Katere vrste plastike je mogoče obdelati s stroji za brizganje?

Stroji za brizganje kot osnovna oprema za predelavo plastike dosegajo visoko natančnost in učinkovitost s segrevanjem termoplastične ali duroplastične plastike do staljenega stanja in brizganjem kalupnih votlin. Obdeluje široko paleto izdelkov, od vsakdanjih izdelkov do industrijskih komponent, ki zajemajo več kot 20 vrst plastike. V tem prispevku so vrste plastike, ki se uporabljajo v strojih za brizganje, sistematično analizirane s štirih vidikov: klasifikacija materialov, karakteristike delovanja, prilagodljivost obdelave in tipični scenariji uporabe.

Plastika predstavlja več kot 70 % svetovne porabe plastike, zanjo so značilni visoka proizvodnja, nizki stroški in stabilna zmogljivost obdelave. So glavni materiali, ki se uporabljajo v strojih za brizganje.
1.1 Polietilen
Polietilen (HDPE) in LDPE sta dve vrsti plastike z največjim izkoristkom. Molekularna veriga polietilena visoke gostote (HDPE) je tesno urejena, ima dobro togost in kemično odpornost ter se pogosto uporablja pri izdelavi velikih posod, kot so menjalne škatle in zabojniki za smeti. Polietilen nizke gostote (LDPE) ima zaradi svoje razvejane strukture dobro fleksibilnost in se pogosto uporablja v fleksibilnih izdelkih, kot so folije in embalažne vrečke. Med brizganjem mora HDPE vzdrževati temperaturo v sodu med 220 in 260 stopinjami C, da se prepreči degradacija, medtem ko se LDPE lahko obdeluje pri temperaturah med 180 in 220 stopinjami C.
1.2 Polipropilen (PP)
Polipropilen ima najnižjo gostoto plastike (0,9–0,91 g/cm3), odlično odpornost proti utrujenosti in toplotno odpornost (tališče 160 -170 stopinj) in je prednostni material za odbijače in ohišja naprav. Med brizganjem se polipropilen zlahka zvija zaradi različnih stopenj kristalizacije, zato je treba optimizirati temperaturo kalupa (priporočeno 80-100 stopinj) in vzdrževati tlak (priporočen 60-80% tlak brizganja), da nadzorujemo krčenje.
1.3 Polistiren
PS je znan po svojih odličnih optičnih lastnostih (88-92% prepustnost svetlobe), vendar njegova krhkost in toplotna odpornost (toplotna upogibna temperatura 70-90 stopinj) omejujejo njegovo uporabo. Odporni polistiren (HIPS) je butadienski polimer, ki je tri do petkrat močnejši od PS in se pogosto uporablja v ohišjih igrač in računalniških tipkovnicah. Tehnologija brizganja z izpušnimi plini učinkovito rešuje problem hlapnih ostankov pri predelavi PS in izboljšuje kakovost površine izdelka.
1.4 Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS)
ABS združuje kemično odpornost akrilonitrila, žilavost butadiena in sposobnost obdelave stirena, da postane najbolj razširjena inženirska plastika. Vicat ima temperaturo mehčanja 100-105 stopinj in udarno trdnost, ki je 3- do 4-krat večja od PS, in je posebej primeren za izdelavo elektronskih ohišij in notranjih delov avtomobilov, ki zahtevajo odpornost na zunanje sile. Dvobarvno brizganje omogoča kombiniranje ABS z drugimi materiali, kot je PC, za izpolnjevanje različnih zahtev glede oblikovanja izdelkov.

Inženirska plastika ima odlične mehanske lastnosti, toplotno stabilnost in kemično odpornost. Čeprav je drago, igra nenadomestljivo vlogo v visoko-proizvodnji.
2.1 Poliamid (PA, najlon)
V družini PA sta PA6 in PA66 najpogosteje uporabljena zaradi svojih uravnoteženih mehanskih in obdelovalnih lastnosti. Območje tališča je 220-265 stopinj, stopnja absorpcije vode je 2-3 %, na stabilnost velikosti pa očitno vpliva vlažnost. Fiberglass Enhanced PA (GFPA) poveča natezno trdnost na več kot 200 MPa in toplotno upogibno temperaturo na več kot 200 stopinj, zaradi česar je idealen za natančne mehanske komponente, kot so zobniki in ležaji. Med brizganjem je bistvenega pomena strog nadzor temperatur soda (PA6: 240-260 stopinj; PA66: 270-290 stopinj) in suhih pogojev (120 stopinj + 4 ur sušenja).
2.2 Polikarbonat (PC)
PC, poznan kot »neprebojno lepilo«, je pokazal 300-kratno moč udarca in 89 89% prepustnost svetlobe kot steklo 89, vendar slabo odpornost proti obrabi (površina je bila le 2H). PC/ABS zlitine, pomešane z ABS, so močno izboljšale celotno zmogljivost izdelka in postale standardni material za ohišja prenosnikov in avtomobilske instrumentne plošče. Med brizganjem sta potrebna visok tlak brizganja (80–120 MPa) in hitro brizganje (hitrost brizganja večja ali enaka 100 mm/s), da se prepreči zmrzovanje taline, priporočljive pa so temperature kalupa 80–100 stopinj.
2.3 Polioksimetilen (POM)
POM je znan kot "super jeklo" s trdoto (trdota po Rockwellu M85-105), odpornostjo proti obrabi, ki je blizu kovine, in odlično dimenzijsko stabilnostjo (koeficient linearne razteznosti le 6×10−5/ stopinjo). Z dodajanjem maziva iz politetrafluoroetilena (PTFE) se lahko koeficient trenja zmanjša na manj kot 0,1, kar je idealen material za zobnike, drsnike in druge komponente prenosa. Med brizganjem je treba temperaturo v sodu nadzorovati med 190 in 210 stopinjami Celzija, da preprečimo razgradnjo plina formaldehida.

Duroplasti se strdijo s kemičnimi reakcijami med oblikovanjem in tvorijo ireverzibilno zamrežno strukturo, primerno za posebne pogoje, ki zahtevajo visoko temperaturno in kemično odpornost.
3.1 Fenolne plastike (PF)
PF je najzgodnejša industrializirana termoreaktivna plastika z odlično električno izolacijo, toplotno odpornostjo (stalna temperatura 150 stopinj) in zadrževanjem gorenja (kisikov indeks večji ali enak 30 %), vendar je krhka in slabo pretočna. Z dodajanjem sredstev za utrjevanje in izboljšav pretoka lahko izdeluje električna stikala in vtičnice. Med brizganjem je treba temperaturo soda nadzorovati med 70 in 90 stopinjami, temperaturo kalupa med 150 in 180 stopinjami in tlake vbrizgavanja med 120-150 MPa, da se premaga visoka odpornost na viskoznost.
3.2 Epoksi smole (EP)
EP je znan po odličnem oprijemu (strižna trdnost večja ali enaka 20 MPa) in kemični odpornosti ter se pogosto uporablja v elektronski embalaži in kompozitni matriki. Z dodajanjem anorganskih polnil (kot je silicijev dioksid v prahu) je mogoče znatno zmanjšati krčenje (z 2 % na manj kot 0,1 %) in izboljšati natančnost dimenzij. Brizganje zahteva posebne vijake (razmerje stranic večje ali enako 20:1) in sisteme za brizganje pod visokim-tlakom (tlak večji ali enak 200 MPa), s temperaturo kalupa, nadzorovano med 120 in 150 stopinjami.

Posebna plastika zagotavlja posebne lastnosti z zasnovo molekularne strukture, da izpolnjuje-visoke zahteve v letalstvu, medicini in drugih področjih.
4.1 Politetrafluoretilen
PTFE (PTFE) ima najširši razpon delovnih temperatur (-200 do 260 stopinj), najvišjo kemično stabilnost (odpornost na korozijo v vodi) in najnižji koeficient trenja (0,04). Vendar njegova izjemno visoka viskoznost taline (1010-1012 Pa. S) otežuje tradicionalno brizganje. Za zmanjšanje viskoznosti taline je potrebno hladno stiskanje, sintranje ali modifikacija politetrafluoroetilena (kot so polnjena steklena vlakna). Izdelki iz modificiranega PTFE se pogosto uporabljajo v tesnilih in držalih ležajev.
4.2 Polietereterketon
PEEK ima dolgotrajno-temperaturo 240 stopinj, kratkotrajno-temperaturno odpornost 315 stopinj in natezno trdnost 90-100 MPa. PEEK, ojačan z-ogljikovimi{10}}vlakni, izboljša modul elastičnosti na 140 GPa, kar je blizu ravni aluminijeve zlitine, in se pogosto uporablja v letalskih strukturah in medicinskih vsadkih. Brizganje zahteva specializirane visoko{12}}temperaturne vijake (temperatura cevi 380–420 stopinj) in visokotlačne sisteme (tlak večji ali enak 250 MPa), pri čemer je temperatura kalupa nadzorovana med 180 in 200 stopinjami C.
V. Trendi v tehnologiji obdelave
Z razvojem znanosti o materialih in tehnologije opreme se obdelovalne zmogljivosti strojev za brizganje širijo:
Oblikovanje več-materialnih kompozitov: laminirano lepljenje PC/ABS, PA/GF in drugih kompozitov je mogoče doseči s tehnologijo so-brizganja za izboljšanje celovite učinkovitosti izdelka.
Mikrobrizganje: razvoj ultra-natančnih vijakov (premer manjši od ali enak 10 mm) in visoko{2}}odzivnih krmilnih sistemov za proizvodnjo mikrokomponent, kot so zobniki in konektorji, ki tehtajo manj kot 0,1 g.
Pomožno plinsko brizganje: pomožno polnilo z dušikovim plinom pod visokim tlakom se uporablja za zmanjšanje madežev pomivalnega korita, ki nastanejo zaradi razlik v debelini sten izdelka. Primeren je za vratne plošče avtomobilov, ohišja velikih naprav in druge debel{1}}dele.
Predelava plastike z viri bioenergije: prilagodite se značilnostim polimlečne kisline, polihidroksiapatita in drugih materialov, razvijte posebne vijačne strukture in sistem za nadzor temperature, spodbujajte industrializacijo materialov za zaščito okolja.
Zaključek:
Stroji za brizganje so se iz tradicionalne osnovne plastike razširili na inženirsko plastiko, termoreaktivno plastiko in celo posebno plastiko, ki pokriva proizvodne potrebe od mikrometrskih-natančnih delov do mikronskih-velikih strukturnih komponent. Z razvojem tehnologije za spreminjanje materialov in inteligence opreme bodo postopki brizganja še naprej igrali osrednjo vlogo v visoko-proizvodnji, kar bo industrijo plastike potiskalo k visoki zmogljivosti, visoko{4}}zmogljivosti, večnamenskosti in trajnostnemu razvoju.