ponovno korišteni materijali mogu imati nečistoće ili probleme s konzistencijom koji utječu na čvrstoću ili trajnost plastičnog materijala. Za postizanje konzistentnih i visokokvalitetnih proizvoda potrebno je kontinuirano praćenje procesa oblikovanja i kvalitete recikliranog materijala.
Općenito, industrija injekcijskog prešanja ponovno koristi uljevni kanal i kanal u kalupima s dvije i tri ploče, što može pomoći u smanjenju troškova i otpada. Osiguravanje da kvaliteta i osobine konačnog proizvoda nisu ugrožene zahtijeva rigorozno razmišljanje i upravljanje.
Strojevi za brizganje
Strojevi koji se koriste za proces infektivnog kalupljenja uključuju sljedeće:
Jedinice za ubrizgavanje
Jedinica za ubrizgavanje, koja topi i ubrizgava plastični materijal u kalup, ključni je dio stroja za ubrizgavanje. Tipične komponente su cilindar, grijač, vijak ili klip, lijevak i jedinica za ubrizgavanje.
Prije nego što se stavi u bačvu, plastični materijal se prvo ubacuje u lijevak i tamo se zadržava. Pokretni vijak ili klip i toplina grijača tope i homogeniziraju plastiku unutar bačve. Kako napreduje, rastaljeni plastični materijal se ubrizgava u kalup kroz otvor pomoću vijka ili klipa.
Svrha jedinice za ubrizgavanje je precizno regulirati temperaturu, tlak i brzinu protoka plastičnog materijala tijekom cijelog procesa injekcijskog prešanja. To jamči da je plastični materijal ravnomjerno homogeniziran, ispravno rastopljen i ubrizgan u kalup.
Također je moguće promijeniti brzinu, tlak i volumen jedinice za ubrizgavanje, što je ključno pri oblikovanju predmeta sa složenim geometrijama ili strogim tolerancijama. Ovisno o točnoj primjeni, vrsta i veličina jedinice za ubrizgavanje mogu se mijenjati, pri čemu su neki strojevi napravljeni za proizvodnju velikih količina, a drugi za precizno ili maloserijsko oblikovanje.
Jedinica za brizganje ključna je za proizvodnju visokokvalitetnih plastičnih proizvoda i često je jedna od najznačajnijih komponenti u definiranju performansi i mogućnosti stroja za brizganje plastike.
Stroj s klipnim vijcima
Uređaj za brizganje plastike, stroj s recipročnim pužnim kretanjem, topi i ubrizgava plastični materijal u kalup pomoću recipročnog pužnog gibanja. Zbog svoje prilagodljivosti, učinkovitosti i sposobnosti izrade visokokvalitetnih plastičnih proizvoda, ova se oprema često koristi u sektoru brizganja plastike.
Idealno, injekcijsko prešanje uključuje taljenje i ubrizgavanje termoplastičnih materijala u kalup pomoću stroja s recipročnim pužem. Plastične kuglice se ubacuju u cilindar stroja pomoću recipročnog puža i tale se, pri čemu se stvaraju tlak i toplina.
Nakon što se rastali, plastika se ubrizgava u kalup pomoću vijka pod visokim tlakom kako bi se gotovom proizvodu dao željeni oblik.
Stroj za plastifikator s vijkom ili dvostupanjski stroj
Dvostupanjski stroj je stroj za brizganje plastike koji koristi dvije neovisne jedinice za brizganje; jednu za taljenje plastičnog materijala, a drugu za ubrizgavanje u kalup.
Taljenje i priprema za ubrizgavanje plastičnog materijala nazivaju se prvom fazom ili "plastifikacijom". U ovoj fazi, klipni vijak proizvodi toplinu i tlak koji otapaju plastiku dok se dovodi u primarnu jedinicu za ubrizgavanje stroja.
Rastaljeni plastični materijal se pumpa u kalup tijekom druge faze, koja se naziva i faza "mjerenja". Ovaj korak uključuje premještanje rastaljene plastike iz primarne jedinice za ubrizgavanje u sekundarnu jedinicu za ubrizgavanje, gdje se pod čvrstim tlakom ubrizgava u kalup.
Veliki i složeni komadi često se proizvode pomoću dvostupanjskih strojeva jer pružaju vrhunsku kontrolu procesa oblikovanja i omogućuju preciznije ubrizgavanje plastičnog materijala u kalup.
Stezne jedinice
Sljedeće stezne jedinice koriste se za izradu dijelova brizganim lijevanjem:
Preklopne stezaljke
Kako bi se dva dijela kalupa držala zajedno tijekom procesa ubrizgavanja, u injekcijskom prešanju se koriste preklopne stezaljke. Stezaljke su napravljene za stvaranje snažne sile stezanja kako bi se osiguralo da kalup ostane zatvoren i ispravno orijentiran tijekom ubrizgavanja rastaljenog plastičnog materijala.
Preklopne stezaljke povećavaju silu stezanja koja se prenosi na kalup putem sustava poluga. Sustav poluga stvara mehaničku prednost kada je stezaljka u zahvatu, povećavajući silu primijenjenu na kalup. Kao rezultat toga, stezaljke mogu primijeniti veliku silu uz samo malu ulaznu silu.
Osim toga, preklopne stezaljke su poželjnije u brizganju plastike jer pružaju robusnu i pouzdanu silu hvatanja koja se može prilagoditi jedinstvenim potrebama procesa oblikovanja. Osim toga, brzo se uključuju i isključuju te su jednostavne za korištenje, što sve doprinosi kraćem ukupnom vremenu ciklusa procesa oblikovanja.
Hidraulične stezaljke
Hidraulične stezaljke se često koriste u injekcijskom prešanju kako bi se dvije polovice kalupa držale zajedno tijekom procesa ubrizgavanja. Kako bi se kalupu pružila snažna sila stezanja i kako bi se on sigurno zatvorio i poravnao tijekom ubrizgavanja rastaljenog plastičnog materijala, hidraulične stezaljke koriste hidraulički tlak.
Hidraulična pumpa, regulacijski ventili i cilindri čine konvencionalni hidraulički sustav koji se koristi u mehanizmu stezanja. Cilindri pomiču steznu ploču ili ploču za montažu kalupa kada se hidraulički sustav aktivira, pritom primjenjujući tlak na kalup.
Hidromehaničke stezaljke
Kako bi se dva dijela kalupa držala zajedno tijekom projekta injekcijskog prešanja, injekcijsko prešanje koristi hidromehaničke stezaljke, koje se nazivaju i stezaljkama s preklopnom pomoći.
Kombinacijom hidrauličkog sustava za pokretanje procesa stezanja i mehaničkog preklopnog mehanizma za povećanje i održavanje sile stezanja, hidromehaničke stezaljke kombiniraju prednosti hidrauličnih i mehaničkih metoda stezanja.
Hidraulički cilindar koji pomiče steznu ploču prema fiksnoj ploči generira steznu silu. Nakon što se postigne određena količina stezne sile, hidraulički cilindar se blokira, a mehanički preklopni mehanizam preuzima nastavak primjene stezne sile.
