Въвеждане на найлонов материал за леене под налягане
В областта на пластмасовата промишленост инжекционното формоване представлява повече от 35% от световното производство на пластмасови продукти, а контролът на качеството на подготовката на суровините пряко определя степента на квалификация на крайния продукт. Според проучване от 2022 г. на Американската асоциация на пластмасовата индустрия (SPI) 68% от дефектите в качеството в процеса на шприцване са свързани с неправилна подготовка на суровините, а този дял е нараснал до 82% при прилагането на найлонови (PA) материали. В тази статия ще бъдат задълбочено анализирани шестте ключови елемента на найлонови суровини подготовка в процеса на шприцване, разкривайки как този "невидим процес" влияе на пазара на пластмасови продукти на стойност стотици милиарди.
Молекулярен подбор на материали: прецизно съчетаване на найлонови суровини
Като "златен стандарт" на инженерните пластмаси, найлоновите материали включват повече от 20 вида, като PA6, PA66, и PA12. В техническата бяла книга на германския химически гигант BASF се посочва, че точката на топене на PA66 (265°C) е със 15% по-висока от тази на PA6, а якостта на опън се увеличава с 23%, но степента на абсорбиране на влага също се увеличава с 40%. При инжекционното формоване на части от капака на автомобилния двигател изборът на PA66-GF30 (съдържащ стъклени влакна 30%) може да направи температурната устойчивост по-висока от 200°C, което е с 60°C повече от тази на обикновения PA6. При избора на суровини трябва да се разгледат цялостно механичните свойства, термичната стабилност и характеристиките на обработка на крайния продукт и да се създаде матрица на параметрите на материала.
Контрол на качеството на ниво микрони: двойна защитна линия за проверка на суровините
Съвременните фабрики за леене под налягане обикновено приемат механизъм за двойна проверка:
① Визуална проверка за отсяване на хетерохроматични частици (разлика в цветовете ΔE<1,5);
② Лазерен анализ на размера на частиците, за да се гарантира, че размерът на частиците е в диапазона 2-3 мм.
Експериментални данни от Sumitomo Chemical от Япония показват, че размерът на частиците, превишаващ стандарта с 0,5 mm, ще увеличи износването на винта на шприцмашината със 17%, а смесването на примеси от 0,1% ще съкрати живота на умора на найлонови зъбни колела с 30%. Използването на XRF спектрометри (като серията Olympus Vanta) може бързо да открие съдържанието на тежки метали, за да се гарантира съответствие със стандартите RoHS 2.0.
Игра за контрол на влажността на нано ниво
Хигроскопичните свойства на найлоновите материали ги правят "чувствителни материали" в процеса на шприцване. Техническите документи на DuPont показват, че когато съдържанието на влага в PA6 превиши 0,2%, по повърхността на продукта се появяват сребристи ивици, а ударната якост спада с 40%. Използва се метод на сушене на три етапа:
① 80 ℃ предварително сушене за 2 часа;
② 120 ℃ основно сушене за 4 часа;
③ вакуумно сушене до съдържание на влага ≤0,02%.
Оборудван с монитор за точката на оросяване (като Motan LD50), точката на оросяване на сухия въздух може да се следи в реално време (необходимо е да бъде ≤-40 ℃), което е ключовата линия на защита за осигуряване на качеството на шприцване на найлон.
Златното сечение в инженерството на състава
При шприцване на съединители за автомобилни кабелни снопове формулата Ultramid® A3WG10, препоръчана от BASF, съдържа:
- Базова смола PA66 67%
- Стъклени влакна 30%
- Антиоксидант 1.5%
- Смазочен материал 1.5%
С помощта на смесител за измерване на загубите в теглото (като серията WSB на Maguire) може да се постигне точност на съотношението от ±0,5%. Случаят на Американската асоциация за инжекционно формоване показва, че оптимизираната формула увеличава живота на съединителя при включване от 5000 на 15 000 пъти, като същевременно намалява степента на деформация при изкривяване с 83%.
Интелигентна революция на сътрудничеството в областта на оборудването
Съвременните системи за леене под налягане постигат връзка между параметрите чрез индустриален интернет на нещата:
- Контрол на зареждането на бункера (с точност ±1 kg)
- Петстепенен контрол на температурата в цевта (препоръка за PA66: 240-280 ℃)
- PID регулиране на скоростта на шнека и противоналягането Системата Smart Power на германската машина за леене под налягане Arburg показва, че когато температурата на варела се колебае с повече от ±3 ℃, вискозитетът на стопилката се променя със 15%. В този момент системата автоматично компенсира налягането на впръскване (диапазон на регулиране ±8%), за да осигури стабилност на формоването.
Молекулярна реконструкция на процеса на топене
По време на етапа на пластифициране на найлона при шприцване дизайнът на шнека влияе пряко върху разположението на молекулните вериги. Използването на бариерни шнекове (като серията HPM) може да подобри равномерността на температурата на стопилката с 30% и да намали консумацията на енергия със 15%. Изследванията на швейцарската група Buhler потвърждават, че задържането на стопилката в цевта за 90-120 секунди може да доведе до достигане на оптималния диапазон на кристалност на PA66 от 45-50% и до увеличаване на якостта на опън със 18%.
Заключение
В епохата на Индустрия 4.0 подготовката на суровините се превърна от спомагателен процес в основна връзка на интелигентното производство. Националният център за производствени науки в САЩ прогнозира, че до 2025 г. интелигентната система за подготовка на суровини ще намали брака при шприцване със 75% и ще съкрати времето за смяна на матрицата с 60%. За високоефективните материали като найлона само чрез създаването на цялостна система от знания - от молекулярния дизайн до контрола на процеса - може да се изгради технологичен ров в ожесточената пазарна конкуренция. Както казва Патрик Фари, президент на Дружеството по инженерство на пластмасите (SPE): "Бъдещето на конкуренцията в областта на леенето под налягане започва с милиметрите в станцията за подготовка на суровината."
Estonian
Turkish