Prozorni materiali izdelkov in težave s postopkom brizganja

Ker ima plastika prednosti majhne teže, dobre žilavosti, enostavnega oblikovanja, nizkih stroškov itd., se vse več plastike uporablja za zamenjavo stekla v sodobni industriji in dnevnih izdelkih, zlasti v industriji optičnih instrumentov in embalaže. Vendar pa so zaradi zahtev po dobri preglednosti, visoki odpornosti proti obrabi in dobri udarni žilavosti sestava plastike, postopek brizganja in oprema ključni. Veliko dela je treba opraviti na kalupih in drugih materialih, da bo plastika, ki nadomešča steklo (v nadaljevanju prozorna plastika), imela dobro površino in ustrezala zahtevam za uporabo. Trenutno prozorna plastika, ki se običajno uporablja na trgu, vključuje polimetil metakrilat (splošno znan kot akrilno ali organsko steklo, kodno ime PMMA) in polikarbonat (kodno ime PC). Polietilen tereftalat (kodno ime PET), prozorni najlon, AS (kopolimer akrilonitril stirena), polisulfon (kodno ime PSF) itd. Med njimi so PMMA, PC in PET tri plastike, ki smo jim najbolj izpostavljeni. Zaradi omejenega tkanja bomo te tri plastike vzeli kot primere za razpravo o značilnostih in postopku brizganja prozorne plastike.
1, Lastnosti prozorne plastike
Prozorna plastika mora najprej imeti visoko prosojnost, nato pa določeno stopnjo trdnosti in odpornosti proti obrabi, odpornosti na udarce, toplotne odpornosti, kemične odpornosti in nizke absorpcije vode. Le tako se lahko uporabljajo in izpolnjujejo zahteve preglednosti dolgo časa brez sprememb. Znano je, da je PC idealna izbira, vendar je zaradi dragih surovin in težkega postopka brizganja PMMA še vedno glavna izbira (za izdelke s splošnimi zahtevami), PPT pa se pogosto uporablja v embalaži in posodah, ker zahteva raztezanje za doseganje dobrih mehanskih lastnosti.
2, Pogoste težave, na katere morate biti pozorni med postopkom brizganja prozorne plastike
Transparentna plastika zaradi svoje visoke prepustnosti neizogibno zahteva stroge zahteve glede kakovosti površine plastičnih izdelkov, brez kakršnih koli napak, kot so lise, pore, beljenje, meglica, črne lise, razbarvanje in slab sijaj. Zato je treba posvetiti pozornost strogim ali celo posebnim zahtevam in jih postaviti za načrtovanje surovin, opreme, kalupov in celo izdelkov skozi celoten proces brizganja. Drugič, zaradi visokega tališča in slabe pretočnosti prozorne plastike je za zagotovitev kakovosti površine izdelka pogosto treba nekoliko prilagoditi procesne parametre, kot so temperatura soda, tlak vbrizgavanja in hitrost vbrizgavanja, tako da da je kalup mogoče napolniti s plastiko med brizganjem, ne da bi pri tem nastala notranja napetost in povzročila deformacijo in razpoke izdelka.
V nadaljevanju bomo razpravljali o previdnostnih ukrepih, ki jih je treba upoštevati pri pripravi surovin, zahtevah glede opreme in kalupov, postopku brizganja in ravnanju s surovinami izdelka.
（1） Priprava in sušenje surovin
Zaradi prisotnosti kakršnih koli nečistoč v plastiki lahko vpliva na preglednost izdelka, kar vpliva na shranjevanje in transport. Med postopkom hranjenja je treba paziti na tesnjenje, da zagotovimo, da so surovine čiste. Zlasti kadar surovine vsebujejo vlago, se zaradi segrevanja lahko pokvarijo, zato jih je potrebno sušiti in uporabiti sušilni lijak za dovajanje pri brizganju. Upoštevati je treba tudi, da je med postopkom sušenja vhodni zrak po možnosti filtriran in razvlažen, da se zagotovi, da ne onesnaži surovin.
（2） Čiščenje cevi, vijaka in njegovih dodatkov
Da bi preprečili kontaminacijo surovin in prisotnost starih materialov ali nečistoč v vdolbinah vijakov in dodatkov, zlasti smole s slabo toplotno stabilnostjo, je treba za čiščenje vseh delov pred uporabo in po zaustavitvi uporabiti sredstva za čiščenje vijakov, da zagotovite, da ni nečistoč držal. Če ni sredstva za čiščenje vijakov, lahko za čiščenje vijakov uporabite PE, PS in druge smole. Ko je stroj začasno ustavljen, da se prepreči, da bi surovine dolgo časa ostale pri visokih temperaturah in povzročile padec temperature, je treba temperaturo sušilnika in soda stroja znižati, kot je temperatura PC, PMMA, in druge strojne cevi je treba zmanjšati pod 160 stopinj. (Temperatura lijaka mora biti znižana pod 100 stopinj za PC)
（3） Težave, na katere morate biti pozorni pri oblikovanju kalupov (vključno z oblikovanjem izdelka)
Da bi preprečili slabo oblikovanje plastike, površinske napake in poslabšanje zaradi slabega povratnega toka ali neenakomernega hlajenja, je treba pri načrtovanju kalupa upoštevati naslednje točke.
a) Debelina stene mora biti čim bolj enakomerna, kot razlitja pa mora biti dovolj velik
b) Prehodni del mora biti postopen in gladek, da se preprečijo ostri vogali in robovi, zlasti izdelki za osebne računalnike, ki nimajo vrzeli
c) Vrata in vodilo morata biti čim širša in krajša, položaj vrat pa mora biti nastavljen glede na proces krčenja in kondenzacije. Po potrebi je treba dodati vodnjak za hladen material
d) Površina kalupa mora biti gladka in čista, z nizko hrapavostjo (po možnosti manj kot 0.8)
e) Izpušne luknje in reže morajo biti zadostne za pravočasen izpust zraka in plina iz taline.
f) Razen pri PET debelina stene ne sme biti pretanka, na splošno ne manjša od 1 mm
（4） Opombe o postopku brizganja (vključno z zahtevami za stroje za brizganje)
Da bi zmanjšali notranjo napetost in napake v kakovosti površine, je treba v procesu brizganja paziti na naslednje vidike.
a) Izbrati je treba stroje za brizganje z namenskimi vijaki in ločenimi šobami za nadzor temperature;
b) Temperatura vbrizgavanja mora biti višja ob predpostavki, da se plastična smola ne razgradi;
c) Tlak vbrizgavanja: na splošno visok za premagovanje napake visoke viskoznosti taline, vendar lahko previsok tlak povzroči notranjo napetost in povzroči težave pri odstranjevanju iz kalupa in deformaciji;
d) Hitrost vbrizgavanja: Na splošno mora biti nizka, ko izpolnjuje zahteve za polnjenje kalupov, in najbolje je uporabiti počasno hitro počasno večstopenjsko vbrizgavanje;
e) Čas zadrževanja in cikel oblikovanja: pod pogojem izpolnjevanja zahtev glede polnjenja kalupov za izdelke brez ustvarjanja vdolbin ali mehurčkov; Priporočljivo je, da je čim krajši, da zmanjšate čas zadrževanja staljenega materiala v cevi stroja;
f) Hitrost vijaka in protitlak: glede na izpolnjevanje kakovosti plastifikacije morata biti čim nižja, da se prepreči možnost ločitve;
g) Temperatura kalupa: kakovost hlajenja izdelka močno vpliva na njegovo kakovost, zato mora biti temperatura kalupa sposobna natančno nadzorovati njegov proces. Če je mogoče, naj bo temperatura kalupa višja.
（5） Druga vprašanja
Zaradi potrebe po preprečevanju poslabšanja kakovosti površine je med brizganjem na splošno zmanjšana količina ločilnih sredstev; Pri uporabi recikliranih materialov ne sme preseči 20 odstotkov.
Za izdelke, ki niso PET, je treba opraviti naknadno obdelavo, da se odpravi notranja napetost. PMMA je treba sušiti s kroženjem vročega zraka pri 70-80 stopinjah 4 ure; Računalnik je treba očistiti z zrakom in glicerinom. Segrevanje tekočega parafina na 110-135 stopinj, odvisno od izdelka, lahko traja do 10 ur. PET mora biti podvržen dvoosnemu raztezanju, da pridobi dobre mehanske lastnosti.
3, Postopek brizganja prozorne plastike
（1） Značilnosti postopka prozorne plastike: poleg zgoraj omenjenih pogostih težav ima prozorna plastika tudi nekatere značilnosti postopka, ki so opisane kot sledi:
1. Procesne značilnosti PMMA
PMMA ima visoko viskoznost in nekoliko slabo pretočnost, zato sta za brizganje potrebna visoka temperatura materiala in visok tlak vbrizgavanja. Vpliv temperature vbrizgavanja je večji od vpliva tlaka vbrizgavanja, vendar je povečanje tlaka vbrizgavanja koristno za izboljšanje stopnje krčenja izdelka. Temperaturno območje vbrizgavanja je široko, s temperaturo taljenja 160 stopinj in temperaturo razgradnje 270 stopinj. Zato je območje prilagajanja temperature materiala široko in sposobnost obdelave je dobra. Zato lahko izboljšanje fluidnosti začnemo pri temperaturi vbrizgavanja. Slaba odpornost na udarce, slaba odpornost proti obrabi, enostavno praskanje in krhke razpoke, zato je treba povečati temperaturo kalupa in izboljšati proces kondenzacije, da bi odpravili te napake.
2. Procesne značilnosti osebnega računalnika
PC ima visoko viskoznost, visoko temperaturo taljenja in slabo pretočnost, zato ga je treba vbrizgati pri višji temperaturi (med 270 in 320 stopinjami). Relativno gledano je obseg nastavitve temperature materiala razmeroma ozek, sposobnost obdelave pa ni tako dobra kot pri PMMA. Tlak vbrizgavanja ima majhen vpliv na pretočnost, vendar je zaradi visoke viskoznosti vseeno potreben višji tlak vbrizgavanja. Zato mora biti čas zadrževanja čim krajši, da se prepreči ustvarjanje notranje napetosti. Stopnja krčenja je velika in velikost je stabilna, vendar ima izdelek visoko notranjo napetost in je nagnjen k pokanju. Zato je priporočljivo izboljšati fluidnost s povišanjem temperature namesto tlaka in zmanjšati možnost razpok s povišanjem temperature kalupa, izboljšanjem strukture kalupa in naknadno obdelavo. Ko je hitrost vbrizgavanja nizka, se lahko na vratih pojavijo napake, kot je valovanje. Temperaturo sevalne šobe je treba nadzorovati ločeno, temperatura kalupa mora biti visoka, upor tekača in vrat pa mora biti majhen.
3. Procesne značilnosti PET
PET ima visoko temperaturo oblikovanja in ozko območje prilagajanja temperature materiala (260-300 stopinj), vendar je po taljenju pretočnost dobra, zato je obdelovalnost slaba, v šobi pa so pogosto dodane naprave proti pretoku. Mehanska trdnost in zmogljivost po vbrizgavanju nista visoki, zato je treba izboljšati zmogljivost z raztezanjem in modifikacijo. Natančen nadzor temperature kalupa preprečuje zvijanje. Deformacija je pomemben dejavnik, zato je priporočljiva uporaba vročega kalupa. Temperatura kalupa mora biti visoka, sicer bo prišlo do slabega površinskega sijaja in težav pri odstranjevanju kalupa.
4, Napake in rešitve prozornih plastičnih delov
1. Srebrne proge: Napetost, ki nastane v navpični smeri, na katero vpliva anizotropija notranje napetosti med polnjenjem kalupa in kondenzacijo, povzroči, da smola teče navzgor, medtem ko je lomni količnik drugačen od smeri netoka, kar ima za posledico sijoče svilene proge. Ko se razširi, lahko povzroči razpoke v izdelku. Poleg pozornosti, namenjene procesu brizganja in plesni (bolje je, da je izdelek žarjen. Na primer, PC material se lahko segreje na več kot 160 stopinj za 3-5 minut, nato pa se lahko prosto hlajenje rabljeno.
2. Mehurčki: Vodne pare in drugih plinov znotraj smole ni mogoče izgnati (med postopkom kondenzacije kalupa) ali pa se zaradi nezadostnega polnjenja kalupa kondenzacijska površina prehitro kondenzira in tvori "vakuumski mehurček".
3. Slab površinski sijaj: To je predvsem posledica velike hrapavosti kalupa, po drugi strani pa prezgodnja kondenzacija preprečuje, da bi smola posnemala površinsko stanje kalupa, kar vse povzroča rahle neravnine na površini in povzroča izdelek izgubi sijaj.
4. Vibracijski vzorec: nanaša se na gosto valovanje, ki nastane iz središča ravnih vrat. Razlog za to je, da je zaradi visoke viskoznosti taline sprednji material že kondenziran v votlini kalupa, kasneje pa material prebije to kondenzacijsko površino, kar ima za posledico vzorce vibracij na površini.
5. Beljenje, megleni halo: večinoma zaradi prahu, ki pade v surovino, ali prekomerne vsebnosti vlage v zraku.
6. Bel dim, črne lise: V glavnem nastanejo zaradi razgradnje ali poslabšanja smole v cevi stroja zaradi lokalnega pregrevanja plastike v notranjosti cevi.