Vstřikování plastů je výrobní proces široce používaný pro výrobu předmětů od hraček a plastových cetek po automobilové karosářské panely, láhve s vodou a pouzdra na mobilní telefony. Tekutý plast je tlačen do formy a léčí - zní to jednoduše, ale je to složitý proces. Použité kapaliny se liší od horkého skla po různé plasty - termoset a termoplast.
Dějiny
První vstřikovací stroj byl patentován v roce 1872 a celuloid byl použit k výrobě jednoduchých každodenních předmětů, jako jsou hřebeny na vlasy.
Hned po druhé světové válce byl vyvinut mnohem vylepšený proces vstřikování plastů - „vstřikování šroubů“, který je dnes nejrozšířenější technikou. Jeho vynálezce James Watson Hendry později vyvinul „vyfukování“, které se používá například k výrobě moderních plastových lahví.
Druhy plastů
Plasty používané při vstřikování jsou polymery - chemikálie - buď termosetové, nebo termoplastické. Termosetové plasty se nastavují působením tepla nebo katalytickou reakcí. Po vytvrzení nemohou být znovu přetaveny a znovu použity - proces vytvrzování je chemický a nevratný. Termoplasty však mohou být zahřívány, roztaveny a znovu použity.
Mezi termosetové plasty patří epoxy, polyesterové a fenolové pryskyřice, zatímco termoplasty zahrnují nylon a polyethylen. Pro vstřikování je k dispozici téměř dvacet tisíc plastových směsí, což znamená, že existuje perfektní řešení pro téměř jakýkoli požadavek na formování.
Sklo není polymer, a proto neodpovídá přijaté definici termoplastu - i když může být roztaveno a recyklováno.
Forma
Výroba forem byla historicky vysoce kvalifikovaným řemeslem („die-making“). Forma je obvykle ve dvou hlavních sestavách sevřených dohromady v lisu. Výroba formy často vyžaduje složitý design, více operací se strojem a vysokou úroveň dovedností.
Nástrojem je obvykle ocel nebo berýlium měď, které se používá pro výrobu forem, vyžaduje tepelné zpracování, aby se vytvrdilo. Hliník je levnější a snáze zpracovatelný a lze jej použít pro kratší výrobu. Počítačem řízené frézování a eroze jisker (EDM) dnes umožnily vysoký stupeň automatizace procesu výroby forem.
Některé formy jsou navrženy tak, aby produkovaly několik souvisejících částí - například modelovou sadu letadel - a ty se nazývají rodinné formy. Jiné formy formy mohou mít několik kopií („otisků“) téhož výrobku vyrobených v jednom „výstřelu“ - tj. Jednu injekci plastu do formy.
Jak funguje vstřikování plastů
Existují tři hlavní jednotky, které tvoří vstřikovací lis - násypný zásobník, hlaveň topného tělesa a beran. Plast v násypce je ve formě granulí nebo prášku, ačkoli některé materiály, jako je silikonový kaučuk, mohou být kapalné a nemusí vyžadovat zahřívání.
Jakmile je v horké kapalné formě, píst („šroub“) tlačí kapalinu do pevně sevřené formy a kapalinová souprava. Viskóznější roztavené plasty vyžadují vyšší tlaky (a vyšší lisovací zatížení), aby tlačily plast do každé štěrbiny a rohu. Plast se ochladí, když kovová forma odvádí teplo pryč, a poté se lis cykluje, aby se odstranilo tvarování.
Avšak pro termosetové plasty se forma zahřeje pro vytvrzení plastu.
Výhody vstřikování
Vstřikování umožňuje výrobu složitých tvarů, z nichž některé by bylo téměř nemožné vyrobit ekonomicky jakýmkoli jiným způsobem.
Široká škála materiálů umožňuje téměř přesné sladění fyzikálních vlastností požadovaných článkem, a vícevrstvé formování umožňuje přizpůsobení mechanických vlastností a atraktivního vizuálního vzhledu - a to i v a Kartáček na zuby
Svým objemem jde o nízkonákladový proces, pravděpodobně s minimálním dopadem na životní prostředí. V tomto procesu je vytvořen malý šrot a šrot, který je vyroben a je znovu rozemlet a znovu použit.
Nevýhody vstřikování
Investice do nástrojů - výroba formy - obvykle vyžaduje vysokou objemovou výrobu, aby se investice vrátila, i když to záleží na konkrétním článku.
Výroba nástrojů vyžaduje vývojový čas a některé součásti se snadno nedají praktickému designu formy.
Ekonomika vstřikování
Vysoce kvalitní forma, i když má relativně vysoké náklady, bude schopna odhalit stovky tisíc „dojmů“.
Samotný plast je poměrně levný a navzdory energii potřebné k ohřevu plastu a jeho cyklizaci stiskněte (pro odstranění každého dojmu), proces může být ekonomický i pro nejzákladnější položky, jako je láhev čepice.
Levné vstřikování vedlo nakonec k jednorázové - například břitvy a kuličková pera.
Vzhledem k tomu, že se každoročně vyvíjí několik stovek nových plastových směsí a moderní technologie výroby forem, je jisté, že v následujících padesáti letech bude vstřikování vstřikovat i nadále. Ačkoli termosetové plasty nemohou být recyklovány, jejich použití, zejména u vysoce přesných součástí, také roste.