วิธีการเลือก TPE สำหรับการขึ้นรูปด้วยการฉีด: ปัจจัยสำคัญ การคัดเลือกวัสดุ และข้อพิจารณาด้านกระบวนการผลิต
ในโพสต์ครั้งก่อนของฉัน ฉันได้อธิบายอย่างละเอียดถึงTPE คืออะไรกันแน่คือและทำไมมันถึงละลายและเปลี่ยนรูปร่างได้เหมือนพลาสติกแทนที่จะแข็งตัวเหมือนยาง คำถามนั้นได้ตอบว่า TPE คืออะไร แต่ยังไม่ได้ตอบว่า เมื่อชิ้นส่วนต้องผ่านการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์จริง บนสายการผลิตจริง และภายใต้กำหนดเวลาที่เข้มงวดจริง จะเลือกเกรดที่เหมาะสมได้อย่างไร
การเลือกใช้ TPE สำหรับการขึ้นรูปด้วยการฉีดพลาสติก เริ่มต้นจากวัตถุประสงค์ของการใช้งานชิ้นงาน ไม่ใช่จากคุณสมบัติในเอกสารข้อมูลของวัสดุ ควรปรับให้เหมาะสมระหว่างความแข็ง การไหล และพฤติกรรมทางความร้อน กับแม่พิมพ์ รอบการทำงาน และสภาพการใช้งาน เมื่อจับคู่ได้อย่างถูกต้อง ชิ้นงานที่ได้จะมีความสม่ำเสมอ มีความแข็งแรง และพร้อมส่งต่อไปยังขั้นตอนถัดไปอย่างแน่นอน
แนวคิดข้อนั้น—การเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับงาน—เป็นรากฐานของทุกการตัดสินใจที่ผมจะนำเสนอต่อไป ทั้งยังช่วยอธิบายว่าเหตุใดผลิตภัณฑ์สองชิ้นที่ผลิตจากเกรด TPE "เดียวกัน" กลับมีประสิทธิภาพแตกต่างกันอย่างมากเมื่อออกจากแม่พิมพ์แล้ว
ทำไม TPE จึงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมสำหรับการใช้งานในกระบวนการฉีดขึ้นรูป?
ชิ้นส่วนพลาสติกแข็งมีแนวโน้มแตกหักเมื่อถูกดัดงอซ้ำๆ ขณะที่ชิ้นส่วนยางที่ผ่านการบ่มแล้วจำเป็นต้องผ่านขั้นตอนการบ่มแยกต่างหาก และไม่สามารถนำมาเจียร์ใหม่ได้โดยตรง ทั้งสองวัสดุล้วนไม่เหมาะกับทุกแบบของงานบนโต๊ะทำงานของฉัน
TPE ได้รับความนิยมในการขึ้นรูปด้วยการฉีด เนื่องจากสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์สำหรับเทอร์โมพลาสติกทั่วไป ข้ามขั้นตอนการวัลคาไนเซชัน และทำให้ TPE ชนิดเนื้อนุ่มสามารถยึดติดโดยตรงกับพลาสติกแข็งได้ภายในรอบเดียว สิ่งนี้ช่วยลดระยะเวลาของรอบการทำงาน ลดขั้นตอนการประกอบรอง และทำให้เศษวัสดุสามารถนำกลับเข้าสู่กระบวนการผลิตได้แทนที่จะถูกทิ้งลงถังขยะ
โรงงานผลิตพลาสติกส่วนใหญ่มีเครื่องจักรฉีดขึ้นรูปอยู่แล้ว ทั้งนี้ การใช้เกรด TPE ที่สามารถทำงานร่วมกับเครื่องจักรเดิมได้ จะช่วยลดความจำเป็นในการใช้เครื่องอัดยางหรือเตาอบบ่มแบบแยกต่างหากการขึ้นรูปแบบสองชั้นให้ร้านค้าเชื่อมด้ามจับแบบนุ่มๆไว้บนด้ามจับแบบแข็งในรอบเดียวแทนที่จะประกอบชิ้นส่วนสองชิ้นด้วยมือในภายหลังนี่คือเหตุผลที่ยิ่งใหญ่ที่ทีมตกแต่งภายในยานยนต์เข้าถึง TPE บนซีลและที่จับ: ชิ้นส่วนน้อยลง, ตัวยึดน้อยลง, สถานที่ที่ทำให้ชิ้นส่วนล้มเหลวน้อยลงการประมวลผลใหม่เป็นเรื่องสำคัญเช่นกันนักวิ่งและชิ้นส่วนที่ถูกปฏิเสธมักจะกลับเข้าไปในถังได้หากเกรดและกระบวนการนี้อนุญาตให้กระโดดได้ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนวัสดุต่อส่วนที่ yudahang คำถามนี้มักจะเป็นคำถามแรกที่ฉันถามลูกค้า: การออกแบบของคุณต้องการสองส่วนแยกกันหรือ TPE ให้คุณปั้นมันเป็นหนึ่งชิ้น?
คุณสมบัติใดบ้างที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกเม็ดพลาสติก TPE สำหรับการฉีดขึ้นรูป?
ความแข็งเพียงอย่างเดียวแทบไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับพฤติกรรมของเม็ดพลาสติก TPE เมื่อเข้าสู่แม่พิมพ์ของคุณเลย
เมื่อเลือกเม็ดพลาสติก TPE ควรตรวจสอบค่าความแข็ง อัตราการไหลของพลาสติกหลอมเหลว ความทนแรงดึงและความทนต่อการฉีกขาด ค่าการยุบตัวภายใต้แรงกด และความสามารถในการยึดติดกับวัสดุรองรับของคุณ คุณสมบัติแต่ละประการสอดคล้องกับรูปแบบความล้มเหลวที่แตกต่างกัน การละเลยข้อใดข้อหนึ่งมักจะปรากฏให้เห็นในภายหลังในรูปแบบของการเรียกร้องตามเงื่อนไขการรับประกัน ไม่ใช่ผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการ
ฉันจัดกลุ่มคุณสมบัติเหล่านี้ออกเป็นสามประเภท ได้แก่ ความรู้สึก การไหล และความพอดี ความรู้สึกครอบคลุมถึงความแข็งและความยืดหยุ่น ซึ่งกำหนดว่าชิ้นส่วนนั้นจะมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อถูกจับในมือหรือภายใต้แรงกดของซีล ส่วนการไหลครอบคลุมถึง…อัตราการไหลของพลาสติกหลอมเหลวและความหนืด ซึ่งเป็นปัจจัยที่กำหนดว่าเม็ดพลาสติกจะสามารถเติมช่องว่างของผนังบางหรือทางไหลยาวได้โดยไม่เกิดการหล่อไม่ครบชิ้นงานหรือไม่ คุณสมบัติเหล่านี้ยังรวมถึงความเหนียวแน่นของการเชื่อมต่อ และความทนทานต่อสารเคมีด้วย และการยุบตัวจากการบีบอัดซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าชิ้นส่วนนั้นยังคงทำงานได้หรือไม่ แม้จะผ่านการใช้งานในภาคสนามมาหลายเดือน ไม่ใช่เพียงแค่ทดสอบจากแม่พิมพ์เท่านั้น ต่อไปนี้คือวิธีที่ผมมักจะอธิบายให้ลูกค้าเข้าใจ:
| ทรัพย์สิน | สิ่งที่มันบอกคุณ | ทำไมจึงสำคัญ |
|---|---|---|
| ความแข็ง (ชอร์ A/D) | ความนุ่มและความรู้สึกในการจับถนัดมือ | เข้ากับหลักสรีรศาสตร์และแรงดันการปิดผนึกอย่างลงตัว |
| อัตราการไหลของเม็ดพลาสติก | มันเติมเต็มแม่พิมพ์ได้อย่างง่ายดายเพียงใด | ป้องกันการเกิดรอยต่อที่ไม่สมบูรณ์และเส้นเชื่อม |
| การยุบตัวจากการบีบอัด | การฟื้นตัวหลังจากได้รับภาระอย่างต่อเนื่อง | ช่วยให้ซีลและปะเก็นยังคงแน่นสนิทตลอดเวลา |
| ความเข้ากันได้ในการยึดติด | การยึดติดกับพื้นผิวแข็ง | ตัดสินว่าการฉีดขึ้นรูปแบบหุ้มชิ้นงานจะยึดติดได้จริงหรือไม่ |
กระบวนการฉีดขึ้นรูป TPE มีผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์อย่างไร?
ร้านค้าสองแห่งอาจใช้เกรด TPE ชนิดเดียวกันเป๊ะ แต่กลับได้ชิ้นงานที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
กระบวนการฉีดขึ้นรูปมีผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ TPE ผ่านอุณหภูมิของเม็ดพลาสติกในช่วงหลอมเหลว ความเร็วในการฉีด แรงดันการอัดแน่น และระยะเวลาการทำความเย็น หากปรับตั้งค่าเหล่านี้ผิดพลาด แม้จะเลือกเกรด TPE ที่เหมาะสมแล้ว ก็อาจเกิดการบิดเบี้ยว การยุบตัว หรือรอยแตกบริเวณช่องเข้าแบบได้เช่นกัน
อุณหภูมิหลอมละลายที่ไหลต่ำเกินไปทำให้วัสดุอยู่ใต้พลาสติกดังนั้นจึงเติมได้ไม่ดีและแสดงเส้นการไหลบนพื้นผิวสูงเกินไปและวัสดุสามารถย่อยสลายทำให้แรงฉีกขาดลดลงตรงที่ชิ้นส่วนต้องการมากที่สุดความเร็วในการฉีดจะเปลี่ยนวิธีที่ด้านหน้าของเมลท์เติมเข้าไปในโพรงเร็วเกินไปสามารถดักจับอากาศและทิ้งรอยไหม้ไว้ใกล้ช่องระบายอากาศได้แรงดันในการบรรจุและเวลาในการบรรจุควบคุมเครื่องหมายจมและความเสถียรของมิติหลังจากที่ชิ้นส่วนเย็นตัวลงเวลาในการทำความเย็นมักเป็นสิ่งแรกที่ร้านจะทำให้เวลาในรอบสั้นลงแต่ชิ้นส่วนที่ดึงเร็วเกินไปก็ยังสามารถบิดงอได้เมื่อออกจากแม่พิมพ์ฉันปฏิบัติต่อแม่พิมพ์และกระบวนการเป็นส่วนหนึ่งของการตัดสินใจวัสดุไม่ใช่ขั้นตอนแยกต่างหากที่เกิดขึ้นหลังจากนั้นเกรด TPE ที่ยอดเยี่ยมทำงานในกระบวนการที่ไม่ถูกต้องยังคงมือคุณในส่วนที่ไม่ดี
ปัญหาทั่วไปในการฉีดขึ้นรูป TPE มีอะไรบ้าง และสามารถแก้ไขได้อย่างไร?
ปัญหาการฉีดพ่นที่ไม่สมบูรณ์ รอยไหม้จากแฟลช และรอยยุบมักเกิดขึ้นบนสายการผลิต TPE เกือบทุกแห่งในบางจังหวะเวลา
ทั่วไปการฉีดขึ้นรูป TPEปัญหาต่างๆ ได้แก่ การฉีดพลาสติกไม่เต็มช่องแม่พิมพ์ แสงแฟลช รอยบุบ และการยึดเกาะที่ไม่ดีในชิ้นงานที่ผ่านการอัดขึ้นรูปซ้อนชั้น ส่วนใหญ่มักเกิดจากความไม่สอดคล้องของอัตราการไหลของเม็ดพลาสติก อุณหภูมิแม่พิมพ์ที่ไม่เหมาะสม หรือวัสดุรองพื้นที่ไม่เคยถูกทดสอบค่าการยึดเกาะตั้งแต่แรกเริ่ม
ช็อตสั้นมักจะหมายความว่าอัตราการไหลละลายต่ำเกินไปสำหรับความหนาของผนังหรือความเร็วในการฉีดและความดันจะถูกตั้งค่าอย่างระมัดระวังเกินไปสำหรับรูปทรงเรขาคณิตนั้นแฟลชชี้ไปที่แม่พิมพ์ที่ไม่ยึดแน่นพอสำหรับความหนืดของวัสดุที่อุณหภูมินั้นรอยจมของรอยกลับไปยังแรงกดในการบรรจุที่อ่อนหรือส่วนของผนังที่หนาเกินกว่าจะทำให้เย็นลงอย่างสม่ำเสมอการเชื่อมที่ล้มเหลวบนชิ้นส่วนที่เกินขึ้นรูปเป็นปัญหาที่ยุ่งยากที่สุด: พลังงานพื้นผิวของพื้นผิวอุณหภูมิของแม่พิมพ์และตระกูลเคมี TPE ที่ไม่ถูกต้องทั้งหมดสามารถทำให้เกิดการยึดเกาะที่นุ่มนวลเพื่อลอกฐานที่แข็งออกในการแก้ไขปัญหาของฉันฉันตรวจสอบวัสดุและดำเนินการร่วมกันก่อนที่จะตำหนิอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอย่างเดียวเวลาส่วนใหญ่การแก้ไขมีขนาดเล็กกว่าการเปลี่ยนวัสดุเต็มรูปแบบการปรับอุณหภูมิของแม่พิมพ์หรือการเพิ่มเวลาในการบรรจุเล็กน้อยช่วยแก้ปัญหาได้มากกว่าที่คนคาดหวัง
บทสรุป
การเลือกสิ่งที่เหมาะสมทีพีอีสำหรับการขึ้นรูปด้วยวิธีฉีดพลาสติก ไม่ใช่เพียงการตัดสินใจเพียงครั้งเดียว แต่หมายถึงการประสานคุณสมบัติของวัสดุ การออกแบบแม่พิมพ์ และการกำหนดค่ากระบวนการให้สอดคล้องกับหน้าที่การใช้งานจริงของชิ้นงาน ตั้งแต่การฉีดครั้งแรกบนสายการผลิตไปจนถึงอายุการใช้งานยาวนานหลายปีในภาคสนาม
อ้างอิง
- ออสวอลด์, ที. เอ., และ เถิง, แอล.-เอส. (บรรณาธิการ).คู่มือการฉีดขึ้นรูป, ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 3. สำนักพิมพ์ Hanser, 2008.
- ดร็อบนี, เจ. จี.คู่มือวัสดุพลาสติกชนิดอีลาสโตเมอร์เทอร์โมพลาสติก, ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2. เอลสีเวียร์, 2014.
- โฮลเดน, จี., คริชเดลฟ์, เอช. อาร์., และ ควิร์ก, อาร์. พี. (บรรณาธิการ).ยางเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์, ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 3. สำนักพิมพ์ Hanser, 2004.
- โบว์มิกก์, เอ. เค., และ สตีเฟนส์, เอช. แอล. (บรรณาธิการ).คู่มือวัสดุอีลาสโตเมอร์, ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2. CRC Press, ปี 2000.
- เอเอสทีเอ็ม อินเตอร์เนชันแนลASTM D395-18: วิธีการทดสอบมาตรฐานสำหรับคุณสมบัติของยาง—การยุบตัวภายใต้แรงอัด.
- โรซาโต, ดี. วี., และ โรซาโต, ม. จ.คู่มือการฉีดขึ้นรูป. สปริงเกอร์, 2000.
