Литье под давлением (Injection Molding) — это процесс, при котором пластиковое сырьё нагревается до расплавленного состояния, затем вводится в форму, где оно охлаждается и принимает форму пластиковых деталей.
Процесс литья под давлением широко используется в различных отраслях, таких как автомобильная промышленность, бытовая электроника, электроника, медицина, игрушки, упаковка и другие, благодаря своей высокой эффективности, точности и возможности массового производства.
Ниже приведено личное резюме и обобщение процесса литья под давлением для вашего ознакомления и обсуждения. Тех, кто заинтересован, приглашаем оставить комментарии в конце статьи.
I. Основной процесс литья под давлением
(1) Плавление пластика
Пластиковые гранулы (например, ABS, PP, PE, PS и другие) поступают в инжекционный шнек через загрузочный отсек машины, где они нагреваются до расплавленного состояния и становятся жидкими.
(2) Процесс инжекции
Расплавленный пластик через инжекционный винт или поршень подается под высоким давлением в полость формы. Давление инжекции обычно очень высоко, чтобы расплавленный пластик заполнил каждую деталь формы.
(3) Процесс удержания давления
После завершения инжекции сохраняется давление в течение определенного времени, чтобы обеспечить полное заполнение формы, предотвращая усадку и деформацию. Этот процесс гарантирует точность размеров и качество поверхности пластиковых деталей.
(4) Процесс охлаждения
После удержания давления форма начинает охлаждаться. Охлаждение заставляет расплавленный пластик затвердеть и принять форму, обычно это занимает несколько секунд или минут, в зависимости от типа пластика, формы и размеров.
(5) Открытие формы и извлечение деталей
После охлаждения форма открывается, и детали извлекаются. Для облегчения извлечения и последующих операций часто используется устройство для выбивания, которое выталкивает готовую деталь из формы.
(6) Обработка и дополнительная обработка
Изготовленные детали литьем под давлением обычно имеют заусенцы или некоторые несовершенства, которые нужно обрабатывать, например, удалять лишние остатки материала, шлифовать или красить.
II. Основное оборудование для литья под давлением
(1) Инжекционная машина (Injection Molding Machine)
Инжекционная машина — это основное оборудование для выполнения процесса литья под давлением, которое состоит из инжекционного блока, блока закрытия формы, системы нагрева, системы охлаждения и привода. В зависимости от типа инжекции, инжекционные машины могут быть механическими, гидравлическими или смешанными.
(2) Форма (Mold)
Инжекционная форма — это ключевой инструмент в процессе литья под давлением, обычно она изготавливается из стали и проходит точную обработку. Дизайн формы оказывает решающее влияние на качество, точность и производительность процесса литья под давлением.
(3) Вспомогательное оборудование
Такие устройства, как сушилки для пластика (для сушки пластиковых гранул), системы охлаждения (для контроля температуры формы), роботизированные манипуляторы (для автоматического извлечения деталей) и другие.
III. Ключевые технологические элементы процесса литья под давлением
(1) Контроль температуры
Температура расплава: температура пластика перед инжекцией должна быть в пределах нужного диапазона, чтобы обеспечить текучесть и заполняемость при расплаве.
Температура формы: температура формы напрямую влияет на скорость охлаждения пластика и качество конечной детали. Слишком быстрое охлаждение может вызвать неравномерное охлаждение, а слишком медленное увеличит производственный цикл.
(2) Контроль давления
В процессе литья под давлением контроль давления крайне важен. Подходящее давление инжекции гарантирует полное заполнение формы, а также предотвращает повреждение формы из-за слишком высокого давления.
(3) Скорость инжекции
Слишком быстрая или слишком медленная инжекция может повлиять на текучесть пластика. Слишком быстрая инжекция может вызвать пузырьки воздуха, следы от формы или повреждения формы, а слишком медленная может привести к неполному заполнению или увеличению производственного цикла.
(4) Время охлаждения
Слишком короткое время охлаждения может привести к неровной поверхности изделия и внутренним напряжениям, в то время как слишком длинное время увеличит производственный цикл, поэтому необходимо установить время охлаждения в зависимости от характеристик формы и материала.
(5) Сила выбивания
В процессе формирования детали требуется устройство для выбивания, которое выталкивает изделие из формы. Слишком большая сила выбивания может привести к деформации деталей, а недостаточная сила может затруднить извлечение деталей из формы.
IV. Преимущества процесса литья под давлением
(1) Высокая производительность
Процесс литья под давлением позволяет достичь высокой скорости и эффективности производства, что особенно подходит для массового производства.
(2) Высокая точность
Литье под давлением позволяет достичь очень высокой точности размеров и качества поверхности, что идеально подходит для производства точных деталей.
(3) Разнообразие продукции
Процесс литья под давлением позволяет изготавливать детали сложной формы, включая тонкостенные, мелкие и сложные структуры.
(4) Широкий выбор материалов
Процесс литья под давлением подходит для множества материалов, включая термопласты, термореактивные пластики и даже композитные материалы.
(5) Возможность автоматизации производства
Процесс литья под давлением можно автоматизировать с использованием роботов и автоматизированных устройств, что снижает необходимость в ручном вмешательстве и сокращает затраты.
V. Недостатки процесса литья под давлением
(1) Высокая стоимость форм
Дизайн и производство форм для литья под давлением имеют высокую стоимость, особенно для сложных форм и мелкосерийного производства, что может привести к экономическим трудностям.
(2) Ограничения по материалам
Хотя литье под давлением подходит для большинства термопластов, для некоторых специальных материалов (например, высокотемпературных пластиков, эластомеров и т. д.) этот процесс может быть сложным.
(3) Уровень дефектов
Неправильный контроль параметров, таких как температура, давление и скорость, может привести к дефектам, например, деформации, искривлению, пузырям и другим проблемам.
VI. Применение процесса литья под давлением
(1) Автомобильная промышленность
Литье под давлением широко применяется для производства корпусов фар, приборных панелей, автомобильных деталей, бамперов и других компонентов.
(2) Электронная промышленность
Используется для производства корпусов для телефонов, компьютеров, электрических разъемов, кнопок, панелей дисплеев и других изделий.
(3) Бытовая техника
Процесс литья под давлением используется для производства корпусов телевизоров, панелей кондиционеров, деталей холодильников и других товаров.
(4) Медицинское оборудование
Литье используется для производства шприцев, пробирок, флаконов для лекарств и других медицинских устройств.
(5) Игрушки
Литье под давлением широко используется для производства пластиковых игрушек, позволяя создавать различные сложные формы и детали.
VII. Инновации и тенденции развития процесса литья под давлением
(1) Многофазное литье (MIM, двухцветное литье)
Процесс литья, при котором одновременно используются два или более различных материала для создания функциональных композитных материалов или компонентов с различными цветами и жесткостью.
(2) Сочетание 3D-печати и литья под давлением
Использование технологии 3D-печати для создания сложных форм или прототипов, что позволяет сократить время разработки и снизить затраты.
(3) Экологичные материалы для литья
Разработка и использование экологически чистых материалов, таких как биоразлагаемые пластики и материалы для переработки, становятся важными трендами в отрасли.
(4) Автоматизация и интеллектуализация литья
С развитием промышленности 4.0 процесс литья под давлением становится все более автоматизированным и интеллектуализированным, с использованием искусственного интеллекта для оптимизации производственного процесса и уменьшения человеческих ошибок.
Заключение
Литье под давлением является важной технологией современного производства, обладая высокой эффективностью, возможностью массового производства и точностью.
Правильное управление каждым этапом процесса литья под давлением, включая выбор материалов, проектирование форм и настройку технологических параметров, может значительно повысить производительность, снизить затраты и улучшить качество продукции.
С развитием технологий процесс литья под давлением продолжит двигаться в направлении более автоматизированных, интеллектуальных и экологичных решений.
