Injekcijsko brizganje je proizvodni postopek, ki se široko uporablja za izdelavo predmetov od igrač in plastičnih drobtin do avtomobilskih karoserij, steklenic z vodo in ohišij za mobilni telefon. Tekoča plastika se sili v kalup in strdi - sliši se preprosto, vendar je zapleten postopek. Uporabljene tekočine se razlikujejo od vročega stekla do različnih plastičnih mas - termoplastične in termoplastične.
Zgodovina
Prvi stroj za brizganje je bil patentiran leta 1872, celuloid pa so uporabljali za izdelavo preprostih vsakdanjih predmetov, kot so glavniki za lase.
Takoj po drugi svetovni vojni je bil razvit zelo izboljšan postopek brizganja - vijačenje z vijaki in je danes najbolj razširjena tehnika. Njegov izumitelj James Watson Hendry je pozneje razvil "pihanje", ki se uporablja na primer za proizvodnjo sodobnih plastičnih steklenic.
Vrste plastike
Plastika, uporabljena pri brizganju, je polimer - kemikalije - bodisi termoplastične bodisi termoplastične. Termoreaktivne plastike nastavimo z uporabo toplote ali s katalitično reakcijo. Ko jih očistimo, jih ni mogoče ponovno taliti in uporabiti - postopek sušenja je kemičen in nepovraten. Termoplastiko pa lahko segrejemo, stopimo in ponovno uporabimo.
Termosetna plastika vključuje epoksi, poliestra in fenolne smole, termoplastika pa najlon in polietilen. Za brizganje je na voljo skoraj dvajset tisoč plastičnih spojin, kar pomeni, da obstaja popolna rešitev za skoraj vse zahteve po oblikovanju.
Steklo ni polimer in zato ne ustreza sprejeti definiciji termoplastike - čeprav jo je mogoče topiti in reciklirati.
Plesen
Izdelava kalupov je bila v preteklosti zelo visoko usposobljena obrt ("die-making"). Kalup je običajno v dveh glavnih sklopih, stisnjenih skupaj v stiskalnici. Izdelava plesni pogosto zahteva zapleteno zasnovo, več operacij strojev in visoko stopnjo spretnosti.
Orodje je običajno jeklo ali berilijev baker, ki se uporablja za izdelavo plesni, termična obdelava zahteva njegovo strjevanje. Aluminij je cenejši in enostavnejši za strojno obdelavo, zato ga je mogoče uporabiti za krajšo vožnjo. Dandanes so računalniško nadzorovane tehnike rezkanja in iskreče erozije („EDM“) omogočile visoko stopnjo avtomatizacije procesa izdelave plesni.
Nekateri kalupi so zasnovani za izdelavo več povezanih delov - na primer modelni model letala - in ti so znani kot družinski kalupi. Druge oblike plesni imajo lahko več kopij („vtisov“) istega izdelka, izdelanega v enem „posnetku“ - to je ena injekcija plastike v kalup.
Kako deluje injekcijsko prešanje
Obstajajo tri glavne enote, ki sestavljajo stroj za brizganje - dovodni rezervoar, grelnik in loputa. Plastika v rezervoarju je v obliki zrna ali prahu, čeprav so nekateri materiali, kot je silikonska guma, lahko tekočina in jih ni treba segrevati.
Ko je v vroči tekoči obliki, tep ("vijak") prisili tekočino v tesno stisnjen kalup in tekočino. Bolj viskozna staljena plastika zahteva višje tlake (in večje obremenitve stiskalnice), da silijo plastiko v vsako vrzel in vogal. Plastika se ohladi, kovinski kalup odvaja toploto in nato stiskalnico ciklično odstranimo.
Toda za termoreaktivne plastike se bo kalup segrel za nastavitev plastike.
Prednosti injekcijskega oblikovanja
Injekcijsko brizganje omogoča izdelavo zapletenih oblik, od katerih je nekatere skoraj nemogoče izdelati na kakršen koli drug način.
Širok nabor materialov omogoča skoraj natančno ujemanje fizikalnih lastnosti, ki jih zahteva izdelek, in večplastno oblikovanje omogoča prilagajanje mehanskih lastnosti in privlačen vizualni videz - tudi v a zobna ščetka
Po obsegu gre za poceni postopek, verjetno z minimalnim vplivom na okolje. V tem procesu je nastalo malo ostankov, odpadki, ki nastanejo, se ponovno zmletijo in ponovno uporabijo.
Slabosti injekcijskega oblikovanja
Naložba v orodjarstvo - izdelava kalupov - običajno zahteva veliko proizvodnjo, da se naložba izterja, čeprav je to odvisno od posameznega izdelka.
Za izdelavo orodja je potreben čas razvoja, nekateri deli pa se ne dajo na praktičen način oblikovanja.
Ekonomika injekcijskega oblikovanja
Kakovostni kalup, čeprav z relativno visokimi stroški, bo lahko ustvaril sto tisoč "vtisov".
Sama plastika je poceni in kljub energiji, potrebni za segrevanje plastike in kroženje pritisnite (da odstranite vsak vtis), postopek je lahko ekonomičen tudi za najosnovnejše predmete, kot je steklenica kapice.
Poceni injekcijsko brizganje je na koncu privedlo do razpoložljivost - na primer britvice in kemične svinčnike.
Vsako leto se razvije več sto novih plastičnih spojin in sodobnih tehnik izdelave kalupov, injekcijsko brizganje pa se bo še naprej povečevalo v naslednjih petdesetih letih. Čeprav se plastike s termoizolacijo ne da reciklirati, se tudi njihova uporaba, zlasti za visoko precizne sestavne dele, povečuje.