Отвъд повсеместното му присъствие в съвременното общество, повечето пренебрегват завладяващите технически характеристики, които стоят в основата на пластмасовите продукти, които ни заобикалят. И все пак зад масово произвежданите пластмасови части съществува очарователен свят, с който безсмислено взаимодействаме всеки ден.
Потопете се в завладяващото царство на леенето под налягане на пластмаса, сложен производствен процес, който формира гранулирана пластмаса в безкраен набор от пластмасови компоненти, незаменими в ежедневието.
Разбиране на леенето под налягане
Инжекционното формоване използва специализирани машини за производство на идентични пластмасови части в масови количества. Разтопената пластмаса се инжектира под високо налягане в кухината на матрицата, където се охлажда и втвърдява в крайната форма на детайла, преди да бъде изхвърлена.
Процесът изисква машина за леене под налягане, суров пластмасов материал и инструмент за формоване от две части от стомана, специално обработен за производство на желаната геометрия на частта. Инструментът за формоване формира формата на детайла, състоящ се от две половини, свързани заедно – страната на сърцевината и страната на кухината.
Когато матрицата се затвори, кухината между двете страни оформя вътрешния контур на детайла, който ще се произвежда. Пластмасата се инжектира през отвор на леяк в пространството на кухината, запълвайки го, за да образува твърдата пластмасова част.
Подготовка на пластмасата
Процесът на леене под налягане започва с пластмаса в нейната сурова, гранулирана форма. Пластмасовият материал, обикновено под формата на пелети или прах, се подава гравитачно от бункер в камерата за впръскване на формовъчната машина.
В камерата пластмасата става обект на интензивна топлина и натиск. Той се топи в течно състояние, така че да може да се инжектира през инжекционната дюза в инструмента за формоване.
Форсиране на разтопената пластмаса
Веднъж разтопена в разтопена форма, пластмасата се инжектира със сила в инструмента за формоване под изключително високо налягане, често 20 000 psi или повече. Мощните хидравлични и механични задвижващи механизми генерират достатъчна сила, за да избутат вискозната разтопена пластмаса във формата.
Формата също така се поддържа хладна по време на инжектирането, за да се улесни втвърдяването на пластмасата, което обикновено достига около 500°F. Комбинацията от инжектиране под високо налягане и хладни инструменти позволява бързо запълване на сложни детайли на формата и бързо втвърдяване на пластмасата в нейната постоянна форма.
Затягане и изваждане
Затягащ елемент упражнява сила върху двете половини на формата, за да ги държи затворени срещу високото налягане на шприцването. След като пластмасата се охлади и втвърди достатъчно, обикновено в рамките на секунди, формата се отваря и твърдата пластмасова част се изхвърля.
Освободено от матрицата, пластмасовото парче вече показва своята персонализирана формована геометрия и може да премине към вторични довършителни стъпки, ако е необходимо. Междувременно матрицата се затваря отново и процесът на циклично леене под налягане се повтаря непрекъснато, произвеждайки пластмасови части в обеми от десетки до милиони.
Вариации и съображения
Съществуват безброй варианти на дизайн и опции за материали в рамките на възможностите за леене под налягане. Вложките могат да бъдат поставени в кухината за инструменти, позволявайки части от много материали в един изстрел. Процесът може да поеме широка гама инженерни пластмаси от акрил до найлон, ABS до PEEK.
Икономиката на леенето под налягане обаче е в полза на големи обеми. Обработените стоманени форми често струват над $10 000 и производството им изисква седмици. Методът превъзхожда, когато милиони идентични части оправдават първоначалната инвестиция в персонализирани инструменти.
Въпреки невъзпятата си природа, леенето под налягане остава производствено чудо, използващо топлина, налягане и прецизна стомана за масово производство на безброй компоненти, жизненоважни за съвременния живот. Следващият път, когато разсеяно вземете пластмасов продукт, помислете за творческия технологичен процес зад неговото съществуване.
Време на публикуване: 18 август 2023 г