مقدمه: قالبگیری تزریقی فرآیند اصلی در مواد بستهبندی لوازم آرایشی است. اولین فرآیند اغلب قالبگیری تزریقی است که به طور مستقیم کیفیت و بهرهوری محصول را تعیین میکند. در تنظیم فرآیند قالبگیری تزریقی باید 7 عامل مانند انقباض، سیالیت، بلورینگی، پلاستیکهای حساس به حرارت و پلاستیکهای به راحتی هیدرولیز شده، ترک خوردگی ناشی از تنش و شکست مذاب، عملکرد حرارتی و سرعت خنک شدن و جذب رطوبت در نظر گرفته شود. این مقاله توسط ... نوشته شده است.پکیج رنگین کمان شانگهایمحتوای مرتبط با این ۷ عامل را برای ارجاع دوستانتان در زنجیره تأمین یوپین به اشتراک بگذارید:
قالبگیری تزریقی
قالبگیری تزریقی که به عنوان قالبگیری تزریقی نیز شناخته میشود، روشی برای قالبگیری است که تزریق و قالبگیری را با هم ترکیب میکند. مزایای روش قالبگیری تزریقی عبارتند از سرعت تولید سریع، راندمان بالا، قابلیت خودکارسازی عملیات، تنوع رنگ، اشکال از ساده تا پیچیده، اندازه از بزرگ تا کوچک و دقیق بودن اندازه محصول، سهولت بهروزرسانی محصول و قابلیت تبدیل به اشکال پیچیده. قطعات و قالبگیری تزریقی برای تولید انبوه و زمینههای پردازش قالبگیری مانند محصولاتی با اشکال پیچیده مناسب هستند. در دمای خاصی، مواد پلاستیکی کاملاً ذوب شده توسط یک پیچ هم زده میشوند، با فشار بالا به داخل حفره قالب تزریق میشوند و برای به دست آوردن یک محصول قالبگیری شده، خنک و جامد میشوند. این روش برای تولید انبوه قطعات با اشکال پیچیده مناسب است و یکی از روشهای مهم پردازش است.
01
انقباض
عوامل مؤثر بر انقباض قالبگیری ترموپلاستیک به شرح زیر است:
۱) انواع پلاستیک: در طول فرآیند قالبگیری پلاستیکهای ترموپلاستیک، تغییرات حجمی ناشی از تبلور، تنش داخلی قوی، تنش پسماند بزرگ منجمد شده در قطعات پلاستیکی، جهتگیری مولکولی قوی و سایر عوامل وجود دارد، بنابراین در مقایسه با پلاستیکهای ترموست، میزان انقباض بیشتر، محدوده انقباض وسیعتر و جهتگیری واضحتر است. علاوه بر این، انقباض پس از قالبگیری، آنیل یا تهویه رطوبتی عموماً بیشتر از پلاستیکهای ترموست است.
۲) ویژگیهای قطعه پلاستیکی. هنگامی که ماده مذاب با سطح حفره تماس پیدا میکند، لایه بیرونی بلافاصله خنک میشود تا یک پوسته جامد با چگالی کم تشکیل شود. به دلیل رسانایی حرارتی ضعیف پلاستیک، لایه داخلی قطعه پلاستیکی به آرامی خنک میشود تا یک لایه جامد با چگالی بالا با انقباض زیاد تشکیل شود. بنابراین، ضخامت دیواره، خنک شدن آهسته و ضخامت لایه با چگالی بالا بیشتر کاهش مییابد.
علاوه بر این، وجود یا عدم وجود قطعات الحاقی و چیدمان و تعداد قطعات الحاقی مستقیماً بر جهت جریان مواد، توزیع چگالی و مقاومت در برابر انقباض تأثیر میگذارد. بنابراین، ویژگیهای قطعات پلاستیکی تأثیر بیشتری بر انقباض و جهتگیری دارند.
۳) عواملی مانند شکل، اندازه و توزیع ورودی خوراک مستقیماً بر جهت جریان مواد، توزیع چگالی، حفظ فشار و اثر انقباض و زمان قالبگیری تأثیر میگذارند. دریچههای تغذیه مستقیم و دریچههای تغذیه با مقاطع عرضی بزرگ (بهویژه مقاطع عرضی ضخیمتر) انقباض کمتری دارند اما جهتگیری بیشتری دارند و دریچههای تغذیه کوتاهتر با عرض و طول کوتاهتر، جهتگیری کمتری دارند. آنهایی که نزدیک به ورودی خوراک یا موازی با جهت جریان مواد هستند، بیشتر منقبض میشوند.
۴) شرایط قالبگیری دمای قالب بالا است، ماده مذاب به آرامی خنک میشود، چگالی بالا است و انقباض زیاد است. به خصوص برای مواد کریستالی، انقباض به دلیل بلورینگی بالا و تغییرات حجم زیاد بیشتر است. توزیع دمای قالب همچنین به خنک شدن داخلی و خارجی و یکنواختی چگالی قطعه پلاستیکی مربوط میشود که به طور مستقیم بر اندازه و جهت انقباض هر قطعه تأثیر میگذارد.
علاوه بر این، فشار و زمان نگهداری نیز تأثیر بیشتری بر انقباض دارند و وقتی فشار زیاد و زمان طولانی باشد، انقباض کمتر اما جهتگیری بیشتر است. فشار تزریق زیاد است، اختلاف ویسکوزیته مذاب کم است، تنش برشی بین لایهای کم است و بازگشت الاستیک پس از خروج از قالب زیاد است، بنابراین انقباض نیز میتواند به مقدار مناسبی کاهش یابد. دمای ماده بالا است، انقباض زیاد است، اما جهتگیری کم است. بنابراین، تنظیم دمای قالب، فشار، سرعت تزریق و زمان خنک شدن در حین قالبگیری نیز میتواند انقباض قطعه پلاستیکی را به طور مناسب تغییر دهد.
هنگام طراحی قالب، با توجه به محدوده انقباض پلاستیکهای مختلف، ضخامت دیواره و شکل قطعه پلاستیکی، اندازه و توزیع فرم ورودی، میزان انقباض هر قسمت از قطعه پلاستیکی طبق تجربه تعیین میشود و سپس اندازه حفره محاسبه میگردد.
برای قطعات پلاستیکی با دقت بالا و زمانی که محاسبه نرخ انقباض دشوار است، معمولاً باید از روشهای زیر برای طراحی قالب استفاده شود:
برای قطر خارجی قطعه پلاستیکی، نرخ انقباض کمتری و برای قطر داخلی، نرخ انقباض بیشتری در نظر بگیرید تا پس از قالبگیری آزمایشی، جایی برای اصلاح وجود داشته باشد.
قالبهای آزمایشی، شکل، اندازه و شرایط قالبگیری سیستم راهگاهی را تعیین میکنند.
قطعات پلاستیکی که قرار است پس از تولید، پردازش شوند، برای تعیین تغییر اندازه، تحت عملیات پس از تولید قرار میگیرند (اندازهگیری باید ۲۴ ساعت پس از خروج از قالب انجام شود).
قالب را مطابق با انقباض واقعی اصلاح کنید.
قالب را دوباره امتحان کنید و شرایط فرآیند را به طور مناسب تغییر دهید تا مقدار انقباض کمی تغییر کند تا الزامات قطعه پلاستیکی برآورده شود.
02
سیالیت
۱) سیالیت ترموپلاستیکها را میتوان بهطورکلی از مجموعهای از شاخصها مانند وزن مولکولی، شاخص ذوب، طول جریان مارپیچ ارشمیدس، ویسکوزیته ظاهری و نسبت جریان (طول فرآیند/ضخامت دیواره قطعه پلاستیکی) تجزیه و تحلیل کرد.
وزن مولکولی کم، توزیع وزن مولکولی پهن، ساختار مولکولی نامنظم ضعیف، شاخص ذوب بالا، طول جریان مارپیچی بلند، ویسکوزیته ظاهری کم، نسبت جریان بالا، سیالیت خوب، پلاستیکهایی با نام محصول یکسان باید دستورالعملهای خود را بررسی کنند تا مشخص شود که آیا سیالیت آنها برای قالبگیری تزریقی قابل استفاده است یا خیر.
طبق الزامات طراحی قالب، سیالیت پلاستیکهای رایج را میتوان تقریباً به سه دسته تقسیم کرد:
سیالیت خوب PA، PE، PS، PP، CA، پلی(4) متیل پنتن؛
رزین سری پلی استایرن (مانند ABS، AS)، PMMA، POM، پلی فنیلن اتر با سیالیت متوسط؛
سیالیت ضعیف: PC، PVC سخت، پلی فنیلن اتر، پلی سولفون، پلی آریل سولفون، فلوروپلاستیک.
۲) سیالیت پلاستیکهای مختلف نیز به دلیل عوامل مختلف قالبگیری تغییر میکند. عوامل اصلی تأثیرگذار به شرح زیر است:
① دمای بالاتر مواد، سیالیت را افزایش میدهد، اما پلاستیکهای مختلف تفاوتهای خاص خود را دارند، مانند PS (بهویژه آنهایی که مقاومت ضربهای بالا و مقدار MFR بالاتری دارند)، PP، PA، PMMA، پلیاستایرن اصلاحشده (مانند ABS، AS). سیالیت PC، CA و سایر پلاستیکها با دما بسیار متفاوت است. برای PE و POM، افزایش یا کاهش دما تأثیر کمی بر سیالیت آنها دارد. بنابراین، برای کنترل سیالیت، باید دما را در حین قالبگیری تنظیم کرد.
② وقتی فشار قالبگیری تزریقی افزایش مییابد، ماده مذاب تحت اثر برشی بیشتری قرار میگیرد و سیالیت نیز افزایش مییابد، به خصوص PE و POM حساستر هستند، بنابراین فشار تزریق باید تنظیم شود تا سیالیت در حین قالبگیری کنترل شود.
③ شکل، اندازه، چیدمان، طراحی سیستم خنککننده ساختار قالب، مقاومت جریان مواد مذاب (مانند پرداخت سطح، ضخامت مقطع کانال، شکل حفره، سیستم اگزوز) و سایر عوامل مستقیماً بر سیالیت واقعی مواد مذاب در حفره تأثیر میگذارند. اگر مواد مذاب برای کاهش دما و افزایش مقاومت سیالیت ارتقا یابند، سیالیت کاهش مییابد. هنگام طراحی قالب، باید یک ساختار معقول با توجه به سیالیت پلاستیک مورد استفاده انتخاب شود.
در طول قالبگیری، دمای مواد، دمای قالب، فشار تزریق، سرعت تزریق و سایر عوامل نیز میتوانند کنترل شوند تا شرایط پر شدن به طور مناسب برای رفع نیازهای قالبگیری تنظیم شود.
03
بلورینگی
ترموپلاستیکها را میتوان بر اساس عدم تبلورشان در طول تراکم، به پلاستیکهای بلوری و پلاستیکهای غیر بلوری (که به عنوان آمورف نیز شناخته میشوند) تقسیم کرد.
پدیده تبلور به این واقعیت اشاره دارد که وقتی پلاستیک از حالت مذاب به حالت میعان تغییر میکند، مولکولها به طور مستقل حرکت میکنند و کاملاً در حالت بینظمی قرار میگیرند. مولکولها حرکت آزادانه خود را متوقف میکنند، به یک موقعیت کمی ثابت فشار میآورند و تمایل دارند که آرایش مولکولی را به یک مدل منظم تبدیل کنند. این پدیده.
معیار ظاهری برای قضاوت در مورد این دو نوع پلاستیک را میتوان با شفافیت قطعات پلاستیکی دیواره ضخیم تعیین کرد. به طور کلی، مواد کریستالی مات یا شفاف هستند (مانند POM و غیره) و مواد آمورف شفاف هستند (مانند PMMA و غیره). اما استثنائاتی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، پلی (4) متیل پنتن یک پلاستیک کریستالی است اما شفافیت بالایی دارد و ABS یک ماده آمورف است اما شفاف نیست.
هنگام طراحی قالبها و انتخاب ماشینهای قالبگیری تزریقی، به الزامات و اقدامات احتیاطی زیر برای پلاستیکهای بلوری توجه کنید:
گرمای لازم برای افزایش دمای ماده تا دمای شکلدهی، به گرمای زیادی نیاز دارد و تجهیزاتی با ظرفیت پلاستیسایزر بالا مورد نیاز است.
مقدار زیادی گرما در حین خنک شدن و تبدیل مجدد آزاد میشود، بنابراین باید به اندازه کافی خنک شود.
اختلاف وزن مخصوص بین حالت مذاب و حالت جامد زیاد است، انقباض قالب زیاد است و احتمال انقباض و ایجاد منافذ وجود دارد.
خنک شدن سریع، بلورینگی کم، انقباض کم و شفافیت بالا. بلورینگی مربوط به ضخامت دیواره قطعه پلاستیکی است و ضخامت دیواره به آرامی خنک میشود، بلورینگی زیاد، انقباض زیاد و خواص فیزیکی خوب است. بنابراین، دمای قالب ماده بلوری باید طبق نیاز کنترل شود.
ناهمسانگردی قابل توجه و تنش داخلی زیاد است. مولکولهایی که پس از خروج از قالب، متبلور نمیشوند، تمایل به ادامه تبلور دارند، در حالت عدم تعادل انرژی قرار دارند و مستعد تغییر شکل و تاب برداشتن هستند.
محدوده دمای تبلور باریک است و به راحتی میتوان مواد ذوب نشده را به قالب تزریق کرد یا دریچه تغذیه را مسدود کرد.
04
پلاستیکهای حساس به حرارت و پلاستیکهای به راحتی هیدرولیز شده
۱) حساسیت به گرما به این معنی است که برخی از پلاستیکها نسبت به گرما حساستر هستند. آنها برای مدت طولانی در دمای بالا گرم میشوند یا بخش ورودی خوراک خیلی کوچک است. وقتی اثر برش زیاد باشد، دمای ماده به راحتی افزایش مییابد و باعث تغییر رنگ، تخریب و تجزیه میشود. پلاستیک مشخصه، پلاستیک حساس به گرما نامیده میشود.
مانند PVC سخت، پلی وینیلیدن کلراید، کوپلیمر وینیل استات، POM، پلی کلروتری فلوئورواتیلن و غیره. پلاستیکهای حساس به حرارت در طول تجزیه، مونومرها، گازها، جامدات و سایر محصولات جانبی تولید میکنند. به طور خاص، برخی از گازهای تجزیه اثرات تحریککننده، خورنده یا سمی بر بدن انسان، تجهیزات و کپکها دارند.
بنابراین، باید به طراحی قالب، انتخاب دستگاه قالبگیری تزریقی و قالبگیری توجه شود. باید از دستگاه قالبگیری تزریقی پیچی استفاده شود. مقطع سیستم ریختن باید بزرگ باشد. قالب و سیلندر باید کرومکاری شده باشند. برای تضعیف حساسیت حرارتی آن، تثبیتکننده اضافه کنید.
۲) حتی اگر برخی از پلاستیکها (مانند PC) حاوی مقدار کمی آب باشند، تحت دما و فشار بالا تجزیه میشوند. این خاصیت، هیدرولیز آسان نامیده میشود که باید از قبل گرم و خشک شود.
05
ترک خوردگی ناشی از تنش و شکست مذاب
۱) بعضی از پلاستیکها به تنش حساس هستند. آنها در طول قالبگیری مستعد تنش داخلی هستند و شکننده و به راحتی ترک میخورند. قطعات پلاستیکی تحت تأثیر نیروی خارجی یا حلال ترک میخورند.
به همین دلیل، علاوه بر افزودن مواد افزودنی به مواد اولیه برای بهبود مقاومت در برابر ترک، باید به خشک کردن مواد اولیه نیز توجه شود و شرایط قالبگیری باید به طور معقولی انتخاب شود تا تنش داخلی کاهش و مقاومت در برابر ترک افزایش یابد. و باید شکل معقولی از قطعات پلاستیکی انتخاب شود، نصب درج و سایر اقدامات برای به حداقل رساندن تمرکز تنش مناسب نیست.
هنگام طراحی قالب، زاویه تخلیه باید افزایش یابد و یک مکانیزم ورودی و خروجی مناسب انتخاب شود. دمای مواد، دمای قالب، فشار تزریق و زمان خنک شدن باید در حین قالبگیری به طور مناسب تنظیم شوند و سعی شود از تخلیه قالب در زمانی که قطعه پلاستیکی خیلی سرد و شکننده است، جلوگیری شود. پس از قالبگیری، قطعات پلاستیکی نیز باید تحت عملیات تکمیلی قرار گیرند تا مقاومت در برابر ترک بهبود یابد، تنش داخلی از بین برود و تماس با حلالها ممنوع شود.
۲) هنگامی که یک مذاب پلیمری با نرخ جریان مذاب مشخص، در دمای ثابت از سوراخ نازل عبور میکند و نرخ جریان آن از مقدار مشخصی فراتر میرود، ترکهای جانبی آشکار روی سطح مذاب، شکستگی مذاب نامیده میشوند که به ظاهر و خواص فیزیکی قطعه پلاستیکی آسیب میرساند. بنابراین، هنگام انتخاب پلیمرهایی با نرخ جریان مذاب بالا، باید سطح مقطع نازل، راهگاه و دهانه تغذیه افزایش یابد تا سرعت تزریق کاهش و دمای ماده افزایش یابد.
06
عملکرد حرارتی و سرعت خنککنندگی
۱) پلاستیکهای مختلف خواص حرارتی متفاوتی مانند گرمای ویژه، رسانایی حرارتی و دمای اعوجاج حرارتی دارند. نرمسازی با گرمای ویژه بالا به مقدار زیادی گرما نیاز دارد و باید از دستگاه قالبگیری تزریقی با ظرفیت نرمسازی بالا استفاده شود. زمان خنکسازی پلاستیک با دمای اعوجاج حرارتی بالا میتواند کوتاه باشد و جداسازی آن از قالب سریع انجام شود، اما باید از تغییر شکل ناشی از خنکسازی پس از جداسازی از قالب جلوگیری شود.
پلاستیکهایی که رسانایی حرارتی پایینی دارند، سرعت خنک شدن پایینی دارند (مانند پلیمرهای یونی و غیره)، بنابراین باید به اندازه کافی خنک شوند تا اثر خنککنندگی قالب افزایش یابد. قالبهای راهگاه گرم برای پلاستیکهایی با گرمای ویژه پایین و رسانایی حرارتی بالا مناسب هستند. پلاستیکهایی با گرمای ویژه بالا، رسانایی حرارتی پایین، دمای تغییر شکل حرارتی پایین و سرعت خنککنندگی پایین، برای قالبگیری با سرعت بالا مناسب نیستند. باید ماشینهای قالبگیری تزریقی مناسب و خنککنندگی قالب افزایشیافته انتخاب شوند.
۲) پلاستیکهای مختلف بسته به نوع، ویژگیها و شکل قطعات پلاستیکی، نیاز به حفظ سرعت خنکسازی مناسب دارند. بنابراین، قالب باید مطابق با الزامات قالبگیری به سیستمهای گرمایش و سرمایش مجهز باشد تا دمای قالب در حد مشخصی حفظ شود. هنگامی که دمای ماده افزایش مییابد، باید قالب خنک شود تا از تغییر شکل قطعه پلاستیکی پس از خروج از قالب جلوگیری شود، چرخه قالبگیری کوتاه شود و بلورینگی کاهش یابد.
وقتی گرمای ضایعات پلاستیکی برای نگه داشتن قالب در دمای معین کافی نباشد، قالب باید به یک سیستم گرمایشی مجهز شود تا قالب را در دمای معین نگه دارد تا سرعت خنک شدن کنترل شود، سیالیت تضمین شود، شرایط پر شدن بهبود یابد یا قطعات پلاستیکی به آرامی خنک شوند. از خنک شدن ناهموار داخل و خارج قطعات پلاستیکی با دیواره ضخیم جلوگیری کرده و بلورینگی را افزایش دهید.
برای قطعات پلاستیکی با سیالیت خوب، مساحت قالبگیری زیاد و دمای مواد ناهموار، بسته به شرایط قالبگیری، گاهی اوقات نیاز به گرم یا سرد شدن متناوب یا گرم و سرد شدن موضعی وجود دارد. برای این منظور، قالب باید به سیستم خنککننده یا گرمکننده مربوطه مجهز شود.
07
رطوبت پذیری
از آنجا که افزودنیهای مختلفی در پلاستیکها وجود دارد که باعث میشود درجات مختلفی از میل ترکیبی با رطوبت داشته باشند، میتوان پلاستیکها را تقریباً به دو نوع تقسیم کرد: جذب رطوبت، چسبندگی رطوبت، و عدم جذب و نچسبیدن رطوبت. میزان آب موجود در مواد باید در محدوده مجاز کنترل شود. در غیر این صورت، رطوبت تحت دما و فشار بالا به گاز تبدیل یا هیدرولیز میشود که باعث کف کردن رزین، کاهش سیالیت و ضعف ظاهری و خواص مکانیکی میشود.
بنابراین، پلاستیکهای جاذب رطوبت باید با روشهای گرمایشی مناسب و مشخصات مورد نیاز، پیش گرم شوند تا از جذب مجدد رطوبت در حین استفاده جلوگیری شود.
شرکت صنعتی رینبو شانگهای، تولیدکننده بستهبندی رنگینکمانی شانگهای است که بستهبندی لوازم آرایشی و بهداشتی یک مرحلهای را ارائه میدهد. اگر محصولات ما را دوست دارید، میتوانید با ما تماس بگیرید.
وبسایت:www.rainbow-pkg.com
ایمیل:Bobby@rainbow-pkg.com
واتساپ: +008613818823743
زمان ارسال: ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۱