Technika vstrekovania plastov sa používa pri výrobe vstrekovacích foriem na identické diely, známe ako lisované komponenty. Tento proces vyžaduje vysoký tlak a roztavený plast alebo iný materiál sa vstrekuje do dutiny formy na vstrekovanie plastov.
Druhý krok prebieha vo vnútri formy, kde hmota chladne a tuhne, pričom sa prispôsobí obrysom dutiny. Po otvorení formy sa vylisovaná časť odstráni. Postup sa niekoľkokrát opakuje, aby sa vytvorilo veľa identických kusov.
Okrem toho sa na vstrekovacie formy bežne používa mimoriadne pevná oceľ, ktorá je vyrobená tak, aby odolala vysokému tlaku a teplu generovanému počas procesu vstrekovania. Na výrobu presných a konzistentných dielov musia byť formy presné.
Kvalitu hotového výrobku výrazne ovplyvňuje konštrukcia formy, ktorá môže byť komplikovaná z dôvodu faktorov, ako je typ lisovaného materiálu, zamýšľaný tvar hotového výrobku a použité výrobné postupy.
Lisované diely sa používajú v rôznych produktoch, od jednoduchých domácich potrieb až po zložité mechanické súčiastky používané v odvetviach vrátane automobilového, elektronického a zdravotníckeho priemyslu. Vstrekovanie plastov je obľúbenou výrobnou metódou pre rôzne produkty vďaka svojej prispôsobivosti a cenovej dostupnosti.
Výrobky na vstrekovanie plastov: Zariadenia a procesy
Priemyselný proces vstrekovania plastov pomocou špecializovaných strojov vytvára lisované komponenty z termoplastických alebo termosetových materiálov. Nasledujúce komponenty sú nevyhnutné pri výrobe vstrekovaných plastov:
Zariadenia
Počas procesu vstrekovania plastov sa používajú nasledujúce zariadenia:
- Vstrekovací stroj: Tento stroj obsahuje komponenty, ako je násypka, vykurovací valec, vratná skrutka a svorka formy, ktoré tvoria hlavnú časť procesu vstrekovania plastov. Plastové pelety sa v stroji roztavia a pod tlakom vstrekujú do formy, čím sa vytvorí výlisek.
- Dutina formy: Tento nástroj, často vyrobený z ocele alebo hliníka, dáva plastu jeho tvar. Dva kusy formy sa počas procesu vstrekovania spoja.
- Zásobník materiálu: Predtým, ako sa plastové pelety dostanú do vyhrievacieho valca vstrekovacieho stroja, sa tu uchovávajú.
- Vykurovací valec: Plastové pelety sa v tejto časti procesu vstrekovania roztavia, takže sú pripravené na vstreknutie do formy.
- Vratná skrutka: Táto časť vstrekovacieho stroja ohrieva plast predtým, ako ho nasmeruje do formy.
- Svorka formy: Tento systém vyvíja tlak potrebný na vstreknutie roztaveného plastu do formy a zároveň udržiava formu počas procesu vstrekovania zatvorenú.
- Chladiaci systém: Toto sa používa na chladenie vstrekovaných komponentov po ich vytvorení. To sa dá dosiahnuť chladením systému vzduchom, vodou alebo kombináciou oboch.
Toto sú základné prvky zariadenia na vstrekovanie plastov. V závislosti od konkrétnych potrieb procesu vstrekovania plastov sa môžu použiť aj ďalšie pomocné zariadenia, ako sú granulátory, sušičky materiálu a jednotky na reguláciu teploty.
Jednotka na vstrekovanie plastov
Tavenie a vstrekovanie plastového materiálu do dutiny formy sa vykonáva pomocou vstrekovacej jednotky plastov pri vstrekovaní plastov. Plastový materiál sa taví a vstrekuje do formy pomocou vyhrievaného valca, skrutky a trysky.
Plastová hmota sa potom vloží do valca, kde ju pohyblivá skrutka zahrieva a mieša. V ďalšom kroku tryska vstrekne plastový materiál do dutiny formy, keď dosiahne správnu teplotu a konzistenciu, kde sa ochladí a vytvrdne, čím sa dosiahne požadovaný výsledok.
Pre udržanie konštantného a vysokokvalitného výstupu je potrebné vhodne riadiť jednotku vstrekovania plastov, ktorá je kľúčovou súčasťou procesu vstrekovania plastov.
Upínacia jednotka formy
Počas vstrekovania a chladenia musia byť obe polovice formy pevne uzavreté a držané pohromade upínacím zariadením formy pri vstrekovaní plastov. Upínacia sila potrebná na pevné udržanie polovíc formy pohromade a zabránenie úniku plastového materiálu z dutiny formy je vyvíjaná a udržiavaná jednotkou.
Upínaciu jednotku formy tvorí stacionárna doska a pohyblivá doska spojená s hydraulickým alebo mechanickým systémom. Obe dosky sa pri umiestnení formy do stroja pritiahnu k sebe a potom sa na ne aplikuje upínacia sila, ktorá formu udrží zatvorenú.
Veľkosť potrebnej upínacej sily sa líši v závislosti od veľkosti, zložitosti a druhu použitého plastu a formy. Pre zaistenie bezpečnej a efektívnej výroby je potrebné dôkladne monitorovať upínaciu jednotku formy, ktorá je kľúčovou súčasťou procesu vstrekovania plastov.
Procesy: Vstrekovanie termoplastických polymérov
Proces vstrekovania termoplastických polymérov zvyčajne zahŕňa nasledovné:
Pleseň
Vstrekovanie termoplastických polymérov do veľkej miery závisí od vstrekovacej formy. Je to zariadenie používané na formovanie roztaveného plastu do požadovaného hotového výrobku. Dutina a jadro, dve hlavné súčasti formy, sú zvyčajne skonštruované tak, aby do seba zapadali a vytvorili trojrozmerný tvar.
Po vstreknutí do dutiny formy plastový materiál ochladne a vytvrdne, aby nadobudol tvar formy. Konečný tvar a veľkosť výrobku sú určené konštrukciou formy, čo z nej robí kľúčovú súčasť procesu vstrekovania plastov.
Forma musí byť starostlivo vyvinutá, aby sa zaručilo, že plastový materiál bez námahy prúdi do každej dutiny a že proces chladenia je rýchly a rovnomerný. Okrem toho musí byť forma vyrobená z materiálov, ktoré odolávajú vysokým teplotám a tlakom používaným pri procese vstrekovania plastov.
Keďže forma je počas vstrekovania opakovane použiteľná, možno ju použiť na výrobu mnohých identických dielov. Aby sa forma udržala v dobrom stave a mohla naďalej vyrábať vysokokvalitné diely, môže byť potrebné ju pravidelne čistiť a udržiavať.
Dvojplatňová forma
Pri vstrekovaní termoplastických polymérov je typickým typom formy dvojdosková forma. Skladá sa z dvoch častí upevnených na dvoch doskách formovacieho stroja, dutinovej polovice a jadrovej polovice. Dvojdosková forma sa tak nazýva preto, že má dvojdielnu konštrukciu s deliacou čiarou oddeľujúcou dve časti formy.
Úlohou dvojdoskové formy je vyformovať roztavený plast do požadovaného konečného tvaru. Plastový materiál sa vstrekuje do dutiny formy cez otvor na deliacej linke. Dutina sa naplní plastovým materiálom, ktorý sa potom nechá vychladnúť a stuhnúť. Hotový výrobok sa uvoľní po rozdelení dvoch polovíc formy.
Keďže potrebuje iba dve dosky a niekoľko jednoduchých komponentov, dvojdosková forma je pomerne jednoduchý a cenovo dostupný typ formy. Hodí sa dobre pre komponenty s priamočiarou geometriou vrátane plochých alebo zaoblených kriviek.
Nemusí však byť vhodná pre diely so zložitejšou geometriou, pretože vyplnenie dutiny plastom môže byť za týchto okolností náročné. Pri vstrekovaní plastov je dvojdosková forma všestranná a často používaná, najmä pre jednoduché kusy a malé výrobné série.
Trojplatňová forma
Trojdosková forma je jednou z foriem používaných pri vstrekovaní termoplastických polymérov. V porovnaní s dvojdoskovou formou má viac funkcií a všestrannosť, pretože má tri dosky; dve pohyblivé a jednu stabilnú.
Účelom trojdoskové formy je vyformovať vstrekované plastové diely do požadovaného konečného tvaru. Plastový materiál sa vstrekuje do polovice dutiny formy cez vtok na deliacej linke.
Keď sa roztavený plast dostane do dutiny formy, dve pohyblivé dosky sa oddelia od stacionárnej dosky, čo umožní vytlačenie plastového predmetu z formy. Tretia doska v trojdoskovej forme, vložená medzi dutinu a jadro, sa označuje ako bežecká doska alebo pomocná doska.
Pomocou tejto dosky je možné vytvoriť unikátny systém vstrekovacích kanálov, ktorý sa dá využiť na smerovanie toku plastového materiálu do rôznych dutín alebo miest vo vnútri jednej dutiny. Vďaka tomu môže byť proces vstrekovania flexibilnejší a efektívnejší.
Pri výrobe väčších predmetov, kde by použitie dvojdoskovej formy viedlo k väčšej veľkosti formy alebo by si vyžadovalo inštaláciu ďalších prvkov, ako sú zdvíhače, sa často používa trojdosková forma. Vďaka zahrnutiu niekoľkých dutín do konštrukcie formy môže trojdosková forma vyrobiť rôzne diely v jednom cykle.
Trojdosková forma je všestranný a efektívny typ formy, ktorý sa často používa v procese vstrekovania plastov, najmä pre väčšie diely a výrobné série.
Opätovné použitie vtokového kanála a žľabu v dvoj- a trojdoskových formách
Použitý materiál, geometria dielu a požadované vlastnosti hotového výrobku ovplyvňujú, koľko vtokových kanálov a kanálov sa dá opätovne použiť pri vstrekovaní plastov. Opätovné použitie vtokových kanálov a kanálov sa v priemysle vstrekovania plastov často vykonáva, pretože môže znížiť náklady a odpad.
Okrem toho sa vtokový kanál a žľab zvyčajne pripevnia k lisovanému predmetu v dvojdoskovej forme a celá zostava sa z formy vysunie. Predmet sa potom môže manuálne oddeliť od vtokového kanála a žľabu, čo sa môže použiť v iných lisovacích cykloch.
Opätovné použitie vlievacieho kanála a žľabu môže vyžadovať ďalšie procesy spracovania vrátane brúsenia alebo pretavenia, aby sa zabezpečilo, že materiál je vo vhodnej forme na opätovné použitie. V trojdoskovej forme proces vyhadzovania oddeľuje vlietok a žľab od odlievaného predmetu a vlietok sa často opätovne používa v po sebe nasledujúcich cykloch formovania.
Doska žľabu je zvyčajne odnímateľná, čo uľahčuje prístup k systému žľabu a opätovné použitie vtokového kanála a žľabu. Je dôležité mať na pamäti, že opätovné použitie vtokového kanála a žľabu môže výrazne ovplyvniť konzistenciu a kvalitu konečného produktu.
Recyklované materiály však môžu obsahovať nečistoty alebo problémy s konzistenciou, ktoré ovplyvňujú pevnosť alebo trvanlivosť plastového materiálu. Na dosiahnutie konzistentných a vysoko kvalitných produktov je potrebné neustále monitorovanie procesu formovania a kvality recyklovaného materiálu.
Vo všeobecnosti priemysel vstrekovania plastov opätovne používa vtoky a kanály v dvoj- a trojdoskových formách, čo môže pomôcť znížiť náklady a odpad. Zabezpečenie kvality a vlastností konečného produktu si vyžaduje dôkladné premýšľanie a riadenie.
Vstrekovacie stroje
Medzi stroje používané na proces infekčného plesňovania patria:
Vstrekovacie jednotky
Vstrekovacia jednotka, ktorá taví a vstrekuje plastový materiál do formy, je kľúčovou súčasťou vstrekovacieho stroja. Typickými komponentmi sú valec, ohrievač, závitovka alebo piest, násypka a vstrekovacia jednotka.
Pred vložením do valca sa plastový materiál najskôr privedie do násypky a tam sa udržiava. Pohybujúca sa skrutka alebo piest a teplo z ohrievača roztavia a homogenizujú plast vo vnútri valca. Ako sa roztavený plastový materiál pohybuje, skrutka alebo piest sa vstrekuje do formy cez uzáver.
Účelom vstrekovacej jednotky je presne regulovať teplotu, tlak a prietok plastového materiálu počas celého procesu vstrekovania. To zaručuje, že plastový materiál je rovnomerne homogenizovaný, správne roztavený a vstreknutý do formy.
Je tiež možné meniť rýchlosť, tlak a objem vstrekovacej jednotky, čo je kľúčové pri lisovaní predmetov so zložitými geometriami alebo presnými toleranciami. V závislosti od presnej aplikácie sa môže druh a veľkosť vstrekovacej jednotky meniť, pričom niektoré stroje sú určené pre veľkoobjemovú výrobu a iné pre presné alebo maloobjemové lisovanie.
Vstrekovacia jednotka je kľúčová pre výrobu vysokokvalitných plastových výrobkov a často je jednou z najdôležitejších súčastí definujúcich výkon a schopnosti vstrekovacieho stroja.
Stroj s vratným skrutkovaním
Vstrekovacie zariadenie, stroj s vratným závitovkovým pohybom, taví a vstrekuje plastový materiál do formy pomocou vratného závitovkového pohybu. Vďaka svojej prispôsobivosti, účinnosti a schopnosti vyrábať vysokokvalitné plastové výrobky sa toto zariadenie často používa v sektore vstrekovania plastov.
V ideálnom prípade vstrekovanie plastov zahŕňa tavenie a vstrekovanie termoplastických materiálov do formy pomocou závitovkového stroja s vratným pohybom. Plastové pelety sa privádzajú do valca stroja pomocou závitovkového stroja a roztavujú sa, čím sa pôsobí tlak a teplo.
Po roztavení sa plast vstrekne do formy pomocou skrutky pod vysokým tlakom, aby sa hotovému výrobku dodal požadovaný tvar.
Závitovkový predplastifikačný stroj alebo dvojstupňový stroj
Dvojstupňový stroj je vstrekovací lis, ktorý používa dve nezávislé vstrekovacie jednotky; jednu na tavenie plastového materiálu a druhú na jeho vstrekovanie do formy.
Tavenie a príprava plastového materiálu na vstrekovanie sa označuje ako prvá fáza alebo „plastifikácia“. V tejto fáze vratná skrutka vytvára teplo a tlak, ktoré roztavia plast, keď je dodávaný do primárnej vstrekovacej jednotky stroja.
Roztavený plastový materiál sa čerpá do formy počas druhej fázy, nazývanej aj fáza „dávkovania“. Tento krok zahŕňa presun roztaveného plastu z primárnej vstrekovacej jednotky do sekundárnej vstrekovacej jednotky, kde sa pod tlakom vstrekuje do formy.
Veľké a zložité kusy sa často vyrábajú pomocou dvojstupňových strojov, pretože poskytujú lepšiu kontrolu procesu formovania a umožňujú presnejšie vstrekovanie plastového materiálu do formy.
Upínacie jednotky
Na výrobu vstrekovaných dielov sa používajú nasledujúce upínacie jednotky:
Prepínacie svorky
Na udržanie oboch častí formy pohromade počas procesu vstrekovania sa pri vstrekovaní používajú klobúkové svorky. Svorky sú vyrobené tak, aby generovali silnú upínaciu silu, aby sa zabezpečilo, že forma zostane počas vstrekovania roztaveného plastového materiálu zatvorená a správne orientovaná.
Rýchloupínače zvyšujú upínaciu silu dodávanú do formy prostredníctvom systému spojenia. Systém spojenia vytvára mechanickú výhodu, keď je svorka zasunutá, čím sa zvyšuje sila pôsobiaca na formu. V dôsledku toho môžu svorky vyvinúť veľkú silu len s malou vstupnou silou.
Okrem toho sú klobúčiky pri vstrekovaní plastov uprednostňované, pretože poskytujú robustnú a spoľahlivú uchopovaciu silu, ktorú je možné meniť tak, aby vyhovovala jedinečným potrebám procesu vstrekovania. Okrem toho sa rýchlo zapínajú a vypínajú a jednoducho sa používajú, čo všetko prispieva ku kratšiemu celkovému času cyklu procesu vstrekovania.
Hydraulické svorky
Hydraulické svorky sa často používajú pri vstrekovaní plastov na držanie dvoch polovíc formy pohromade počas procesu vstrekovania. Na dosiahnutie silnej upínacej sily na formu a jej bezpečné uzavretie a zarovnanie počas vstrekovania roztaveného plastového materiálu používajú hydraulické svorky hydraulický tlak.
Hydraulické čerpadlo, regulačné ventily a valce tvoria konvenčný hydraulický systém používaný v upínacom mechanizme. Valce pohybujú upínacou doskou alebo montážnou doskou formy, keď je hydraulický systém aktivovaný, a tým vyvíjajú tlak na formu.
Hydromechanické svorky
Na udržanie dvoch častí formy pohromade počas projektu vstrekovania plastov sa pri vstrekovaní plastov používajú hydromechanické svorky, označované aj ako svorky s prepínacím mechanizmom.
Kombináciou hydraulického systému na spustenie procesu upnutia a mechanického prepínacieho mechanizmu na zvýšenie a udržanie upínacej sily hydromechanické svorky spájajú výhody hydraulických a mechanických upínacích metód.
Hydraulický valec, ktorý posúva upínaciu dosku smerom k pevnej doske, vytvára upínaciu silu. Po dosiahnutí určitej veľkosti upínacej sily sa hydraulický valec zablokuje a mechanický prepínací mechanizmus prevezme kontrolu nad pokračovaním v pôsobení upínacej sily.
