Производство Изготовление деталей из пластиковнеобходимо для большинства отраслей промышленности. От полистироловой упаковки для пищевых продуктов до промышленных компонентов, изготовленных из полиэфирэфиркетона инженерного класса, производство пластмасс вносит огромный вклад в жизнь, какой мы ее знаем. Без возможности изготовления пластмассовых изделий нам пришлось бы разрабатывать принципиально новые системы производства.
Однако производство пластмасс включает в себя множество различных методов. Литье под давлением, экструзия пластика и 3D-печать FDM — все это методы изготовления пластмасс, и кроме них существует множество других. Эти различные методы изготовления подходят для разных пластиковых деталей, и выбор между ними не всегда прост. Бюджет, дизайн детали и материал — вот лишь некоторые из факторов, которые влияют на выбор метода изготовления пластмасс.
В этой первой части данной статьи мы рассмотрим 6 различных методов изготовления пластмасс, раскроем их основные процессы и то, почему они эффективны. Для каждого метода изготовления пластмасс мы приведем несколько примеров того, как его можно использовать для изготовления деталей конечного применения.
1. ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Литье под давлением является наиболее распространенным процессом изготовления пластмасс. Данный метода подходит для обработки термопластичных и термореактивных полимеров.
Этот метод быстрого изготовления пластмасс заключается в нагревании пластиковых гранул до расплавления, затем расплавленный пластик заливается в металлическую форму с помощью возвратно-поступательного шнека. Расплавленный материал остывает, затвердевает и принимает форму полости формы. Затем твердая деталь извлекается из формы.
Литье под давлением подходит для огромного разнообразия материалов и деталей. Детали должны иметь тонкие и ровные стенки, но в остальном могут иметь различные формы и размеры.
Примеры литья под давлением: одноразовые подносы для еды, приборные панели автомобилей, детали LEGO.
2. ВЫДУВНОЕ ФОРМОВАНИЕ
Выдувное формование — это процесс литья пластмасс, который используется реже, чем литье под давлением. Он имеет три разновидности: экструзионно-выдувное формование, выдувное формование под давлением и выдувное формование с растяжением.
Этот процесс изготовления пластмасс работает с использованием пресс-формы и расплавленной термопластичной трубки, называемой заготовкой (вместо полностью расплавленных гранул). Сжатый воздух поступает в заготовку, заставляя пластик расширяться и соприкасаться с внутренними стенками формы, в конечном итоге принимая вид полости формы.
Выдувное формование подходит для полых пластиковых деталей, таких как пластиковые бутылки для воды, с наиболее распространенным материалом HDPE.
Примеры выдувных деталей: бутылки, бочки, топливные баки.
3. РОТАЦИОННОЕ ФОРМОВАНИЕ (ЦЕНТРОБЕЖНОЕ ФОРМОВАНИЕ )
Ротационное формование — это еще один процесс литья пластмасс, в котором для формирования пластмассовых деталей используются высокие температуры и низкое давление. Он осуществляется путем вращения формы для перемещения пластикового материала внутри нее.
В процессе ротационного формования порошкообразный пластик помещается в форму, которая нагревается и вращается вокруг двух (или более) осей. Благодаря этому вращению расплавленный пластик покрывает всю внутреннюю поверхность формы и принимает форму полости.
Преимущества ротационного формования включают более простую оснастку, постоянную толщину стенок и прочные внешние углы. Однако процесс может быть медленным, поскольку перед извлечением детали вся форма должна остыть.
Примеры ротационного формования: контейнеры, емкости для хранения, игрушки.
4. ВАКУУМНОЕ ЛИТЬЕ
Вакуумное литье — это процесс изготовления пластмассы, обычно применяемый для изготовления небольших партий разноцветных прототипов. Для изготовления уретановых пластиковых деталей используются силиконовые формы.
Во время этого процесса оператор заливает уретановую смолу в силиконовую форму; затем с помощью вакуума удаляются воздушные карманы и пузырьки, в результате чего получается исключительно гладкая готовая деталь. Затем уретановые детали полимеризуются в печи.
Вакуумное литье — популярный процесс изготовления пластика для частично прозрачных деталей, таких как опытный экземпляр.
Примеры деталей: корпуса и крышки для электроники, различные прототипы и опытные образцы.
5. ОБРАБОТКА ПЛАСТМАСС
Обработка пластмасс — это очень популярный процесс изготовления изделий из пластика. Он включает в себя фрезерование с ЧПУ, токарную обработку с ЧПУ и другие смежные процессы.
Хотя разные станки работают по-разному, обработка пластмасс обычно подразумевает вырезание участков из пластмассовой заготовки с помощью ручных или управляемых компьютером режущих инструментов.
Обработка пластика также полезна для совмещения деталей, изготовленными с использованием других методов, таких как экструзия.
Примеры обработанных деталей: различные промышленные детали, оснастка и приспособления, автомобильное освещение.
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО НАПЛАВЛЕНИЯ
Моделирование методом послойного наплавления (FDM) — это наиболее распространенный процесс 3D-печати для изготовления изделий из пластика. Он работает с обычными термопластами, такими как ABS и PLA, а также с такими современными материалами, как PEEK.
FDM работает путем нагрева экструдированной термопластичной нити, а затем выкладывания ее в точные формы из движущегося сопла (прикрепленного к печатающей головке) в соответствии с компьютерными инструкциями. 2D-фрагменты детали печатаются слой за слоем, пока не будет создан полный 3D-объект.
В небольших количествах FDM является очень быстрым и экономически эффективным и может производить широкий спектр форм, включая формы со сложной внутренней геометрией. Однако он не дает особо прочных деталей.
Примеры деталей FDM: различные прототипы, запасные части, композитные промышленные детали.