Hoe worden kunststof producten gevormd?

Ontdek de basismethoden voor het verwerken van thermoplastische en thermohardende materialen:

Kunststoffen zijn alomtegenwoordig en verschijnen zowel in de meest geavanceerde technologieën als in de meest alledaagse voorwerpen. Deze polymeren - kettingachtige moleculen - worden zo veel gebruikt dat hun afwezigheid onmiddellijk en diep voelbaar zou zijn. Kunststoffen kunnen in twee groepen worden verdeeld: 1) thermoplasten, die eenmaal gevormd zijn, kunnen worden verwarmd en herhaaldelijk opnieuw kunnen worden gevormd, en 2) thermoharders, die eenmaal gevormd niet opnieuw kunnen worden gesmolten. Dit zijn de basismanieren waarop deze twee groepen kunststoffen worden verwerkt:

Spuitgieten

Dit is de primaire methode om thermoplasten te vormen. Bij spuitgieten wordt kunststof materiaal in een trechter geladen en gaat het verder in een verwarmde injectie-eenheid. Een heen en weer bewegende schroef beweegt het plastic langs deze lange verwarmingskamer, waar het materiaal wordt gesmolten tot een vloeibare toestand. Wanneer het verweekte plastic het einde van deze kamer bereikt, wordt het onder hoge druk door een mondstuk in een koele vorm geperst. Het plastic zit in deze vorm, waarvan de helften door klemmen worden vastgehouden totdat het hard wordt. Zodra het materiaal stolt, gaat de mal open en werpt de pers het gevormde plastic uit.

Gewijzigde versies van deze techniek worden soms gebruikt om thermohardende materialen te verwerken. Maar er kunnen problemen optreden omdat het verweekte thermohardende plastic kan uitharden terwijl het zich nog in de verwarmingskamer bevindt. Om dit probleem aan te pakken, wordt het thermohardende plastic vloeibaar gemaakt door spuitgieten, offsetgieten en machinaal spuitgieten op het moment dat het door het spuitmondstuk in de mal gaat.

Blaasvorming

Deze methode wordt gebruikt om holle voorwerpen te vormen uit thermoplastische materialen. Bij blaasvormen wordt een gesmolten buis van thermoplastisch materiaal gevormd en vervolgens wordt perslucht gebruikt om de buis op te blazen, waardoor het materiaal de vorm aanneemt van het inwendige van een gekoelde blaasvorm. De meest gebruikte blaasvormtechnieken zijn extrusie, injectie en injectie-stretch.

Bij extrusieblaasvormen wordt het plastic materiaal door een matrijs geperst om de gesmolten plastic buis te vormen, die wordt opgeblazen door perslucht. Ondertussen omvat spuitgieten door spuitgieten een voorvorm, die lijkt op een reageerbuis, en vervolgens de voorvorm in een blaasvorm plaatsen om te worden gevuld met perslucht. De derde methode, blaasvormen door spuitgieten, omvat het rekelement vóór het blaasvormen.

Thermovormen

Het proces van het thermovormen van kunststoffolie is de afgelopen jaren snel vooruitgegaan. Deze methode omvat het verhitten van thermoplastische plaat tot een soepele plastische toestand en vervolgens het gebruik van lucht en/of mechanische hulpmiddelen om het aan te passen aan de contouren van een mal.

De luchtdruk kan variëren van bijna nul tot enkele honderden psi. Tot ongeveer 14 psi atmosferische druk wordt de noodzakelijke druk bereikt door de ruimte tussen de plaat en de mal vrij te maken om te profiteren van deze atmosferische druk. Dit wordt vacuümvormen genoemd, een vorm van thermovormen die de matrijsconfiguratie op bevredigende wijze zal reproduceren in de meeste vormtoepassingen.

Persvormen

Dit is de meest gebruikte methode voor het verwerken van thermohardende materialen. Het wordt normaal gesproken niet gebruikt om thermoplasten te vormen. Compressievormen omvat het uitoefenen van warmte en druk op een materiaal in een mal, zodat het in een bepaalde vorm wordt geperst.

In dit proces wordt plastic vormpoeder, gemengd met vulstoffen om de eigenschappen van het eindproduct te verbeteren, rechtstreeks in een open vormholte geplaatst. De vorm wordt vervolgens gesloten, waarbij warmte en druk op het plastic worden uitgeoefend en het door de vorm wordt gedwongen. Terwijl de verwarmde vorm gesloten is, verandert de thermohardende kunststof chemisch en zet zich permanent in de vorm van de vorm. De drie compressievormvariabelen - druk, temperatuur en de tijd dat de mal gesloten is - verschillen met het productontwerp en het materiaal dat wordt gevormd.

Overdracht gieten

Net als persgieten wordt deze methode gebruikt om thermohardende materialen te vormen en omvat het permanent uitharden van het plastic in een mal onder hitte en druk. In tegenstelling tot persgieten omvat transfervormen echter het verhitten van de kunststof tot een vloeibare toestand voordat het de vorm bereikt en het in een gesloten vorm dwingen met behulp van een hydraulisch aangedreven plunjer.

Transfergieten is ontworpen om complexe objecten met kleine diepe gaten of veel metalen inzetstukken te vormen. Terwijl persgieten afhankelijk is van een droge vormmassa die de plaatsing van de metalen inzetstukken en pinnen die de gaten vormen kan verstoren, wordt het plastic materiaal bij transfergieten vloeibaar gemaakt zodat het rond deze metalen onderdelen kan vloeien zonder hun positie te verstoren.

Reactie spuitgieten

Deze verwerkingstechniek is relatief nieuw, maar heeft snel ingang gevonden. Bij reactiespuitgieten (RIM) worden twee vloeibare componenten - polyolen en isocyanaten - gemengd in een kamer bij relatief lage temperaturen (75 graden -140 graden F) voordat ze in een gesloten mal worden geïnjecteerd, waar een exotherme reactie plaatsvindt . Door deze reactie verbruikt dit proces veel minder energie dan elk ander spuitgietsysteem.

Reinforced RIM (R-RIM) omvat het toevoegen van materiaal zoals gehakte of gemalen glasvezel aan het polyurethaan om de stijfheid en modulus te verbeteren en daardoor toepassingen te verbreden.

Extrusie

Deze methode kan thermoplastische materialen vormen tot continu folie, film, buizen, staven, profielvormen en filamenten. Bovendien wordt dit proces gebruikt om thermoplasten te vormen tot coatings voor draad, kabel en koord.

Bij extrusiegieten wordt eerst droog plastic materiaal in een trechter gedaan die naar een lange verwarmingskamer wordt gevoerd. Door een continu draaiende schroef wordt het kunststof materiaal door deze kamer geduwd. Bij het bereiken van het einde van de kamer wordt het gesmolten materiaal naar buiten geperst door een kleine opening of matrijs, die de vorm draagt ​​die nodig is voor het eindproduct. Terwijl de kunststof extrusie uit de matrijs komt, wordt deze op een transportband geplaatst waar deze wordt gekoeld, meestal door middel van ventilatoren of door onderdompeling in water.