Kuidas valida TPE-süstimisvormimiseks: peamised tegurid, materjali valik ja töötlemise kaalutlused
Viimases postituses kõndisin läbimis TPE tegelikult onon jamiks see sulab ja muutub plastiku moodi ümbermitte kui kumm, vaid pigem kõvastumise tõttu. See küsimus annab vastuse sellele, mis on TPE. Kuid see ei vasta küsimusele, kuidas valida õige klass, kui detail peab läbima päris vormi, päris tootmisliinil ja jõudma tähtaegaks.
TPE valimine survevaluks algab osa otstarbest, mitte materjali andmelehelt. Sobitage kõvadus, voolavus ja termiline käitumine vormi, tsükli ja teenindustingimustega. Kui see sobivus on õige, on valmistatud osa järjepidev, tugev ja valmis järgmiseks etapiks.
See üks idee – materjali sobitamine tööülesandega – on aluseks kõigile valikutele, mida ma allpool kirjeldan. Samuti selgitab see, miks kaks toodet, mis on valmistatud „samast" TPE-klassist, võivad vormist väljumisel toimida nii erinevalt.
Miks on TPE eelistatud materjal süstimisvormimise rakendustes?
Jäik plastikdetail mõras korduva painutamise korral. Kõvastunud kummist detail vajab eraldi kõvastumisprotsessi ega saa lihtsalt uuesti lihvida. Kumbki neist ei sobi iga disainiga minu töölaual.
TPE-d eelistatakse survevaluks, sest see töötab tavalise termoplastilise seadme abil, jätab vulkaniseerimisvõimaluse vahele ja võimaldab pehmel TPE-l ühes tsüklis otse kinnituda jäigale plastikule. See lühendab tsükli aega, vähendab sekundaarset kokkupanekut ning võimaldab jääkidest saada taas osa protsessist, mitte visata need prügikasti.
Enamik plastitööstusi omab juba survevalu seadmeid. TPE-klass, mis töötab samadel seadmetel, välistab vajaduse eraldi kummipressi või kõvendusahju järele.Kaheosaline vormimineSee võimaldab kaupluses ühes tsüklis kinnitada pehme TPE-käepideme jäigale käepidemel, selle asemel et hiljem kaks osa käsitsi kokku monteerida. See on üks oluline põhjus, miks autotööstuse sisustusmeeskonnad valivad tihendite ja käepidemete puhul just TPE-d: vähem osi, vähem kinnitusvahendeid ning vähem kohti, kus detail võiks puruneda. Ka ümbertöötlemine on oluline. Jooksupuudused ja tagastatud detailid saab sageli taas hopperisse suunata, kui materjali sort ja tööprotsess seda lubavad, mis alandab iga detaili materjalikulu. Yudahangis on see tavaliselt esimene küsimus, mille ma kliendile esitan: kas teie disain vajab tõesti kahte eraldi osa või võimaldab TPE teil selle üheks osaks vormida?
Milliseid omadusi peaksite silmas pidama, kui valite TPE-pelleteid süstimisvormimiseks?
Pelletide kõvadus üksi ei anna peaaegu mingit teavet selle kohta, kuidas TPE-pellet käitub pärast vormi sisse panemist.
TPE-pellete valimisel kontrollige kõvadust, sulamisvooluvõimet, tõmbetugevust ja rebimistugevust, survekompressioonideformatsiooni ning sidumise sobivust teie alusmaterjaliga. Iga omadus vastab erinevale purunemisviisile, seega ühe järgimata jätmine avaldub tavaliselt hiljem garantiinõudena, mitte laboritulemusena.
Ma jagan need omadused kolme kategooriasse: tunne, voolavus ja sobivus. Tunne hõlmab karedust ja elastsust, mis määravad, kuidas detail käes või tihendi all käitub. Voolavus hõlmabsulamisvoolukiirusja viskoossus, mis määravad, kas pellet täidab õhukese seina või pika kanali ilma lühikeste löökidega. Sobivus hõlmab sidumist, keemilist vastupidavust jasurumisdeformatsioon, mis otsustavad, kas detail töötab pärast mitmeid kuid välitingimustes, mitte ainult vormist välja tulles. Siin on see, kuidas ma tavaliselt selle kliendi jaoks lahti seletan:
| Kinnisvara | Mida see teile ütleb | Miks see on oluline |
|---|---|---|
| Kõvus (Shore A/D) | Pehmus ja haardeomadused tunduvad | Vastab ergonoomikale ja tihendussurvele |
| Sulamisvooluse kiirus | Kui kergesti see vormi täidab | Väldib lühikesi pritsimisi ja keevitussuundasid |
| Surumissäilitus | Püsiva koormuse järgne taastumine | Hoiab tihendid ja tihendid aja jooksul tihedana |
| Sidumiskõlblikkus | Adhäsioon jäikale alusmaterjalile | Otsustab, kas ümbervalamine tõepoolest püsib. |
Kuidas mõjutab TPE-süstimisvormimise protsess toote kvaliteeti?
Kaks kauplust võivad toota täpselt sama TPE-klassi ja siiski saada kaks väga erinevat detaili.
Valamise vormimisprotsess mõjutab TPE-toodete kvaliteeti sulamistemperatuuri, süstimiskiiruse, pakkimisrõhu ja jahutusaja kaudu. Kui need parameetrid on valesti seadistatud, võib isegi hästi valitud TPE-klass kumerduda, lõhkeda või praguneda värava juures.
Liiga madal sulamistemperatuur jätab materjali vähem plastifitseerituks, mistõttu see täidab vormi halvasti ja pinnale jäävad voolumustrid. Liiga kõrge temperatuuri korral võib materjal laguneda, nõrgestades rebimiskindlust just seal, kus detail seda kõige enam vajab. Süstimiskiirus mõjutab sulamisfondi vormi täitmist; liiga kiire süstimine võib õhu sisse lülitada ja ventilaatorite läheduses jätta põletusjälgi. Pakkimisrõhk ja pakkimisaeg kontrollivad vajumismärke ning mõõtmete stabiilsust pärast detaili jahtumist. Jahutusaeg on sageli esimene aspekt, mida töökoda lühendab tsükli aja kiirendamiseks, kuid liiga varakult vormist välja võetud detail võib siiski deformeeruda, kui see vormist väljub. Ma suhtun vormi ja protsessi kui materjali valiku osasse, mitte eraldi etappi, mis toimuks hiljem. Isegi suurepärase TPE-klassi kasutamine halva protsessi juures annab teile siiski kehva detaili.
Millised on tavalised TPE-süstimisvormimise probleemid ja kuidas neid saab lahendada?
Lühikesed pildid, välk ja vajumismärgid ilmuvad peaaegu igal TPE tootmisliinil mingil hetkel.
TavalineTPE-süstimisvormimineProbleemide hulka kuuluvad puudulikult vormitud kohad, väljapaiskumine, süvendid ning halb liimimine ülevalatud osadel. Enamik neist tuleneb sulamisvoolu ebakõlast, valest vormitemperatuurist või alusmaterjalist, mida ei ole algusest peale nakkuvuse suhtes testitud.
Lühikesed pritsmised tähendavad tavaliselt, et sulamivoolu kiirus on seina paksuse jaoks liiga madal või et süstimiskiirus ja -surve on selle geomeetria jaoks seatud liiga konservatiivselt. Lõhkemine viitab vormile, mis ei suuda materjali viskoossusele antud temperatuuril piisavalt tihedalt kinni hoida. Kukkumismärgid tulenevad nõrgast pakenduspressist või seinaosast, mis on liiga paks, et jahutuda ühtlaselt. Ülekattega detailide sidumisvigade korral on probleem kõige keerulisem: substraadi pinnaenergia, vormitemperatuur ning vale TPE keemiafamilia võivad kõik põhjustada pehme haarde koorumise kõva alusest. Oma probleemide lahendamisel kontrollin ma materjali ja protsessi koos, enne kui süüdistan ainult ühte neist. Enamasti on lahendus väiksem kui täielik materjali vahetus. Vormitemperatuuri kohandamine või pakendusaja pisike suurendamine lahendab rohkem probleeme, kui inimesed ootavad.
Järeldus
Õige valiku tegemineTPESüstimisvormimise puhul ei ole see kunagi üksainus otsus. See tähendab materjali omaduste, vormi disaini ja protsessi seadete sobitamist detaili tegeliku tööga – alates esimesest laskust tootmisliinil kuni aastatepikkuse kasutamiseni välitingimustes.
Viited
- Osswald, T. A., & Turng, L.-S. (Toimetajad).Süstimisvormimise käsiraamat, 3. väljaanne. Hanser Publishers, 2008.
- Drobny, J. G.Termoplastiliste elastomeeride käsiraamat, 2. väljaanne. Elsevier, 2014.
- Holden, G., Kricheldorf, H. R., & Quirk, R. P. (Toimetajad).Termoplastilised elastomeerid, 3. väljaanne. Hanser Publishers, 2004.
- Bhowmick, A. K., & Stephens, H. L. (Toimetajad).Elastomeeride käsiraamat, 2. väljaanne. CRC Press, 2000.
- ASTM International.ASTM D395-18: Kummide omaduste standardtestimeetodid — survekompressioon.
- Rosato, D. V., & Rosato, M. G.Süstimisvormimise käsiraamat. Springer, 2000.
