Окрім повсюдної присутності в сучасному суспільстві, більшість людей не помічає захопливих технічних особливостей пластикових виробів, що оточують нас. Однак, за масово виробленими пластиковими деталями, з якими ми бездумно взаємодіємо щодня, стоїть захопливий світ.
Зануртесь у захопливу сферу лиття пластмас під тиском – складного виробничого процесу, під час якого гранульований пластик перетворюється на нескінченний масив пластикових компонентів, незамінних у повсякденному житті.
Розуміння лиття під тиском
Лиття під тиском використовує спеціалізоване обладнання для виробництва ідентичних пластикових деталей у масових кількостях. Розплавлений пластик впорскується під високим тиском у порожнину форми, де він охолоджується та твердне, набуваючи кінцевої форми деталі, перш ніж його викидають.
Для цього процесу потрібна машина для лиття під тиском, сировина для пластику та двокомпонентна сталева прес-форма, виготовлена на замовлення для створення потрібної геометрії деталі. Прес-форма формує заготовку, що складається з двох з'єднаних між собою половин – з боку серцевини та з боку порожнини.
Коли форма закривається, порожнина між двома сторонами формує внутрішній контур деталі, що виготовляється. Пластик впорскується через литник у порожнину, заповнюючи її, формуючи тверду пластикову деталь.
Підготовка пластику
Процес лиття під тиском починається з пластику в його сирому, гранульованому вигляді. Пластиковий матеріал, зазвичай у формі гранул або порошку, подається самопливом з бункера в камеру для лиття під тиском ливарної машини.
У камері пластик піддається впливу сильного тепла та тиску. Він плавиться до рідкого стану, тому його можна впорскувати через інжекційну форсунку у форму.
Примусове розплавлення пластику
Після розплавлення пластик з силою впорскується у формувальний інструмент під надзвичайно високим тиском, часто 20 000 фунтів на квадратний дюйм або більше. Потужні гідравлічні та механічні приводи створюють достатню силу, щоб проштовхнути в'язкий розплавлений пластик у форму.
Форма також підтримується в прохолоді під час інжекції, щоб полегшити затвердіння пластику, яке зазвичай досягає температури близько 500°F (260°C). Поєднання інжекції під високим тиском та охолодження оснастки дозволяє швидко заповнювати складні деталі форми та швидко затвердівати пластик у його постійну форму.
Затискання та викидання
Затискний пристрій чинить силу на дві половини форми, щоб утримувати їх закритими під високим тиском під час інжекції. Після того, як пластик охолоне та достатньо затвердіє, зазвичай протягом кількох секунд, форма відкривається, і тверда пластикова деталь викидається назовні.
Звільнена від форми, пластикова деталь тепер демонструє свою власну геометрію та може перейти до етапів вторинної обробки, якщо потрібно. Тим часом форма знову закривається, і циклічний процес лиття під тиском повторюється безперервно, виробляючи пластикові деталі обсягами від десятків до мільйонів.
Варіації та міркування
Існує безліч варіантів дизайну та матеріалів у рамках можливостей лиття під тиском. Вставки можна розміщувати в порожнині інструменту, що дозволяє виготовляти деталі з кількох матеріалів за один раз. Процес дозволяє обробляти широкий спектр інженерних пластмас – від акрилу до нейлону, від ABS до PEEK.
Однак, економічна доцільність лиття під тиском сприяє великим обсягам виробництва. Механічно оброблені сталеві форми часто коштують понад 10 000 доларів, а їх виробництво займає кілька тижнів. Цей метод є ефективним, коли мільйони однакових деталей виправдовують початкові інвестиції в індивідуальне оснащення.
Незважаючи на свою маловідому природу, лиття під тиском залишається дивом виробництва, використовуючи тепло, тиск і прецизійну сталь для масового виробництва безлічі компонентів, життєво важливих для сучасного життя. Наступного разу, коли ви неуважно візьметеся за пластиковий виріб, подумайте про креативний технологічний процес, що лежить в основі його існування.
Час публікації: 18 серпня 2023 р.