Jak vznikají plastové výrobky?

Seznamte se se základními metodami zpracování termoplastických a termosetových materiálů:

Plasty jsou všudypřítomné a objevují se v nejmodernějších technologiích i v nejvšednějších předmětech. Tyto polymery – řetězcové molekuly – jsou tak široce používány, že jejich nepřítomnost by byla okamžitě a hluboce pociťována. Plasty lze rozdělit do dvou skupin: 1) termoplasty, které se jednou zformují, mohou být ohřívány a opakovaně tvarovány, a 2) termosety, které již nelze přetavit. Zde jsou základní způsoby zpracování těchto dvou skupin plastů:

Vstřikování

Jedná se o primární způsob tvarování termoplastů. Při vstřikování se plastový materiál plní do násypky a postupuje do vyhřívané vstřikovací jednotky. Šnek s vratným pohybem pohybuje plastem podél této dlouhé ohřívací komory, kde se materiál roztaví do tekutého stavu. Když změkčený plast dosáhne konce této komory, je vytlačen pod vysokým tlakem tryskou a do studené formy. Plast je obsažen v této formě, jejíž poloviny jsou přidržovány svěrkami, dokud neztuhne. Jakmile materiál ztuhne, forma se otevře a lis vytlačí vytvořený plast.

Upravené verze této techniky se někdy používají ke zpracování termosetových materiálů. Problémy však mohou nastat, protože měkčený termosetový plast může ztvrdnout ještě v ohřívací komoře. Aby se tento problém vyřešil, tryskové tvarování, ofsetové tvarování a strojní tvarování šroubového typu zkapalňují termosetový plast právě při jeho průchodu vstřikovací tryskou do formy.

Vyfukování

Tato metoda se používá k tvarování dutých předmětů z termoplastických materiálů. Při tváření vyfukováním se vytvoří roztavená trubka z termoplastického materiálu a poté se k vyfouknutí trubky použije stlačený vzduch, čímž se materiál přinutí zaujmout tvar vnitřku chlazené vyfukovací formy. Nejpoužívanějšími technikami vyfukování jsou extruze, vstřikování a vstřikování-protahování.

Při vytlačování vyfukováním je plastový materiál protlačován matricí, aby se vytvořila roztavená plastová trubka, která je vyfukována stlačeným vzduchem. Mezitím vstřikovací vyfukování zahrnuje vstřikování předlisku, který se podobá zkumavce, a poté vložení předlisku do vyfukovací formy, která se naplní stlačeným vzduchem. Třetí metoda, vstřikovací-roztahovací vyfukování, zahrnuje prvek roztažení před vyfukováním.

Tvarování za tepla

Proces tepelného tvarování plastových fólií v posledních letech rychle pokročil. Tento způsob zahrnuje zahřátí termoplastické fólie do poddajného plastového stavu a poté použití vzduchu a/nebo mechanických pomocných prostředků, aby se přizpůsobila obrysům formy.

Tlak vzduchu může být kdekoli od téměř nuly do několika stovek psi. Až do asi 14 psi atmosférického tlaku se potřebného tlaku dosáhne uvolněním prostoru mezi plechem a formou, aby se využil tento atmosférický tlak. Toto se nazývá vakuové tvarování, typ tepelného tvarování, který uspokojivě reprodukuje konfiguraci formy ve většině tvarovacích aplikací.

Lisování lisováním

Jedná se o nejpoužívanější způsob zpracování termosetových materiálů. Obvykle se nepoužívá k výrobě termoplastů. Lisování zahrnuje aplikaci tepla a tlaku na materiál ve formě tak, aby byl vylisován do určitého tvaru.

Při tomto procesu se plastový formovací prášek smíchaný s plnivy pro zlepšení vlastností konečného produktu umístí přímo do otevřené dutiny formy. Forma se poté uzavře, aplikuje teplo a tlak na plast a přinutí ho, aby protékal skrz formu. Zatímco je vyhřívaná forma uzavřena, termosetový plast se chemicky mění a trvale ztuhne do tvaru formy. Tři proměnné lisování – tlak, teplota a doba uzavření formy – se liší v závislosti na designu produktu a formovaném materiálu.

Přetlačovací lisování

Stejně jako lisování se tato metoda používá k vytváření termosetových materiálů a zahrnuje trvalé vytvrzení plastu ve formě za tepla a tlaku. Na rozdíl od lisování však přenosové lisování zahrnuje zahřátí plastu do tekutého stavu předtím, než se dostane do formy, a jeho vytlačení do uzavřené formy pomocí hydraulicky ovládaného plunžru.

Přetlačovací lisování bylo navrženo pro lisování složitých předmětů s malými hlubokými otvory nebo mnoha kovovými vložkami. Zatímco lisování se opírá o suchou formovací směs, která může narušit umístění kovových vložek a kolíků tvořících otvory, plastový materiál v transferovém lisování je zkapalněn, takže může obtékat tyto kovové části, aniž by narušil jejich polohu.

Reakční vstřikování

Tato technika zpracování je relativně nová, ale rychle si získala přijetí. Při reakčním vstřikování (RIM) se dvě kapalné složky – polyoly a isokyanáty – smíchají v komoře při poměrně nízkých teplotách (75 stupňů -140 stupňů F) před vstřikováním do uzavřené formy, kde probíhá exotermická reakce. . Kvůli této reakci tento proces spotřebuje mnohem méně energie než jakýkoli jiný systém vstřikování.

Zesílený RIM (R-RIM) zahrnuje přidání materiálu, jako je nasekané nebo mleté ​​skleněné vlákno, do polyuretanu, aby se zlepšila tuhost a modul, a tím se rozšířily aplikace.

Vytlačování

Tato metoda může tvarovat termoplastické materiály do kontinuálních fólií, fólií, trubek, tyčí, tvarů profilů a vláken. Kromě toho se tento proces používá k formování termoplastů do povlaků pro dráty, kabely a šňůry.

Při vytlačování se suchý plastový materiál nejprve vloží do násypky, která se přivádí do dlouhé ohřívací komory. Plast je protlačován touto komorou kontinuálně se otáčejícím šroubem. Po dosažení konce komory je roztavený materiál vytlačen malým otvorem nebo matricí, která má tvar požadovaný pro konečný produkt. Když plastový výlisek vystupuje z formy, je umístěn na dopravní pás, kde je chlazen, nejčastěji dmychadlem nebo ponořením do vody.