Fröccsöntött hőre keményedő műanyagok feldolgozása

A hőre keményedő műanyag fröccsöntés csavarral vagy dugattyúval nyomja át a polimert egy fűtött hengeren (120-260°F), hogy csökkentse a viszkozitást, majd fecskendezze be egy fűtött formába (300-450°F). Miután az anyag kitölti a formát, nyomás alá helyezik. Ekkor kémiai térhálósodás lép fel, ami a polimer megkeményedését okozza. A kemény (vagyis kikeményedett) termék forrón kivehető a formából, nem formázható vagy olvasztható újra.

A fröccsöntő berendezés hidraulikus hajtású szorítószerkezettel rendelkezik a forma lezárására, valamint egy fröccsöntő berendezéssel, amely képes továbbítani az anyagot. A legtöbb hőre keményedő műanyagot szemcsés vagy pelyhes formában használják, amelyeket gravitációs garattal lehet betáplálni a csavaros befecskendező berendezésbe. A poliészter ömlesztett formázómassza (BMC) feldolgozásakor olyan, mint a"kenyértészta"és egy adagolódugattyú segítségével nyomják be az anyagot a menethoronyba.

Az ezzel az eljárással feldolgozott polimerek (mennyiség szerint); fenolok, poliészter BMC-k, melamin, epoxik, karbamid-formaldehid műanyagok, vinil-észter polimerek és diallil-ftalát (DAP).

A legtöbb hőre keményedő nagy mennyiségű töltőanyagot tartalmaz (akár 70 tömegszázalékig), hogy csökkentse a költségeket vagy javítsa az alacsony zsugorodást, szilárdságot vagy különleges tulajdonságokat. A gyakori töltőanyagok közé tartoznak az üvegszálak, ásványi szálak, agyagok, farostok és korom. Ezek a töltőanyagok nagyon koptatóak lehetnek, és magas viszkozitást produkálhatnak, amelyet a feldolgozó berendezésnek le kell győznie.

Feldolgozás

A hőre lágyuló műanyagok és a hőre keményedő anyagok viszkozitása hevítés hatására csökken. A hőre keményedő anyagok viszkozitása azonban idővel és hőmérséklettel növekszik a kémiai térhálósodási reakciók miatt. E hatások együttes eredménye a viszkozitás U-alakú görbéje az idő és a hőmérséklet függvényében. A hőre keményedő fröccsöntés célja, hogy a formatöltési műveletet a legalacsonyabb viszkozitású területen fejezze be, mert a legalacsonyabb az anyag formára alakításához szükséges nyomás. Ez is segít minimalizálni a polimerben lévő szálak károsodását.

A fröccsöntési folyamat egy csavar segítségével mozgatja az anyagot egy fűtött hordón keresztül, amely vizet vagy olajat keringet egy köpenyben a hordó körül. A csavar minden anyagtípushoz tervezhető, és enyhén összenyomható a levegő eltávolítása és az anyag felmelegítése érdekében az alacsony viszkozitás elérése érdekében. A legtöbb hőre keményedő anyag elég jól folyik itt.

Az anyag formába juttatásának művelete a csavar forgásának leállítása és a csavar nagy sebességgel történő előretolása hidraulikus nyomással, hogy a lágyított, alacsony viszkozitású anyagot a formába kényszerítsék. Ehhez a gyors áramláshoz a formaüreget 0,5 másodperc alatt kell kitölteni, és a nyomásnak el kell érnie a 193 MPa-t. Amint a formaüreg megtelt, az anyag nagy sebességű áramlása nagyobb súrlódási hőt hoz létre, hogy felgyorsítsa a kémiai reakciót.

Amint a formaüreg megtelt, a befecskendezési nyomás 34,5-68,9 MPa tartónyomásra csökken. Ezt a tartónyomást 5-10 másodpercig fenntartjuk az anyagon, majd a nyomást felengedjük, és megkezdődik a következő ciklusos lágyítási fázis.

Az anyagot a forró formában tartják, amíg megkeményedik, majd kinyitják a szorítóeszközt a termék kilökésére. A termék enyhén megkötetlen és kissé puha lehet, amikor éppen kidobják. A végső kikeményedés az eltávolítás után 1 vagy 2 percen belül befejeződik a termékben visszatartott hő felhasználásával. A hőre keményedő termékek teljes gyártási ciklusa 10-120 másodperc, a termék vastagságától és az alapanyagok típusától függően.

Számos különböző és speciális technológiát alkalmaznak a termék minőségének és reprodukálhatóságának javítására. Tekintettel arra a tényre, hogy egyes hőre keményedő polimerek hevítéskor gázt termelnek, a forma részleges feltöltése után gyakran leeresztenek. Ebben a lépésben az öntőformát kissé kinyitják, hogy a gáz eltávozzon, majd gyorsan bezárják a maradék anyag befecskendezéséhez.

A fröccsöntés nagyobb szilárdságot, jobb méretszabályozást és jobb felületi állapotot (megjelenést) biztosít, amelyet teleszkópos membránüreggel és membránmaggal rendelkező forma alkalmazásával érnek el. A fröccsöntési folyamat során a forma 1/8-1/2 hüvelykig kinyitható, majd gyorsan összenyomható, akárcsak a forma zárva.

Az üvegszálból, töltőanyagból és poliészter telítetlen gyantából készült integrált fröccsöntő keverékek a gépen további speciális berendezésekkel szerelhetők fel a fröccsöntés befejezéséhez. Egy dugattyús adagoló csatlakozik a hengerhez az erőltetés érdekében, amelyet ezután két különböző módon lehet működtetni. Az egyikben van egy hagyományos dugattyús csavar, amely előre tolja az anyagot keverés és melegítés közben. Ehhez visszacsapó szelepre van szükség a csavar végén. Kerülje el, hogy az anyag visszafolyjon a csavarmenetekre, mert az anyag viszkozitása nagyon alacsony. Egy másik módszer az, hogy dugattyúval vagy dugattyúval nyomjuk be az anyagot a formaüregbe. A dugattyút gyakran használják 22 tömegszázaléknál több üvegszálat tartalmazó anyagokhoz, mivel kevésbé károsítja a szálat, és nagyobb szilárdságú is lehet.

Egy másik eljárási módszer, amelyet először a hőre keményedő műanyag fröccsöntésére alkalmaztak, a préselés és a transzferöntés. Ezekkel összehasonlítva a fröccsöntés előnyei és hátrányai a következők:

A fröccsöntés előnyei a préseléssel szemben: gyorsabb fröccsöntési ciklus (2-3-szoros) folyamatautomatizálás; kevesebb termékváltoztatás; alacsonyabb munkaerőköltségek; magas termelési kapacitás.

A fröccsöntés hátrányai a kompressziós fröccsöntéshez képest: magasabb felszereltség és szerszámberuházás; A préseléssel nagyobb termékszilárdság és jobb felületi minőség érhető el.

A présöntés előnyei általában a fröccsöntés és a préselés között vannak.

Felszerelés

A hőre keményedő műanyag fröccsöntő berendezés kiválasztásánál fontos tényezők a következők: szerszámbefogó készülék kapacitása és fröccsöntő kapacitása; szabályozási rendszer és a hordó hőmérséklete.

A tonnában kifejezett zárónyomású szerszámbefogó berendezés kiválasztásánál a termék meghatározott vetített formázási felülete és az áramlási csatorna alapján kell történnie. A szükséges tonnatartalom 1,5-5 t/in2 lehet, a fröccsöntött termék összetettségétől és a felhasznált alapanyagoktól függően. A berendezések mérete 30 és 3000 tonna között van, a legelterjedtebb felszerelések 100 és 600 tonna között vannak. Nagyon fontos az acéllemez vastagsága és a gép merevsége. Minimalizálja a hajlítási deformációt a befecskendezés során, ami megnehezíti a túlfolyás eltávolítását.

A gép befecskendezési kapacitását az öntőforma kitöltéséhez szükséges maximális befecskendezési nyomás, valamint az üregben és az áramlási csatornarendszerben lévő anyag térfogata alapján kell elemezni. A szükséges injektálási nyomás 96,5 MPa poliészter formázómassza esetén 207 MPa bizonyos speciális fenolos műanyagok esetén. A gép befecskendezési kapacitását gyakran az elméleti térfogat jelzi (a befecskendezett csavar vagy dugattyú területe szorozva a lökettel).

Általában a berendezés kapacitását a berendezés által előállított termék mennyiségének 85%-a határozza meg. Ha a berendezést polisztirol gyártási kapacitás jelzi, akkor a résztömeg szerinti gyártási kapacitás meghatározásakor figyelembe kell venni a sűrűségkülönbséget annak és a hőre keményedő műanyagok között.

A jelenlegi népszerű vezérlőrendszer a számítógépes vezérlés, amely képes kiválasztani a befecskendezési sebességet, a szorítóeszköz terhelését. A folyamat működési programja, az oldalsó formamag mozgása a formához, a kilökőeszköz munkaciklusa, valamint a hordó és a forma hőmérsékletének szabályozása. Rendkívül értékes az a módszer, amellyel egy adott forma és meghatározott alapanyagok adagolását sorrendben állítjuk be és rögzítjük. Mivel a folyamatban nagyszámú változó van.

A hordó hőmérsékletét a hordót borító köpenyen átáramló forró víz szabályozza. A formahőmérséklet-szabályozást leggyakrabban dugaszolható fűtőtestek végzik, de végezhető gőzzel vagy keringető forró olajjal is.

A jól szabályozható formahőmérséklet a legfontosabb az egységes termékek előállításához.

A gyakori felszerelési lehetőségek közé tartoznak a beépített formázómassza adagolói, gyorsan cserélhető formarendszerek, hidraulikafolyadék-tartályok a gyors befecskendezéshez, a hidraulikus rendszerhez csatlakoztatott oldalsó magok az öntőforma csúsztatásához, a robotfelszedő rendszerek és a légsugarak az egyes fröccsöntés során keletkező villanások eltávolítására. ciklus.

A polimer alacsony viszkozitása miatt az elválasztó vonalon vékony filmbe folyik le, ezért a kész hőre keményedő műanyagokat gyakran le kell vágni a villanás eltávolításához. A fröccsöntött részek gyors eltávolítását gyakran úgy végzik, hogy az alkatrészeket feltekerik vagy átengedik egy olyan eszközön, ahol a nagy sebességű műanyag pellet leüti a rideg villanóréteget.

Alkalmazások

A fröccsöntéssel előállított hőre keményedő anyagok fő piacai a következők:

Autóipar: motoralkatrészek, fényszóró reflektorok és fékalkatrészek.

Villamos ipar: megszakítók, kapcsolóházak és tekercsformázók.

Háztartási gépek: kenyérsütő lapok, kávéfőző talpak, motorkommutátorok, motorházak és szemétdobozok.

Egyéb: elektromos szerszámházak, lámpaházak, gázáramlásmérők és étkészletek.