Co to jest formowanie wtryskowe

W filmie Absolwent z 1967 roku pan Robinson udzielił jednej rady zawodowej Benjaminowi Braddockowi, postaci granej przez Dustina Hoffmana: "Tworzywa sztuczne." Wydaje się, że Robinson miał rację. Przemysłowa nauka o przekształcaniu żywic z tworzyw sztucznych w użyteczne przedmioty w procesie formowania wtryskowego miała ogromny wpływ na przemysł i większość naszego życia.

The Proces formowania wtryskowego został po raz pierwszy zaprojektowany w latach trzydziestych XX wieku i pierwotnie opierał się na projektach odlewania ciśnieniowego metali. Formowanie wtryskowe ma wiele zalet w porównaniu z alternatywnymi metodami produkcji, w tym minimalne straty związane ze złomem (ponieważ kawałki złomu można stopić i poddać recyklingowi) oraz minimalne wymagania dotyczące wykończenia. Formowanie wtryskowe różni się od odlewania ciśnieniowego metali tym, że stopione metale mogą być po prostu wylewane; żywice z tworzyw sztucznych muszą być wtryskiwane z użyciem siły.

Proces ten wykorzystuje duże wtryskarkiktóre przetwarzają żywice w sześciu głównych procesach w celu wyprodukowania wszystkiego, od części komputerowych po plastikowe pająki do Halloween. Chociaż wtryskarka jest złożonym urządzeniem, składa się z dwóch podstawowych elementów, jednostki wtryskowej i jednostki zaciskowej.

Proces rozpoczyna się od formy, która jest zaciskana pod ciśnieniem w celu dostosowania do procesu wtrysku i chłodzenia. Następnie do maszyny wprowadzane są granulowane żywice, a po nich odpowiednie barwniki. Żywice wpadają następnie do cylindra wtryskowego, gdzie są podgrzewane do temperatury topnienia, a następnie wtryskiwane do formy za pomocą ślimaka lub urządzenia ubijającego.

Następnie następuje faza wypełniania, w której stopione tworzywa sztuczne znajdują się w formie, a ciśnienie hydrauliczne lub mechaniczne jest stosowane, aby upewnić się, że wszystkie wnęki w formie są wypełnione. Tworzywa sztuczne są następnie schładzane w formie, która jest następnie otwierana poprzez oddzielenie dwóch połówek formy. W ostatnim etapie plastikowa część jest wyrzucana z formy za pomocą kołków wypychających. Ukończona część może zawierać obce elementy zwane prowadnicami, które są odcinane i poddawane recyklingowi. Cały proces jest cykliczny, a czas jego trwania waha się od 10 do 100 sekund, w zależności od wymaganego czasu chłodzenia.

Proces formowania wtryskowego wymaga skomplikowanych obliczeń. Każdy inny rodzaj żywicy ma wartość skurczu, która musi zostać uwzględniona, a forma musi ją skompensować. Jeśli wartość ta nie zostanie precyzyjnie określona, produkt końcowy będzie miał nieprawidłowy rozmiar lub może zawierać wady. Zazwyczaj jest to kompensowane przez pierwsze wypełnienie formy żywicą, utrzymanie jej pod ciśnieniem, a następnie dodanie większej ilości żywicy w celu skompensowania skurczu. Inne komplikacje mogą obejmować spalone części wynikające ze zbyt wysokiej temperatury topnienia, wypaczenia wynikające z nierównej temperatury powierzchni lub niekompletne wypełnienie z powodu zbyt wolnego skoku wtrysku.

Formy wtryskowe same w sobie mogą być zaskakująco drogie, czasami przekraczając $100,000. Jeśli jednak pożądana ilość części jest wystarczająco duża, koszt formy staje się stosunkowo nieistotny, a powstałe części z tworzywa sztucznego są bardzo przystępne cenowo. Niektóre formy są wykonane z więcej niż jedną wnęką; te formy wielokomorowe kosztują więcej niż ich odpowiedniki z pojedynczą wnęką, ale ze względu na zwiększoną wydajność produkcji koszt jednej części jest zminimalizowany.

Formowanie wtryskowe może być stosowany z różnymi żywicami z tworzyw sztucznych. Najpopularniejsze żywice do tego typu formowania to: polipropylen (PP), polietylen (PE) i ABS. Każda żywica ma swój własny zestaw zalet i wad i jest wybierana na podstawie pożądanych właściwości końcowej części.