Injekciono prešanje je efikasan i široko korišćen proces livenja plastike. Koristi mašinu za injektiranje rastopljenog plastičnog materijala u kalup, a nakon hlađenja i skrućivanja dobija se željeni plastični proizvod. Ovaj proces je posebno pogodan za masovnu proizvodnju proizvoda složenih oblika i zauzima važno mjesto u oblasti prerade plastike. Glavni koraci brizganja uključuju stezanje, ubrizgavanje, držanje pritiska, hlađenje, otvaranje kalupa i uklanjanje proizvoda. Ovi koraci se postižu preciznom kontrolom mašine za ubrizgavanje kako bi se osigurao visok kvalitet i preciznost proizvoda. Ponavljanjem ovih koraka, proces brizganja može kontinuirano i efikasno proizvoditi veliki broj plastičnih proizvoda koji će zadovoljiti potrebe različitih industrija.
Šta je brizganje?
Uobičajena tehnika oblikovanja plastike je brizganje, koje uključuje korištenje mašine za brizganje, također poznate kao mašina za brizganje, za ubrizgavanje rastopljenog plastičnog materijala - obično termoplasta - u kalup. Nakon što se plastika stvrdne i ohladi, dobija se željeni rezultat.
Proces brizganja sastoji se od šest ključnih faza.
- Stezanje: Da bi se osiguralo da rastopljena plastika ne curi tokom ubrizgavanja, kalup je čvrsto zatvoren tokom ove faze.
- Prednji i stražnji dio proizvoda često predstavljaju dvije ili više komponenti koje čine kalup.
- Dimenzije kalupa i karakteristike plastične supstance određuju silu stezanja.
- Ubrizgavanje: Koristeći grijaći element, mašina za ubrizgavanje topi plastične čestice.
- Visok pritisak se koristi za ubrizgavanje rastopljene plastike u zaključani kalup.
- Dva važna faktora koji utiču na izgled i kvalitet proizvoda su pritisak i brzina ubrizgavanja.
- Pritisak držanja: Mašina za injektiranje održava određeni pritisak nakon što se plastični materijal ubrizgava u kalup. Ovaj pritisak je poznat kao pritisak zadržavanja. Održavanje pritiska garantuje da plastika u potpunosti ispunjava kalup i nadoknađuje eventualno skupljanje povezano sa hlađenjem.
- Tip plastike, dizajn kalupa i specifikacije proizvoda utječu na vrijeme i pritisak.
- Hlađenje: Za stvaranje odgovarajućeg oblika proizvoda, plastika se hladi i stvrdnjava u kalupu.
- Za to se često koriste kanali za rashladnu vodu u kalupu, iako ventilatori i drugi vanjski uređaji za hlađenje također mogu pomoći.
- Na performanse proizvoda i ispravnost dimenzija značajno utiču brzina hlađenja i homogenost.
- Otvaranje kalupa: Kalup se otvara nakon što se plastika potpuno stvrdne. Kako bi se spriječilo oštećenje kalupa i proizvoda, postupak otvaranja kalupa mora jamčiti da se komponente kalupa kreću glatko. Proizvod ostaje na jednoj strani kalupa - obično na pokretnoj strani kalupa - nakon što se kalup otvori, spreman za vađenje.
- Uklanjanje proizvoda: robot ili čovjek se često koriste za uklanjanje proizvoda. Kako biste spriječili oštećenje, provjerite je li proizvod u potpunosti izvan kalupa prije nego što ga izvadite. Za uklonjeni proizvod može biti potrebna naknadna obrada kao što je uklanjanje ivica, obrezivanje itd.
Tehnika brizganja može kontinuirano stvarati ogroman broj plastičnih proizvoda sa zamršenim oblicima i preciznim mjerama ponavljanjem gore navedenih faza. Injekciono prešanje ima značajno mesto u industriji prerade plastike zbog svoje visoke efikasnosti, visokog nivoa automatizacije i odlične fleksibilnosti.
Koja se plastika koristi u brizganju?
Plastični materijali koji se koriste u procesu brizganja su opsežni i pokrivaju različite vrste. U nastavku su navedeni neki uobičajeni plastični materijali za brizganje i njihove karakteristike:
termoplastika:
-
Polietilen (PE): ima dobru otpornost na toplotu, hemijsku otpornost i mehanička svojstva, a često se koristi za izradu plastičnih folija za pakovanje, plastičnih kesa, boca itd.
-
Polipropilen (PP): ima dobra mehanička svojstva, otpornost na habanje i hemijsku otpornost, te se široko koristi u automobilskim dijelovima, plastičnim posudama, kućanskim aparatima i drugim poljima.
-
Polivinil hlorid (PVC): ima dobru električnu izolaciju, otpornost na vremenske uslove i otpornost na otapala, a često se koristi za izradu građevinskih materijala, žica i kablova, vodovodnih cevi itd.
-
Polistiren (PS): ima dobru prozirnost, mehaničku čvrstoću i svojstva električne izolacije i često se koristi za izradu plastičnih čaša, igračaka, izolacijskih materijala itd.
-
Polikarbonat (PC): ima visoku čvrstoću, visoku krutost i odličnu otpornost na toplinu, a često se koristi za izradu naočara, automobilskih dijelova itd.
-
Poliamid (PA): poznat i kao najlon, ima dobra mehanička svojstva, otpornost na habanje i otpornost na otapala, i često se koristi za izradu zupčanika, ležajeva i drugih dijelova.
-
Akril (PMMA): Jaka, prozirna termoplastika koja je dobra alternativa staklu i često se koristi za prozirne komponente u arhitektonskim i rasvjetnim aplikacijama.
-
Akrilonitril butadien stiren (ABS): Termoplastika inženjerskog kvaliteta poznata po svojoj čvrstoći i otpornosti na udar, obično se koristi u automobilskoj industriji, elektronici i drugim poljima.
Termoreaktivna plastika:
Poliuretan (PU): ima dobru otpornost na habanje, otpornost na ulje i otpornost na otapala, i često se koristi za izradu sistema ovjesa vozila, zaptivki itd.
Osim toga, postoje i drugi materijali za brizganje kao što su polietersulfon (PES), polietilen tereftalat (PET), politetrafluoroetilen (PTFE), od kojih svaki ima svoja specifična fizička svojstva i područja primjene.
Prilikom odabira materijala za brizganje, potrebno ga je odrediti na osnovu zahtjeva obrade i okruženja upotrebe proizvoda. Na primjer, za proizvode koji zahtijevaju visoku transparentnost mogu se odabrati PS ili PMMA; za proizvode koji zahtijevaju visoku čvrstoću i otpornost na toplinu, može se odabrati PC ili PA. Istovremeno, faktori kao što su troškovi materijala, performanse obrade i ekološki zahtjevi također se moraju uzeti u obzir.
Važnost kalupa
Bitan dio procesa brizganja su kalupi. Dobro dizajniran šuplji metalni blok s unutarnjim oblikom koji odgovara vanjskom obliku predviđenog plastičnog proizvoda naziva se kalup. Istopljena plastika se pumpa pod visokim pritiskom u šupljinu kalupa tokom procesa brizganja. Plastična tvar na kraju stvara plastični proizvod koji precizno odgovara obliku šupljine kalupa kroz hlađenje i skrućivanje kalupa.
Kako bi se spriječilo curenje plastike tokom procesa brizganja, kalupi se često sastoje od mnogih komponenti, kao što su fiksni i pokretni kalupi, koji se precizno zatvaraju mehanizmom. Kako bi se osiguralo da se proizvod može glatko izvaditi iz kalupa i kako bi se optimizirale kvalitete prianjanja i uklanjanja plastike, površina kalupa se često posebno obrađuje.
Zamršen mehanizam kliznika i vrata kalupa usmjerava rastopljenu plastiku da brzo i ravnomjerno ispuni rupu. Na kvalitet proizvoda i efikasnost proizvodnje direktno utiče dizajn klizača, bez obzira da li je prikladan ili ne. Kako bi se regulirao tempo stvrdnjavanja plastike i kvalitet krajnjeg proizvoda, kalup je dodatno opremljen sistemom za kontrolu temperature koji omogućava zagrijavanje ili hlađenje pomoću tople vode, ulja ili grijača.
Mašina za brizganje automatski kontroliše otvaranje i zatvaranje kalupa tokom procesa brizganja. Zatik za izbacivanje mašine za brizganje gura ploču za izbacivanje kalupa da oslobodi oblikovani predmet iz kalupa nakon što se plastika potpuno stvrdne. Kako bi se osiguralo da se proizvod može lako i bez oštećenja izvaditi iz kalupa, ovaj postupak mora biti precizno kontroliran.
Šta je brizgani dio?
Vodič, kapija i šupljina u kalupu čine oblikovani predmet tokom procesa brizganja. Otopljena plastična smola se ubrizgava u kalup pomoću vodilice kalupa, koja je povezana sa mlaznicom mašine za brizganje putem kanala koji se zove kapija. Rastopljena plastika se vodi od kapije do svake šupljine pomoću sistema kanala koji se naziva trkač. Plastika se hladi i stvrdnjava u šupljini kako bi se dobio gotov proizvod, pri čemu svaka šupljina predstavlja jedan ili više predmeta.
Kalupi sa mnogo šupljina povezanih vodilicama često imaju za cilj da povećaju efikasnost proizvodnje i uštede troškove. Varijacije u vremenu koje je potrebno rastopljenoj plastici da ispuni svaku rupu, međutim, može dovesti do nekih problema ako se dužina vodilice mijenja do svake šupljine. Na primjer, postoji šansa da bliža šupljina razvije nedostatke zbog ranog očvršćavanja plastike, dok udaljena rupa ne može imati dovoljno plastike popunjene na vrijeme. To može dovesti do varijacija u dimenzijama, izgledu ili funkcionalnosti predmeta kada se ulije u različite rupe.
Takozvani balansirani dizajn klizača se često koristi za rješavanje ovog problema tako što se vodilica čini istom dužinom od vrata do svake šupljine. Ovaj dizajn garantuje ujednačenost i kalibar svakog oblikovanog proizvoda dozvoljavajući rastopljenoj plastici da istovremeno uđe u svaku šupljinu i da je jednako napuni. Dizajn kalupa za injektiranje zahtijeva pažljivo razmatranje dizajna kanala za balansirani protok, što je ključno za podizanje kvaliteta proizvoda i efikasnosti proizvodnje.
Primjeri brizganja
Uzet ćemo proizvodnju dijela sklopne kutije za vrata hladnjaka kao primjer da opišemo korake i parametre.
Izbor materijala
Materijal: ABS plastika
ABS plastika ima dobru čvrstoću, žilavost, otpornost na habanje i toplotu, te je pogodna za izradu dijelova sa visokim zahtjevima za izgledom.
Dizajn kalupa
Tačke dizajna:
Dizajn jednog kalupa sa četiri šupljine za poboljšanje efikasnosti proizvodnje.
Površina za razdvajanje je odabrana na DD kako bi se osiguralo glatko otvaranje i zatvaranje kalupa.
Kalup ima dovod u tačku i strukturu površine dvostrukog razdvajanja kako bi se osiguralo ujednačeno punjenje i kvalitet proizvoda.
Mehanizam za izvlačenje jezgre: Veliki pravougaoni žljeb na jednoj strani koristi vanjsko povlačenje jezgre nagnutog stupca vodilice, a dva mala kvadratna žljeba na drugoj strani koriste unutrašnje povlačenje jezgre nagnutog klizača kako bi se pojednostavila struktura kalupa.
Podešavanje parametara procesa
- Temperatura ubrizgavanja: U skladu sa karakteristikama ABS plastike, podesite odgovarajući raspon temperature ubrizgavanja.
- Pritisak ubrizgavanja: U skladu sa strukturom plastičnog dijela i dizajnom kalupa, odaberite odgovarajući tlak ubrizgavanja kako biste osigurali da plastika može u potpunosti ispuniti šupljinu kalupa.
- Temperatura kalupa: Kontrolišite temperaturu kalupa kako biste postigli najbolji efekat kalupa i kvalitet proizvoda.
- Pritisak kompresije (ako je uključeno brizganje kompresije): Postavite odgovarajući pritisak kompresije kada je to potrebno kako biste osigurali da je plastika potpuno zbijena.
Proizvodni proces
- Plastično grijanje: Dodajte čestice ABS plastike u spremnik mašine za brizganje i zagrijte ih do rastaljenog stanja kroz uređaj za grijanje.
- Injektiranje: Nakon što se kalup zatvori, mašina za brizganje ubrizgava rastopljenu ABS plastiku u šupljinu kalupa kroz mlaznicu.
- Održavanje pritiska: Nakon što je ubrizgavanje završeno, nastavite primjenjivati određeni pritisak zadržavanja tlaka kako biste osigurali da je plastika u potpunosti ispunjena kalupom i nadoknadili moguće skupljanje.
- Hlađenje i očvršćavanje: Plastika se hladi i stvrdnjava u kalupu kroz kanal vode za hlađenje ili drugu opremu za hlađenje u kalupu.
- Otvaranje kalupa i vađenje kalupa: Kada se plastika potpuno očvrsne, kalup se otvara i oblikovani proizvod se uklanja iz kalupa pomoću potisne šipke ili drugog mehanizma za vađenje kalupa.
Kontrola kvaliteta
Kroz proizvodni proces provodi se stroga kontrola kvaliteta, uključujući provjeru parametara kao što su temperatura topljenja plastike, pritisak i brzina injektiranja, temperatura kalupa i vrijeme hlađenja, kako bi se osiguralo da svaka karika ispunjava zahtjeve procesa.
Oblikovani proizvodi se vizualno pregledavaju, mjere se dimenzije i testiraju performanse kako bi se osiguralo da kvalitet proizvoda ispunjava zahtjeve.
Sažetak
Kroz navedene primjere brizganja možemo vidjeti primjenu procesa brizganja u proizvodnji plastičnih proizvoda. U stvarnoj proizvodnji potrebno je odabrati odgovarajuće kalupe i procesne parametre prema specifičnim plastičnim materijalima i zahtjevima proizvoda, te provesti strogu kontrolu kvalitete kako bi se osigurala kvaliteta i stabilnost finalnog proizvoda.