Kako nastaju plastični proizvodi?

Otkrijte osnovne metode obrade termoplastičnih i duroplastičnih materijala:

Plastika je sveprisutna, pojavljuje se u najsuvremenijim tehnologijama kao iu najobičnijim predmetima. Ovi polimeri — lančane molekule — toliko su naširoko korišteni da bi se njihov nedostatak odmah i duboko osjetio. Plastika se može podijeliti u dvije skupine: 1) termoplastika, koja se jednom formirana može zagrijavati i opetovano preoblikovati, i 2) duroplastika, koja se ne može pretopiti nakon što se formira. Ovo su osnovni načini obrade ove dvije skupine plastike:

Injekcijsko prešanje

Ovo je primarna metoda oblikovanja termoplasta. U injekcijskom prešanju, plastični materijal se puni u lijevak i nastavlja u grijanu jedinicu za ubrizgavanje. Klipni vijak pomiče plastiku duž ove dugačke komore za grijanje, gdje se materijal topi do tekućeg stanja. Kada omekšana plastika dođe do kraja ove komore, ona se pod visokim pritiskom gura kroz mlaznicu u hladan kalup. Plastika je sadržana u ovom kalupu, čije su polovice zatvorene stezaljkama, dok se ne stegne. Čim se materijal skrutne, kalup se otvara, a preša izbacuje oblikovanu plastiku.

Modificirane verzije ove tehnike ponekad se koriste za obradu duroplastičnih materijala. Ali može doći do problema jer se omekšana termoreaktivna plastika može stvrdnuti dok je još u komori za grijanje. Kako bi se riješio ovaj problem, mlaznim prešanjem, ofsetnim prešanjem i strojnim prešanjem pomoću vijka termoreaktivna plastika se ukapljuje dok prolazi kroz injekcijsku mlaznicu u kalup.

Puhanje

Ova metoda se koristi za oblikovanje šupljih predmeta od termoplastičnih materijala. U kalupljenju puhanjem formira se rastaljena cijev od termoplastičnog materijala, a zatim se komprimirani zrak koristi za puhanje cijevi, prisiljavajući materijal da poprimi oblik unutrašnjosti ohlađenog kalupa za puhanje. Najčešće korištene tehnike puhanja su ekstruzija, ubrizgavanje i rastezanje ubrizgavanjem.

Kod ekstruzijskog puhanja, plastični materijal se tjera kroz matricu kako bi se formirala rastaljena plastična cijev, koja se napuhuje komprimiranim zrakom. U međuvremenu, injekcijsko prešanje puhanjem uključuje injekcijsko prešanje predforme—koja nalikuje epruveti—a zatim stavljanje predforme u kalup puhanjem koji se puni komprimiranim zrakom. Treća metoda, injekcijsko rastezljivo puhanje, uključuje element istezanja prije oblikovanja puhanjem.

Termoformiranje

Proces termoformiranja plastičnih ploča brzo je napredovao posljednjih godina. Ova metoda uključuje zagrijavanje termoplastične ploče do podložnog plastičnog stanja, a zatim korištenje zraka i/ili mehaničke pomoći kako bi se prilagodila konturama kalupa.

Tlak zraka može biti od gotovo nule do nekoliko stotina psi. Do oko 14 psi atmosferskog tlaka, potreban tlak se postiže oslobađanjem prostora između ploče i kalupa kako bi se iskoristio ovaj atmosferski tlak. To se zove vakuumsko oblikovanje, vrsta termoformiranja koja će na zadovoljavajući način reproducirati konfiguraciju kalupa u većini primjena oblikovanja.

Kompresirano kalupljenje

Ovo je najrašireniji način obrade duroplastičnih materijala. Obično se ne koristi za izradu termoplasta. Kompresijsko prešanje uključuje primjenu topline i pritiska na materijal u kalupu tako da se stisne u određeni oblik.

U ovom procesu, prah za oblikovanje plastike, pomiješan s punilima za poboljšanje svojstava konačnog proizvoda, stavlja se izravno u otvorenu šupljinu kalupa. Kalup se zatim zatvara, primjenjujući toplinu i pritisak na plastiku i tjerajući je da teče kroz kalup. Dok je zagrijani kalup zatvoren, termoreaktivna plastika se kemijski mijenja i trajno postavlja u oblik kalupa. Tri varijable kompresijskog kalupljenja - tlak, temperatura i vrijeme kada je kalup zatvoren - razlikuju se ovisno o dizajnu proizvoda i materijalu koji se oblikuje.

Prijenos kalupa

Kao i prešanje pod pritiskom, ova se metoda koristi za oblikovanje duroplastičnih materijala i uključuje trajno stvrdnjavanje plastike u kalupu pod toplinom i pritiskom. Međutim, za razliku od kompresijskog kalupljenja, transfer kalupljenje uključuje zagrijavanje plastike do tekućeg stanja prije nego što dođe do kalupa i tjeranje u zatvoreni kalup pomoću hidraulički pokretanog klipa.

Transfer kalupljenje dizajnirano je za oblikovanje složenih predmeta s malim dubokim rupama ili mnogo metalnih umetaka. Dok se kompresijsko kalupljenje oslanja na suhu smjesu kalupa koja može poremetiti postavljanje metalnih umetaka i klinova koji tvore rupe, plastični materijal u prijenosnom kalupu je ukapljen tako da može teći oko ovih metalnih dijelova bez narušavanja njihovog položaja.

Reakcijsko injekcijsko prešanje

Ova tehnika obrade je relativno nova, ali je brzo postala prihvaćena. U reakcijskom injekcijskom prešanju (RIM), dvije tekuće komponente — polioli i izocijanati — miješaju se u komori na relativno niskim temperaturama (75 stupnjeva -140 stupnjeva F) prije ubrizgavanja u zatvoreni kalup, gdje se odvija egzotermna reakcija . Zbog ove reakcije, ovaj proces troši puno manje energije nego bilo koji drugi sustav injekcijskog prešanja.

Ojačani RIM (R-RIM) uključuje dodavanje materijala poput nasjeckanih ili mljevenih staklenih vlakana poliuretanu kako bi se poboljšala krutost i modul i time proširila primjena.

Istiskivanje

Ova metoda može oblikovati termoplastične materijale u kontinuirane folije, filmove, cijevi, šipke, profile i filamente. Osim toga, ovaj se postupak koristi za oblikovanje termoplasta u premaze za žice, kabele i kabele.

Kod ekstruzijskog kalupljenja, suhi plastični materijal prvo se stavlja u lijevak koji ulazi u dugačku komoru za grijanje. Plastični materijal se gura kroz ovu komoru vijkom koji se neprestano okreće. Kada dođe do kraja komore, rastaljeni materijal se istiskuje kroz maleni otvor ili matricu, koja ima oblik koji je potreban u konačnom proizvodu. Kako ekstruzija plastike izlazi iz matrice, stavlja se na pokretnu traku gdje se hladi, najčešće puhalima ili uranjanjem u vodu.