Nailono liejimas įpurškimo būdu: 6 pagrindiniai medžiagų paruošimo veiksniai

Nailono medžiagos, skirtos liejimui įpurškimo būdu, pristatymas

Plastiko pramonės srityje įpurškiamasis liejimas sudaro daugiau nei 35% pasaulinės plastikinių gaminių gamybos, o žaliavų paruošimo kokybės kontrolė tiesiogiai lemia galutinio gaminio kvalifikacijos lygį. Remiantis 2022 m. Amerikos plastikų pramonės asociacijos (SPI) atliktu tyrimu, 68% kokybės defektų liejimo procese yra susiję su netinkamu žaliavų paruošimu, o taikant nailono (PA) medžiagas ši dalis išaugo iki 82%. Šiame straipsnyje bus išsamiai išanalizuoti šeši pagrindiniai elementai nailono žaliava paruošimo injekcinio liejimo procese, atskleidžiant, kaip šis "nematomas procesas" veikia šimtų milijardų vertės plastikinių gaminių rinką.

Molekulinių medžiagų atranka: tikslus nailono žaliavų parinkimas

Nailono, kaip inžinerinių plastikų "auksinio standarto", medžiagoms priskiriama daugiau kaip 20 rūšių, pvz. PA6, PA66, ir PA12. Vokietijos chemijos milžinės BASF techninėje baltojoje knygoje nurodoma, kad PA66 lydymosi temperatūra (265 °C) yra 15% aukštesnė nei PA6, o tempimo stipris padidėja 23%, tačiau drėgmės sugėrimo greitis taip pat padidėja 40%. Injekciniu būdu liejant automobilių variklio gaubto dalis, pasirinkus PA66-GF30 (kuriame yra 30% stiklo pluošto), atsparumas temperatūrai gali viršyti 200 °C, o tai yra 60 °C daugiau nei įprasto PA6. Parenkant žaliavas reikia visapusiškai atsižvelgti į galutinio gaminio mechanines savybes, šiluminį stabilumą ir perdirbimo charakteristikas ir sudaryti medžiagos eksploatacinių parametrų matricą.

Mikronų lygio kokybės kontrolė: dviguba gynybos linija tikrinant žaliavas

Šiuolaikinėse liejimo gamyklose paprastai taikomas dvigubas tikrinimo mechanizmas:

① Vizualus patikrinimas, siekiant atrinkti heterochromatines daleles (spalvų skirtumas ΔE<1,5);

② Lazerinė dalelių dydžio analizė, siekiant užtikrinti, kad dalelių dydis būtų 2-3 mm.

Japonijos "Sumitomo Chemical" eksperimentiniai duomenys rodo, kad 0,5 mm dydžio dalelės, viršijančios standartą, padidina liejimo mašinos sraigto dilimą 17%, o 0,1% priemaišų mišinys sutrumpina nailoninių krumpliaračių nuovargio trukmę 30%. Naudojant XRF spektrometrus (pvz., "Olympus Vanta" serijos) galima greitai aptikti sunkiųjų metalų kiekį ir užtikrinti atitiktį RoHS 2.0 standartams.

Nano lygmens drėgmės kontrolės žaidimas

Dėl higroskopinių nailono medžiagų savybių jos yra "jautrios medžiagos" injekcinio liejimo procese. Iš "DuPont" techninių dokumentų matyti, kad kai PA6 drėgmės kiekis viršija 0,2%, gaminio paviršiuje atsiranda sidabrinių dryžių, o smūginis stipris sumažėja 40%. Taikomas trijų etapų džiovinimo metodas:

① 80 ℃ išankstinis džiovinimas 2 valandas;

② 120 ℃ pagrindinis džiovinimas 4 valandas;

③ džiovinti vakuume iki ≤0,02% drėgmės.

Įrengus rasos taško monitorių (pvz., "Motan LD50"), realiuoju laiku galima stebėti sauso oro rasos tašką (reikia, kad jis būtų ≤-40 ℃), kuris yra pagrindinė gynybos linija, užtikrinanti nailono liejimo kokybę.

Auksinis formuluočių inžinerijos santykis

BASF rekomenduojamoje "Ultramid® A3WG10" formulėje, naudojamoje automobilių laidų jungtims liejimo būdu, yra:

1. PA66 bazinė derva 67%
2. Stiklo pluoštas 30%
3. Antioksidantas 1.5%
4. Tepalas 1.5%

Naudojant svorio nuostolių matavimo maišytuvą (pvz., "Maguire WSB" serijos maišytuvą), santykio tikslumas gali būti ±0,5%. Amerikos įpurškimo liejimo asociacijos atvejis rodo, kad optimizuota formulė padidina jungties įjungimo trukmę nuo 5 000 kartų iki 15 000 kartų, o deformacijos deformacijos laipsnį sumažina 83%.

Pažangi revoliucija įrangos bendradarbiavimo srityje

Šiuolaikinėse liejimo sistemose parametrų sąsajos pasiekiamos naudojant pramoninį daiktų internetą:

1. Piltuvo pakrovimo stebėjimas (±1 kg tikslumu)
2. Penkių pakopų statinės temperatūros reguliavimas (PA66 rekomendacija: 240-280 ℃)
3. Sraigto greičio ir priešslėgio PID reguliavimas Vokietijos "Arburg" liejimo mašinos "Smart Power" sistema rodo, kad kai statinės temperatūra svyruoja daugiau kaip ±3 ℃, lydalo klampumas pasikeičia 15%. Tuo metu sistema automatiškai kompensuoja įpurškimo slėgį (reguliavimo diapazonas ±8%), kad būtų užtikrintas liejimo stabilumas.

Molekulinė lydymosi proceso rekonstrukcija

Nailono injekcinio liejimo plastifikacijos etape sraigto konstrukcija tiesiogiai veikia molekulinių grandinių išsidėstymą. Naudojant barjerinius sraigtus (pvz., HPM serijos) galima 30% pagerinti lydalo temperatūros tolygumą ir 15% sumažinti energijos sąnaudas. Šveicarijos "Buhler Group" atlikti tyrimai patvirtino, kad, laikant lydalą statinėje 90-120 sekundžių, PA66 kristalingumas gali pasiekti optimalų 45-50% intervalą, o tempimo stipris padidėti 18%.

Išvada

Pramonės 4.0 eroje žaliavų paruošimas iš pagalbinio proceso tapo pagrindine pažangiosios gamybos grandimi. JAV Nacionalinis gamybos mokslų centras prognozuoja, kad iki 2025 m. pažangi žaliavų paruošimo sistema sumažins liejimo broką 75% ir sutrumpins formų keitimo laiką 60%. Aukštos kokybės medžiagoms, tokioms kaip nailonas, tik sukūrus išsamią žinių sistemą nuo molekulinio projektavimo iki proceso kontrolės, galima sukurti technologinį griovį aršioje rinkos konkurencinėje kovoje. Kaip sakė Plastikų inžinerijos draugijos (SPE) prezidentas Patrickas Farrey: "Ateitis injekcinio liejimo konkurencijoje prasideda nuo milimetrų žaliavos paruošimo stotyje".