Wprowadzenie: Formowanie wtryskowe to podstawowy proces w produkcji opakowań kosmetycznych. Pierwszym procesem jest często formowanie wtryskowe, które bezpośrednio decyduje o jakości i wydajności produktu. Przy projektowaniu procesu formowania wtryskowego należy uwzględnić 7 czynników, takich jak: skurcz, płynność, krystaliczność, tworzywa sztuczne wrażliwe na temperaturę i łatwo hydrolizowane, pękanie naprężeniowe i pękanie stopowe, wydajność termiczna i szybkość chłodzenia oraz absorpcja wilgoci. Autorem niniejszego artykułu jestpakiet tęczowy SzanghajuUdostępnij istotne treści dotyczące tych 7 czynników, aby Twoi znajomi mogli się nimi podzielić w łańcuchu dostaw Youpin:
Formowanie wtryskowe
Formowanie wtryskowe, znane również jako formowanie wtryskowe, to metoda formowania łącząca wtrysk i formowanie. Zaletami metody formowania wtryskowego są: duża szybkość produkcji, wysoka wydajność, automatyzacja procesu, różnorodność kolorów, kształty od prostych do złożonych, rozmiary od dużych do małych, a także precyzja wymiarów produktu, łatwość modyfikacji produktu i możliwość formowania w złożone kształty. Detale i formowanie wtryskowe nadają się do masowej produkcji i przetwarzania form, takich jak produkty o złożonych kształtach. W określonej temperaturze całkowicie stopione tworzywo sztuczne jest mieszane za pomocą ślimaka, wtryskiwane do gniazda formy pod wysokim ciśnieniem, a następnie schładzane i krzepnięte, aby uzyskać uformowany produkt. Metoda ta nadaje się do masowej produkcji detali o złożonych kształtach i jest jedną z ważnych metod przetwarzania.
01
Skurcz
Na skurcz formowanych tworzyw termoplastycznych wpływają następujące czynniki:
1) Rodzaje tworzyw sztucznych: Podczas procesu formowania tworzyw termoplastycznych nadal zachodzą zmiany objętości spowodowane krystalizacją, silnymi naprężeniami wewnętrznymi, dużymi naprężeniami szczątkowymi zamrożonymi w elementach z tworzywa, silną orientacją molekularną i innymi czynnikami. W porównaniu z tworzywami termoutwardzalnymi, skurcz jest większy, zakres skurczu jest szeroki, a kierunkowość wyraźnie widoczna. Ponadto skurcz po formowaniu, wyżarzaniu lub kondycjonowaniu wilgotnościowym jest zazwyczaj większy niż w przypadku tworzyw termoutwardzalnych.
2) Charakterystyka elementu z tworzywa sztucznego. Gdy stopiony materiał styka się z powierzchnią wnęki, warstwa zewnętrzna jest natychmiast chłodzona, tworząc litą powłokę o niskiej gęstości. Ze względu na niską przewodność cieplną tworzywa sztucznego, warstwa wewnętrzna elementu z tworzywa sztucznego jest powoli chłodzona, tworząc litą powłokę o wysokiej gęstości i dużym skurczu. W związku z tym grubość ścianki, powolne chłodzenie i grubość warstwy o wysokiej gęstości będą się bardziej kurczyć.
Ponadto obecność lub brak wkładek oraz ich rozmieszczenie i liczba bezpośrednio wpływają na kierunek przepływu materiału, rozkład gęstości i odporność na skurcz. Dlatego właściwości elementów z tworzyw sztucznych mają większy wpływ na skurcz i kierunkowość.
3) Czynniki takie jak kształt, rozmiar i rozmieszczenie wlotu zasilającego bezpośrednio wpływają na kierunek przepływu materiału, rozkład gęstości, utrzymanie ciśnienia i efekt kurczenia oraz czas formowania. Bezpośrednie otwory zasilające i otwory zasilające o dużych przekrojach (zwłaszcza te o grubszych przekrojach) charakteryzują się mniejszym skurczem, ale większą kierunkowością, a krótsze otwory zasilające o mniejszej szerokości i długości charakteryzują się mniejszą kierunkowością. Te, które znajdują się blisko wlotu zasilającego lub równolegle do kierunku przepływu materiału, będą się bardziej kurczyć.
4) Warunki formowania: Temperatura formy jest wysoka, stopiony materiał stygnie powoli, gęstość jest wysoka, a skurcz jest duży. Szczególnie w przypadku materiałów krystalicznych skurcz jest większy ze względu na wysoką krystaliczność i duże zmiany objętości. Rozkład temperatury formy jest również powiązany z chłodzeniem wewnętrznym i zewnętrznym oraz jednorodnością gęstości elementu z tworzywa sztucznego, co bezpośrednio wpływa na rozmiar i kierunek skurczu każdego elementu.
Dodatkowo, ciśnienie i czas docisku mają również większy wpływ na skurcz, który jest mniejszy, ale kierunkowość jest większa przy wysokim ciśnieniu i długim czasie. Wysokie ciśnienie wtrysku, niewielka różnica lepkości stopu, niewielkie naprężenie ścinające międzywarstwowe i duże odbicie sprężyste po wyjęciu z formy pozwalają na odpowiednie zmniejszenie skurczu. Wysoka temperatura materiału powoduje duży skurcz, ale niewielka kierunkowość. Dlatego też, regulacja temperatury formy, ciśnienia, prędkości wtrysku i czasu chłodzenia podczas formowania może również odpowiednio wpłynąć na skurcz wypraski z tworzywa sztucznego.
Podczas projektowania formy, zgodnie z zakresem skurczu różnych tworzyw sztucznych, grubością ścianki i kształtem części z tworzywa sztucznego, rozmiarem i rozmieszczeniem formy wlotowej, szybkością skurczu każdej części części z tworzywa sztucznego jest określana na podstawie doświadczenia, a następnie obliczany jest rozmiar gniazda.
W przypadku precyzyjnych części z tworzyw sztucznych i gdy trudno jest określić stopień skurczu, do zaprojektowania formy należy stosować następujące metody:
Przyjmij mniejszy współczynnik skurczu dla średnicy zewnętrznej części z tworzywa sztucznego i większy współczynnik skurczu dla średnicy wewnętrznej, aby pozostawić miejsce na korektę po wykonaniu formy testowej.
Formy próbne określają kształt, rozmiar i warunki formowania układu wlewowego.
Części plastikowe przeznaczone do dalszej obróbki poddawane są dodatkowej obróbce w celu określenia zmiany rozmiaru (pomiar musi zostać wykonany 24 godziny po wyjęciu z formy).
Skoryguj formę zgodnie z rzeczywistym skurczem.
Wypróbuj ponownie formę i odpowiednio zmień warunki procesu, aby nieznacznie zmodyfikować wartość skurczu i spełnić wymagania dotyczące części z tworzywa sztucznego.
02
płynność
1) Płynność tworzyw termoplastycznych można ogólnie analizować na podstawie szeregu wskaźników, takich jak masa cząsteczkowa, wskaźnik płynięcia stopu, długość spirali Archimedesa, lepkość pozorna i stosunek płynięcia (długość procesu/grubość ścianki części z tworzywa sztucznego).
Mała masa cząsteczkowa, szeroki rozkład masy cząsteczkowej, słaba regularność struktury cząsteczkowej, wysoki wskaźnik płynięcia stopu, długa spiralna długość przepływu, niska lepkość pozorna, wysoki współczynnik płynięcia, dobra płynność – w przypadku tworzyw sztucznych o tej samej nazwie produktu należy sprawdzić ich instrukcje, aby określić, czy ich płynność nadaje się do formowania wtryskowego.
Biorąc pod uwagę wymagania dotyczące konstrukcji formy, płynność powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych można podzielić na trzy kategorie:
Dobra płynność PA, PE, PS, PP, CA, poli(4) metylopenten;
Żywica polistyrenowa o średniej płynności (np. ABS, AS), PMMA, POM, eter polifenylenowy;
Słaba płynność PC, twardy PVC, polifenylenoeter, polisulfon, poliarylosulfon, fluoroplastiki.
2) Płynność różnych tworzyw sztucznych zmienia się również pod wpływem różnych czynników formowania. Główne czynniki wpływające to:
①Wyższa temperatura materiału zwiększa płynność, ale różne tworzywa sztuczne, takie jak PS (zwłaszcza te o wysokiej udarności i wyższym wskaźniku MFR), PP, PA, PMMA, modyfikowany polistyren (np. ABS, AS), różnią się między sobą płynnością. Płynność PC, CA i innych tworzyw sztucznych znacznie różni się w zależności od temperatury. W przypadku PE i POM wzrost lub spadek temperatury ma niewielki wpływ na ich płynność. Dlatego w przypadku tych pierwszych należy regulować temperaturę podczas formowania, aby kontrolować płynność.
②Wraz ze wzrostem ciśnienia formowania wtryskowego, stopiony materiał poddawany jest większemu ścinaniu, a także wzrasta płynność. Zwłaszcza PE i POM są bardziej wrażliwe, dlatego należy regulować ciśnienie wtrysku, aby kontrolować płynność podczas formowania.
③Forma, rozmiar, układ, konstrukcja układu chłodzenia formy, opory przepływu stopionego materiału (takie jak wykończenie powierzchni, grubość kanału, kształt wnęki, układ wydechowy) oraz inne czynniki bezpośrednio wpływają na płynność stopionego materiału w wnęce. Rzeczywista płynność wewnątrz formy – jeśli stopiony materiał zostanie poddany działaniu czynników obniżających temperaturę i zwiększających opór płynności, płynność ulegnie zmniejszeniu. Podczas projektowania formy należy dobrać odpowiednią konstrukcję do płynności użytego tworzywa sztucznego.
Podczas formowania można kontrolować temperaturę materiału, temperaturę formy, ciśnienie wtrysku, prędkość wtrysku i inne czynniki, aby odpowiednio dostosować warunki napełniania do potrzeb formowania.
03
Krystaliczność
Termoplasty można podzielić na tworzywa krystaliczne i niekrystaliczne (znane również jako amorficzne) w zależności od tego, czy nie ulegają krystalizacji podczas kondensacji.
Tak zwane zjawisko krystalizacji odnosi się do faktu, że gdy tworzywo sztuczne przechodzi ze stanu stopionego w stan kondensacji, cząsteczki poruszają się niezależnie i znajdują się w stanie całkowitego nieuporządkowania. Cząsteczki przestają się swobodnie poruszać, naciskają na lekko ustaloną pozycję i mają tendencję do przekształcania układu molekularnego w regularny model. To zjawisko.
Kryteria wyglądu do oceny tych dwóch rodzajów tworzyw sztucznych można określić na podstawie przezroczystości grubościennych części. Materiały krystaliczne są zazwyczaj nieprzezroczyste lub półprzezroczyste (takie jak POM itp.), a materiały amorficzne są przezroczyste (takie jak PMMA itp.). Istnieją jednak wyjątki. Na przykład poli(4)metylopenten jest tworzywem krystalicznym, ale charakteryzuje się wysoką przezroczystością, a ABS jest materiałem amorficznym, ale nieprzezroczystym.
Projektując formy i wybierając wtryskarki, należy zwrócić uwagę na następujące wymagania i środki ostrożności dotyczące tworzyw krystalicznych:
Aby podnieść temperaturę materiału do temperatury formowania, potrzeba dużej ilości ciepła i sprzętu o dużej wydajności uplastyczniania.
Podczas chłodzenia i rekonwersji uwalnia się duża ilość ciepła, dlatego konieczne jest odpowiednie schłodzenie.
Różnica w gęstości między stanem stopionym a stanem stałym jest duża, skurcz formowania jest duży, a skurcz i pory są podatne na powstawanie.
Szybkie chłodzenie, niska krystaliczność, niewielki skurcz i wysoka przezroczystość. Krystaliczność jest związana z grubością ścianek elementu z tworzywa sztucznego, a grubość ścianek schładza się powoli, krystaliczność jest wysoka, skurcz jest duży, a właściwości fizyczne są dobre. Dlatego temperatura formy dla materiału krystalicznego musi być kontrolowana w zależności od potrzeb.
Anizotropia jest znacząca, a naprężenia wewnętrzne duże. Cząsteczki, które nie skrystalizowały po wyjęciu z formy, mają tendencję do dalszej krystalizacji, znajdują się w stanie nierównowagi energetycznej i są podatne na odkształcenia i deformacje.
Zakres temperatur krystalizacji jest wąski i łatwo jest spowodować wtrysk niestopionego materiału do formy lub zablokowanie otworu wlotowego.
04
Tworzywa sztuczne wrażliwe na ciepło i tworzywa sztuczne łatwo hydrolizowane
1) Wrażliwość na ciepło oznacza, że niektóre tworzywa sztuczne są bardziej wrażliwe na ciepło. Będą one podgrzewane przez długi czas w wysokiej temperaturze lub otwór wlotowy jest zbyt mały. Przy dużym ścinaniu temperatura materiału łatwo wzrasta, powodując przebarwienia, degradację i rozkład. Charakterystyczne tworzywo sztuczne nazywane jest tworzywem wrażliwym na ciepło.
Takie jak twardy PVC, polichlorek winylidenu, kopolimer octanu winylu, polimetakrylan polimetylenu (POM), polichlorotrifluoroetylen itp. Tworzywa sztuczne wrażliwe na ciepło wytwarzają monomery, gazy, ciała stałe i inne produkty uboczne podczas rozkładu. W szczególności niektóre gazy powstające w wyniku rozkładu mają działanie drażniące, żrące lub toksyczne na organizm ludzki, urządzenia i formy.
Dlatego należy zwrócić uwagę na konstrukcję formy, dobór wtryskarki i proces formowania. Należy używać wtryskarki ślimakowej. Przekrój systemu nalewania powinien być duży. Forma i cylinder powinny być chromowane. Należy dodać stabilizator, aby zmniejszyć wrażliwość termiczną.
2) Nawet jeśli niektóre tworzywa sztuczne (takie jak PC) zawierają niewielką ilość wody, ulegną rozkładowi pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Ta właściwość nazywana jest łatwą hydrolizą, która wymaga wcześniejszego podgrzania i wysuszenia.
05
Pękanie naprężeniowe i pękanie stopowe
1) Niektóre tworzywa sztuczne są wrażliwe na naprężenia. Są podatne na naprężenia wewnętrzne podczas formowania, kruche i łatwo pękają. Elementy plastikowe pękają pod wpływem siły zewnętrznej lub rozpuszczalnika.
Z tego powodu, oprócz dodawania dodatków do surowców w celu poprawy odporności na pękanie, należy zwrócić uwagę na suszenie surowców, a warunki formowania dobrać w sposób rozsądny, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne i zwiększyć odporność na pękanie. Należy również wybrać odpowiedni kształt elementów z tworzywa sztucznego. Nie zaleca się stosowania wkładek ani innych środków minimalizujących koncentrację naprężeń.
Podczas projektowania formy należy zwiększyć kąt wyjmowania z formy oraz dobrać odpowiedni wlot i mechanizm wyrzutu. Temperaturę materiału, temperaturę formy, ciśnienie wtrysku i czas chłodzenia należy odpowiednio dostosować podczas formowania, unikając wyjmowania z formy, gdy element z tworzywa sztucznego jest zbyt zimny i kruchy. Po uformowaniu elementy z tworzywa sztucznego należy również poddać obróbce końcowej w celu zwiększenia odporności na pęknięcia, wyeliminowania naprężeń wewnętrznych i zapobiegania kontaktowi z rozpuszczalnikami.
2) Gdy stop polimeru o określonej szybkości płynięcia przepływa przez otwór dyszy w stałej temperaturze, a jego szybkość przepływu przekracza określoną wartość, na powierzchni stopu pojawiają się widoczne pęknięcia boczne, zwane pęknięciem stopu, które pogarszają wygląd i właściwości fizyczne elementu z tworzywa sztucznego. Dlatego przy wyborze polimerów o wysokiej szybkości płynięcia należy zwiększyć przekrój poprzeczny dyszy, kanału dolotowego i otworu wlotowego, aby zmniejszyć prędkość wtrysku i podnieść temperaturę materiału.
06
Wydajność cieplna i szybkość chłodzenia
1) Różne tworzywa sztuczne charakteryzują się różnymi właściwościami termicznymi, takimi jak ciepło właściwe, przewodność cieplna i temperatura ugięcia pod obciążeniem. Uplastycznienie z wysokim ciepłem właściwym wymaga dużej ilości ciepła i dlatego należy stosować wtryskarkę o dużej wydajności uplastyczniania. Czas chłodzenia tworzywa sztucznego o wysokiej temperaturze ugięcia pod obciążeniem może być krótki, a wyjęcie z formy może nastąpić wcześnie, jednak należy zapobiec odkształceniu po schłodzeniu.
Tworzywa sztuczne o niskiej przewodności cieplnej charakteryzują się powolnym tempem chłodzenia (takie jak polimery jonowe itp.), dlatego muszą być odpowiednio chłodzone, aby wzmocnić efekt chłodzenia formy. Formy gorącokanałowe nadają się do tworzyw sztucznych o niskim cieple właściwym i wysokiej przewodności cieplnej. Tworzywa sztuczne o dużym cieple właściwym, niskiej przewodności cieplnej, niskiej temperaturze odkształcenia termicznego i powolnym tempie chłodzenia nie nadają się do formowania z dużą prędkością. Należy dobrać odpowiednie wtryskarki i wzmocnić chłodzenie formy.
2) Różne tworzywa sztuczne wymagają utrzymania odpowiedniej szybkości chłodzenia, w zależności od rodzaju, właściwości i kształtu detali. Dlatego forma musi być wyposażona w systemy ogrzewania i chłodzenia, zgodnie z wymaganiami formowania, aby utrzymać określoną temperaturę formy. Gdy temperatura materiału wzrasta, forma powinna być chłodzona, aby zapobiec odkształceniu detalu po wyjęciu z formy, skrócić cykl formowania i zmniejszyć krystaliczność.
Jeśli ciepło odpadowe z tworzywa sztucznego nie wystarcza do utrzymania formy w określonej temperaturze, należy wyposażyć ją w system ogrzewania, który utrzyma ją w odpowiedniej temperaturze, kontrolując szybkość chłodzenia, zapewniając płynność, poprawiając warunki napełniania lub regulując powolne schładzanie elementów z tworzywa sztucznego. Zapobiega to nierównomiernemu chłodzeniu wewnątrz i na zewnątrz grubościennych elementów z tworzywa sztucznego oraz zwiększa ich krystaliczność.
W przypadku form o dobrej płynności, dużej powierzchni formowania i nierównomiernej temperaturze materiału, w zależności od warunków formowania, czasami konieczne jest naprzemienne podgrzewanie lub chłodzenie, a czasem miejscowe podgrzewanie i chłodzenie. W tym celu forma powinna być wyposażona w odpowiedni system chłodzenia lub ogrzewania.
07
Higroskopijność
Ze względu na obecność różnych dodatków w tworzywach sztucznych, które powodują ich zróżnicowane powinowactwo do wilgoci, tworzywa sztuczne można podzielić na dwa rodzaje: absorpcyjne, adhezyjne oraz nieabsorbujące i nieprzywierające. Zawartość wody w materiale musi mieścić się w dopuszczalnym zakresie. W przeciwnym razie wilgoć ulegnie gazowaniu lub hydrolizie pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia, co doprowadzi do spienienia żywicy, zmniejszenia jej płynności oraz pogorszenia jej wyglądu i właściwości mechanicznych.
Dlatego też tworzywa higroskopijne należy podgrzać wstępnie, stosując odpowiednie metody i parametry, aby zapobiec ponownemu wchłanianiu wilgoci podczas użytkowania.
Shanghai Rainbow Industrial Co., Ltd jest producentem opakowań Shanghai Rainbow. Zapewnia kompleksowe opakowania kosmetyczne. Jeśli podobają Ci się nasze produkty, możesz się z nami skontaktować,
Strona internetowa:www.rainbow-pkg.com
E-mail:Bobby@rainbow-pkg.com
WhatsApp: +008613818823743
Czas publikacji: 27.09.2021