Proses pengacuan suntikan botol plastik

Proses pengacuan suntikan: teknologi teras pengacuan termoplastik

Proses pengacuan suntikan ialah teknologi pengacuan yang cekap yang memproses bahan termoplastik kepada pelbagai produk melalui acuan. Dengan kelebihan automasi yang tinggi, kecekapan pengeluaran yang cepat, dan ketepatan produk yang tinggi, ia telah menjadi salah satu proses yang paling banyak digunakan dalam pemprosesan plastik moden. Daripada pinggan mangkuk plastik setiap hari dan sarung telefon kepada bahagian automotif ketepatan dan peranti perubatan, teknologi pengacuan suntikan, dengan kebolehsuaian dan fleksibiliti yang kukuh, menyokong pembuatan produk dalam banyak industri dan menduduki kedudukan yang tidak boleh ditukar ganti dalam sains bahan dan pengeluaran perindustrian.

1、 Prinsip proses dan elemen teras

Prinsip teras proses pengacuan suntikan ialah proses kitaran aliran "melting membentuk pemejalan": zarah plastik pepejal dipanaskan dan dicairkan menjadi cair dinamik yang mengalir, yang disuntik ke dalam rongga acuan tertutup di bawah tekanan. Selepas menyejukkan dan memejal di dalam rongga, leburan membentuk produk yang konsisten dengan bentuk rongga acuan. Proses ini perlu dicapai melalui kesan sinergistik tiga elemen teras bahan mentah, peralatan pengacuan suntikan, dan acuan.

Keperluan untuk ciri bahan mentah

Proses pengacuan suntikan mempunyai keperluan khusus untuk prestasi bahan mentah (termoplastik), yang secara langsung mempengaruhi kualiti dan kecekapan pengacuan. Kadar aliran cair (MFR) ialah penunjuk utama yang mencerminkan kecairan cair plastik. MFR yang berlebihan boleh menyebabkan pengecutan besar dan saiz produk yang tidak stabil; Jika terlalu rendah, kecairan akan menjadi lemah, dan masalah seperti kekurangan bahan dan pengisian yang tidak mencukupi mungkin berlaku. Adalah perlu untuk memilih plastik MFR yang sesuai mengikut kerumitan produk, seperti memilih PP dan ABS kecairan tinggi untuk bahagian ketepatan dan PC dan PA berkekuatan tinggi untuk bahagian struktur.

Kestabilan haba plastik adalah sama penting. Mereka perlu dapat menahan suhu pemanasan tong bahan (biasanya 150-350 ℃) tanpa degradasi, jika tidak, ia akan menyebabkan perubahan warna dan penurunan sifat mekanikal produk. Oleh itu, sebelum pemprosesan, adalah perlu untuk mengesahkan suhu penguraian haba plastik. Sebagai contoh, PVC perlu ditambah dengan penstabil haba untuk mengelakkan penguraian. Di samping itu, kadar pengecutan plastik (perkadaran pengecutan penyejukan selepas pengacuan) perlu dipadankan dengan reka bentuk acuan. Plastik yang berbeza mempunyai perbezaan yang ketara dalam kadar pengecutan (seperti kadar pengecutan PE 1.5% -3%, kadar pengecutan PC 0.5% -0.7%), dan acuan perlu menyimpan elaun pengecutan untuk memastikan ketepatan dimensi produk.

Plastik acuan suntikan biasa termasuk plastik am (PP, PE, ABS, PS), plastik kejuruteraan (PC, PA, POM, PBT) dan plastik khusus (PEEK, PI), yang sesuai untuk senario dengan kekuatan, rintangan suhu dan keperluan rintangan kimia yang berbeza.

Komposisi peralatan pengacuan suntikan

Mesin pengacuan suntikan ialah peralatan teras proses pengacuan suntikan, yang terdiri daripada empat bahagian: sistem suntikan, sistem pengapit acuan, sistem penghantaran hidraulik, dan sistem kawalan elektrik. Sistem suntikan bertanggungjawab untuk pencairan dan suntikan plastik, termasuk corong, tong, skru, muncung: corong menyimpan zarah plastik, yang jatuh ke dalam tong secara graviti; Balut gelang pemanas di sekeliling bahagian luar silinder bahan untuk memanaskan plastik kepada keadaan cair; Skru melengkapkan pengangkutan, pemadatan, dan pemplastikan (pencampuran cair) plastik melalui putaran dan pergerakan paksi, dan cair plastik disuntik ke dalam acuan melalui muncung.

Sistem pengapit acuan merealisasikan pembukaan, penutupan dan penguncian acuan, yang terdiri daripada templat tetap, templat bergerak, rod tarik, dan silinder pengapit. Daya pengapit perlu sepadan dengan tekanan suntikan dan kawasan unjuran produk untuk mengelakkan acuan daripada diregangkan terbuka dan menyebabkan burr semasa suntikan. Formula untuk mengira daya pengapit ialah: daya pengapit (kN)=luas unjuran produk (cm ²) x tekanan suntikan (MPa) x faktor keselamatan (1.2-1.5).

Sistem penghantaran hidraulik menyediakan kuasa untuk suntikan dan penutupan acuan, mengawal kelajuan dan tekanan pergerakan setiap komponen; Sistem kawalan elektrik (PLC+skrin sentuh) mengawal parameter proses (suhu, tekanan, masa) dengan tepat untuk mencapai pengeluaran automatik. Mesin pengacuan suntikan mewah juga dilengkapi dengan motor servo, dengan kadar penjimatan tenaga melebihi 30%.

Perkara utama reka bentuk acuan

Acuan adalah kunci untuk menentukan bentuk dan kualiti produk, yang terdiri daripada rongga, teras, sistem menuang, sistem penyejukan, dan sistem lenting. Permukaan luar dan dalam produk yang dibentuk oleh rongga dan teras kebanyakannya diperbuat daripada keluli acuan (seperti P20, 718H), yang perlu dipadamkan dan digilap untuk memastikan kelicinan permukaan dan rintangan haus.

Sistem penuangan memperkenalkan bahan lebur dari muncung ke dalam rongga acuan, termasuk saluran utama, saluran lencongan, dan sprue: saluran utama menyambungkan muncung dan saluran lencongan, dan tirus (2 ° -5 °) perlu direka bentuk untuk memudahkan pembongkaran; Saluran lencongan mengedarkan cair ke pelbagai rongga; Sprue adalah saluran terakhir untuk cair memasuki rongga acuan, dengan saiz kecil (biasanya 0.5-2mm), yang mudah untuk memotong cair dan memisahkan produk. Jenis sprue biasa termasuk sprue sisi, spru mata dan spru tersembunyi, yang perlu dipilih mengikut bentuk produk.

Sistem penyejukan menghilangkan haba cair melalui air yang beredar, mempercepatkan pemejalan produk. Saluran air penyejuk perlu dekat dengan permukaan rongga acuan (15-25mm jauhnya) untuk memastikan penyejukan seragam. Masa penyejukan menyumbang 50% -70% daripada kitaran pengacuan, secara langsung menjejaskan kecekapan pengeluaran. Sistem ejektor (pin ejektor, plat atas, tiub ejektor) menolak produk keluar dari acuan selepas disejukkan untuk mengelakkan ubah bentuk atau calar.

2、 Aliran proses dan parameter utama

Proses pengacuan suntikan adalah kitaran berterusan, dan kawalan parameter setiap pautan secara langsung mempengaruhi kualiti produk. Proses lengkap merangkumi tiga peringkat: penyediaan bahan mentah, pengacuan suntikan, dan pasca pemprosesan.

Peringkat penyediaan bahan mentah

Bahan mentah perlu menjalani prarawatan dan pengeringan: prarawatan termasuk penapisan (membuang kekotoran) dan pencampuran (menambah masterbatch warna dan bahan tambahan mengikut perkadaran) untuk memastikan keseragaman bahan mentah; Pengeringan bertujuan untuk plastik higroskopik (seperti PA, PC, PBT), yang terdedah kepada menyerap lembapan dari udara dan mungkin menghasilkan kecacatan seperti buih dan wayar perak apabila cair. Ia perlu menggunakan mesin pengering (pengeringan udara panas atau pengeringan penyahlembapan) untuk mengurangkan kandungan lembapan di bawah 0.02% -0.05%. Parameter pengeringan berbeza-beza bergantung pada plastik (seperti suhu pengeringan PC 120 ℃ selama 4-6 jam; Suhu pengeringan PA6 ialah 80-90 ℃ selama 4 jam.

Peringkat pengacuan suntikan

Ini adalah teras proses, yang terdiri daripada lima langkah: pemplastikan, suntikan, pegangan tekanan, penyejukan, dan pembukaan dan pelepasan acuan. Pengplastisan: Putaran skru mengangkut zarah plastik ke hadapan dan mencairkannya di bawah pemanasan tong dan ricih skru, membentuk cair seragam. Kualiti pemplastikan bergantung pada suhu tong, kelajuan skru, dan tekanan belakang (tekanan belakang semasa putaran skru). Jika tekanan belakang terlalu tinggi, ia akan memanjangkan masa pengplastikan, dan jika terlalu rendah, ia akan mengakibatkan pengplastikan tidak sekata.

Suntikan: Skru bergerak pantas ke hadapan untuk menyuntik cair ke dalam rongga acuan pada tekanan dan kelajuan tinggi. Tekanan suntikan biasanya 50-150MPa dan kelajuan 30-150mm/s. Ia perlu diselaraskan mengikut ketebalan dan kerumitan produk: produk berdinding nipis memerlukan tekanan tinggi dan kelajuan tinggi (untuk mengurangkan penyejukan cair), dan produk berdinding tebal memerlukan tekanan rendah dan kelajuan rendah (untuk mengelakkan limpahan).

Penahanan tekanan: Selepas leburan memenuhi rongga acuan, skru mengekalkan tekanan tertentu untuk menambah bahan ke dalam rongga, mengimbangi pengecutan penyejukan leburan. Pegangan tekanan biasanya 60% -80% daripada tekanan suntikan, dan masa pegangan ditentukan mengikut ketebalan produk (produk berdinding tebal perlu memanjangkan masa pegangan). Pegangan yang tidak mencukupi boleh menyebabkan lekukan produk dan saiz yang lebih kecil.

Penyejukan: Selepas pegangan tekanan selesai, sistem penyejukan acuan berfungsi untuk mengurangkan suhu produk ke bawah suhu ubah bentuk terma, membolehkan ia menjadi pejal dan bentuk. Formula pengiraan masa penyejukan ialah: masa penyejukan (s)=(ketebalan dinding maksimum produk (mm)) ² × pekali bahan, pekali plastik berbeza adalah berbeza (seperti pekali PE 0.8, pekali PC 1.2).

Pembukaan dan lontar acuan: Selepas penyejukan selesai, sistem penutup acuan mendorong templat bergerak untuk berundur dan membuka acuan. Sistem ejection mengeluarkan produk dari acuan pada kelajuan yang perlahan dan seragam untuk mengelakkan ubah bentuk atau pemutihan produk.

Peringkat pemprosesan selepas

Sesetengah produk memerlukan pasca pemprosesan untuk meningkatkan prestasi: mengeluarkan bahan berlebihan dari permukaan sprue dan perpisahan dengan mengeluarkan burr; Rawatan penyepuhlindapan (seperti menyimpan produk PC dalam ketuhar 120 ℃ selama 2 jam) menghilangkan tekanan dalaman dan menghalang produk retak; Rawatan permukaan (lukisan semburan, penyaduran elektrik, percetakan skrin sutera) meningkatkan penampilan dan kefungsian; Untuk produk gred makanan, pembersihan dan pembasmian kuman diperlukan untuk menghilangkan kesan minyak dan kekotoran.

3、 Kawalan Kualiti dan Masalah Biasa

Kualiti produk acuan suntikan perlu dikawal dari tiga aspek: rupa, saiz dan sifat mekanikal. Kecacatan biasa perlu diselesaikan melalui pengoptimuman parameter semasa pengeluaran.

Penunjuk pemeriksaan kualiti

Keperluan kualiti penampilan termasuk tiada kecacatan seperti burr, bahan hilang, buih, wayar perak, tanda pengecutan, calar, dsb., yang boleh dicapai melalui pemeriksaan visual visual atau automatik (dengan ketepatan 0.01mm); Ketepatan dimensi mesti mematuhi toleransi lukisan (seperti ± 0.1mm), dan dimensi utama hendaklah diukur menggunakan alat pengukur koordinat atau angkup; Sifat mekanikal (kekuatan tegangan, kekuatan hentaman) mesti memenuhi keperluan penggunaan, dan piawaian prestasi dipastikan melalui pensampelan dan ujian bahan mentah dan produk siap.

Kecacatan dan penyelesaian biasa

Kecacatan dalam pengeluaran selalunya disebabkan oleh parameter atau masalah acuan, dan boleh dilaraskan dengan sewajarnya: burr (bahan berlebihan di pinggir produk) perlu ditambah atau dikurangkan kerana daya pengapit acuan yang tidak mencukupi atau tekanan suntikan tinggi; Bahan yang tidak mencukupi (rongga tidak diisi) disebabkan oleh kebolehaliran cair yang lemah atau jumlah suntikan yang tidak mencukupi, adalah perlu untuk meningkatkan suhu silinder bahan, meningkatkan tekanan suntikan, atau meningkatkan masa pegangan; Buih perlu dikeringkan lebih banyak atau kelajuan skru perlu dikurangkan (untuk mengurangkan perangkap udara) disebabkan pengeringan bahan mentah yang tidak mencukupi atau kemasukan udara dalam cair; Tanda pengecutan (lekukan permukaan) memerlukan peningkatan tekanan pegangan atau mengoptimumkan saluran air penyejuk kerana tekanan tidak mencukupi atau penyejukan tidak sekata; Ubah bentuk meledingkan disebabkan oleh tekanan dalaman yang berlebihan, dan ia adalah perlu untuk mengurangkan kecerunan suhu acuan atau melaraskan kedudukan pintu untuk memastikan aliran seragam cair.

4、 Bidang Aplikasi dan Trend Pembangunan

Proses pengacuan suntikan, dengan kelebihan kecekapan dan ketepatan yang tinggi, digunakan secara meluas dalam pelbagai industri dan sedang menaik taraf ke arah kecerdasan dan kehijauan dengan kemajuan teknologi.

Kawasan aplikasi utama

Industri pembungkusan adalah pasaran terbesar untuk teknologi pengacuan suntikan, menghasilkan penutup botol, bekas, kotak pusing ganti, dll. Contohnya, penutup botol air mineral menggunakan pengacuan suntikan PP untuk memastikan pengedap melalui pembentukan benang; Industri automotif menggunakan pengacuan suntikan untuk menghasilkan bahagian dalaman (papan pemuka, panel pintu), bahagian luar (bumper), dan bahagian berfungsi (penyambung), dan plastik kejuruteraan (aloi PC/ABS) untuk menggantikan logam untuk pemberat ringan; Industri perkakas rumah menghasilkan cengkerang (laci peti sejuk, tiub dalam mesin basuh) dan komponen struktur (gear, kurungan), dengan ABS menjadi bahan arus perdana kerana pewarnaannya yang mudah dan kekuatan sederhana; Industri perubatan menggunakan acuan suntikan plastik gred perubatan (PC, PP) untuk menghasilkan picagari, selongsong set infusi, dan komponen peranti perubatan, memerlukan acuan bersih dan bahan mentah bukan toksik; Industri 3C menghasilkan bahagian ketepatan seperti sarung telefon mudah alih, papan kekunci, penyambung, dsb., yang memerlukan toleransi dimensi ± 0.02mm dan mesin pengacuan suntikan berketepatan tinggi dan acuan.

Trend pembangunan teknologi

Kepintaran ialah hala tuju teras, dan mesin pengacuan suntikan dilengkapi dengan penderia (tekanan, suhu, anjakan) dan algoritma AI untuk memantau keadaan cair dan kualiti produk dalam masa nyata. Melalui kawalan adaptif, parameter dilaraskan secara automatik untuk mengurangkan campur tangan manual, dan kadar sekerap dikurangkan kepada di bawah 0.5%; Internet industri membolehkan rangkaian peralatan, pemantauan jauh data pengeluaran dan penggunaan tenaga, dan meningkatkan kecekapan pengurusan.

Penghijauan memberi tumpuan kepada penjimatan tenaga, pengurangan penggunaan dan penggunaan bulat, dengan kadar penembusan mesin pengacuan suntikan motor servo melebihi 80% dan pengurangan 30% dalam penggunaan tenaga; Teknologi pengacuan suntikan untuk plastik kitar semula adalah matang, dan melalui pembersihan dan pengubahsuaian, PP dan ABS kitar semula boleh digunakan untuk produk bukan sentuhan makanan; Aplikasi acuan suntikan plastik berasaskan bio (PLA, PBAT) semakin berkembang, mengurangkan pergantungan kepada sumber fosil.

Kejayaan dalam ketepatan dan teknologi pengacuan khas, pengacuan suntikan mikro boleh menghasilkan produk mikro dengan berat kurang daripada 0.1g (seperti bahagian mikro perubatan) dengan ketepatan ± 0.001mm; pengacuan suntikan dibantu gas menggunakan suntikan nitrogen untuk membuat produk berdinding tebal berongga, mengurangkan tanda pengecutan dan berat; Pengacuan suntikan dua warna/berbilang warna untuk pengacuan sekali sahaja bagi pelbagai bahan atau produk berbilang warna, meningkatkan integrasi penampilan dan kefungsian.

Sebagai teknologi teras pemprosesan plastik, proses pengacuan suntikan mencerminkan inovasi kolaboratif bahan, peralatan dan acuan dalam proses pembangunannya. Daripada keperluan harian kepada bahagian industri mewah, teknologi pengacuan suntikan menyokong pembangunan industri pembuatan moden dengan ciri-cirinya yang cekap dan fleksibel. Dengan pendalaman teknologi pintar dan hijau, proses pengacuan suntikan akan memainkan peranan yang lebih besar dalam pengeluaran ketepatan dan pemuliharaan sumber, menggalakkan industri pembuatan bergerak ke arah yang berkualiti tinggi.