Vstrekovanie HDPE: Všetko, čo by ste mali vedieť

Možno nepoznáte HDPE a vstrekovanie. Tvarované diely z HDPE sa bežne používajú v priemyselných aplikáciách a vstrekovaním možno vyrábať diely rôznych tvarov a veľkostí.

V tomto obsiahlom článku sa ponoríme do sveta vstrekovania HDPE a pokryjeme všetky podstatné aspekty, ktoré by ste mali vedieť. 

Začneme skúmaním jedinečných vlastností HDPE, vďaka ktorým je vhodný na vstrekovanie, vrátane jeho vysokej pevnosti, odolnosti proti vlhkosti a tepelných vlastností. Potom budeme diskutovať o samotnom procese vstrekovania, vrátane kľúčových krokov, ako je tavenie, vstrekovanie a chladenie HDPE.

Čo je HDPE?

Polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) alebo polyetylén s vysokou hustotou (PEHD) je široko používaný termoplastický polymér, ktorý je známy svojou vysokou pevnosťou v ťahu a vynikajúcou chemickou odolnosťou. 

HDPE, ktorý je bežne dostupný vo forme peliet pre aplikácie vstrekovania, ponúka všestrannú škálu vlastností, vďaka ktorým je vhodný pre produkty od bežného spotrebného tovaru až po priemyselné potrubné systémy.

Jednou z kľúčových výhod vysokohustotného polyetylénu je jeho odolnosť a húževnatosť. Vďaka vysokej odolnosti proti nárazu a praskaniu pri namáhaní môžu výrobky z HDPE vydržať veľké zaťaženie a vysoko namáhané prostredie. Vďaka tomu je ideálnym materiálom pre aplikácie, ako sú chemické nádoby, potrubné systémy a plastové rezivo, ktoré vyžadujú pevnosť aj chemickú odolnosť.

Prečo si vybrať HDPE ako materiál na vstrekovanie foriem

Výhody vstrekovania HDPE:

1. Nákladovo efektívne: HDPE je relatívne lacná komoditná živica v porovnaní s inými plastmi, čo z neho robí ekonomickú voľbu pre veľkoobjemové vstrekovanie.
2. Vysoký pomer pevnosti k hustote: HDPE má vynikajúci pomer pevnosti k hustote, poskytuje dobré mechanické vlastnosti a zároveň je ľahký. Vďaka tomu je vhodný pre aplikácie vyžadujúce húževnatosť a odolnosť.
3. Chemická odolnosť: HDPE ponúka dobrú odolnosť voči mnohým chemikáliám vrátane kyselín, alkoholov, zásad a esterov. Vďaka tomu je vhodný pre produkty vystavené agresívnym chemikáliám.
4. Odolnosť proti vlhkosti: HDPE má vynikajúcu odolnosť proti vlhkosti, vďaka čomu je ideálny pre výrobky, ktoré budú vystavené vode alebo vlhkosti.
5. Všestrannosť: HDPE možno ľahko farbiť, maľovať, tlačiť alebo gravírovať laserom, čo umožňuje širokú škálu možností prispôsobenia na splnenie špecifických požiadaviek na dizajn.
6. Recyklovateľnosť: HDPE je recyklovateľný materiál, ktorý môže pomôcť výrobcom splniť ciele udržateľnosti a znížiť dopad na životné prostredie.

Avšak HDPE plast má aj niektoré nevýhody, ako je obmedzená teplotná odolnosť alebo horľavosť. Ak zvažujete, či použiť HDPE ako materiál na vstrekovanie, je dôležité zhodnotiť špecifické požiadavky vášho produktu a vlastnosti HDPE, aby ste zistili, či je vhodný. 

Proces vstrekovania plastov HDPE 

Proces vstrekovania HDPE zahŕňa niekoľko kľúčových krokov.

Najprv sa HDPE živica vo forme peliet privedie do valca vstrekovacieho stroja, kde sa zahreje a roztaví do tvarovateľného stavu. Roztavený HDPE sa potom vstrekuje pod vysokým tlakom do dutiny formy, ktorá je uzavretá strojom.

Keď horúci plast plní formu, je vystavený vysokým šmykovým silám, ktoré pomáhajú premiešať a homogenizovať materiál.

Po naplnení formy sa HDPE ochladí a stuhne do tvaru dutiny formy. Dôkladná kontrola rýchlosti chladenia je rozhodujúca, aby sa predišlo deformácii, deformácii alebo prasknutiu dielu.

Po dostatočnom čase chladenia sa forma otvorí a stuhnutá časť sa vysunie. Forma sa potom uzavrie a proces sa opakuje pre ďalšiu časť.

Veci, ktoré stojí za to vedieť v procese vstrekovania HDPE

Počas vstrekovania HDPE je potrebné zvážiť a kontrolovať niekoľko dôležitých faktorov, aby sa zabezpečila vysoká kvalita dielov.

Teplota taveniny, vstrekovací tlak, rýchlosť vstrekovania, teplota formy a čas chladenia sú kľúčové parametre procesu, ktoré ovplyvňujú vlastnosti finálneho dielu. Konštrukcia formy vrátane hrúbky steny, systému brány a žľabu a chladiacich kanálov je tiež kritická.

V porovnaní s inými plastmi má HDPE relatívne vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti, čo môže viesť k problémom so zmršťovaním a deformáciou, ak nie je riadne zohľadnené. 

• Teplota topenia: Odporúčaný rozsah teploty topenia pre HDPE je zvyčajne medzi 400-535 °F (200-280 °C). Pre triedy s vysokou molekulovou hmotnosťou sa odporúča o niečo užší rozsah 200-250 °C, aby sa minimalizovala degradácia
• Vstrekovací tlak: Vstrekovacie tlaky pre HDPE sa typicky pohybujú od 10 000 do 15 000 psi (70 - 105 MPa). Požadovaný tlak závisí od geometrie dielu, hrúbky steny a dráhy toku. Tenkostenné diely môžu vyžadovať tlaky až 26 000 psi (180 MPa). 
• Rýchlosť vstrekovania: Vysoká rýchlosť vstrekovania sa vo všeobecnosti odporúča pre HDPE, najmä pre tenkostenné diely, aby sa zabezpečilo úplné vyplnenie formy predtým, ako tavenina vychladne a zamrzne.
• Teplota formy: Teplota formy pre HDPE sa pohybuje od 50-95°F (10-35°C) pre diely s hrúbkou steny nad 0,24 palca (6 mm) a až do 175°F (80°C) pre tenšie diely pod 0,24 palca (6 mm). Vyššie teploty formy poskytujú lesklejší povrch, ale predlžujú čas chladenia. Teplota formy by mala byť rovnomerná, aby sa minimalizovalo rozdielne zmršťovanie a deformácia pri chladení.
• Čas chladenia: Čas chladenia je najdlhšia časť cyklu vstrekovania pre HDPE, často 80-85% z celkového času cyklu. Typické časy chladenia sa pohybujú od 10 sekúnd pre časti s hrúbkou 0,08 palca (2 mm) do viac ako 30 sekúnd pre časti s hrúbkou 0,16 palca (4 mm). Predčasné vysunutie môže spôsobiť deformáciu a deformáciu.
• Koeficient tepelnej rozťažnosti: HDPE má relatívne vysoký koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti (CLTE) v porovnaní s inými plastmi, zvyčajne okolo 6-8 x 10^-5 in/in/°F (10-14 x 10^-5 cm/ cm/°C). To znamená, že HDPE diely majú vysoké zmrštenie formy, zvyčajne 1,5-4%, v závislosti od kvality a podmienok spracovania. 

Aplikácia HDPE produktov

1. Obaly a kontajnery

• Nádoby na potraviny a nápoje, ako sú džbány na mlieko, fľaše na šampóny a vložky do cereálnych škatúľ
• Nádoby na chemikálie na čistiace prostriedky, saponáty a priemyselné chemikálie
• Kozmetické obaly a obaly na osobnú hygienu, ako sú fľaštičky na umývanie tváre, pleťové vody a lieky

2. Rúry a potrubné systémy

• Vodovodné a plynové potrubia pre obytné, komerčné a priemyselné použitie
• Aplikácia podzemných a nadzemných potrubí
• Náhrada za betónové a oceľové rúry v rôznych priemyselných odvetviach

3. Stavebníctvo a infraštruktúra

• HDPE rúry pre vodovody, kanalizácie a rozvody pitnej vody
• Plastové rezivo ako náhrada tradičného dreva na palubovky a chodníky

4. poľnohospodárstvo

• Zavlažovacie potrubia, rúrkové studne a kvapkové zavlažovacie systémy
• Rozprašovacie systémy pesticídov
• Kryty skleníkov, prechodové tunely a mulčovacie fólie

5. Zdravotníctvo a lekárske aplikácie

• Lekárske výrobky, ako sú náplasti, osobné ochranné prostriedky a baliace fólie
• Potravinársky HDPE je bezpečný pre priamy kontakt s potravinami a nápojmi

6. Spotrebný tovar a výrobky pre domácnosť

• Hračky, riad, vedierka a kuchynský riad
• Nádoby na odpadky, mraziace boxy a domáce potreby

7. Priemyselné aplikácie

• Spracovateľské zariadenia a súčasti strojov
• Korózii odolné vložky do nádrží a kontajnerov
• Flexibilné HDPE rúry na prepravu kalu, odpadových vôd a chemikálií v rôznych priemyselných odvetviach

8. Námorné a vonkajšie aplikácie

• Komponenty lodí, vybavenie bazénov a námorné terasy
• Vonkajší nábytok a detské ihrisko odolné voči UV žiareniu

9. Elektrotechnika a elektronika

• Izolácia vodičov a káblov pomocou zosieťovaného polyetylénu alebo kopolymérov PE

Stručne povedané, jedinečné vlastnosti HDPE z neho robia všestranný materiál vhodný pre širokú škálu aplikácií, od produktov každodennej spotreby až po špecializované priemyselné použitie. Jeho trvanlivosť, chemická odolnosť a odolnosť proti vlhkosti v kombinácii s jeho nákladovou efektívnosťou a recyklovateľnosťou urobili z HDPE obľúbenú voľbu vo viacerých sektoroch.

často kladené otázky

Ktoré vstrekovacie lisy HDPE sa odporúčajú pre malé podniky?

Pre malé podniky sa odporúčajú stolové alebo maloobjemové vstrekovacie stroje, ktoré ponúkajú presnú kontrolu teploty a tlaku. Hľadajte stroje od renomovaných výrobcov, ktoré sa starajú o malosériovú výrobu a ponúkajú popredajnú podporu.

Aký je rozdiel medzi HDPE a LDPE?

Zatiaľ čo HDPE a LDPE sú typy polyetylénu s podobnými vlastnosťami, HDPE má lineárnejšiu štruktúru, vyššiu hustotu, väčšiu pevnosť a tuhosť a lepšiu tepelnú a chemickú odolnosť. LDPE je na druhej strane flexibilnejší, transparentnejší a má nižšiu teplotu topenia, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie vyžadujúce tieto vlastnosti.

Aké ďalšie spôsoby tvarovania sa bežne používajú na výrobu HDPE okrem vstrekovania?

Vyfukovanie, rotačné tvarovanie, lisovanie a vytláčanie sú tiež široko používané v závislosti od typu vyrábaného produktu.