В този материал ще се опитаме да вместим всичката информация, която знаем и сме научили сами през годините опит в производството на пластмасови изделия.
Шприцването е един от основните методи за производство на пластмасови детайли. Повече от една трета от всички пластмасови изделия са произведени чрез шприцване. А шприцформата (матрицата) е един от основните компоненти в този процес.
Шприцването се появява в края на 1800-те години. Техниката се развива от производство на предмети като копчета и гребени до изделия употребявани в медицината, индустрията и космонавтиката. Изобретяването на шприцването се преписва на Джон Уесли ( John Wesley Hyatt ), който инжектира целулид (Celluloids са клас съединения, създадени от нитроцелулоза и камфор, с добавени багрила и други агенти) във форма.
John Wesley Hyatt
В резултат на това той получава идеално кръгли топки, които използва като заместител на слоновата кост, която била използвана за направата на топки за билярд. През 40-те години на миналия век технологията бързо се разширява поради голямото търсене на евтини, масово произвеждани продукти използвани във Втората Световна Война.
През 1946 година американския изобретател Джеймс Уотсън (James Watson Hendry) построява първия шприц автомат с шнек и винт. Това позволява да се извършва много по-прецизен контрол върху скоростта и налягането на шприцването на материала. Благодарение на това качеството на произвежданите артикули се увеличава многократно. Тази машина позволява също материала да се смесва преди разтапянето, което от своя страна допуска добавянето на оцветители и рециклирана суровина.
Основната концепция на шприцването е поставянето на материала (пластмаса) в разтопено състояние в шприцформата. Така полимера приема необходимата форма с помощта на темпериране и налягане.
Има няколко начина за производство на пластмасови изделия : бластване, шприцване, вакумно формоване, ротационно формоване и др. Всеки един от тях има своите предимства и недостатъци. Ние естествено ще се спрем единствено на метода шприцване.
Шприцването е метод при който пластмасовата суровина преминава през редица машинни компонента в следствие на което се формова пластмасовото изделие. Първичния материал – пластмаса постъпва в нагрятия до необходимата температура шнек през т.нар бункер. Тук пластмасата се темперира до превръщането й в течно състояние. Консистенцията й в повечето случай наподобява смес за кекс. Вече втечнената суровина се вкарва в шприцформата благодарение на възвратно-постъпателното движение на винта разположен в шнека. През целия процес на вкарването на материала в шприцформата, налягането трябва да бъде постоянно до втвърдяването на пластмасата във формата зададена от шприцформата. По-детайлна информация за шприцавтомата можете да намерите тук.
Цикъл на шприцване
Един от най-важните фактори при производството на пластмасови детайли е техният цикъл на шприцване. Именно той определя качеството на детайла и неговата себестойност. Накратко цикъла на шприцване е поредица от действия извършени от шприцавтомата за единица време. В края на всеки цикъл имаме произведени пластмасови детайли. Техният брой се определя от гнездата на шприцформата с която се работи. Времето за един цикъл се определя от големината на пластмасовото изделие, техническите характеристики на материала и сложността на формата. По-краткото време за производство на единица изделие води до по-ниската му себестойност и респективно по-голяма печалба. Когато времето за шприцване отговаря на гореспоменатите изисквания това гарантира качеството на произведените елементи. Ако обаче се прибегне до съкращаване на цикъла с цел по-голяма печалба това може да доведе до по-ниско качество на детайла. Изваден от формата детайл преди да изтече неговото време за изстиване получава видими и невидими деформации. За да отговорим на въпроса „Защо?“ ще обясним малко по-подробно за охлаждането на детайла във формата.
Веднъж шприцвана, разтопената пластмаса заема формата зададена от шприцформата. От тук нататък следва нейното охлаждане. Да вземем за пример едно обикновено зарче. Изстиването на пластмасата става отвън-навътре. След първите няколко секунди стените на зарчето ще бъдат вече твърди, докато сърцевината му ще бъде все още в течна форма. Ако въпросното зарче бъде изхвърлено в това състояние то ще се деформира. Разликата в състоянието на материала и неговата температура ще предизвикат така нареченото всмукване. Стените на изделието няма да бъдат прави, а вдлъбнати навътре.
