Scurt istoric al turnării prin injecție a materialelor plastice: inovații și repere

Turnarea prin injecție a plasticului a început la sfârșitul anilor 1800 ca o modalitate de a crea rapid și eficient piese din plastic precise. Acest proces a creat industria plasticului și a schimbat modul în care erau fabricate obiecte de zi cu zi, precum jucării, recipiente și piese auto.

În acest blog, puteți afla despre istoria turnării prin injecție a plasticului, ceea ce vă ajută să înțelegeți cum modelează lumea din jurul vostru și de ce este atât de utilizată pe scară largă.

Pionieri și inovatori timpurii

Primele lucrări din industria turnării prin injecție a plasticului au modelat viitorul materialelor plastice. Persoane cheie și schimbări în industrie au dus la apariția unor mașini noi, a unor materiale mai bune și a unei utilizări tot mai ample în produse.

Contribuțiile lui John și Isaiah Hyatt

Turnarea prin injecție a plasticului datează din perioada în care John Wesley Hyatt și fratele său Isaia Hyatt a inventat prima mașină de turnare în 1872. Mașina lor folosea un piston pentru a introduce celuloidul fierbinte într-o matriță. Aceasta a fost prima dată când piesele din plastic au putut fi fabricate în cantități mari, zilnic.

Invenția lor a fost creată în principal pentru a fabrica bile de biliard, înlocuind fildeșul cu celuloid. Procesul le-a permis să fabrice nasturi, piepteni și alte obiecte mici. Mașina familiei Hyatt a stabilit standardul pentru procesul timpuriu de producție a plasticului.

La sfârșitul anilor 1800, au brevetat mai multe îmbunătățiri ale mașinilor de turnare, arătând producătorilor că materialele plastice puteau fi fabricate mai rapid și la costuri mai mici, ceea ce a schimbat procesul de fabricație pentru multe produse.

Adoptarea în industria prelucrătoare a materialelor plastice

Până la sfârșitul anilor 1800 și începutul anilor 1900, alți inventatori și companii au început să utilizeze și să îmbunătățească mașina fraților Hyatt. Industriile au observat beneficiile pieselor din plastic, cum ar fi costul redus și capacitatea de a crea forme noi.

Fabricile au început să utilizeze turnarea prin injecție pentru articole precum jucării, nasturi și articole de uz casnicMetoda a contribuit la dezvoltarea industriei, în special odată cu descoperirea de noi materiale plastice precum bachelita și polistirenul.

Pe măsură ce tehnologia a avansat, mașinile au putut produce piese mai mari cu o precizie mai mare. Acest lucru a permis consumatorilor să găsească produse din plastic în mai multe locuri, de la mașini la electronice. Răspândirea turnării prin injecție a făcut ca fabricarea plasticului să fie mult mai comună până la mijlocul anilor 1900.

Expansiunea în timpul celui de-al Doilea Război Mondial

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, turnarea prin injecție a plasticului a devenit rapid un proces esențial. Putem observa progrese majore în ceea ce privește materialele și metodele de fabricație care susțin efortul de război.

Inovație în materiale pentru producția de masă

Al Doilea Război Mondial a impus o producție rapidă de bunuri, determinând companiile să caute materiale mai bune. Resursele tradiționale precum metalul devin rare, așa că sunt dezvoltate noi tipuri de materiale plastice, cum ar fi nailonul și polistirenul. Acestea materiale plastice sunt rezistente, ușoare și mai ușor de modelat folosind procesul de turnare prin injecție.

Fabricile trec la mașini de turnare la scară largă. Acest lucru permite producătorilor să producă rapid mii de piese identice din plastic. Articole de zi cu zi, cum ar fi căptușeli pentru cască, piese radio, și chiar componente ale avionului, sunt fabricate din plastic turnat. Turnarea prin injecție ajută la îndeplinirea cerințelor stricte de eficiență și consecvență în timpul războiului.

Impulsul pentru inovare încurajează cercetarea științifică în domeniul noilor polimeri. Această perioadă pregătește terenul pentru ca materialele plastice să devină mult mai comune în produsele de după război.

Rol în industria prelucrătoare

Turnarea prin injecție a plasticului transformă industria prelucrătoare în timp de război. Companiile folosesc această metodă pentru a produce piese la o scară și o viteză care nu erau posibile înainte. Fabricile se concentrează pe piese pentru unelte, vehicule și echipamente militare.

Era clar trecerea de la metal la plastic pe măsură ce deficitul crește. Producătorii se bazează pe procesul de turnare pentru a realiza piese care respectă toleranțe stricte și au o calitate uniformă. Acest lucru este vital pentru lucruri precum echipamentele de comunicații și dispozitivele medicale.

Printre principalele beneficii din timpul războiului se numără:

• Timpi de producție mai rapizi
• Costuri mai mici ale materialelor
• Capacitatea de a crea forme complexe

După al Doilea Război Mondial, fabricile au continuat să utilizeze aceste practici, ceea ce a făcut din turnarea prin injecție a plasticului o parte esențială a industriei moderne.

Istoria mașinilor de turnare prin injecție

Mașinile de turnare prin injecție s-au schimbat mult de-a lungul timpului. Modelele timpurii foloseau designuri simple, dar mașinile ulterioare au adus noi tehnologii care au făcut producția mai rapidă și mai eficientă.

De la mașini de turnare prin injecție cu piston la mașini cu șurub

Primele mașini de turnare prin injecție, inventate la sfârșitul anilor 1800, foloseau un sistem cu piston. Peletele de plastic erau încălzite până se înmuiau, apoi un piston împingea plasticul topit într-o matriță. Aceste mașini erau simple, dar aveau unele probleme.

Sistemele de piston învechite cauzau adesea încălzire și presiune neuniforme. Acest lucru a dus la piese inconsistente și a limitat ceea ce se putea produce. Pe măsură ce nevoia de o calitate mai bună a crescut, inginerii au căutat modalități de a rezolva aceste probleme.

O îmbunătățire majoră a venit odată cu introducerea mașinii de turnare prin injecție cu șurub în anii 1940 și 1950. Acest design folosea un șurub rotativ în interiorul unui cilindru încălzit. Șurubul amesteca, topea și împingea plasticul în matriță. Acest proces ți-a oferit... un control mai bun supratemperatură, presiune și curgere de material.

Mașinile de turnare prin injecție cu șurub au făcut posibilă crearea de componente din plastic mai complexe cu precizie mai mare și mai puține deșeuri. De asemenea, ați putea folosi o varietate mai largă de materiale plastice.

Apariția mașinii de injecție cu șurub de extrudare

Dezvoltarea mașinii de injecție cu șurub de extrudare a dus tehnologia și mai departe. În acest sistem, un șurub puternic nu numai că topea plasticul, dar îi controla și mișcarea mai precis. Această îmbunătățire vă permite să produceți piese la... viteze mai mari și cu o calitate și mai bună.

Mașina a dobândit capacitatea de a automatiza multe părți ale procesului de injecție, ceea ce a contribuit la reducerea costurilor și a permis fabricilor să producă mai multe piese în mai puțin timp. Mașinile bazate pe sistemul cu șurub de extrudare au devenit comune în procesul de fabricație a materialelor plastice și sunt încă utilizate pe scară largă astăzi.

Aceste progrese au dus la noi posibilități, inclusiv capacitatea de a turna piese mari și de a utiliza materiale plastice de calitate inginerească. Mașinile de turnare prin injecție deservesc acum multe industrii, inclusiv industria auto, medicală și cea a bunurilor de larg consum.

Printre principalele avantaje ale mașinii de injecție cu șurub de extrudare se numără:

• Calitate constantă a produsului
• Timpi de ciclu mai rapid
• O mai bună amestecare a materialelor
• Eficiență mai mare

întrebări frecvente

Puteți descrie diferitele tipuri de tehnici de turnare prin injecție a materialelor plastice?

Veți găsi mai multe tipuri principale de turnare prin injecție. Turnarea prin injecție tradițională este cea mai comună metodă și utilizează o matriță cu o singură cavitate pentru a produce piese identice.

Supraturnarea combină două sau mai multe materiale în timpul procesului de turnare. Această metodă este utilă pentru crearea de produse cu priză moale sau straturi multiple.

Turnarea prin inserție adaugă metal sau alte componente în matriță înainte de a injecta plastic în jurul lor. Acest proces este comun pentru fabricarea pieselor electronice și a inserțiilor filetate.

Micro-injecția prin turnare produce componente foarte mici și precise, adesea pentru electronică sau dispozitive medicale. Turnarea structurală prin spumă folosește un agent de expandare pentru a crea piese cu o carcasă solidă și un miez de spumă.

Care sunt unele dintre inovațiile cheie care au modelat industria modernă de turnare prin injecție?

Proiectarea asistată de calculator (CAD) și fabricația asistată de calculator (CAM) au făcut ca fabricarea matrițelor mai precis. Acum puteți crea matrițe mai rapid și cu mai puține erori.

Sistemele cu canale calde au înlocuit canalele reci în multe fabrici. Această schimbare reduce deșeurile prin menținerea plasticului topit și pregătit pentru următoarea piesă.

Mașinile electrice de turnare prin injecție au înlocuit unele mașini hidraulice tradiționale. Aceste mașini electrice consumă mai puțină energie și oferă mai mult control asupra procesului de turnare.

Senzorii îmbunătățiți și tehnologia de monitorizare a proceselor vă permit să controlați presiunea și temperatura mai îndeaproape. Acest lucru ajută la creșterea calității și la reducerea ratelor de defecte.