Koje se vrste plastike mogu prerađivati ​​strojevima za injekcijsko prešanje?

Kao osnovna oprema za preradu plastike, strojevi za injekcijsko prešanje postižu visoku preciznost i učinkovitost zagrijavanjem termoplastične ili duroplastične plastike do stanja taljenja i ubrizgavanjem šupljina kalupa. Obrađuje širok raspon proizvoda, od svakodnevnih proizvoda do industrijskih komponenti, pokrivajući više od 20 vrsta plastike. U ovom radu sustavno se analiziraju vrste plastike koje se koriste u strojevima za injekcijsko prešanje s četiri aspekta: klasifikacija materijala, karakteristike izvedbe, prilagodljivost obradi i tipični scenariji primjene.

Plastična roba čini više od 70% globalne potrošnje plastike i karakterizirana je visokom proizvodnjom, niskom cijenom i stabilnom učinkom obrade. Oni su glavni materijali koji se koriste u strojevima za injekcijsko prešanje.
1.1 Polietilen
Polietilen (HDPE) i LDPE dvije su vrste plastike s najvećim prinosom. Molekularni lanac polietilena visoke gustoće (HDPE) je tijesno raspoređen, ima dobru krutost i kemijsku otpornost i često se koristi u proizvodnji velikih spremnika kao što su kutije za promet i kante za smeće. Polietilen niske gustoće (LDPE) ima dobru fleksibilnost zbog svoje razgranate strukture i široko se primjenjuje u fleksibilnim proizvodima kao što su folije i vrećice za pakiranje. Tijekom brizganja, HDPE treba održavati temperaturu u bačvi između 220 stupnjeva C i 260 stupnjeva kako bi se spriječila degradacija, dok se LDPE može prerađivati ​​na temperaturama između 180 stupnjeva C i 220 stupnjeva.
1.2 Polipropilen (PP)
Polipropilen ima najmanju gustoću plastike (0,9-0,91 g/cm3), izvrsnu otpornost na zamor i toplinu (talište 160 -170 stupanj ) i poželjan je materijal za odbojnike i kućišta uređaja. Tijekom injekcijskog prešanja, polipropilen se lako savija zbog različitih brzina kristalizacije, pa je potrebno optimizirati temperaturu kalupa (preporučeno 80-100 stupnjeva) i održavati tlak (preporučeno 60-80% tlaka ubrizgavanja) kako bi se kontroliralo skupljanje.
1.3 Polistiren
PS je poznat po svojim izvrsnim optičkim svojstvima (88-92% propusnost svjetla), ali njegova krtost i otpornost na toplinu (temperatura toplinskog otklona 70-90 stupnjeva) ograničavaju njegovu primjenu. Udarni polistiren (HIPS) je polimer butadiena koji je tri do pet puta jači od PS-a i naširoko se koristi u kućištima igračaka i računalnim tipkovnicama. Tehnologija brizganja ispušnih plinova učinkovito rješava problem hlapljivih ostataka u preradi PS-a i poboljšava kvalitetu površine proizvoda.
1.4 Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS)
ABS kombinira kemijsku otpornost akrilonitrila, žilavost butadiena i mogućnost obrade stirena kako bi postao najkorištenija inženjerska plastika. Vicat ima temperaturu omekšavanja od 100-105 stupnjeva i otpornost na udar 3 do 4 puta veću od PS-a, te je posebno prikladan za proizvodnju elektroničkih kućišta i dijelova unutrašnjosti automobila koji zahtijevaju otpor vanjske sile. Dvobojno brizganje omogućuje kombiniranje ABS-a s drugim materijalima, kao što je PC, kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi dizajna proizvoda.

Inženjerska plastika ima izvrsna mehanička svojstva, toplinsku stabilnost i kemijsku otpornost. Iako je skup, igra nezamjenjivu ulogu u visoko-proizvodnji.
2.1 Poliamid (PA, najlon)
Od PA obitelji, PA6 i PA66 se najviše koriste zbog svojih uravnoteženih mehaničkih i obradnih svojstava. Raspon tališta je 220-265 stupnjeva, stopa upijanja vode čak 2-3%, a na stabilnost veličine očito utječe vlaga. Fiberglass Enhanced PA (GFPA) povećava vlačnu čvrstoću na više od 200 MPa i temperaturu otklona topline na više od 200 stupnjeva, što ga čini idealnim za precizne mehaničke komponente kao što su zupčanici i ležajevi. Tijekom injekcijskog prešanja bitna je stroga kontrola temperature bačve (PA6: 240-260 stupnjeva; PA66: 270-290 stupnjeva) i suhih uvjeta (120 stupnjeva + 4 sati sušenja).
2.2 Polikarbonat (PC)
Poznat kao "neprobojno ljepilo", PC je pokazao 300 puta veću snagu udarca i 89 89% propusnost svjetla od 89 stakla, ali slabu otpornost na abraziju (površina je bila samo 2H). PC/ABS legure pomiješane s ABS-om uvelike su poboljšale cjelokupnu izvedbu proizvoda i postale su standardni materijal za kućišta prijenosnih računala i ploče s instrumentima automobila. Tijekom injekcijskog prešanja potreban je visok tlak ubrizgavanja (80-120 MPa) i brzo ubrizgavanje (brzina ubrizgavanja veća ili jednaka 100 mm/s) kako bi se spriječilo smrzavanje taline, a preporučuje se temperatura kalupa od 80-100 stupnjeva.
2.3 Polioksimetilen (POM)
POM je poznat kao "super čelik" s tvrdoćom (tvrdoća po Rockwellu M85-105), otpornošću na abraziju bliskom metalu i izvrsnom dimenzionalnom stabilnošću (koeficijent linearnog širenja samo 6×10−5/ stupanj). Dodavanjem politetrafluoroetilenskog (PTFE) maziva, koeficijent trenja može se smanjiti na manje od 0,1, idealan je materijal za zupčanike, klizače i druge komponente prijenosa. Tijekom injekcijskog prešanja, temperaturu u bačvi treba kontrolirati između 190 i 210 stupnjeva Celzijusa kako bi se izbjeglo raspadanje plina formaldehida.

Duroplasti se stvrdnjavaju kroz kemijske reakcije tijekom kalupljenja, tvoreći nepovratnu umrežujuću strukturu, pogodnu za posebne uvjete koji zahtijevaju visoku temperaturu i kemijsku otpornost.
3.1 Fenolna plastika (PF)
PF je najranija industrijalizirana termoreaktivna plastika s izvrsnom električnom izolacijom, otpornošću na toplinu (kontinuirana temperatura od 150 stupnjeva) i otpornošću na plamen (indeks kisika veći ili jednak 30%), ali krhkom i slabom tečljivošću. Dodavanjem sredstava za ojačavanje i poboljšanja protoka, može proizvoditi električne prekidače i utičnice. Tijekom injekcijskog prešanja, temperature bačve treba kontrolirati između 70 i 90 stupnjeva, temperature kalupa između 150 i 180 stupnjeva, a tlakovi ubrizgavanja između 120-150 MPa kako bi se prevladala otpornost na visoku viskoznost.
3.2 Epoksidne smole (EP)
EP je poznat po svojoj izvrsnoj adheziji (čvrstoća na smicanje veća ili jednaka 20 MPa) i kemijskoj otpornosti i naširoko se koristi u elektroničkom pakiranju i kompozitnoj matrici. Dodavanjem anorganskih punila (kao što je prah silicija), skupljanje se može značajno smanjiti (s 2% na ispod 0,1%) i može se poboljšati točnost dimenzija. Brizganje zahtijeva specijalizirane vijke (omjer širine i visine veći od ili jednak 20:1) i visoko{7}}sustave injekcijskog prešanja (tlak veći od ili jednak 200 MPa), s temperaturama kalupa kontroliranim između 120 i 150 stupnjeva.

Specijalna plastika pruža posebna svojstva kroz dizajn molekularne strukture kako bi zadovoljila-visoke zahtjeve u zrakoplovstvu, medicini i drugim područjima.
4.1 Politetrafluoretilen
PTFE (PTFE) ima najširi raspon radnih temperatura (-200 do 260 stupnjeva), najveću kemijsku stabilnost (otpornost na koroziju u vodi) i najniži koeficijent trenja (0,04). Međutim, njegova izuzetno visoka viskoznost taline (1010-1012 Pa.S) otežava tradicionalno injekcijsko prešanje. Za smanjenje viskoznosti taline potrebno je hladno prešanje, sinteriranje ili modifikacija politetrafluoretilena (kao što su punjena staklena vlakna). Modificirani PTFE proizvodi naširoko se koriste u brtvama i držačima ležajeva.
4.2 Polietereterketon
PEEK ima dugotrajnu-temperaturu od 240 stupnjeva, kratkotrajnu-temperaturnu otpornost od 315 stupnjeva i vlačnu čvrstoću od 90-100 MPa. PEEK ojačan ugljičnim-vlaknima-poboljšava modul elastičnosti na 140 GPa, blizu razine aluminijske legure, i naširoko se koristi u zrakoplovnim strukturama i medicinskim implantatima. Injekcijsko prešanje zahtijeva specijalizirane visoko{12}}temperaturne vijke (temperatura bačve 380-420 stupnjeva) i visokotlačne sustave (tlak veći ili jednak 250 MPa), s temperaturom kalupa kontroliranom između 180 stupnjeva C i 200 stupnjeva.
V. Trendovi u tehnologiji obrade
S razvojem znanosti o materijalima i tehnologije opreme, mogućnosti obrade strojeva za injekcijsko prešanje se šire:
Oblikovanje kompozita od više-materijala: laminirano spajanje PC/ABS, PA/GF i drugih kompozita može se postići tehnologijom ko-injektiranja kako bi se poboljšala sveobuhvatna izvedba proizvoda.
Mikrobrizganje: Razvoj ultra{0}}preciznih vijaka (promjera manjeg ili jednakog 10 mm) i visoko{2}}kontrolnih sustava za proizvodnju mikrokomponenti kao što su zupčanici i konektori težine manje od 0,1 g.
Pomoćno plinsko ubrizgavanje: pomoćno punjenje plinom dušika pod visokim tlakom koristi se za smanjenje tragova sudopera uzrokovanih razlikama u debljini stijenke proizvoda. Prikladan je za panele vrata automobila, kućišta velikih uređaja i druge komponente debelih stijenki.
Prerada plastike izvora bioenergije: prilagoditi se karakteristikama polilaktične kiseline, polihidroksiapatita i drugih materijala, razviti posebne vijčane strukture i sustav kontrole temperature, promicati industrijalizaciju materijala za zaštitu okoliša.
Zaključak:
Strojevi za injekcijsko prešanje proširili su se s tradicionalne robne plastike na inženjersku plastiku, termoreaktivnu plastiku, pa čak i specijalnu plastiku, pokrivajući proizvodne potrebe od mikrometarskih-preciznih dijelova do mikronskih-velikih strukturnih komponenti. S razvojem tehnologije modifikacije materijala i inteligencije opreme, procesi injekcijskog prešanja i dalje će igrati središnju ulogu u visoko-proizvodnji, gurajući industriju plastike prema visokoj učinkovitosti, visoko-učinkovitosti, višenamjenskom i održivom razvoju.