Transparante productmaterialen en problemen met het spuitgietproces

Omdat kunststof de voordelen heeft van licht gewicht, goede taaiheid, gemakkelijk gieten, lage kosten, enz., Wordt steeds meer kunststof gebruikt om glas te vervangen in de moderne industrie en dagelijkse producten, vooral in de optische instrumenten- en verpakkingsindustrie. Vanwege de eisen van goede transparantie, hoge slijtvastheid en goede slagvastheid zijn de samenstelling van de kunststof, het spuitgietproces en de apparatuur echter cruciaal. Om ervoor te zorgen dat de gebruikte kunststof ter vervanging van glas (hierna transparante kunststof genoemd) een goede oppervlaktekwaliteit heeft en voldoet aan de gebruikseisen, moet er veel worden gewerkt aan mallen en andere materialen. Op dit moment zijn transparante kunststoffen die veel op de markt worden gebruikt polymethylmethacrylaat (algemeen bekend als acryl- of organisch glas, codenaam PMMA) en polycarbonaat (codenaam PC). Polyethyleentereftalaat (codenaam PET), transparant nylon, AS (acrylonitrilstyreencopolymeer), polysulfon (codenaam PSF), enz. Onder hen zijn PMMA, PC en PET de drie kunststoffen waaraan we het meest worden blootgesteld. Vanwege de beperkte weefcapaciteit nemen we deze drie kunststoffen als voorbeelden om de kenmerken en het spuitgietproces van transparante kunststoffen te bespreken.
1, Eigenschappen van transparante kunststoffen
Transparante kunststoffen moeten eerst een hoge transparantie hebben, gevolgd door een zekere mate van sterkte en slijtvastheid, slagvastheid, hittebestendigheid, chemische weerstand en lage wateropname. Alleen op deze manier kunnen ze lange tijd onveranderd worden gebruikt en voldoen aan de eisen van transparantie. Het is bekend dat PC een ideale keuze is, maar vanwege de dure grondstoffen en het moeilijke spuitgietproces is PMMA nog steeds de belangrijkste keuze (voor producten met algemene eisen), PPT wordt echter vaak gebruikt in verpakkingen en containers omdat het vereist uitrekken om goede mechanische eigenschappen te verkrijgen.
2, Veelvoorkomende problemen om op te letten tijdens het transparante kunststof spuitgietproces
Transparant plastic, vanwege zijn hoge doorlaatbaarheid, vereist onvermijdelijk strikte oppervlaktekwaliteitseisen voor plastic producten, zonder gebreken zoals vlekken, poriën, wit worden, waas, zwarte vlekken, verkleuring en slechte glans. Daarom moeten tijdens het gehele spuitgietproces strenge of zelfs speciale eisen worden gesteld en naar voren worden gebracht voor het ontwerp van grondstoffen, apparatuur, matrijzen en zelfs producten. Ten tweede is het vanwege het hoge smeltpunt en de slechte vloeibaarheid van transparante kunststoffen, om de oppervlaktekwaliteit van het product te waarborgen, vaak nodig om kleine aanpassingen te maken aan procesparameters zoals vattemperatuur, injectiedruk en injectiesnelheid, dus dat de matrijs tijdens het injecteren met kunststof kan worden gevuld zonder interne spanningen te genereren en productvervorming en barsten te veroorzaken.
Hieronder bespreken we de voorzorgsmaatregelen die moeten worden genomen met betrekking tot de voorbereiding van grondstoffen, de vereisten voor apparatuur en matrijzen, het spuitgietproces en de verwerking van productgrondstoffen.
（1） Bereiding en drogen van grondstoffen
Vanwege de aanwezigheid van onzuiverheden in plastic kan dit de transparantie van het product aantasten, waardoor opslag en transport worden beïnvloed. Tijdens het voerproces moet aandacht worden besteed aan afdichting om ervoor te zorgen dat de grondstoffen schoon zijn. Vooral wanneer de grondstoffen vocht bevatten, kunnen ze door verhitting bederven, dus het is noodzakelijk om ze te drogen en een droogtrechter te gebruiken voor het voeden tijdens het spuitgieten. Er moet ook worden opgemerkt dat tijdens het droogproces de toevoerlucht bij voorkeur moet worden gefilterd en ontvochtigd om ervoor te zorgen dat deze de grondstoffen niet verontreinigt.
（2） Reiniging van het vat, de schroef en zijn accessoires
Om vervuiling van grondstoffen en de aanwezigheid van oude materialen of onzuiverheden in de uitsparingen van schroeven en accessoires te voorkomen, met name hars met een slechte thermische stabiliteit, moeten reinigingsmiddelen voor schroeven worden gebruikt om alle onderdelen voor gebruik en na het uitschakelen te reinigen om ervoor te zorgen dat er geen onzuiverheden zijn aangehangen. Als er geen schroefreinigingsmiddel is, kunnen PE, PS en andere harsen worden gebruikt om de schroeven te reinigen. Wanneer de machine tijdelijk wordt uitgeschakeld, moet de temperatuur van de droger en het machinevat worden verlaagd om te voorkomen dat de grondstoffen lange tijd op hoge temperaturen blijven en een temperatuurdaling veroorzaken, zoals de temperatuur van PC, PMMA, en andere machinevaten moeten worden teruggebracht tot onder de 160 graden. (De temperatuur van de trechter moet worden verlaagd tot onder de 100 graden voor pc)
（3） Problemen om op te letten bij het ontwerpen van matrijzen (inclusief productontwerp)
Om slechte kunststofvorming, oppervlaktedefecten en verslechtering veroorzaakt door slechte terugstroming of ongelijkmatige koeling te voorkomen, moeten de volgende punten worden opgemerkt tijdens het ontwerp van de matrijs.
a) De wanddikte moet zo uniform mogelijk zijn en de ontkistingshoek moet groot genoeg zijn
b) Het overgangsgedeelte moet geleidelijk en glad zijn om scherpe hoeken en randen te voorkomen, met name pc-producten zonder openingen
c) De poort en runner moeten zo breed en kort mogelijk zijn en de positie van de poort moet worden ingesteld op basis van het krimp- en condensatieproces. Indien nodig moet een koude materiaalput worden toegevoegd
d) Het oppervlak van de mal moet glad en schoon zijn, met een lage ruwheid (bij voorkeur minder dan 0.8)
e) De uitlaatgaten en -sleuven moeten voldoende zijn om lucht en gas tijdig uit de smelt te kunnen afvoeren
f) Behalve voor PET mag de wanddikte niet te dun zijn, in het algemeen niet minder dan 1 mm
（4） Opmerkingen over het spuitgietproces (inclusief vereisten voor spuitgietmachines)
Om interne spanningen en defecten in de oppervlaktekwaliteit te verminderen, moet tijdens het spuitgietproces op de volgende aspecten worden gelet.
a) Er moeten spuitgietmachines met speciale schroeven en afzonderlijke temperatuurgecontroleerde spuitmonden worden gekozen;
b) De injectietemperatuur moet hoger zijn op voorwaarde dat de plastic hars niet ontbindt;
c) Injectiedruk: over het algemeen hoog om het defect van een hoge smeltviscositeit te verhelpen, maar een te hoge druk kan interne spanningen veroorzaken en problemen bij het ontvormen en vervorming veroorzaken;
d) Injectiesnelheid: Over het algemeen moet deze laag zijn wanneer wordt voldaan aan de vereisten voor het vullen van vormen, en het is het beste om langzame, snelle, langzame meertrapsinjectie te gebruiken;
e) Bewaartijd en vormingscyclus: op voorwaarde dat wordt voldaan aan de vereisten voor het vullen van productvormen zonder deuken of luchtbellen te genereren; Het is raadzaam om deze zo kort mogelijk te houden om de verblijftijd van het gesmolten materiaal in de machinecilinder te minimaliseren;
f) Schroefsnelheid en tegendruk: uitgaande van het voldoen aan de weekmakingskwaliteit, moet deze zo laag mogelijk zijn om de mogelijkheid van onthechting te voorkomen;
g) Matrijstemperatuur: de koelkwaliteit van het product heeft grote invloed op de kwaliteit ervan, dus de matrijstemperatuur moet het proces nauwkeurig kunnen regelen. Indien mogelijk moet de vormtemperatuur hoger zijn.
（5） Andere problemen
Vanwege de noodzaak om verslechtering van de oppervlaktekwaliteit te voorkomen, worden losmiddelen over het algemeen tot een minimum beperkt tijdens het spuitgieten; Bij gebruik van gerecycleerde materialen mag dit niet meer dan 20 procent bedragen.
Voor andere producten dan PET moet een nabehandeling worden uitgevoerd om interne stress te elimineren. PMMA moet gedurende 4 uur worden gedroogd door heteluchtcirculatie op 70-80 graden; PC moet worden gereinigd met lucht en glycerine. Het verwarmen van vloeibare paraffine op 110-135 graden kan, afhankelijk van het product, tot 10 uur duren. PET moet een biaxiaal rekproces ondergaan om goede mechanische eigenschappen te verkrijgen.
3, spuitgietproces van transparante kunststoffen
（1） De proceskenmerken van transparante kunststoffen: naast de hierboven genoemde algemene problemen hebben transparante kunststoffen ook enkele proceskenmerken, die als volgt worden beschreven:
1. Proceskarakteristieken van PMMA
PMMA heeft een hoge viscositeit en een enigszins slechte vloeibaarheid, dus een hoge materiaaltemperatuur en hoge injectiedruk zijn nodig voor spuitgieten. De invloed van de injectietemperatuur is groter dan die van de injectiedruk, maar een verhoging van de injectiedruk is gunstig voor het verbeteren van de krimpsnelheid van het product. Het injectietemperatuurbereik is breed, met een smelttemperatuur van 160 graden en een ontledingstemperatuur van 270 graden. Daarom is het aanpassingsbereik van de materiaaltemperatuur breed en is de verwerkbaarheid goed. Daarom kan het verbeteren van de vloeibaarheid worden gestart vanaf de injectietemperatuur. Slechte slagvastheid, slechte slijtvastheid, gemakkelijk krassen en broos scheuren, daarom is het noodzakelijk om de maltemperatuur te verhogen en het condensatieproces te verbeteren om deze defecten te verhelpen.
2. Proceskarakteristieken van pc
PC heeft een hoge viscositeit, hoge smelttemperatuur en slechte vloeibaarheid, dus het moet bij een hogere temperatuur worden geïnjecteerd (tussen 270 en 320 graden). Relatief gezien is het bereik van de materiaaltemperatuuraanpassing relatief smal en is de verwerkbaarheid niet zo goed als die van PMMA. De injectiedruk heeft een kleine invloed op de vloeibaarheid, maar vanwege de hoge viscositeit is toch een hogere injectiedruk vereist. Daarom moet de wachttijd zo kort mogelijk zijn om het ontstaan ​​van interne stress te voorkomen. De krimpsnelheid is groot en de maat is stabiel, maar het product heeft een hoge interne spanning en is vatbaar voor scheuren. Daarom is het raadzaam om de vloeibaarheid te verbeteren door de temperatuur te verhogen in plaats van de druk, en de kans op barsten te verkleinen door de matrijstemperatuur te verhogen, de matrijsstructuur te verbeteren en nabehandeling. Wanneer de injectiesnelheid laag is, kunnen defecten zoals rimpelingen optreden bij de poort. De temperatuur van het stralingsmondstuk moet afzonderlijk worden geregeld, de matrijstemperatuur moet hoog zijn en de weerstand van de runner en poort moet klein zijn.
3. Proceskarakteristieken van PET
PET heeft een hoge vormtemperatuur en een smal bereik voor aanpassing van de materiaaltemperatuur (260-300 graden), maar na het smelten is de vloeibaarheid goed, dus de verwerkbaarheid is slecht, en vaak worden er antistroominrichtingen in het mondstuk toegevoegd. De mechanische sterkte en prestaties zijn niet hoog na injectie en het is noodzakelijk om de prestaties te verbeteren door uitrekken en aanpassen. Nauwkeurige controle van de vormtemperatuur is om kromtrekken te voorkomen. Vervorming is een belangrijke factor, daarom wordt aanbevolen om een ​​hotrunner-mal te gebruiken. De maltemperatuur moet hoog zijn, anders veroorzaakt het een slechte oppervlakteglans en problemen bij het ontvormen.
4, Defecten en oplossingen van transparante plastic onderdelen
1. Zilverstrepen: Beïnvloed door de anisotropie van interne spanning tijdens het vullen en condenseren van de mal, zorgt de spanning die in verticale richting wordt gegenereerd ervoor dat de hars naar boven stroomt, terwijl de brekingsindex verschilt van de niet-stroomrichting, wat resulteert in glanzende zijden strepen. Als het uitzet, kunnen er scheuren in het product ontstaan. Naast de aandacht die wordt besteed aan het spuitgietproces en de matrijs (het is beter voor het product om te worden uitgegloeid. PC-materiaal kan bijvoorbeeld worden verwarmd tot boven de 160 graden gedurende 3-5 minuten, en dan kan vrije koeling worden gebruikt.
2. Bellen: waterdamp en andere gassen in de hars kunnen niet worden verdreven (tijdens het condensatieproces van de mal), of door onvoldoende vulling van de mal condenseert het condensatieoppervlak te snel, waardoor een "vacuümbel" ontstaat.
3. Slechte oppervlakteglans: dit is voornamelijk te wijten aan de grote ruwheid van de mal, en aan de andere kant voorkomt voortijdige condensatie dat de hars de oppervlaktetoestand van de mal repliceert, die allemaal lichte oneffenheden op het oppervlak veroorzaken en de product zijn glans verliest.
4. Trillingspatroon: verwijst naar de dichte rimpel gevormd vanuit het midden van de rechte poort. De reden hiervoor is dat door de hoge viscositeit van de smelt het front-end materiaal al in de vormholte is gecondenseerd en later het materiaal door dit condensatieoppervlak heen breekt, wat resulteert in trillingspatronen op het oppervlak.
5. Whitening, fog halo: Hoofdzakelijk veroorzaakt door stof dat in de grondstof valt of een te hoog vochtgehalte in de lucht.
6. Witte rook, zwarte vlekken: Hoofdzakelijk veroorzaakt door de ontbinding of verslechtering van de hars in de machinecilinder als gevolg van lokale oververhitting van het plastic in de cilinder.