مواد شفاف محصول و مسائل مربوط به فرآیند قالب گیری تزریقی

از آنجایی که پلاستیک دارای مزایای وزن سبک، چقرمگی خوب، قالب‌گیری آسان، هزینه کم و غیره است، در صنایع مدرن و محصولات روزمره، به‌ویژه در صنعت ابزار آلات نوری و بسته‌بندی، از پلاستیک بیشتر و بیشتر برای جایگزینی شیشه استفاده می‌شود. با این حال، به دلیل الزامات شفافیت خوب، مقاومت در برابر سایش بالا و چقرمگی ضربه خوب، ترکیب پلاستیک، فرآیند قالب گیری تزریقی و تجهیزات بسیار مهم هستند. کارهای زیادی باید روی قالب ها و سایر مواد انجام شود تا اطمینان حاصل شود که پلاستیک مورد استفاده برای جایگزینی شیشه (که از این پس پلاستیک شفاف نامیده می شود) از کیفیت سطح خوبی برخوردار است و الزامات استفاده را برآورده می کند. در حال حاضر، پلاستیک‌های شفاف که معمولاً در بازار استفاده می‌شوند شامل پلی‌متیل متاکریلات (معمولاً به عنوان شیشه‌های اکریلیک یا ارگانیک با نام رمز PMMA شناخته می‌شوند) و پلی کربنات (نام رمز PC) هستند. پلی اتیلن ترفتالات (نام رمز PET)، نایلون شفاف، AS (کوپلیمر اکریلونیتریل استایرن)، پلی سولفون (با نام رمز PSF) و غیره. از این میان، PMMA، PC و PET سه پلاستیکی هستند که ما بیشتر در معرض آنها هستیم. با توجه به محدودیت بافت، این سه پلاستیک را به عنوان مثال برای بحث در مورد ویژگی ها و فرآیند قالب گیری تزریقی پلاستیک شفاف در نظر می گیریم.
1, خواص پلاستیک شفاف
پلاستیک های شفاف ابتدا باید شفافیت بالایی داشته باشند و به دنبال آن درجه خاصی از استحکام و مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت شیمیایی و جذب آب کم باشد. فقط از این طریق می توان از آنها استفاده کرد و الزامات شفافیت را برای مدت طولانی بدون تغییر برآورده کرد. مشخص است که PC یک انتخاب ایده آل است، اما به دلیل مواد اولیه گران قیمت و فرآیند قالب گیری تزریقی دشوار، PMMA همچنان انتخاب اصلی (برای محصولات با نیازهای عمومی) است، اما PPT اغلب در بسته بندی و ظروف استفاده می شود زیرا برای دستیابی به خواص مکانیکی خوب نیاز به کشش دارد.
2، مسائل رایجی که باید در فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک شفاف به آن توجه کرد
پلاستیک شفاف به دلیل قابلیت عبور بالا، به ناچار نیازمند الزامات کیفیت سطحی دقیق برای محصولات پلاستیکی است، بدون هیچ گونه نقصی مانند لکه، منافذ، سفید شدن، تیرگی، لکه های سیاه، تغییر رنگ و براقی ضعیف. بنابراین، برای طراحی مواد اولیه، تجهیزات، قالب‌ها و حتی محصولات در کل فرآیند قالب‌گیری تزریقی، باید به الزامات سخت‌گیرانه یا حتی خاص توجه و ارائه شود. ثانیاً، به دلیل نقطه ذوب بالا و جریان پذیری ضعیف پلاستیک های شفاف، برای اطمینان از کیفیت سطح محصول، اغلب لازم است تنظیمات جزئی در پارامترهای فرآیند مانند دمای بشکه، فشار تزریق و سرعت تزریق انجام شود. که قالب را می توان در حین تزریق بدون ایجاد تنش داخلی و ایجاد تغییر شکل محصول و ترک خوردن با پلاستیک پر کرد.
در زیر، ما اقدامات احتیاطی را از نظر آماده سازی مواد اولیه، تجهیزات و الزامات قالب، فرآیند قالب گیری تزریقی و جابجایی مواد اولیه محصول مورد بحث قرار خواهیم داد.
(1) تهیه و خشک کردن مواد خام
به دلیل وجود هر گونه ناخالصی در پلاستیک، ممکن است شفافیت محصول را تحت تاثیر قرار دهد و در نتیجه بر نگهداری و حمل و نقل تاثیر بگذارد. در طول فرآیند تغذیه، باید به آب بندی توجه شود تا از تمیز بودن مواد اولیه اطمینان حاصل شود. به خصوص زمانی که مواد اولیه حاوی رطوبت باشند، حرارت می تواند باعث خراب شدن آنها شود، بنابراین لازم است آنها را خشک کرده و از قیف خشک کن برای تغذیه در هنگام قالب گیری تزریقی استفاده کنید. همچنین لازم به ذکر است که در طول فرآیند خشک کردن، هوای ورودی ترجیحاً باید فیلتر و رطوبت زدایی شود تا از آلوده نشدن مواد اولیه اطمینان حاصل شود.
（2） تمیز کردن بشکه، پیچ و لوازم جانبی آن
برای جلوگیری از آلودگی مواد اولیه و وجود مواد قدیمی یا ناخالصی ها در فرورفتگی پیچ ها و لوازم جانبی، به ویژه رزین با پایداری حرارتی ضعیف، باید از مواد پاک کننده پیچ برای تمیز کردن تمام قطعات قبل از استفاده و پس از خاموش شدن استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ ناخالصی وجود ندارد. پایبند شد. هنگامی که ماده تمیز کننده پیچ وجود ندارد، می توان از رزین های PE، PS و سایر رزین ها برای تمیز کردن پیچ ها استفاده کرد. هنگامی که دستگاه به طور موقت خاموش می شود، برای جلوگیری از ماندن مواد اولیه در دمای بالا برای مدت طولانی و ایجاد افت دما، باید دمای خشک کن و بشکه دستگاه کاهش یابد، مانند دمای PC، PMMA، و سایر بشکه های ماشین باید به زیر 160 درجه کاهش یابد. (دمای قیف باید به زیر 100 درجه برای کامپیوتر کاهش یابد)
(3) مسائلی که در طراحی قالب (از جمله طراحی محصول) باید به آن توجه کرد.
به منظور جلوگیری از قالب گیری ضعیف پلاستیک، عیوب سطحی و خرابی ناشی از جریان برگشتی ضعیف یا خنک کننده ناهموار، در طراحی قالب باید به نکات زیر توجه کرد.
الف) ضخامت دیواره باید تا حد امکان یکنواخت باشد و زاویه قالبگیری باید به اندازه کافی بزرگ باشد
ب) قسمت انتقال باید تدریجی و صاف باشد تا از گوشه ها و لبه های تیز جلوگیری شود، مخصوصاً محصولات رایانه شخصی که شکاف ندارند.
ج) گیت و رانر باید تا حد امکان عریض و کوتاه باشند و موقعیت دروازه با توجه به فرآیند انقباض و تراکم تنظیم شود. در صورت لزوم، یک چاه مواد سرد باید اضافه شود
د) سطح قالب باید صاف و تمیز و با زبری کم (ترجیحاً کمتر از 0.8) باشد.
ه) سوراخ ها و شکاف های خروجی باید برای خروج به موقع هوا و گاز از مذاب کافی باشد
f) به جز PET، ضخامت دیوار نباید خیلی نازک باشد، معمولاً کمتر از 1 میلی متر نباشد.
（4） نکاتی در مورد فرآیند قالب گیری تزریقی (از جمله الزامات برای ماشین های قالب گیری تزریقی)
به منظور کاهش تنش های داخلی و عیوب کیفیت سطح، باید به جنبه های زیر در فرآیند قالب گیری تزریقی توجه شود.
الف) ماشین های قالب گیری تزریقی با پیچ های اختصاصی و نازل های کنترل دمای جداگانه باید انتخاب شوند.
ب) دمای تزریق باید بالاتر باشد با این فرض که رزین پلاستیکی تجزیه نمی شود.
ج) فشار تزریق: به طور کلی برای غلبه بر نقص ویسکوزیته مذاب بالا بالا است، اما فشار بیش از حد بالا می تواند استرس داخلی ایجاد کند و باعث ایجاد مشکل در قالب گیری و تغییر شکل شود.
د) سرعت تزریق: به طور کلی، هنگام برآوردن الزامات پر کردن قالب باید کم باشد و بهتر است از تزریق چند مرحله ای آهسته و سریع استفاده شود.
ه) زمان نگهداری و چرخه شکل دهی: به شرط برآورده شدن الزامات پر کردن قالب محصول بدون ایجاد فرورفتگی یا حباب. برای به حداقل رساندن زمان ماندن مواد مذاب در بشکه دستگاه توصیه می شود تا حد امکان کوتاه باشد.
و) سرعت پیچ و فشار برگشتی: با فرض رعایت کیفیت پلاستیک سازی، باید تا حد امکان پایین باشد تا از احتمال جدا شدن جلوگیری شود.
ز) دمای قالب: کیفیت خنک کنندگی محصول به شدت بر کیفیت آن تأثیر می گذارد، بنابراین دمای قالب باید بتواند فرآیند آن را به دقت کنترل کند. در صورت امکان دمای قالب باید بیشتر باشد.
(5) مسائل دیگر
با توجه به نیاز به جلوگیری از بدتر شدن کیفیت سطح، عوامل رهاسازی به طور کلی در طول قالب گیری تزریقی به حداقل می رسد. هنگام استفاده از مواد بازیافتی، نباید بیش از 20 درصد باشد.
برای محصولاتی غیر از PET، پس از درمان باید برای از بین بردن استرس داخلی انجام شود. PMMA باید با گردش هوای گرم در درجه 70-80 به مدت 4 ساعت خشک شود. کامپیوتر باید با هوا و گلیسیرین تمیز شود. گرم کردن پارافین مایع در درجه 110-135 بسته به محصول، ممکن است تا 10 ساعت طول بکشد. PET باید تحت یک فرآیند کشش دو محوره قرار گیرد تا خواص مکانیکی خوبی به دست آید.
3، فرآیند قالب گیری تزریقی پلاستیک شفاف
（1） ویژگی های فرآیندی پلاستیک های شفاف: علاوه بر موارد رایج ذکر شده در بالا، پلاستیک های شفاف دارای برخی ویژگی های فرآیندی نیز هستند که به شرح زیر است:
1. ویژگی های فرآیند PMMA
PMMA ویسکوزیته بالا و جریان پذیری کمی دارد، بنابراین دمای مواد بالا و فشار تزریق بالا برای قالب گیری تزریقی ضروری است. تاثیر دمای تزریق بیشتر از فشار تزریق است، اما افزایش فشار تزریق برای بهبود نرخ انقباض محصول مفید است. محدوده دمای تزریق گسترده است، با دمای ذوب 160 درجه و دمای تجزیه 270 درجه. بنابراین، محدوده تنظیم دمای مواد گسترده است و قابلیت پردازش خوب است. بنابراین، بهبود سیالیت را می توان از دمای تزریق شروع کرد. مقاومت ضعیف در برابر ضربه، مقاومت در برابر سایش ضعیف، خراشیدن آسان و ترک شکننده، بنابراین برای غلبه بر این عیوب، باید دمای قالب را افزایش داد و فرآیند تراکم را بهبود بخشید.
2. ویژگی های فرآیند کامپیوتر
PC دارای ویسکوزیته بالا، دمای ذوب بالا و جریان پذیری ضعیف است، بنابراین باید در دمای بالاتر (بین 270 تا 320 درجه) تزریق شود. به طور نسبی، محدوده تنظیم دمای مواد نسبتاً باریک است و قابلیت پردازش به خوبی PMMA نیست. فشار تزریق تأثیر کمی بر جریان پذیری دارد، اما به دلیل ویسکوزیته بالای آن، فشار تزریق بالاتر همچنان مورد نیاز است. بنابراین برای جلوگیری از ایجاد استرس داخلی، زمان نگهداری باید تا حد امکان کوتاه باشد. نرخ انقباض زیاد و اندازه آن پایدار است، اما محصول دارای تنش داخلی بالایی است و مستعد ترک خوردن است. بنابراین توصیه می شود با افزایش دما به جای فشار، سیالیت را بهبود بخشید و با افزایش دمای قالب، بهبود ساختار قالب و پس از درمان، احتمال ترک خوردگی را کاهش داد. هنگامی که سرعت تزریق کم است، عیوب مانند موج‌هایی در دروازه ایجاد می‌شوند. دمای نازل تشعشع باید به طور جداگانه کنترل شود، دمای قالب باید بالا باشد و مقاومت رانر و دروازه باید کوچک باشد.
3. ویژگی های فرآیند PET
PET دمای قالب‌گیری بالا و محدوده باریکی از تنظیم دمای مواد ({0}} درجه) دارد، اما پس از ذوب، جریان‌پذیری خوب است، بنابراین فرآیندپذیری ضعیف است و اغلب دستگاه‌های ضد جریان در نازل اضافه می‌شوند. استحکام و عملکرد مکانیکی پس از تزریق زیاد نیست و باید از طریق کشش و اصلاح عملکرد را بهبود بخشید. کنترل دقیق دمای قالب برای جلوگیری از تاب برداشتن است. تغییر شکل یک عامل مهم است، بنابراین توصیه می شود از قالب گرم رانر استفاده کنید. دمای قالب باید بالا باشد، در غیر این صورت باعث براقیت ضعیف سطح و مشکل در قالب‌گیری می‌شود.
4، عیوب و راه حل های قطعات پلاستیکی شفاف
1. رگه های نقره ای: تحت تأثیر ناهمسانگردی تنش داخلی در حین پر شدن قالب و تراکم، تنش ایجاد شده در جهت عمودی باعث می شود رزین به سمت بالا جریان یابد، در حالی که ضریب شکست با جهت غیر جریان متفاوت است و در نتیجه رگه های ابریشمی براق ایجاد می شود. هنگامی که منبسط می شود، ممکن است باعث ایجاد ترک در محصول شود. علاوه بر توجه به فرآیند قالب گیری تزریقی و قالب (بهتر است محصول آنیل شود. به عنوان مثال، مواد PC را می توان تا دمای بالای 160 درجه برای 3-5 دقیقه گرم کرد و سپس خنک کننده آزاد کرد. استفاده شده.
2. حباب: بخار آب و سایر گازهای داخل رزین را نمی توان خارج کرد (در طول فرآیند تراکم قالب)، یا به دلیل پر نشدن کافی قالب، سطح میعان خیلی سریع متراکم می شود و "حباب خلاء" را تشکیل می دهد.
3. براقیت ضعیف سطح: این امر عمدتاً به دلیل زبری زیاد قالب است و از طرف دیگر تراکم زودرس مانع از تکرار حالت سطحی قالب توسط رزین می شود که همه این موارد باعث ناهمواری جزئی در سطح می شود و باعث ایجاد محصول درخشندگی خود را از دست بدهد.
4. الگوی ارتعاشی: اشاره به موج متراکم تشکیل شده از مرکز دروازه مستقیم دارد. دلیل این امر این است که به دلیل ویسکوزیته بالای مذاب، مواد قسمت جلویی قبلاً در حفره قالب متراکم شده است و بعداً این ماده از سطح تراکم می شکند و در نتیجه الگوهای ارتعاشی روی سطح ایجاد می شود.
5. سفید شدن، هاله مه: عمدتاً ناشی از ریزش گرد و غبار به مواد خام یا رطوبت بیش از حد در هوا است.
6. دود سفید، لکه های سیاه: عمدتاً ناشی از تجزیه یا خراب شدن رزین در بشکه دستگاه به دلیل گرم شدن موضعی پلاستیک داخل بشکه است.