Литье под давлением полиэтилена высокой плотности: все, что вам следует знать

Возможно, вы не знакомы с полиэтиленом высокой плотности и литьем под давлением. Формованные детали из полиэтилена высокой плотности обычно используются в промышленности, а литье под давлением позволяет производить детали различных форм и размеров.

В этой подробной статье мы углубимся в мир литья под давлением полиэтилена высокой плотности, охватывая все основные аспекты, которые вам следует знать. 

Мы начнем с изучения уникальных свойств HDPE, которые делают его пригодным для литья под давлением, включая его высокую прочность, влагостойкость и термические свойства. Затем мы обсудим сам процесс литья под давлением, включая его ключевые этапы, такие как плавление, впрыскивание и охлаждение ПЭВП.

Что такое ПНД?

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) или полиэтилен высокой плотности (PEHD) представляет собой широко используемый термопластичный полимер, известный своей высокой прочностью на разрыв и превосходной химической стойкостью. 

Обычно доступный в форме гранул для литья под давлением, HDPE предлагает широкий спектр свойств, которые делают его пригодным для производства самых разных продуктов: от обычных потребительских товаров до промышленных трубопроводных систем.

Одним из ключевых преимуществ полиэтилена высокой плотности является его долговечность и прочность. Обладая высокой ударопрочностью и растрескиванием под напряжением, изделия из полиэтилена высокой плотности могут выдерживать большие нагрузки и условия высокой нагрузки. Это делает его идеальным материалом для таких применений, как химические контейнеры, трубопроводные системы и пластиковые пиломатериалы, требующие как прочности, так и химической стойкости.

Почему стоит выбрать HDPE в качестве материала для литья под давлением

Преимущества литья под давлением полиэтилена высокой плотности:

1. Экономичность: ПЭВП является относительно недорогой товарной смолой по сравнению с другими пластиками, что делает его экономичным выбором для литья под давлением в больших объемах.
2. Высокое соотношение прочности и плотности: ПЭВП имеет превосходное соотношение прочности и плотности, обеспечивая хорошие механические свойства при небольшом весе. Это делает его подходящим для применений, требующих прочности и долговечности.
3. Химическая стойкость: ПЭВП обладает хорошей устойчивостью ко многим химическим веществам, включая кислоты, спирты, основания и сложные эфиры. Это делает его пригодным для продуктов, подвергающихся воздействию агрессивных химикатов.
4. Влагостойкость: HDPE обладает превосходной влагостойкостью, что делает его идеальным для продуктов, которые будут подвергаться воздействию воды или влажности.
5. Универсальность: полиэтилен высокой плотности можно легко окрашивать, красить, печатать или гравировать лазером, что обеспечивает широкий спектр возможностей индивидуальной настройки для удовлетворения конкретных требований дизайна.
6. Возможность вторичной переработки: ПЭВП — это материал, пригодный для вторичной переработки, который может помочь производителям достичь целей устойчивого развития и снизить воздействие на окружающую среду.

Однако пластик HDPE также имеет некоторые недостатки, такие как ограниченная термостойкость или воспламеняемость. Если вы обдумываете, использовать ли ПЭВП в качестве материала для литья под давлением, важно оценить конкретные требования вашего продукта и свойства ПЭВП, чтобы определить, подходит ли он. 

Процесс литья пластмасс под давлением из полиэтилена высокой плотности 

Процесс литья под давлением полиэтилена высокой плотности включает в себя несколько ключевых этапов.

Сначала смола ПЭВП в виде гранул подается в цилиндр термопластавтомата, где она нагревается и плавится до формуемого состояния. Затем расплавленный полиэтилен высокой плотности впрыскивается под высоким давлением в полость формы, которая закрывается машиной.

Когда горячий пластик заполняет форму, он подвергается воздействию высоких сил сдвига, которые помогают смешивать и гомогенизировать материал.

После заполнения формы ПЭВП охлаждается и затвердевает, принимая форму полости формы. Тщательный контроль скорости охлаждения имеет решающее значение для предотвращения деформации, деформации или растрескивания детали.

После достаточного времени охлаждения форма открывается и затвердевшая деталь выбрасывается. Затем форма закрывается, и процесс повторяется для следующей детали.

Вещи, которые стоит знать в процессе литья под давлением полиэтилена высокой плотности

Во время литья под давлением полиэтилена высокой плотности необходимо учитывать и контролировать несколько важных факторов, чтобы обеспечить высокое качество деталей.

Температура расплава, давление впрыска, скорость впрыска, температура формы и время охлаждения являются ключевыми параметрами процесса, которые влияют на конечные свойства детали. Конструкция пресс-формы, включая толщину стенок, систему литников и направляющих, а также каналы охлаждения, также имеет решающее значение.

По сравнению с другими пластиками, HDPE имеет относительно высокий коэффициент теплового расширения, что может привести к проблемам с усадкой и короблением, если не учитывать это должным образом. 

• Температура плавления: Рекомендуемый диапазон температур плавления ПЭВП обычно составляет 400–535°F (200–280°C). Для марок с высокой молекулярной массой предлагается немного более узкий диапазон 392–482°F (200–250°C), чтобы минимизировать разложение.
• Давление впрыска: Давление впрыска для ПЭВП обычно находится в диапазоне 10 000–15 000 фунтов на квадратный дюйм (70–105 МПа). Требуемое давление зависит от геометрии детали, толщины стенки и пути потока. Для тонкостенных деталей может потребоваться давление до 26 000 фунтов на квадратный дюйм (180 МПа). 
• Скорость впрыска: для полиэтилена высокой плотности, особенно для тонкостенных деталей, обычно рекомендуется высокая скорость впрыска, чтобы обеспечить полное заполнение формы до того, как расплав остынет и замерзнет.
• Температура пресс-формы. Температура пресс-формы для ПЭВП колеблется от 50–95°F (10–35 °C) для деталей с толщиной стенки более 0,24 дюйма (6 мм) и до 175 °F (80 °C) для более тонких деталей под 0,24 дюйма (6 мм). Более высокие температуры формы обеспечивают более блестящую поверхность, но увеличивают время охлаждения. Температура формы должна быть одинаковой, чтобы свести к минимуму усадку и коробление при дифференциальном охлаждении.
• Время охлаждения: Время охлаждения — это самая продолжительная часть цикла литья под давлением для ПЭВП, часто составляющая 80-85% от общего времени цикла. Типичное время охлаждения варьируется от 10 секунд для деталей толщиной 0,08 дюйма (2 мм) до более 30 секунд для деталей толщиной 0,16 дюйма (4 мм). Преждевременный выброс может привести к короблению и деформации.
• Коэффициент теплового расширения: HDPE имеет относительно высокий коэффициент линейного теплового расширения (CLTE) по сравнению с другими пластиками, обычно около 6-8 x 10^-5 дюймов/дюйм/°F (10-14 x 10^-5 см/°F). см/°С). Это означает, что детали из полиэтилена высокой плотности имеют высокую усадку в форме, обычно 1,5-4%, в зависимости от марки и условий обработки. 

Применение продуктов ПНД

1. Упаковка и Контейнеры

• Контейнеры для еды и напитков, такие как молочники, бутылки для шампуня и вкладыши для коробок с хлопьями.
• Химические контейнеры для чистящих средств, моющих средств и промышленных химикатов.
• Упаковка косметики и средств личной гигиены, например, средства для умывания, лосьоны и флаконы с лекарствами.

2. Трубы и трубопроводные системы

• Водогазопроводные трубы для жилого, коммерческого и промышленного использования.
• Применение в подземных и надземных трубопроводах
• Замена бетонных и стальных труб в различных отраслях промышленности.

3. Строительство и инфраструктура

• Трубы ПНД для водопровода, канализации и питьевого водоснабжения.
• Пластиковые пиломатериалы вместо традиционной древесины в настилах и тротуарах.

4. сельское хозяйство

• Ирригационные трубы, трубчатые колодезные трубы и системы капельного орошения.
• Системы распыления пестицидов
• Укрытия для теплиц, проходные туннели и мульчирующая пленка

5. Здравоохранение и медицинские приложения

• Медицинские товары, такие как пластыри, средства индивидуальной защиты и упаковочные пленки.
• Пищевой полиэтилен высокой плотности безопасен при прямом контакте с пищевыми продуктами и напитками.

6. Товары народного потребления и товары для дома

• Игрушки, посуда, ведра и кухонная утварь
• Контейнеры для мусора, ящики для льда и предметы домашнего обихода

7. Промышленное применение

• Технологическое оборудование и компоненты машин
• Коррозионностойкие вкладыши для цистерн и контейнеров
• Гибкие трубы из полиэтилена высокой плотности для транспортировки шлама, сточных вод и химикатов в различных отраслях промышленности.

8. Морское и наружное применение

• Компоненты лодок, оборудование для бассейнов и морской настил
• Устойчивая к ультрафиолетовому излучению уличная мебель и игровое оборудование

9. Электрика и электроника

• Изоляция проводов и кабелей с использованием сшитого полиэтилена или сополимеров полиэтилена.

Таким образом, уникальные свойства HDPE делают его универсальным материалом, подходящим для широкого спектра применений: от повседневных потребительских товаров до специализированного промышленного использования. Его долговечность, химическая стойкость и влагостойкость в сочетании с его экономической эффективностью и возможностью вторичной переработки сделали HDPE популярным выбором во многих секторах.

Часто задаваемые вопросы

Какие термопластавтоматы из полиэтилена высокой плотности рекомендуются для малого бизнеса?

Для малых предприятий рекомендуются настольные или небольшие термопластавтоматы, обеспечивающие точный контроль температуры и давления. Ищите машины от известных производителей, которые обслуживают мелкосерийное производство и предлагают послепродажную поддержку.

В чем разница между ПНД и ПВД?

В то время как HDPE и LDPE являются типами полиэтилена со схожими свойствами, HDPE имеет более линейную структуру, более высокую плотность, большую прочность и жесткость, а также лучшую термо- и химическую стойкость. С другой стороны, ПЭВД более гибок, прозрачен и имеет более низкую температуру плавления, что делает его пригодным для применений, требующих этих свойств.

Какие еще методы формования обычно используются для производства полиэтилена высокой плотности, кроме литья под давлением?

Выдувное формование, ротационное формование, компрессионное формование и экструзия также широко используются в зависимости от типа производимого продукта.