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Processamento de moldagem por injeção de plástico termoendurecível

Processamento de moldagem por injeção de plástico termoendurecível
Termoendurecível moldagem por injeção de plástico usa um parafuso ou um êmbolo para passar o polímero através de um cilindro aquecido (120-260 ° F) para reduzir a viscosidade e depois injetar em um molde aquecido (300-450 ° F). Depois que o material é preenchido com o molde, ele é mantido no lugar. A reticulação química ocorre neste ponto para endurecer o polímero. O artigo duro (isto é, curado) pode ser ejetado do molde enquanto está quente, e não pode ser remodelado ou refundido.

O aparelho de moldagem por injecção tem um dispositivo de aperto accionado hidraulicamente para fechar o molde e um dispositivo de injecção para transportar o material. A maioria dos plásticos termoendurecidos é usada na forma de partículas ou flocos e pode ser alimentada em uma unidade de injeção de parafuso por um funil de gravidade. Ao processar um composto de moldagem monolítico de poliéster (BMC), é como um "pão", que usa um pistão de alimentação para pressionar o material na ranhura da rosca.

Polímeros processados ​​usando este processo são (dependendo da quantidade); plásticos fenólicos, monólitos de poliéster, melamina, epóxi, ureia-formaldeído, polímeros de éster vinílico e ftalato dialílico (DAP).

A maioria dos plásticos termoendurecidos contém grandes quantidades de carga (até 70% em peso) para reduzir o custo ou aumentar suas propriedades de baixo encolhimento, aumentando a resistência ou propriedades especiais. Enchimentos comuns incluem fibra de vidro, fibra mineral, argila, fibra de madeira e negro de fumo. Esses enchimentos podem ser muito abrasivos e produzir altas viscosidades que devem ser superadas pelo equipamento de processamento.

processo de elaboração

Termoplásticos e termofixos reduzirão a viscosidade quando aquecidos. No entanto, a viscosidade dos plásticos termoendurecíveis aumenta com o tempo e a temperatura devido à ocorrência de reações químicas de reticulação. O resultado combinado desses efeitos é que a viscosidade exibe uma curva em forma de U com tempo e temperatura. A operação de preenchimento do molde na região de menor viscosidade é a finalidade da moldagem por injeção termoendurecedora, porque a pressão necessária para formar o material na forma do molde é a mais baixa neste momento. Isso também ajuda a minimizar os danos às fibras no polímero.

O processo de moldagem por injeção utiliza um parafuso para fazer com que o material flua através do tambor aquecido, que é circulado como água ou óleo em uma jaqueta ao redor do cano. O parafuso pode ser projetado para cada tipo de material, com uma ligeira compressão para remover o ar e aquecer o material para obter uma baixa viscosidade. A maioria dos materiais termofixos fluem razoavelmente bem aqui.

A operação de inserir o material no molde é parar a rotação do parafuso e empurrar o parafuso hidraulicamente para a frente a uma alta velocidade para pressionar o material plastificado de baixa viscosidade no molde. Este fluxo rápido requer o preenchimento da cavidade em segundos 0.5 com uma pressão de 193 MPa. O fluxo de alta velocidade do material assim que a cavidade da membrana é preenchida cria um maior calor de fricção para acelerar a reação química.

Quando a cavidade estiver cheia, a pressão de injeção cairá para uma pressão de retenção de 34.5-68.9 MPa. Essa pressão de retenção é mantida no material por 5-10 segundos, depois a pressão é liberada e, em seguida, o estágio de plastificação do próximo ciclo é iniciado.

Este material é mantido em um molde quente até que endureça, e então o dispositivo de fixação do molde é aberto para ejetar o produto. O produto pode ser ligeiramente curado e um pouco macio quando é ejectado, e a cura final é conseguida usando o calor retido dentro do artigo dentro de 1 minutos ou 2 minutos após a remoção. Todo o ciclo de produção de um artigo termofixo é de 10 a 120 segundos, dependendo da espessura do artigo e do tipo de matéria-prima.

Muitas técnicas diferentes e especializadas têm sido empregadas para melhorar a qualidade e a reprodutibilidade do produto. Em vista do fato de que alguns polímeros termofixos geram gás sob aquecimento, freqüentemente há uma operação de deflação depois que o molde é parcialmente preenchido. Nesta etapa, o molde é ligeiramente aberto para permitir que o gás escape e, em seguida, desligue rapidamente, e o material restante é reinjetado.

moldagem por injeção proporciona maior resistência, melhor controle dimensional e melhor condição de superfície (aparência) devido ao uso de um molde com uma cavidade de membrana telescópica e um núcleo de membrana. Ele pode ser ligado no 1 / 8 - l / 2 in e, em seguida, pressionado rapidamente, como se o molde estivesse fechado.

O composto de moldagem integral feito de fibra de vidro, resina insaturada e poliéster pode ser equipado com equipamento especial adicional na máquina para concluir a moldagem por injeção. Um alimentador de pistão é conectado ao barril para forçar a alimentação, que pode ser operada de duas maneiras diferentes. Um parafuso alternativo convencional que empurra o material para a frente enquanto mistura e aquece. Isso requer uma válvula de parada no final do parafuso. Evite que o material flua de volta para as roscas do parafuso porque a viscosidade do material é muito baixa. Outra maneira é usar um êmbolo ou um pistão para pressionar o material na cavidade do molde. O êmbolo é frequentemente usado para materiais que contenham mais de 22% em peso de fibra de vidro, porque esse dano à fibra é pequeno e pode-se obter maior resistência. .

Outro processo que foi usado pela primeira vez na formação de plásticos termofixos é moldagem por compressão e moldagem por transferência. Em comparação com eles, as vantagens e desvantagens da moldagem por injeção (Injection Molding) são as seguintes:

O método de moldagem por injeção é superior ao método de moldagem por compressão, pois possui um ciclo de moldagem mais rápido (2 a 3 vezes), automação do processo; menos alterações no produto; custos trabalhistas mais baixos; e maior capacidade de produção.

As desvantagens do método de moldagem por injeção sobre o método de moldagem por compressão são: maior investimento em equipamentos e moldes; o método de moldagem por compressão pode obter maior resistência do produto e melhor acabamento superficial.

As vantagens da fundição são geralmente entre moldagem por injeção e moldagem por compressão.

Equipment

Fatores importantes na seleção de equipamentos para moldagem por injeção de plásticos termofixos incluem: capacidade do dispositivo de fixação e capacidade de moldagem por injeção; sistema de controle e temperatura do tambor.

Pressão de fechamento em toneladas do dispositivo de fixação, a escolha deve ser baseada na determinação do produto e no caminho do fluxo para projetar a área de moldagem. A tonelagem necessária pode ser de 1.5 a 5 t / in2, dependendo da complexidade do artigo moldado e das matérias-primas utilizadas. O tamanho do equipamento é entre 30 e 3,000 toneladas, e o equipamento mais comum é entre 100 e 600 toneladas. A espessura da placa de aço e a rigidez da máquina são da maior importância. A deformação por flexão é causada o mínimo possível durante a injeção, o que dificulta a remoção do flash.

A capacidade de injeção da máquina precisa ser analisada de acordo com a pressão máxima de injeção necessária para preencher o molde e o volume do material na cavidade e no sistema de canais. A pressão de injeção necessária é da 96.5 MPa necessária para moldagens monolíticas de poliéster para 207 MPa exigida para alguns plásticos fenólicos especiais. A capacidade de injeção de uma máquina é freqüentemente marcada por um volume teórico (a área da injeção do parafuso ou pistão multiplicada pelo seu curso).

Em geral, a capacidade do equipamento é determinada por 85% do volume do produto que pode ser produzido pelo equipamento. Quando o equipamento é marcado pela capacidade de produção de poliestireno, a diferença de densidade entre o termofixo e o termofixo deve ser levada em conta ao determinar a capacidade de produção do peso da peça.

O atual sistema de controle popular é controlado por computador, e a velocidade de injeção e a carga do dispositivo de fixação podem ser selecionadas. Procedimentos de processo, núcleos laterais para movimentação no molde, ciclo de trabalho do ejetor e controle de temperatura de barril e molde. O método de definir e registrar a alimentação seqüencial de um molde específico e uma matéria-prima específica é extremamente valioso. Porque há muitas variáveis ​​no processo.

A temperatura do barril é controlada pela água quente que flui através do revestimento do tambor revestido. O controle de temperatura do molde é mais comumente feito com aquecedores plug-in, mas também pode ser feito com vapor ou com óleo quente circulante.

Temperaturas de molde altamente controláveis ​​são as mais importantes para obter um produto uniforme.

As opções de equipamentos comuns incluem: alimentador para composto de moldagem integral, sistema de molde de troca rápida, cilindro de armazenamento de fluido hidráulico para injeção rápida, núcleo lateral para deslizamento de molde, sistema hidráulico, sistema robótico de coleta e um dispositivo de jato de ar ciclo de moldagem).

Devido à baixa viscosidade do polímero, ele flui para a linha de partição para formar um filme fino. Portanto, o plástico termofixo acabado geralmente precisa ser aparado para remover o flash. A remoção rápida de artigos moldados é frequentemente realizada rolando os artigos ou passando-os através de um dispositivo no qual partículas de plástico de alta velocidade eliminam a camada de flash quebradiça.

Inscrição

Os principais mercados para materiais termofixos produzidos por moldagem por injeção incluem:

Indústria automobilística: componentes do motor, refletores dos faróis e freios.

indústria eléctrica: disjuntores, caixas de interruptores e bobinadores.

Electrodomésticos: placa do forno de pão, base do café, comutador do motor, caixa do motor e caixa do manipulador de resíduos.

Outros: carcaça da ferramenta elétrica, carcaça da lâmpada, medidor de vazão de gás e utensílios de mesa.

Informação técnica comercial

EUA fenólicos moldagem por injeção de plástico a produção tem feito progressos significativos nos últimos cinco anos, com aproximadamente 55% de produtos plásticos fenólicos moldados sendo produzidos por moldagem por injeção. Os compostos de moldagem monolítica de poliéster representam aproximadamente 35% de suas aplicações por moldagem por injeção.

A fim de obter produtos uniformes de alta qualidade, atualmente é necessário aumentar a precisão do controle do equipamento e da operação da máquina. O preço da máquina é de US $ 500 1000 por tonelada de acordo com a capacidade do dispositivo de fixação, dependendo do tamanho e do equipamento auxiliar. Por exemplo, uma unidade de fixação 200-ton com uma capacidade de injeção de 30 in3 custa aproximadamente $ 190,000.

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