Jak wybrać odpowiedni materiał na formę wtryskową?

Dobór odpowiednich materiałów doobróbka form wtryskowychma decydujący wpływ na formowanie wtryskowe, wpływając na wydajność produkcji, koszty i jakość wyrobów z tworzyw sztucznych. Na tym blogu kompleksowo badamy kryteria wyboru materiałów na formy i szczegółowo wyjaśniamy interakcje pomiędzy różnymi materiałami i materiałami na formy. Te spostrzeżenia pomogą producentom i projektantom podejmować świadome decyzje i optymalizować produkcję metodą wtrysku.

Formy wtryskowe muszą być wykonane z materiałów, które wytrzymują wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę podczas procesu formowania wtryskowego, a także muszą być kompatybilne z rodzajem tworzywa sztucznego, które ma być wtryskiwane. Właściwy dobór materiałów na formy wpływa nie tylko na żywotność formy, ale także na estetykę i integralność strukturalną produktu końcowego.

Wybór odpowiednich materiałów na formy wtryskowe wymaga uwzględnienia następujących kluczowych czynników:

Przewodność cieplna: Wysoka przewodność cieplna ma kluczowe znaczenie, ponieważ pomaga skrócić czas cyklu poprzez szybkie chłodzenie formy, co jest niezbędne do utrzymania wydajności produkcji.

Odporność na zużycie: Materiały formy muszą być odporne na zużycie spowodowane ciągłym przepływem tworzywa sztucznego, szczególnie te wypełnione materiałami ściernymi

Odporność na korozję: Niektóre tworzywa sztuczne mogą wydzielać substancje żrące. W tych warunkach materiał formy powinien być tak dobrany, aby był odporny na środowiska korozyjne i zapobiegał degradacji.

Opłacalność: Koszt materiałów jest ważnym czynnikiem, szczególnie w produkcji na dużą skalę, gdzie należy zminimalizować koszt części.

Skrawalność: Materiały łatwe w obróbce mogą znacznie skrócić czas i koszty związane z produkcją form.

Typowe materiały na formy wtryskowe

Kilka materiałów metalowych powszechnie stosowanych w produkcjiformy wtryskowe, każdy z jego unikalnymi właściwościami i zaletami

wyroby stalowe:

Stal na formy: Rodzaj stali na formy zwykle różni się w zależności od jej przeznaczenia i właściwości użytkowych, a nie stałego modelu. Różne rodzaje stali formierskiej mają różne właściwości i zastosowania. Niektóre popularne typy stali formierskiej obejmują:

- Stal P20: P20 to uniwersalna stal do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych o dobrych właściwościach skrawania, odporności na zużycie i odporności na ciepło. Jest zwykle używany do produkcji dużych i złożonych części z tworzyw sztucznych.

- Stal H13: H13 to stal do formowania na gorąco, charakteryzująca się doskonałą odpornością na ciepło i zużycie, odpowiednia do odlewania ciśnieniowego i formowania wtryskowego w środowiskach o wysokiej temperaturze.

- Stal S136: S136 to stal formierska ze stali nierdzewnej o dobrej odporności na korozję i utlenianie, powszechnie stosowana do produkcji przezroczystych wyrobów z tworzyw sztucznych i wyrobów medycznych.

- Stal 718: 718 to żaroodporna stal na formy do tworzyw sztucznych, odpowiednia do produkcji wysokotemperaturowych wyrobów z tworzyw sztucznych, takich jak części samochodowe i obudowy urządzeń gospodarstwa domowego.

Stal nierdzewna: preferowana ze względu na doskonałą odporność na korozję, szczególnie odpowiednia do zastosowań medycznych lub przy stosowaniu żrących tworzyw sztucznych. Typowe stale nierdzewne stosowane do form wtryskowych obejmują:

- SUS420J2: Ma dobrą twardość i odporność na zużycie, nadaje się do produkcji ogólnych form wtryskowych.

- SUS304: Ma doskonałą odporność na korozję i nadaje się do wyrobów z tworzyw sztucznych o wysokich wymaganiach produkcyjnych i dobrej jakości powierzchni

- SUS316: Ma wyższą odporność na korozję i jest powszechnie stosowany do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych o wyższych wymaganiach, takich jak wyroby medyczne i pojemniki na żywność.

- NAK80: Ma dobrą odporność na zużycie i korozję i nadaje się do produkcji precyzyjnych wyrobów z tworzyw sztucznych, takich jak elementy optyczne i elektroniczne.

Stop aluminium: Materiały ze stopu aluminium charakteryzują się lekkością i dobrą przewodnością cieplną i nadają się do szybkiego prototypowania, produkcji małych partii i produkcji form wtryskowych, które wymagają dobrej wydajności przetwarzania. Typowe materiały aluminiowe stosowane do form wtryskowych obejmują:

- Stop aluminium 7075: Dzięki doskonałej wytrzymałości i twardości nadaje się do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych, które wymagają wyższej odporności na zużycie i odporności na ciepło.

- Stop aluminium 6061: ma dobrą przetwarzalność i wytrzymałość i jest powszechnie stosowany do produkcji form wtryskowych o niskiej do umiarkowanej złożoności

- Stop aluminium 2024: ma wysoką wytrzymałość i wydajność cięcia, nadaje się do produkcji form wtryskowych o dużej prędkości.

Stop miedzi berylowej: stosowany w określonych obszarach form, które wymagają doskonałej przewodności cieplnej lub wysokiej stabilności wymiarowej, materiał ten ma również wytrzymałość i twardość.

Zrozumienie sposobu, w jaki materiały formy wchodzą w interakcję z określonymi rodzajami tworzyw sztucznych, może pomóc w procesie wyboru materiału. Oto kilka powszechnie stosowanych właściwości termoplastycznych w inżynierii:

1. Ester akrylowy (PMMA): powszechnie znany jako akryl, wymaga precyzyjnej kontroli temperatury podczas procesu formowania. Zwykle stosuje się stal formierską, ponieważ może utrzymać stabilną temperaturę.

2. Akrylonitryl-butadien-styren (ABS): ABS jest odporny na zużycie i wymaga form wykonanych z materiałów odpornych na zużycie, takich jak hartowana stal, aby była odporna na zużycie.

3. Nylon (poliamid, PA): Nylon jest higroskopijny i żrący; Dlatego powszechnie stosuje się formy ze stali nierdzewnej, aby zapobiec korozji pleśni.

4. Poliwęglan (PC): PC ma dużą wytrzymałość i wymaga form wysokotemperaturowych. Priorytetowo należy wybierać stal formierską o dobrej stabilności termicznej.

5. Polietylen (PE) i polipropylen (PP): Te dwa materiały mają niską odporność na zużycie i mogą być produkowane w krótkich cyklach z aluminium lub wstępnie hartowanej stali.

6. Polioksymetylen (POM): POM jest znany ze swojej sztywności i można go przetwarzać w stalowych formach, które wytrzymują wysokie temperatury przetwarzania.

7. Polistyren (PS): Ze względu na doskonałe właściwości chłodzące, kruchy PS dobrze formuje się w formach aluminiowych.

8. Elastomery termoplastyczne (TPE) i poliuretany termoplastyczne (TPU): Materiały te wymagają form, które poradzą sobie z ich elastycznością i lepkością, zazwyczaj wykorzystując formy stalowe ze specjalistycznymi powłokami ułatwiającymi wyjmowanie z formy.