Co to jest formowanie wtryskowe? Jak to działa i zastosowania opakowań

Formowanie wtryskowe wytwarza części z tworzyw sztucznych, wpychając stopiony materiał do zamkniętej formy, pozwalając mu usztywnić i usuwając ukształtowaną część. Forma zapewnia geometrię; maszyna powtarza cykl. W artykule skupiono się na konwencjonalnym formowaniu wtryskowym tworzyw termoplastycznych, podczas którego tworzywo sztuczne jest podgrzewane w celu nadania mu kształtu i chłodzone w celu usunięcia.¹

W przypadku pakowania proces ten stosuje się do zakrętek i wielu plastikowych części montowanych w pompach i rozpylaczach. Gotowa pompka do balsamu łączy w sobie kilka składników. Jego widoczny kształt nie oznacza, że ​​cały mechanizm został odlany z jednej części.

W jaki sposób plastik dostaje się do formy?

Stałe plastikowe granulki spadają ze zbiornika do beczki maszyny. Obracająca się śruba przesuwa materiał do przodu, podczas gdy grzejniki beczkowe i działanie ścinające śruby dostarczają ciepło. Materiał staje się płynnym stopionym materiałem, a ilość ślimaka wystarcza na następny strzał.¹

Podczas wtryskiwania ślimak porusza się do przodu wzdłuż swojej osi, pełniąc rolę tłoka. Przepycha stop przez dyszę i kanały zasilające formy do przestrzeni formowania części. Otwór, przez który plastik wchodzi do tej przestrzeni, nazywany jest bramą.²

Są to dwa różne ruchy śruby: obrót przygotowuje materiał; ruch do przodu wstrzykuje to. Peletki stają się stopionym tworzywem sztucznym przed wejściem do wnęki kształtującej element.

Kompletny cykl formowania wtryskowego

Gdy strzał jest już gotowy, cykl przebiega przez zamknięcie formy, napełnienie, pakowanie i przetrzymywanie, chłodzenie i usuwanie części. Etapy te opisują sekwencję działania, choć niektóre czynności nakładają się na siebie.³

1. Zamknąć i zacisnąć formę

Połówki formy łączą się. Jednostka zaciskowa utrzymuje je zamknięte, podczas gdy maszyna wtryskuje tworzywo sztuczne.

Siła mocowania utrzymuje narzędzie zamknięte. Ciśnienie wtrysku wpycha do niego stopiony materiał.

2. Wypełnij ubytek

Ślimak przesuwa się, przepuszczając przygotowany stop przez system podawania. Plastik zajmuje przestrzeń, która definiuje ściany komponentu i inne formowane elementy.

Wypełnienie ustala kształt, ale część nadal wymaga uszczelnienia i wystarczającego schłodzenia przed wyjęciem.

3. Spakuj i trzymaj

W miarę ochładzania się plastiku zmienia się jego objętość. Ciśnienie utrzymujące umożliwia wprowadzenie dodatkowej ilości stopu, gdy brama pozostaje otwarta, co pomaga skompensować skurcz.

Kiedy brama zamarza, zamyka tę trasę w części. Wydłużenie czasu przetrzymywania poza efektywne zamknięcie bramki nie powoduje ciągłego dodawania materiału do wnęki.⁴

4. Ostudzić do momentu, aż będzie można wyjąć część

Ciepło zaczyna opuszczać stopiony materiał podczas napełniania i trwa przez cały proces pakowania. Odrębnie nazywany etap chłodzenia to dodatkowy czas potrzebny do otwarcia formy; chłodzenie nie rozpoczyna się nagle po zakończeniu trzymania.

W tym czasie maszyna może przygotować kolejny strzał. Wymagany czas zależy od części i warunków jej obróbki.⁴

5. Otwórz formę i wysuń część

Forma otwiera się, gdy element jest wystarczająco sztywny. Mechanizm wyrzutowy zwalnia go, po czym narzędzie zamyka się na kolejny cykl.

Jedną z metod usuwania części są wypychacze. Układ wyrzutowy musi odpowiadać geometrii komponentu.³

Co dzieje się wewnątrz formy wtryskowej?

Prosta otwarta nasadka pomaga wyjaśnić związek pomiędzy narzędziem a plastikiem. Zewnętrzna wnęka wyznacza zewnętrzną powierzchnię nasadki. Metalowy rdzeń zajmuje przestrzeń, która musi pozostać otwarta w środku. Melt wypełnia szczelinę między nimi, tworząc ścianę czapki.

Oznacza to, że grubsza ścianka z tworzywa sztucznego wymaga większej szczeliny pomiędzy odpowiednimi powierzchniami narzędziowymi. Plastik nie może wypełnić przestrzeni już zajętej przez rdzeń. Dzięki formowaniu wtryskowemu można zatem wytwarzać części o otwartych wnętrzach, a także części, które sprawiają wrażenie solidnych.

Ciśnienie i temperatura wpływają następnie na to, czy dany kształt można pomyślnie odtworzyć. Brama zapewnia drogę wejściową podczas napełniania i pakowania. Otaczające narzędzie usuwa ciepło, a kanały chłodzące pomagają kontrolować przenoszenie ciepła. Po wystarczającym ochłodzeniu narzędzie oddziela i uwalnia element. Projekt formy koordynuje podawanie, odprowadzanie ciepła i wyrzucanie.⁴

W przypadku części opakowania łączy to produkcję z funkcją. Zewnętrzna część może być widoczna dla klienta, natomiast wnętrze musi pasować do innego elementu. Projektując narzędzie, należy wziąć pod uwagę obie powierzchnie.

Jakie materiały są używane?

Wiele tworzyw termoplastycznych można formować wtryskowo. Polipropylen, czyli PP, jest jednym z powszechnie stosowanych materiałów identyfikowanych przez Brytyjską Federację Tworzyw Sztucznych.¹

Wiele akcesoriów w ofercie FAMER wykorzystuje PP. Pompa jest jednak zespołem: jej siłownik, obudowa, uszczelki, rurka zanurzeniowa i inne części mogą mieć różne specyfikacje materiałowe. Stwierdzenia, że ​​produkt składa się „głównie z PP” nie należy interpretować jako kompletnego zestawienia materiałów.

Wybór materiału musi również odpowiadać zadaniu części. Element ruchomy lub uszczelniający ma inne wymagania niż dekoracyjna osłona zewnętrzna. Kupujący powinni potwierdzić materiał odpowiedniej części, zwłaszcza jeśli ma ona kontakt z formułą lub łączy się z inną powierzchnią.

Wykończenia drewnopodobne i metaliczne opisują wygląd. Same w sobie nie ustalają materiału pod wykończeniem.

Zastosowania w opakowaniach: pompy, rozpylacze i nakrętki

Oferta akcesoriów firmy FAMER obejmuje pompy do balsamów o strukturze drewna, spryskiwacze spustowe, pompy do piany i nasadki. Przykłady te pomagają odróżnić gotowy zespół od poszczególnych części wytwarzanych w procesach produkcyjnych.

Części formowane wtryskowo są wykorzystywane w konstrukcji pomp do balsamów. Na przykład opublikowany patent na pompkę do balsamu opisuje zespół z głowicą dyszy, tłokiem, nasadką pojemnika, obudową i sprężyną oraz omawia jego części formowane wtryskowo. Przedstawia jeden projekt, a nie specyfikację każdej pompy do balsamu.⁵

Pompki do balsamu i wykończenia imitujące drewno

W pompce do balsamu aktywator to część naciskana palcem użytkownika. Pod nim zamknięcie łączy zestaw z butelką. W przypadku siłownika formowanego wtryskowo narzędzie określa profil zewnętrzny i cechy wewnętrzne danej części; pozostałe elementy dozujące są z nim montowane.

Przykład ze słojami drewna ma szeroki siłownik nad zaokrąglonym kołnierzem. Wygląd powierzchni kołnierza jest specyfikacją odrębną od materiału i konstrukcji znajdującej się pod nim.

Dla kupujących porównującychopakowanie z pompką do balsamu, potwierdź widoczne wykończenie obok materiałów składowych i pasującej butelki.

Uruchomić opryskiwacze i pompy pianowe

Dostarczony przykład sprayu to rozpylacz spustowy: dźwignia znajduje się pod dyszą i jest obsługiwana palcami użytkownika. Należy ją odróżnić od małej pompki uruchamianej palcem.

Przykład pompy do piany ma szerszą głowicę dozującą i inny zespół. Formowanie wtryskowe pozwala uzyskać indywidualne kształty z tworzyw sztucznych; zmontowany mechanizm dozujący pełni funkcję pompowania. Sam formowany siłownik nie jest działającą pompą.

Wybierając Abutelka ze sprayemLubpakiet pompy piankowej, zatwierdź zmontowaną kombinację, łącznie z podłączeniem butelki i zachowaniem dozowania.

Czapki i osłony dekoracyjne

Zakrętki i zamknięcia są powszechnie stosowanymi metodami formowania wtryskowego.¹

Dołączona do zestawu nasadka ze srebrnym wykończeniem ma przezroczystą krawędź zewnętrzną i odblaskowy wygląd wewnętrzny. Rysunek komponentów powinien określać, w jaki sposób zbudowane są te warstwy i które części są formowane.

Pompka do balsamu o strukturze drewna, spryskiwacz ze spustem, pompa do piany i nasadka. Zmontowane produkty mogą zawierać oddzielnie wykonane części o różnych specyfikacjach materiałowych.

Formowanie wtryskowe vs formowanie z rozdmuchem

Formowanie wtryskowe wypełnia ukształtowaną przestrzeń w narzędziu. Formowanie z rozdmuchem rozszerza podgrzaną plastikową formę na ścianki formy za pomocą ciśnienia powietrza.

W procesie wytłaczania z rozdmuchem formą wyjściową jest pusta rura zwana kształtką wstępną. Forma zamyka się wokół niej, nadmuchuje ją powietrze, a pojemnik ochładza się przed zwolnieniem.⁶

Pakiet może łączyć obie trasy. Korpus butelki może być formowany z rozdmuchem, natomiast w pompce lub zamknięciu montowane są oddzielnie produkowane elementy z tworzywa sztucznego.

Istnieje również bezpośrednie powiązanie pomiędzy procesami: formowanie wtryskowe z rozciąganiem i rozdmuchem rozpoczyna się od uformowanej wtryskowo preformy, która jest następnie rozciągana i napełniana do postaci pojemnika.⁷

Aby zapoznać się z etapami formowania butelki, zobaczjak formowanie z rozdmuchem wytwarza plastikowe butelki.

Co kupujący powinni potwierdzić przed wyborem komponentu?

Istniejąca pompa lub nasadka może już spełniać wymagania projektu. Jeśli potrzebny jest niestandardowy kształt, przed przystąpieniem do oprzyrządowania przejrzyj rysunek i zamierzony montaż.

W przypadku pompki należy skupić się na kompletnym opakowaniu: połączeniu butelki, zamierzonej formule, wymaganiach dotyczących dozowania i widocznym wykończeniu. Określ, które części wymagają określonego materiału i co zostanie ocenione podczas zatwierdzania próbki.

Jeśli proponowane jest oprzyrządowanie niestandardowe, poproś o opłatę za formę oddzielnie od ceny komponentu. Wyjaśnij, jakie próbki, zmiany projektu i zapisy inspekcji obejmuje oferta.

Aby omówić pompę, opryskiwacz lub zamknięcie z firmą FAMER, udostępnij zdjęcie referencyjne lub próbkę, zamierzoną recepturę, pasującą butelkę i oczekiwaną wielkość zamówienia. Te szczegóły pomagają zawęzić dostępne opcje.

Często zadawane pytania

Czy kompletna głowica pompy jest wykonywana w jednej operacji wtrysku?

Pompa zwykle zawiera oddzielnie wykonane części, które są montowane w mechanizmie dozującym. Jego siłownik, zamknięcie, obudowa i inne elementy należy rozpatrywać indywidualnie. Jedna część formowana wtryskowo może łączyć kilka cech, ale nie oznacza to, że cała pompa jest pojedynczą kształtką.⁵

Czy formowanie wtryskowe nadaje się do małych zamówień?

Koszt oprzyrządowania wpływa na ekonomię. Istniejący komponent wykonany przy użyciu istniejącej formy może skutkować inną decyzją o zakupie niż nowy, niestandardowy projekt. Zapytaj o ilości i ceny specyficzne dla projektu, zamiast zakładać, że jedno minimalne zamówienie dotyczy wszystkich produktów formowanych wtryskowo.

Czy plastik topi się wewnątrz formy?

Pellet topi się w cylindrze maszyny przed wtryskiem. Grzejniki beczek i obracająca się śruba pomagają przekształcić je w płynny materiał. Forma następnie przyjmuje ten stop i usuwa ciepło, dzięki czemu część może stać się wystarczająco sztywna, aby można ją było zwolnić. ¹

Czy poprzez formowanie wtryskowe można wytwarzać części z przestrzenią wewnętrzną?

Zakrętka może mieć otwarte wnętrze, ponieważ metalowy rdzeń zajmuje tę przestrzeń podczas formowania. Plastik tworzy wokół niego ścianę. Różni się to od wydmuchiwania pustego kształtu początkowego na zewnątrz w celu utworzenia korpusu butelki. ⁴

Jak długo trwa cykl formowania wtryskowego?

Nie ma jednego czasu cyklu dla każdej części. Właściwości materiału, grubość ścianki, system podawania i chłodzenie formy wpływają na czas wymagany do zwolnienia. Otwieranie, wyrzucanie i zamykanie również wymaga czasu. Oszacowanie cyklu powinno zatem odnosić się do konkretnej części i narzędzia. ⁴

Czy rurki zanurzeniowe pompy są również formowane wtryskowo?

Rurki zanurzeniowe można wytwarzać metodą wytłaczania, w wyniku której powstaje ciągły pusty profil przycięty na odpowiednią długość. Brytyjska Federacja Tworzyw Sztucznych wymienia rurki zanurzeniowe w butelkach ze sprayem jako zastosowanie do wytłaczania. Potwierdź proces i materiał wybranej rurki, zamiast traktować każdy element zespołu pompy jako formowany wtryskowo. ⁸

Referencje

1. Brytyjska Federacja Tworzyw Sztucznych: Formowanie wtryskowe. System podawania, ogrzewanie ślimaka, typowe materiały i zastosowania zamknięć.

2. Uniwersytet otwarty: odlewanie tworzyw sztucznych. Podawanie pelletu i wtrysk ślimakowy.

3. MIT OpenCourseWare: Formowanie wtryskowe I. Etapy cyklu, mocowanie i usuwanie części.

4. Ferreira i in.: Multidyscyplinarna optymalizacja systemów formowania wtryskowego. Pakowanie, zamrażanie bramek, operacje nakładania się i podsystemy oprzyrządowania.

5. Patent USA US8573448B2: Pompka do balsamu. Jeden udokumentowany zespół pompy i jego części formowane wtryskowo; nie jest specyfikacją produktu FAMER.

6. Brytyjska Federacja Tworzyw Sztucznych: Formowanie przez wytłaczanie z rozdmuchem. Powstawanie Paryża i inflacja.

7. Brytyjska Federacja Tworzyw Sztucznych: Formowanie wtryskowe z rozciąganiem i rozdmuchem. Preformy formowane wtryskowo, a następnie rozciągane i rozdmuchiwane.

8. Brytyjska Federacja Tworzyw Sztucznych: Profile i arkusze wytłaczane. Ciągłe wytłaczanie, przycinanie na długość i zastosowania z rurkami zanurzeniowymi w butelkach z rozpylaczem.