Pendahuluan: Pencetakan injeksi adalah proses utama dalam bahan kemasan kosmetik. Proses pertama seringkali adalah pencetakan injeksi, yang secara langsung menentukan kualitas dan produktivitas produk. Pengaturan proses pencetakan injeksi harus mempertimbangkan 7 faktor seperti penyusutan, fluiditas, kristalinitas, plastik yang sensitif terhadap panas dan plastik yang mudah terhidrolisis, retak tegangan dan patah leleh, kinerja termal dan laju pendinginan, serta penyerapan kelembapan. Artikel ini ditulis olehpaket pelangi shanghaiBagikan konten relevan dari 7 faktor ini, sebagai referensi bagi teman-teman Anda di rantai pasokan Youpin:
Pencetakan injeksi
Pencetakan injeksi, juga dikenal sebagai pencetakan cetakan, adalah metode pencetakan yang menggabungkan injeksi dan pencetakan. Keunggulan metode pencetakan injeksi adalah kecepatan produksi yang cepat, efisiensi tinggi, pengoperasian dapat diotomatisasi, beragam warna, bentuk dapat dari sederhana hingga kompleks, ukuran dapat dari besar hingga kecil, dan ukuran produk akurat, produk mudah diperbarui, dan dapat dibuat menjadi bentuk yang kompleks. Komponen dan pencetakan injeksi cocok untuk produksi massal dan bidang pemrosesan cetakan seperti produk dengan bentuk kompleks. Pada suhu tertentu, bahan plastik yang sepenuhnya meleleh diaduk oleh sekrup, disuntikkan ke dalam rongga cetakan dengan tekanan tinggi, dan didinginkan serta dipadatkan untuk mendapatkan produk cetakan. Metode ini cocok untuk produksi massal komponen dengan bentuk kompleks dan merupakan salah satu metode pemrosesan yang penting.
01
Penyusutan
Faktor-faktor yang mempengaruhi penyusutan cetakan termoplastik adalah sebagai berikut:
1) Jenis plastik: Selama proses pencetakan plastik termoplastik, masih terjadi perubahan volume yang disebabkan oleh kristalisasi, tegangan internal yang kuat, tegangan sisa yang besar yang membeku di dalam bagian plastik, orientasi molekul yang kuat, dan faktor-faktor lainnya, sehingga dibandingkan dengan plastik termoset, tingkat penyusutannya lebih besar, rentang penyusutannya luas, dan arahnya jelas. Selain itu, penyusutan setelah pencetakan, anil, atau pengkondisian kelembaban umumnya lebih besar daripada plastik termoset.
2) Karakteristik bagian plastik. Ketika material cair bersentuhan dengan permukaan rongga, lapisan luar segera didinginkan untuk membentuk cangkang padat dengan kepadatan rendah. Karena konduktivitas termal plastik yang buruk, lapisan dalam bagian plastik didinginkan secara perlahan untuk membentuk lapisan padat dengan kepadatan tinggi dan penyusutan yang besar. Oleh karena itu, ketebalan dinding, pendinginan yang lambat, dan ketebalan lapisan dengan kepadatan tinggi akan menyusut lebih banyak.
Selain itu, ada atau tidaknya sisipan serta tata letak dan jumlah sisipan secara langsung memengaruhi arah aliran material, distribusi kepadatan, dan ketahanan terhadap penyusutan. Oleh karena itu, karakteristik komponen plastik memiliki dampak yang lebih besar pada penyusutan dan arah aliran.
3) Faktor-faktor seperti bentuk, ukuran, dan distribusi saluran masuk bahan baku secara langsung memengaruhi arah aliran material, distribusi kepadatan, pemeliharaan tekanan, efek penyusutan, dan waktu pencetakan. Saluran masuk bahan baku langsung dan saluran masuk bahan baku dengan penampang besar (terutama penampang yang lebih tebal) memiliki penyusutan yang lebih kecil tetapi arah aliran yang lebih besar, dan saluran masuk bahan baku yang lebih pendek dengan lebar dan panjang yang lebih kecil memiliki arah aliran yang lebih kecil. Saluran yang dekat dengan saluran masuk bahan baku atau sejajar dengan arah aliran material akan mengalami penyusutan lebih besar.
4) Kondisi pencetakan Suhu cetakan tinggi, material cair mendingin perlahan, densitas tinggi, dan penyusutan besar. Terutama untuk material kristalin, penyusutan lebih besar karena kristalinitas tinggi dan perubahan volume yang besar. Distribusi suhu cetakan juga berkaitan dengan pendinginan internal dan eksternal serta keseragaman densitas bagian plastik, yang secara langsung memengaruhi ukuran dan arah penyusutan setiap bagian.
Selain itu, tekanan dan waktu penahanan juga memiliki dampak yang lebih besar pada penyusutan, dan penyusutan lebih kecil tetapi arahnya lebih besar ketika tekanan tinggi dan waktu lama. Tekanan injeksi tinggi, perbedaan viskositas leleh kecil, tegangan geser antar lapisan kecil, dan pantulan elastis setelah pelepasan cetakan besar, sehingga penyusutan juga dapat dikurangi dalam jumlah yang sesuai. Suhu material tinggi, penyusutan besar, tetapi arahnya kecil. Oleh karena itu, menyesuaikan suhu cetakan, tekanan, kecepatan injeksi, dan waktu pendinginan selama pencetakan juga dapat mengubah penyusutan bagian plastik secara tepat.
Saat mendesain cetakan, berdasarkan rentang penyusutan berbagai plastik, ketebalan dinding dan bentuk bagian plastik, ukuran dan distribusi bentuk saluran masuk, tingkat penyusutan setiap bagian plastik ditentukan berdasarkan pengalaman, dan kemudian ukuran rongga dihitung.
Untuk komponen plastik dengan presisi tinggi dan ketika sulit untuk memahami tingkat penyusutan, metode berikut umumnya harus digunakan untuk mendesain cetakan:
Gunakan tingkat penyusutan yang lebih kecil untuk diameter luar bagian plastik, dan tingkat penyusutan yang lebih besar untuk diameter dalam, agar ada ruang untuk koreksi setelah cetakan uji.
Cetakan percobaan menentukan bentuk, ukuran, dan kondisi pencetakan sistem saluran masuk.
Komponen plastik yang akan diproses lebih lanjut menjalani proses pasca-produksi untuk menentukan perubahan ukurannya (pengukuran harus dilakukan 24 jam setelah pelepasan dari cetakan).
Sesuaikan cetakan sesuai dengan penyusutan aktual.
Coba lagi cetakannya dan ubah kondisi proses secara tepat untuk sedikit memodifikasi nilai penyusutan agar memenuhi persyaratan bagian plastik tersebut.
02
ketidakstabilan
1) Fluiditas termoplastik umumnya dapat dianalisis dari serangkaian indeks seperti berat molekul, indeks leleh, panjang aliran spiral Archimedes, viskositas semu, dan rasio aliran (panjang proses/ketebalan dinding bagian plastik).
Berat molekul kecil, distribusi berat molekul lebar, keteraturan struktur molekul buruk, indeks leleh tinggi, panjang aliran spiral panjang, viskositas semu rendah, rasio aliran tinggi, fluiditas baik, plastik dengan nama produk yang sama harus diperiksa petunjuknya untuk menentukan apakah fluiditasnya sesuai untuk pencetakan injeksi.
Berdasarkan persyaratan desain cetakan, fluiditas plastik yang umum digunakan secara kasar dapat dibagi menjadi tiga kategori:
PA, PE, PS, PP, CA, poli(4) metilpentena memiliki fluiditas yang baik;
Resin seri Polystyrene dengan fluiditas sedang (seperti ABS, AS), PMMA, POM, polifenilen eter;
PC dengan fluiditas buruk, PVC keras, polifenilen eter, polisulfon, poliarilsulfon, fluoroplastik.
2) Fluiditas berbagai plastik juga berubah karena berbagai faktor pencetakan. Faktor-faktor utama yang mempengaruhinya adalah sebagai berikut:
①Suhu material yang lebih tinggi meningkatkan fluiditas, tetapi plastik yang berbeda memiliki perbedaan tersendiri, seperti PS (terutama yang memiliki ketahanan benturan tinggi dan nilai MFR yang lebih tinggi), PP, PA, PMMA, polistirena yang dimodifikasi (seperti ABS, AS). Fluiditas PC, CA, dan plastik lainnya sangat bervariasi dengan suhu. Untuk PE dan POM, peningkatan atau penurunan suhu hanya sedikit berpengaruh pada fluiditasnya. Oleh karena itu, suhu harus disesuaikan selama pencetakan untuk mengontrol fluiditas.
②Ketika tekanan pencetakan injeksi ditingkatkan, material cair akan mengalami efek geser yang lebih besar, dan fluiditasnya juga meningkat, terutama PE dan POM yang lebih sensitif, sehingga tekanan injeksi harus disesuaikan untuk mengontrol fluiditas selama pencetakan.
③Bentuk, ukuran, tata letak, desain sistem pendingin struktur cetakan, hambatan aliran material cair (seperti penyelesaian permukaan, ketebalan bagian saluran, bentuk rongga, sistem pembuangan) dan faktor-faktor lain secara langsung memengaruhi fluiditas aktual material cair di dalam rongga. Jika material cair didorong untuk menurunkan suhu dan meningkatkan hambatan fluiditas, fluiditas akan menurun. Saat mendesain cetakan, struktur yang wajar harus dipilih sesuai dengan fluiditas plastik yang digunakan.
Selama proses pencetakan, suhu material, suhu cetakan, tekanan injeksi, kecepatan injeksi, dan faktor-faktor lainnya juga dapat dikontrol untuk menyesuaikan kondisi pengisian secara tepat guna memenuhi kebutuhan pencetakan.
03
Kristalinitas
Termoplastik dapat dibagi menjadi plastik kristalin dan plastik non-kristalin (juga dikenal sebagai amorf) berdasarkan tidak adanya kristalisasi selama kondensasi.
Fenomena yang disebut kristalisasi mengacu pada fakta bahwa ketika plastik berubah dari keadaan cair ke keadaan padat, molekul-molekul bergerak secara independen dan berada dalam keadaan tidak teratur. Molekul-molekul berhenti bergerak bebas, menekan posisi yang sedikit tetap, dan cenderung membentuk susunan molekuler yang teratur. Fenomena ini.
Kriteria penampilan untuk menilai kedua jenis plastik ini dapat ditentukan berdasarkan transparansi bagian plastik berdinding tebal. Secara umum, material kristalin bersifat buram atau tembus cahaya (seperti POM, dll.), dan material amorf bersifat transparan (seperti PMMA, dll.). Namun ada pengecualian. Misalnya, poli(4) metilpentena adalah plastik kristalin tetapi memiliki transparansi tinggi, dan ABS adalah material amorf tetapi tidak transparan.
Saat mendesain cetakan dan memilih mesin cetak injeksi, perhatikan persyaratan dan tindakan pencegahan berikut untuk plastik kristalin:
Panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu material hingga suhu pembentukan memerlukan banyak panas, dan dibutuhkan peralatan dengan kapasitas plastisasi yang besar.
Sejumlah besar panas dilepaskan selama pendinginan dan konversi ulang, sehingga harus didinginkan secara memadai.
Perbedaan berat jenis antara keadaan cair dan keadaan padat sangat besar, penyusutan cetakan juga besar, dan penyusutan serta pori-pori cenderung terjadi.
Pendinginan cepat, kristalinitas rendah, penyusutan kecil, dan transparansi tinggi. Kristalinitas berkaitan dengan ketebalan dinding bagian plastik, dan semakin tebal dindingnya, semakin lambat pendinginannya, semakin tinggi kristalinitasnya, semakin besar penyusutannya, dan semakin baik sifat fisiknya. Oleh karena itu, suhu cetakan material kristalin harus dikontrol sesuai kebutuhan.
Anisotropinya signifikan dan tegangan internalnya besar. Molekul yang tidak mengkristal setelah dilepas dari cetakan cenderung terus mengkristal, berada dalam keadaan ketidakseimbangan energi, dan rentan terhadap deformasi dan perubahan bentuk.
Kisaran suhu kristalisasi sempit, dan mudah menyebabkan material yang tidak meleleh masuk ke dalam cetakan atau menyumbat lubang pemasukan.
04
Plastik yang sensitif terhadap panas dan plastik yang mudah terhidrolisis
1) Sensitivitas terhadap panas berarti bahwa beberapa jenis plastik lebih sensitif terhadap panas. Plastik tersebut akan dipanaskan dalam waktu lama pada suhu tinggi atau jika bagian bukaan pemasukan terlalu kecil. Ketika efek geser besar, suhu material akan mudah meningkat sehingga menyebabkan perubahan warna, degradasi, dan dekomposisi. Plastik dengan karakteristik ini disebut plastik sensitif terhadap panas.
Seperti PVC keras, polivinilidena klorida, kopolimer vinil asetat, POM, poliklorotrifluoroetilena, dll. Plastik yang sensitif terhadap panas menghasilkan monomer, gas, padatan, dan produk sampingan lainnya selama dekomposisi. Secara khusus, beberapa gas hasil dekomposisi memiliki efek iritasi, korosif, atau toksik pada tubuh manusia, peralatan, dan jamur.
Oleh karena itu, perhatian harus diberikan pada desain cetakan, pemilihan mesin cetak injeksi, dan proses pencetakan. Mesin cetak injeksi ulir harus digunakan. Penampang sistem pengecoran harus besar. Cetakan dan laras harus dilapisi krom. Tambahkan stabilisator untuk mengurangi sensitivitas termalnya.
2) Meskipun beberapa plastik (seperti PC) mengandung sedikit air, plastik tersebut akan terurai pada suhu dan tekanan tinggi. Sifat ini disebut hidrolisis mudah, yang berarti plastik tersebut harus dipanaskan dan dikeringkan terlebih dahulu.
05
Retak akibat tekanan dan patah akibat lelehan
1) Beberapa jenis plastik sensitif terhadap tekanan. Plastik rentan terhadap tekanan internal selama proses pencetakan dan bersifat rapuh serta mudah retak. Bagian plastik akan retak akibat gaya eksternal atau pelarut.
Oleh karena itu, selain menambahkan aditif pada bahan baku untuk meningkatkan ketahanan terhadap retak, perlu diperhatikan pengeringan bahan baku, dan kondisi pencetakan harus dipilih secara wajar untuk mengurangi tegangan internal dan meningkatkan ketahanan terhadap retak. Selain itu, bentuk bagian plastik harus dipilih secara wajar, dan tidak tepat untuk memasang sisipan dan tindakan lain untuk meminimalkan konsentrasi tegangan.
Saat mendesain cetakan, sudut pelepasan cetakan harus ditingkatkan, dan mekanisme pemasukan dan pengeluaran bahan yang tepat harus dipilih. Suhu material, suhu cetakan, tekanan injeksi, dan waktu pendinginan harus disesuaikan dengan tepat selama pencetakan, dan usahakan untuk menghindari pelepasan cetakan ketika bagian plastik terlalu dingin dan rapuh. Setelah pencetakan, bagian plastik juga harus diberi perlakuan pasca-produksi untuk meningkatkan ketahanan terhadap retak, menghilangkan tegangan internal, dan mencegah kontak dengan pelarut.
2) Ketika lelehan polimer dengan laju aliran lelehan tertentu melewati lubang nosel pada suhu konstan dan laju alirannya melebihi nilai tertentu, retakan lateral yang jelas pada permukaan lelehan disebut patahan lelehan, yang akan merusak tampilan dan sifat fisik bagian plastik. Oleh karena itu, ketika memilih polimer dengan laju aliran lelehan tinggi, penampang nosel, saluran, dan bukaan pemasukan harus diperbesar untuk mengurangi kecepatan injeksi dan meningkatkan suhu material.
06
Kinerja termal dan laju pendinginan
1) Berbagai jenis plastik memiliki sifat termal yang berbeda, seperti panas spesifik, konduktivitas termal, dan suhu distorsi panas. Proses plastisasi dengan panas spesifik tinggi membutuhkan panas yang besar, dan mesin cetak injeksi dengan kapasitas plastisasi yang besar harus digunakan. Waktu pendinginan plastik dengan suhu distorsi panas tinggi dapat dipersingkat dan pelepasan cetakan dapat dilakukan lebih awal, tetapi deformasi pendinginan setelah pelepasan cetakan harus dicegah.
Plastik dengan konduktivitas termal rendah memiliki laju pendinginan yang lambat (seperti polimer ionik, dll.), sehingga harus didinginkan secara memadai untuk meningkatkan efek pendinginan cetakan. Cetakan hot runner cocok untuk plastik dengan panas spesifik rendah dan konduktivitas termal tinggi. Plastik dengan panas spesifik besar, konduktivitas termal rendah, suhu deformasi termal rendah, dan laju pendinginan lambat tidak cocok untuk pencetakan kecepatan tinggi. Mesin cetak injeksi yang tepat dan pendinginan cetakan yang ditingkatkan harus dipilih.
2) Berbagai jenis plastik memerlukan laju pendinginan yang sesuai berdasarkan jenis, karakteristik, dan bentuk bagian plastiknya. Oleh karena itu, cetakan harus dilengkapi dengan sistem pemanas dan pendingin sesuai dengan kebutuhan pencetakan untuk mempertahankan suhu cetakan tertentu. Ketika suhu material meningkat melebihi suhu cetakan, cetakan harus didinginkan untuk mencegah deformasi bagian plastik setelah dilepas dari cetakan, memperpendek siklus pencetakan, dan mengurangi kristalinitas.
Ketika panas limbah plastik tidak cukup untuk menjaga cetakan pada suhu tertentu, cetakan harus dilengkapi dengan sistem pemanas untuk menjaga cetakan pada suhu tertentu guna mengontrol laju pendinginan, memastikan fluiditas, meningkatkan kondisi pengisian, atau mengontrol agar bagian plastik mendingin secara perlahan. Mencegah pendinginan yang tidak merata di dalam dan di luar bagian plastik berdinding tebal dan meningkatkan kristalinitas.
Untuk cetakan dengan fluiditas yang baik, area pencetakan yang besar, dan suhu material yang tidak merata, tergantung pada kondisi pencetakan bagian plastik, terkadang perlu dilakukan pemanasan atau pendinginan secara bergantian atau pemanasan dan pendinginan lokal. Untuk tujuan ini, cetakan harus dilengkapi dengan sistem pendinginan atau pemanasan yang sesuai.
07
Higroskopisitas
Karena terdapat berbagai aditif dalam plastik, yang membuat plastik memiliki tingkat afinitas yang berbeda terhadap kelembapan, plastik secara kasar dapat dibagi menjadi dua jenis: penyerapan kelembapan, adhesi kelembapan, dan tidak menyerap serta tidak melekat pada kelembapan. Kandungan air dalam material harus dikontrol dalam kisaran yang diizinkan. Jika tidak, kelembapan akan berubah menjadi gas atau terhidrolisis pada suhu dan tekanan tinggi, yang akan menyebabkan resin berbusa, mengurangi fluiditas, dan memiliki penampilan serta sifat mekanik yang buruk.
Oleh karena itu, plastik higroskopis harus dipanaskan terlebih dahulu dengan metode dan spesifikasi pemanasan yang sesuai untuk mencegah penyerapan kembali kelembapan selama penggunaan.
Shanghai Rainbow Industrial Co., Ltd adalah produsen, Shanghai Rainbow Package menyediakan solusi kemasan kosmetikครบครบ. Jika Anda menyukai produk kami, Anda dapat menghubungi kami.
Situs web:www.rainbow-pkg.com
E-mail:Bobby@rainbow-pkg.com
WhatsApp: +008613818823743
Waktu posting: 27 September 2021