Ce tipuri de materiale plastice pot fi procesate de mașinile de turnat prin injecție?

Fiind echipamentul de bază al prelucrării materialelor plastice, mașinile de turnat prin injecție realizează o precizie și eficiență ridicate prin încălzirea materialelor plastice termoplastice sau termosetate pentru a se topi și prin injectarea cavităților de matriță. Prelucrează o gamă largă de produse, de la produse de zi cu zi până la componente industriale, acoperind peste 20 de tipuri de plastic. În această lucrare, tipurile de materiale plastice utilizate în mașinile de turnat prin injecție sunt analizate sistematic din patru aspecte: clasificarea materialelor, caracteristicile de performanță, adaptabilitatea la prelucrare și scenariile tipice de aplicare.

Materialele plastice de bază reprezintă peste 70% din consumul global de plastic și se caracterizează prin producție ridicată, costuri reduse și performanțe stabile de procesare. Ele sunt principalele materiale utilizate în mașinile de turnat prin injecție.
1.1 Polietilenă
Polietilena (HDPE) și LDPE sunt cele două tipuri de materiale plastice cu cel mai mare randament. Lanțul molecular din polietilenă de înaltă densitate (HDPE) este strâns aranjat, are o rigiditate bună și o rezistență chimică bună și este adesea folosit la fabricarea de containere mari, cum ar fi cutiile de rulare și coșurile de gunoi. Polietilena de joasă densitate (LDPE) are o flexibilitate bună datorită structurii sale ramificate și este aplicată pe scară largă în produse flexibile, cum ar fi folii și pungi de ambalare. În timpul turnării prin injecție, HDPE trebuie să mențină temperatura în butoi între 220 de grade C și 260 de grade pentru a preveni degradarea, în timp ce LDPE poate fi procesat la temperaturi între 180 de grade C și 220 de grade.
1.2 Polipropilenă (PP)
Polipropilena are cea mai mică densitate a materialelor plastice (0,9-0,91 g/cm3), rezistență excelentă la oboseală și rezistență la căldură (punct de topire 160 -170 grad ) și este materialul preferat pentru barele de protecție și carcasele aparatelor. În timpul turnării prin injecție, polipropilena se deformează cu ușurință datorită ratelor diferite de cristalizare, așa că este necesar să se optimizeze temperatura matriței (recomandată 80-100 grade) și să se mențină presiunea (recomandată 60-80% presiune de injecție) pentru a controla contracția.
1.3 Polistiren
PS este cunoscut pentru proprietățile sale optice excelente (88-92% transmisie a luminii), dar fragilitatea și rezistența la căldură (temperatura de deviere a căldurii 70-90 grade) îi limitează aplicarea. Polistirenul de mare impact (HIPS) este un polimer de butadienă care este de trei până la 5 ori mai puternic decât PS și este utilizat pe scară largă în carcasele de jucării și tastaturile computerelor. Tehnologia de turnare prin injecție a gazelor de evacuare rezolvă în mod eficient problema reziduurilor volatile în procesarea PS și îmbunătățește calitatea suprafeței produsului.
1.4 Copolimer de acrilonitril-butadienă-stiren (ABS)
ABS combină rezistența chimică a acrilonitrilului, duritatea butadienei și procesabilitatea stirenului pentru a deveni cele mai utilizate materiale plastice de inginerie. Vicat are o temperatură de înmuiere de 100-105 grade și o rezistență la impact de 3 până la 4 ori mai mare decât PS și este deosebit de potrivit pentru fabricarea carcasei electronice și a pieselor interioare ale mașinii care necesită rezistență la forța externă. Turnarea prin injecție în două culori face posibilă combinarea ABS cu alte materiale, cum ar fi PC-ul, pentru a îndeplini cerințele diverse de proiectare a produsului.

Materialele plastice tehnice au proprietăți mecanice excelente, stabilitate termică și rezistență chimică. Oricât de scumpă ar fi, joacă un rol de neînlocuit în producția de ultimă generație-.
2.1 Poliamidă (PA, nailon)
Din familia PA, PA6 și PA66 sunt cele mai utilizate pe scară largă datorită proprietăților lor mecanice și de prelucrare echilibrate. Intervalul punctului de topire este de 220-265 de grade, rata de absorbție a apei de până la 2-3%, iar stabilitatea dimensiunii este în mod evident afectată de umiditate. Fiberglass Enhanced PA (GFPA) mărește rezistența la tracțiune la peste 200 MPa și temperatura de deformare a căldurii la mai mult de 200 de grade, făcându-l ideal pentru componente mecanice de precizie, cum ar fi angrenajele și rulmenții. În timpul turnării prin injecție, este esențial un control strict al temperaturilor cilindrului (PA6: 240-260 grade; PA66: 270-290 grade) și al condițiilor uscate (120 grade + 4 ore de uscare).
2.2 Policarbonat (PC)
Cunoscut sub numele de „clei antiglonț”, PC-ul a arătat o rezistență la impact de 300 de ori mai mare și o transmisie a luminii de 89 89% față de sticla 89, dar o rezistență slabă la abraziune (suprafața a fost de doar 2H). Aliajele PC/ABS amestecate cu ABS au îmbunătățit considerabil performanța generală a produsului și au devenit un material standard pentru carcasele laptopurilor și panourile de instrumente ale mașinilor. În timpul turnării prin injecție, este necesară presiunea de injecție ridicată (80-120 MPa) și injecția rapidă (viteza de injecție mai mare sau egală cu 100 mm/s) pentru a preveni înghețarea topiturii și se recomandă temperaturi de matriță la 80-100 de grade.
2.3 Polioximetilenă (POM)
POM este cunoscut sub numele de „super oțel” cu duritate (duritate Rockwell M85-105), rezistență la abraziune apropiată de metal și stabilitate dimensională excelentă (coeficient de dilatare liniar de numai 6×10−5/grad). Prin adăugarea de lubrifiant din politetrafluoretilenă (PTFE), coeficientul de frecare poate fi redus la mai puțin de 0,1, este un material ideal pentru angrenaj, glisor și alte componente de transmisie. În timpul turnării prin injecție, temperatura din butoi trebuie controlată între 190 și 210 grade Celsius pentru a evita descompunerea gazului de formaldehidă.

Materialele plastice termorigide se solidifică prin reacții chimice în timpul turnării, formând o structură de reticulare ireversibilă, potrivită pentru condiții speciale care necesită temperaturi ridicate și rezistență chimică.
3.1 Materiale plastice fenolice (PF)
PF este cel mai vechi material plastic termorigid industrializat cu izolație electrică excelentă, rezistență la căldură (temperatura continuă de 150 de grade) și ignifugare (indice de oxigen mai mare sau egal cu 30%), dar fragil și slabă curgere la procesare. Adăugând agenți de întărire și amelioratori de debit, poate produce întrerupătoare și prize electrice. În timpul turnării prin injecție, temperaturile cilindrului trebuie controlate între 70 și 90 de grade, temperaturile matriței între 150 și 180 de grade și presiunile de injecție între 120-150 MPa pentru a depăși rezistența la vâscozitate ridicată.
3.2 Rășini epoxidice (EP)
EP este cunoscut pentru aderența sa excelentă (rezistență la forfecare mai mare sau egală cu 20 MPa) și rezistența chimică și este utilizat pe scară largă în ambalajele electronice și matricea compozită. Prin adăugarea de umpluturi anorganice (cum ar fi pudra de silice), contracția poate fi redusă semnificativ (de la 2% la sub 0,1%) și precizia dimensiunilor poate fi îmbunătățită. Turnarea prin injecție necesită șuruburi specializate (raport de aspect mai mare sau egal cu 20:1) și sisteme de turnare prin injecție de-înaltă presiune (presiune mai mare sau egală cu 200 MPa), cu temperaturi ale matriței controlate între 120 și 150 de grade .

Materialele plastice speciale oferă proprietăți speciale prin proiectarea structurii moleculare pentru a satisface cerințele-înalte din domeniul aerospațial, medical și din alte domenii.
4.1 Politetrafluoretilenă
PTFE (PTFE) are cea mai largă gamă de temperaturi de funcționare (-200 până la 260 de grade), cea mai mare stabilitate chimică (rezistență la coroziunea apei mari) și cel mai scăzut coeficient de frecare (0,04). Cu toate acestea, vâscozitatea sa de topitură extrem de ridicată (1010-1012 Pa. S) face dificilă turnarea prin injecție tradițională. Presarea la rece, sinterizarea sau modificarea politetrafluoretilenei (cum ar fi fibrele de sticlă umplute) sunt necesare pentru a reduce vâscozitatea topiturii. Produsele PTFE modificate sunt utilizate pe scară largă în garnituri și suporturi de rulmenți.
4.2 Polieteretercetonă
PEEK are o temperatură pe termen lung de 240 de grade, o rezistență la temperatură pe termen scurt de 315 de grade și o rezistență la tracțiune de 90 -100 MPa. PEEK ranforsat cu-fibră-de carbon îmbunătățește modulul de elasticitate la 140 GPa, aproape de nivelul aliajului de aluminiu și este utilizat pe scară largă în structuri aerospațiale și implanturi medicale. Turnarea prin injecție necesită șuruburi specializate pentru temperatură înaltă-(temperatura cilindrului 380-420 grade ) și sisteme de înaltă presiune (presiune mai mare sau egală cu 250 MPa), cu temperaturi ale matriței controlate între 180 grade C și 200 grade .
V. Tendințe în tehnologia de prelucrare
Odată cu dezvoltarea științei materialelor și tehnologiei echipamentelor, capacitățile de procesare ale mașinilor de turnat prin injecție se extind:
Turnarea compozitelor cu mai multe-materiale: lipirea laminată a PC/ABS, PA/GF și a altor compozite poate fi realizată prin tehnologia de co-injecție pentru a îmbunătăți performanța globală a produsului.
Turnare cu microinjecție: dezvoltarea de șuruburi de ultra-precizie (diametru mai mic sau egal cu 10 mm) și sisteme de control-înalte de răspuns pentru a produce microcomponente, cum ar fi roți dințate și conectori cu o greutate mai mică de 0,1 g.
Turnare auxiliară prin injecție cu gaz: umplerea auxiliară cu azot de înaltă presiune este utilizată pentru a reduce urmele chiuvetei cauzate de diferențele de grosime a peretelui produsului. Este potrivit pentru panourile de uși ale mașinii, carcasele de aparate mari și alte componente cu pereți groși-.
Prelucrarea materialelor plastice din sursă de bioenergie: se adaptează la caracteristicile acidului polilactic, polihidroxiapatitei și altor materiale, dezvoltă structuri speciale cu șuruburi și sistem de control al temperaturii, promovează industrializarea materialelor de protecție a mediului.
Concluzie:
Mașinile de turnat prin injecție s-au extins de la materiale plastice de bază tradiționale la materiale plastice de inginerie, materiale plastice termorigide și chiar materiale plastice speciale, acoperind nevoile de producție de la piese de precizie la scară micrometrică-la componente structurale mari la scară micrometrică-. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de modificare a materialelor și a inteligenței echipamentelor, procesele de turnare prin injecție vor continua să joace un rol central în producția de vârf-, împingând industria materialelor plastice către o dezvoltare de înaltă performanță,-performanță, multifuncțională și durabilă.