Inleiding van Nylon Materiaal voor Injectie het Vormen
Op het gebied van de kunststofindustrie is spuitgieten goed voor meer dan 35% van de wereldwijde productie van kunststof producten, en de kwaliteitscontrole van de voorbereiding van grondstoffen bepaalt rechtstreeks de kwalificatiegraad van het eindproduct. Volgens een onderzoek uit 2022 van de American Plastics Industry Association (SPI) is 68% van de kwaliteitsdefecten in het spuitgietproces te wijten aan een onjuiste voorbereiding van de grondstoffen en is dit aandeel gestegen tot 82% bij de toepassing van nylon (PA) materialen. In dit artikel worden de zes belangrijkste elementen van grondstof nylon voorbereiding in het spuitgietproces, waardoor duidelijk wordt hoe dit "onzichtbare proces" de markt van kunststofproducten met een waarde van honderden miljarden beïnvloedt.
Selectie van moleculaire materialen: nauwkeurige afstemming van nylon grondstoffen
Als de "gouden standaard" van technische kunststoffen omvatten nylon materialen meer dan 20 soorten, zoals PA6, PA66en PA12. Het technische witboek van de Duitse chemiereus BASF wees erop dat het smeltpunt van PA66 (265 °C) 15% hoger ligt dan dat van PA6 en dat de treksterkte 23% hoger ligt, maar dat de vochtabsorptie 40% hoger ligt. Bij het spuitgieten van onderdelen voor de motorkap van auto's kan de selectie van PA66-GF30 (met 30% glasvezel) ervoor zorgen dat de temperatuurbestendigheid hoger is dan 200°C, wat 60°C hoger is dan die van gewoon PA6. Bij de selectie van grondstoffen moet uitgebreid rekening worden gehouden met de mechanische eigenschappen, thermische stabiliteit en verwerkingskenmerken van het eindproduct en moet een matrix van prestatieparameters voor het materiaal worden opgesteld.
Kwaliteitscontrole op microniveau: dubbele verdedigingslinie voor grondstofinspectie
Moderne spuitgietfabrieken gebruiken over het algemeen een dubbel inspectiemechanisme:
① Visuele inspectie om heterochromatische deeltjes uit te filteren (kleurverschil ΔE<1,5);
② Analyse van de deeltjesgrootte met laser om ervoor te zorgen dat de deeltjesgrootte in het bereik van 2-3 mm ligt.
Experimentele gegevens van Sumitomo Chemical uit Japan tonen aan dat een deeltjesgrootte die de norm met 0,5 mm overschrijdt, de slijtage van de schroef van de spuitgietmachine met 17% verhoogt en dat de vermenging van 0,1% onzuiverheden de vermoeiingslevensduur van nylon tandwielen met 30% verkort. Het gebruik van XRF-spectrometers (zoals de Olympus Vanta-serie) kan snel zware metalen detecteren om de naleving van de RoHS 2.0-normen te garanderen.
Vochtigheidsregeling op nanoniveau
De hygroscopische eigenschappen van nylon materialen maken ze "gevoelige materialen" in het spuitgietproces. Uit de technische documenten van DuPont blijkt dat wanneer het vochtgehalte van PA6 hoger is dan 0,2%, er zilveren strepen op het oppervlak van het product verschijnen en de slagvastheid met 40% daalt. Er wordt een droogmethode in drie stappen gebruikt:
① 80℃ voordrogen gedurende 2 uur;
② 120℃ hoofddrogen gedurende 4 uur;
③ vacuüm drogen tot een vochtgehalte van ≤0,02%.
Uitgerust met een dauwpuntmonitor (zoals Motan LD50) kan het dauwpunt van droge lucht in realtime worden gecontroleerd (nodig ≤-40℃), wat de belangrijkste verdedigingslinie is om de kwaliteit van het spuitgieten van nylon te garanderen.
De gouden verhouding van formuleringstechniek
Bij het spuitgieten van connectoren voor kabelbomen van auto's bevat de Ultramid® A3WG10-formule die door BASF wordt aanbevolen:
- PA66 basishars 67%
- Glasvezel 30%
- Antioxidant 1.5%
- Smeermiddel 1.5%
Met een loss-in-weight doseermengwagen (zoals de Maguire WSB-serie) kan een verhoudingsnauwkeurigheid van ±0,5% worden bereikt. De case van de American Injection Molding Association laat zien dat de geoptimaliseerde formule de levensduur van de connector verlengt van 5000 naar 15.000 keer, terwijl de vervorming door kromtrekken met 83% afneemt.
Intelligente revolutie van samenwerking tussen apparatuur
Moderne spuitgietsystemen maken een parameterkoppeling mogelijk via het industriële internet der dingen:
- Controle van de hopperbelasting (nauwkeurigheid ±1 kg)
- Vat temperatuurregeling in vijf fasen (PA66 aanbeveling: 240-280℃)
- PID aanpassing van schroefsnelheid en tegendruk Het Smart Power systeem van de Duitse Arburg spuitgietmachine laat zien dat wanneer de temperatuur van het vat meer dan ±3℃ fluctueert, de smeltviscositeit verandert met 15%. Op dat moment compenseert het systeem automatisch de injectiedruk (instelbereik ±8%) om de stabiliteit van het spuitgieten te garanderen.
Moleculaire reconstructie van het smeltproces
Tijdens de plastificatiefase van het spuitgieten van nylon heeft het ontwerp van de schroef een directe invloed op de rangschikking van de moleculaire ketens. Het gebruik van barrièreschroeven (zoals de HPM-serie) kan de uniformiteit van de smelttemperatuur met 30% verbeteren en het energieverbruik met 15% verlagen. Onderzoek door de Zwitserse Buhler Group heeft bevestigd dat door de smelt 90-120 seconden in het vat te houden, de kristalliniteit van PA66 het optimale bereik van 45-50% kan bereiken en de treksterkte met 18% kan toenemen.
Conclusie
In het tijdperk van Industrie 4.0 is de voorbereiding van grondstoffen opgewaardeerd van een hulpproces tot de kernverbinding van intelligente productie. Het National Center for Manufacturing Sciences in de Verenigde Staten voorspelt dat tegen 2025 het intelligente voorbereidingssysteem voor grondstoffen het aantal uitval bij spuitgieten met 75% zal verminderen en de matrijswisseltijd met 60% zal verkorten. Voor hoogwaardige materialen zoals nylon kan alleen een technologische slotgracht worden gebouwd in de hevige concurrentiestrijd op de markt door een compleet kennissysteem op te zetten, van moleculair ontwerp tot procescontrole. Zoals Patrick Farrey, voorzitter van de Society of Plastics Engineering (SPE), zei: "De toekomst van spuitgietconcurrentie begint met millimeters bij de voorbereiding van grondstoffen."
Bulgarian
Estonian
Turkish