Giriş: Enjeksiyon kalıplama, kozmetik ambalaj malzemelerinde birincil işlemdir. Genellikle ilk işlem olan enjeksiyon kalıplama, ürün kalitesini ve verimliliğini doğrudan belirler. Enjeksiyon kalıplama işleminin ayarlanmasında büzülme, akışkanlık, kristalinite, ısıya duyarlı plastikler ve kolay hidrolize olan plastikler, gerilme çatlaması ve erime kırılması, termal performans ve soğutma hızı ile nem emilimi gibi 7 faktör dikkate alınmalıdır. Bu makale tarafından yazılmıştır.Şanghay gökkuşağı paketiYoupin tedarik zincirindeki arkadaşlarınızın referansı için bu 7 faktörün ilgili içeriklerini paylaşın:
Enjeksiyon kalıplama
Enjeksiyon kalıplama, enjeksiyon ve kalıplama yöntemlerini birleştiren bir kalıplama yöntemidir. Enjeksiyon kalıplama yönteminin avantajları arasında hızlı üretim hızı, yüksek verimlilik, otomasyon imkanı, renk çeşitliliği, basit ve karmaşık şekillerin bir arada bulunabilmesi, büyük ve küçük boyutların bir arada bulunabilmesi, ürün boyutunun doğru olması, ürünün kolayca güncellenebilmesi ve karmaşık şekillerin üretilebilmesi yer almaktadır. Enjeksiyon kalıplama, seri üretim ve karmaşık şekilli ürünler gibi kalıplama işleme alanları için uygundur. Belirli bir sıcaklıkta, tamamen erimiş plastik malzeme bir vida ile karıştırılır, yüksek basınçla kalıp boşluğuna enjekte edilir ve soğutulup katılaştırılarak kalıplanmış bir ürün elde edilir. Bu yöntem, karmaşık şekilli parçaların seri üretimi için uygundur ve önemli işleme yöntemlerinden biridir.
01
Büzülme
Termoplastik kalıplamada büzülmeyi etkileyen faktörler şunlardır:
1) Plastik türleri: Termoplastik plastiklerin kalıplama işlemi sırasında, kristalleşme, güçlü iç gerilim, plastik parçalarda donmuş büyük artık gerilim, güçlü moleküler yönlenme ve diğer faktörlerden kaynaklanan hacim değişiklikleri meydana gelir; bu nedenle, termoset plastiklere kıyasla büzülme oranı daha büyüktür, büzülme aralığı geniştir ve yönlülüğü belirgindir. Ayrıca, kalıplama, tavlama veya nemlendirme işleminden sonraki büzülme genellikle termoset plastiklere göre daha fazladır.
2) Plastik parçanın özellikleri. Erimiş malzeme boşluğun yüzeyiyle temas ettiğinde, dış katman hemen soğuyarak düşük yoğunluklu katı bir kabuk oluşturur. Plastik malzemenin düşük ısı iletkenliği nedeniyle, plastik parçanın iç katmanı yavaşça soğuyarak yüksek yoğunluklu ve büyük oranda büzülen katı bir katman oluşturur. Bu nedenle, duvar kalınlığı, yavaş soğuma ve yüksek yoğunluklu katman kalınlığı daha fazla büzülmeye neden olur.
Ayrıca, ek parçaların varlığı veya yokluğu, ek parçaların yerleşimi ve miktarı, malzeme akışının yönünü, yoğunluk dağılımını ve büzülme direncini doğrudan etkiler. Bu nedenle, plastik parçaların özellikleri büzülme ve yönlülük üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.
3) Besleme girişinin şekli, boyutu ve dağılımı gibi faktörler, malzeme akışının yönünü, yoğunluk dağılımını, basınç koruma ve büzülme etkisini ve kalıplama süresini doğrudan etkiler. Doğrudan besleme portları ve geniş kesitli (özellikle daha kalın kesitli) besleme portları daha az büzülme gösterir ancak daha fazla yönlülüğe sahiptir; daha kısa genişlik ve uzunluğa sahip daha kısa besleme portları ise daha az yönlülüğe sahiptir. Besleme girişine yakın veya malzeme akış yönüne paralel olanlar daha fazla büzülecektir.
4) Kalıplama koşulları: Kalıp sıcaklığı yüksektir, erimiş malzeme yavaş soğur, yoğunluk yüksektir ve büzülme büyüktür. Özellikle kristal yapılı malzemelerde, yüksek kristalinite ve büyük hacim değişiklikleri nedeniyle büzülme daha fazladır. Kalıp sıcaklığı dağılımı ayrıca plastik parçanın iç ve dış soğutması ve yoğunluk homojenliği ile de ilgilidir ve bu da her bir parçanın büzülme boyutunu ve yönünü doğrudan etkiler.
Ayrıca, tutma basıncı ve süresi de büzülme üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir ve basınç yüksek ve süre uzun olduğunda büzülme daha küçük ancak yönlülük daha büyüktür. Enjeksiyon basıncı yüksek, eriyik viskozite farkı küçük, katmanlar arası kayma gerilimi küçük ve kalıptan çıkarma sonrası elastik geri tepme büyük olduğundan, büzülme de uygun miktarda azaltılabilir. Malzeme sıcaklığı yüksek olduğunda, büzülme büyük ancak yönlülük küçüktür. Bu nedenle, kalıplama sırasında kalıp sıcaklığı, basınç, enjeksiyon hızı ve soğutma süresinin ayarlanması da plastik parçanın büzülmesini uygun şekilde değiştirebilir.
Kalıp tasarımı yapılırken, çeşitli plastiklerin büzülme aralığına, plastik parçanın duvar kalınlığına ve şekline, giriş kalıbının boyutuna ve dağılımına göre, plastik parçanın her bir bölümünün büzülme oranı deneyimlere dayanarak belirlenir ve ardından boşluk boyutu hesaplanır.
Yüksek hassasiyetli plastik parçalar için ve büzülme oranını belirlemenin zor olduğu durumlarda, kalıp tasarımı için genellikle aşağıdaki yöntemler kullanılmalıdır:
Plastik parçanın dış çapı için daha düşük, iç çapı için ise daha yüksek bir büzülme oranı seçin; böylece test kalıbından sonra düzeltme yapılmasına olanak tanınsın.
Deneme kalıpları, döküm sisteminin şeklini, boyutunu ve kalıplama koşullarını belirler.
Son işleme tabi tutulacak plastik parçalar, boyut değişimini belirlemek için son işleme tabi tutulur (ölçüm, kalıptan çıkarıldıktan 24 saat sonra yapılmalıdır).
Kalıbı, gerçek büzülme miktarına göre düzeltin.
Kalıbı yeniden deneyin ve plastik parçanın gereksinimlerini karşılamak için büzülme değerini hafifçe değiştirmek üzere işlem koşullarını uygun şekilde düzenleyin.
02
akışkanlık
1) Termoplastiklerin akışkanlığı genellikle moleküler ağırlık, erime indeksi, Arşimet spiral akış uzunluğu, görünür viskozite ve akış oranı (işlem uzunluğu/plastik parça duvar kalınlığı) gibi bir dizi indeks üzerinden analiz edilebilir.
Düşük molekül ağırlığı, geniş molekül ağırlığı dağılımı, zayıf moleküler yapı düzenliliği, yüksek erime indeksi, uzun spiral akış uzunluğu, düşük görünür viskozite, yüksek akış oranı, iyi akışkanlık; aynı ürün adına sahip plastiklerin enjeksiyon kalıplama için uygun olup olmadığını belirlemek için talimatlarını kontrol etmeleri gerekir.
Kalıp tasarım gereksinimlerine göre, yaygın olarak kullanılan plastiklerin akışkanlığı kabaca üç kategoriye ayrılabilir:
İyi akışkanlık PA, PE, PS, PP, CA, poli(4) metilpenten;
Orta akışkanlıkta Polistiren serisi reçineler (ABS, AS gibi), PMMA, POM, polifenilen eter;
Akışkanlığı düşük PC, sert PVC, polifenilen eter, polisülfon, poliarilsülfon, floroplastikler.
2) Çeşitli plastiklerin akışkanlığı, çeşitli kalıplama faktörlerine bağlı olarak da değişir. Başlıca etkileyen faktörler şunlardır:
①Malzeme sıcaklığının artması akışkanlığı artırır, ancak farklı plastiklerin kendine özgü farklılıkları vardır; örneğin PS (özellikle yüksek darbe dayanımına ve yüksek MFR değerine sahip olanlar), PP, PA, PMMA, modifiye polistiren (ABS, AS gibi), PC, CA ve diğer plastiklerin akışkanlığı sıcaklıkla büyük ölçüde değişir. PE ve POM için ise sıcaklığın artması veya azalması akışkanlık üzerinde çok az etkiye sahiptir. Bu nedenle, PE'nin akışkanlığını kontrol etmek için kalıplama sırasında sıcaklığın ayarlanması gerekir.
②Enjeksiyon kalıplama basıncı arttırıldığında, erimiş malzeme daha büyük bir kesme etkisine maruz kalır ve akışkanlık da artar; özellikle PE ve POM daha hassastır, bu nedenle kalıplama sırasında akışkanlığı kontrol etmek için enjeksiyon basıncı ayarlanmalıdır.
③ Kalıp yapısının şekli, boyutu, yerleşimi, soğutma sistemi tasarımı, erimiş malzemenin akış direnci (yüzey işleme, kanal kesitinin kalınlığı, boşluğun şekli, egzoz sistemi gibi) ve diğer faktörler, boşluk içindeki erimiş malzemenin gerçek akışkanlığını doğrudan etkiler. Erimiş malzemenin sıcaklığı düşürülürse ve akışkanlık direnci artarsa, akışkanlık azalacaktır. Kalıp tasarlanırken, kullanılan plastiğin akışkanlığına göre makul bir yapı seçilmelidir.
Kalıplama sırasında, malzeme sıcaklığı, kalıp sıcaklığı, enjeksiyon basıncı, enjeksiyon hızı ve diğer faktörler de kontrol edilerek, kalıplama ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde dolum koşulları uygun şekilde ayarlanabilir.
03
Kristallik
Termoplastikler, yoğunlaşma sırasında kristalleşmemelerine göre kristal yapılı plastikler ve kristal yapılı olmayan (amorf olarak da bilinen) plastikler olmak üzere ikiye ayrılabilir.
Kristalleşme fenomeni olarak adlandırılan durum, plastiğin erimiş halden yoğunlaşmış hale geçerken moleküllerin bağımsız olarak hareket etmesi ve tamamen düzensiz bir halde bulunması gerçeğini ifade eder. Moleküller serbestçe hareket etmeyi bırakır, hafifçe sabit bir pozisyona baskı yapar ve moleküler dizilimi düzenli bir modele dönüştürme eğiliminde olurlar. Bu fenomene kristalleşme denir.
Bu iki plastik türünü değerlendirmek için kullanılan görünüm kriterleri, kalın duvarlı plastik parçaların şeffaflığı ile belirlenebilir. Genellikle kristal yapılı malzemeler opak veya yarı saydamdır (örneğin POM, vb.), amorf yapılı malzemeler ise şeffaftır (örneğin PMMA, vb.). Ancak istisnalar da vardır. Örneğin, poli(4)metilpenten kristal yapılı bir plastiktir ancak yüksek şeffaflığa sahiptir ve ABS amorf bir malzemedir ancak şeffaf değildir.
Kristal plastikler için kalıp tasarımı ve enjeksiyon kalıplama makineleri seçimi yapılırken aşağıdaki gereksinimlere ve önlemlere dikkat edilmelidir:
Malzemenin sıcaklığını şekillendirme sıcaklığına yükseltmek için gereken ısı çok fazladır ve yüksek plastikleştirme kapasitesine sahip ekipman gereklidir.
Soğutma ve yeniden dönüştürme sırasında büyük miktarda ısı açığa çıkar, bu nedenle yeterince soğutulması gerekir.
Erime ve katı hal arasındaki özgül ağırlık farkı büyük olduğundan, kalıplama büzülmesi de büyük olur ve büzülme ile gözenek oluşumu olasılığı yüksektir.
Hızlı soğuma, düşük kristalinite, az büzülme ve yüksek şeffaflık. Kristalinite, plastik parçanın duvar kalınlığıyla ilişkilidir ve duvar kalınlığı ne kadar yavaş soğursa, kristalinite o kadar yüksek, büzülme o kadar büyük olur ve fiziksel özellikleri o kadar iyi olur. Bu nedenle, kristal yapılı malzemenin kalıp sıcaklığı gerektiği gibi kontrol edilmelidir.
Anizotropi belirgindir ve iç gerilim büyüktür. Kalıptan çıkarıldıktan sonra kristalleşmeyen moleküller kristalleşmeye devam etme eğilimindedir, enerji dengesizliği durumundadır ve deformasyona ve çarpılmaya yatkındır.
Kristalleşme sıcaklık aralığı dardır ve erimeyen malzemenin kalıba enjekte edilmesine veya besleme ağzının tıkanmasına neden olma olasılığı yüksektir.
04
Isıya duyarlı plastikler ve kolayca hidrolize olan plastikler
1) Isıya duyarlılık, bazı plastiklerin ısıya karşı daha hassas olduğu anlamına gelir. Uzun süre yüksek sıcaklıkta ısıtıldıklarında veya besleme açıklığı bölümü çok küçük olduğunda, kesme etkisi büyük olduğunda malzemenin sıcaklığı kolayca artarak renk bozulmasına, bozulmaya ve ayrışmaya neden olur. Bu özelliğe sahip plastiklere ısıya duyarlı plastik denir.
Örneğin sert PVC, poliviniliden klorür, vinil asetat kopolimeri, POM, poliklorotrifloroetilen vb. Isıya duyarlı plastikler, ayrışma sırasında monomerler, gazlar, katılar ve diğer yan ürünler üretir. Özellikle bazı ayrışma gazları insan vücudu, ekipman ve kalıplar üzerinde tahriş edici, aşındırıcı veya toksik etkilere sahiptir.
Bu nedenle, kalıp tasarımına, enjeksiyon kalıplama makinesi seçimine ve kalıplamaya dikkat edilmelidir. Vidalı enjeksiyon kalıplama makinesi kullanılmalıdır. Dökme sisteminin kesiti geniş olmalıdır. Kalıp ve hazne krom kaplı olmalıdır. Isıya duyarlılığını azaltmak için stabilizatör eklenmelidir.
2) Bazı plastikler (örneğin PC) az miktarda su içerse bile, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında ayrışırlar. Bu özelliğe kolay hidroliz denir ve önceden ısıtılıp kurutulmaları gerekir.
05
Gerilme çatlaması ve erime kırılması
1) Bazı plastikler gerilime karşı hassastır. Kalıplama sırasında iç gerilime maruz kalırlar, kırılgandırlar ve kolayca çatlarlar. Plastik parçalar dış kuvvet veya çözücü etkisi altında çatlayabilir.
Bu nedenle, çatlama direncini artırmak için ham maddelere katkı maddeleri eklenmesinin yanı sıra, ham maddelerin kurutulmasına da dikkat edilmeli ve iç gerilimi azaltmak ve çatlama direncini artırmak için kalıplama koşulları makul bir şekilde seçilmelidir. Ayrıca, plastik parçaların şekli makul bir şekilde seçilmeli, gerilim yoğunlaşmasını en aza indirmek için ek parçalar ve diğer önlemlerin uygulanması uygun değildir.
Kalıp tasarımı yapılırken, kalıptan çıkarma açısı artırılmalı ve makul bir besleme girişi ve çıkarma mekanizması seçilmelidir. Kalıplama sırasında malzeme sıcaklığı, kalıp sıcaklığı, enjeksiyon basıncı ve soğutma süresi uygun şekilde ayarlanmalı ve plastik parçanın çok soğuk ve kırılgan olduğu durumlarda kalıptan çıkarılmasından kaçınılmalıdır. Kalıplamadan sonra, plastik parçalar çatlama direncini artırmak, iç gerilimi ortadan kaldırmak ve çözücülerle temasını engellemek için son işlemden geçirilmelidir.
2) Belirli bir erime akış hızına sahip bir polimer eriyiği, sabit bir sıcaklıkta nozul deliğinden geçerken ve akış hızı belirli bir değeri aştığında, eriyiğin yüzeyinde belirgin yanal çatlaklar oluşur; bu çatlaklara erime kırılması denir ve plastik parçanın görünümüne ve fiziksel özelliklerine zarar verir. Bu nedenle, yüksek erime akış hızına sahip polimerler seçilirken, enjeksiyon hızını azaltmak ve malzeme sıcaklığını artırmak için nozul, yolluk ve besleme açıklığının kesit alanı artırılmalıdır.
06
Termal performans ve soğutma hızı
1) Çeşitli plastiklerin özgül ısı, ısı iletkenliği ve ısı bozulma sıcaklığı gibi farklı termal özellikleri vardır. Yüksek özgül ısıya sahip plastiklerin plastikleştirilmesi büyük miktarda ısı gerektirir ve yüksek plastikleştirme kapasitesine sahip bir enjeksiyon kalıplama makinesi kullanılmalıdır. Yüksek ısı bozulma sıcaklığına sahip plastiklerin soğuma süresi kısa olabilir ve kalıptan çıkarma işlemi erken yapılabilir, ancak kalıptan çıkarıldıktan sonra soğuma deformasyonunun önlenmesi gerekir.
Düşük ısı iletkenliğine sahip plastikler (iyonik polimerler vb.) yavaş soğuma hızına sahiptir, bu nedenle kalıbın soğutma etkisini artırmak için yeterince soğutulmaları gerekir. Sıcak yolluklu kalıplar, düşük özgül ısıya ve yüksek ısı iletkenliğine sahip plastikler için uygundur. Yüksek özgül ısıya, düşük ısı iletkenliğine, düşük termal deformasyon sıcaklığına ve yavaş soğuma hızına sahip plastikler, yüksek hızlı kalıplama için uygun değildir. Uygun enjeksiyon kalıplama makineleri ve geliştirilmiş kalıp soğutması seçilmelidir.
2) Çeşitli plastikler, türlerine, özelliklerine ve plastik parçaların şekillerine göre uygun bir soğutma hızının korunmasını gerektirir. Bu nedenle, kalıp, belirli bir kalıp sıcaklığını korumak için kalıplama gereksinimlerine göre ısıtma ve soğutma sistemleriyle donatılmalıdır. Malzeme sıcaklığı kalıp sıcaklığını artırdığında, plastik parçanın kalıptan çıkarıldıktan sonra deforme olmasını önlemek, kalıplama döngüsünü kısaltmak ve kristalleşmeyi azaltmak için soğutma yapılmalıdır.
Plastik atık ısısı kalıbı belirli bir sıcaklıkta tutmaya yetmediğinde, soğutma hızını kontrol etmek, akışkanlığı sağlamak, dolum koşullarını iyileştirmek veya plastik parçaların yavaşça soğumasını sağlamak için kalıba bir ısıtma sistemi eklenmelidir. Kalın duvarlı plastik parçaların iç ve dış kısımlarında düzensiz soğumayı önlemek ve kristalliği artırmak için bu sistem kullanılmalıdır.
İyi akışkanlığa, geniş kalıplama alanına ve düzensiz malzeme sıcaklığına sahip plastik parçalar için, kalıplama koşullarına bağlı olarak, bazen dönüşümlü olarak veya yerel olarak ısıtılıp soğutulması gerekebilir. Bu amaçla, kalıbın uygun bir soğutma veya ısıtma sistemi ile donatılması gerekir.
07
Higroskopiklik
Plastiklerde, neme karşı farklı derecelerde afinite göstermelerine neden olan çeşitli katkı maddeleri bulunduğundan, plastikler kabaca iki tipe ayrılabilir: nem emici, nem yapışkan ve nem emici olmayan ve yapışmayan. Malzemenin içindeki su içeriği izin verilen aralıkta kontrol edilmelidir. Aksi takdirde, nem yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında gaza dönüşür veya hidrolize olur; bu da reçinenin köpürmesine, akışkanlığının azalmasına ve görünümünün ve mekanik özelliklerinin bozulmasına neden olur.
Bu nedenle, higroskopik plastiklerin kullanım sırasında nemi yeniden emmesini önlemek için, gerektiği gibi uygun ısıtma yöntemleri ve özellikleriyle önceden ısıtılması gerekir.
Shanghai Rainbow Industrial Co., Ltd, kozmetik ambalajı konusunda tek elden çözüm sunan bir üretici firmadır. Ürünlerimizi beğendiyseniz, bizimle iletişime geçebilirsiniz.
Web sitesi:www.rainbow-pkg.com
E-posta:Bobby@rainbow-pkg.com
WhatsApp: +008613818823743
Yayın tarihi: 27 Eylül 2021