به دلیل ویژگیهای جریان سخت مواد و الزامات زیباییشناختی بالا، قالبگیری پلاستیک شفاف کاری چالشبرانگیزتر از قالبگیری پلاستیک معمولی است. این پست یک معرفی جامع از مواد پلاستیک شفاف و قالبگیری تزریقی پلاستیکهای شفاف ارائه میدهد و همچنین نکاتی که باید در فرآیندهای طراحی و تولید مورد توجه قرار دهید.
مزایای پلاستیکهای شفاف
کاربردهای بسیاری برای پلاستیکهای شفاف در جهان امروز وجود دارد: چراغها، قطعات خودرو، لوازم خانگی و ظروف غذا/نوشیدنی. در مقایسه با شیشه، پلاستیکها شفافیت قابل مقایسهای ارائه میدهند و همچنین مزایای بسیاری مانند وزن سبکتر، هزینه کمتر، سفتی بیشتر و مقاومت بهتر در برابر ضربه دارند.
نحوه اندازهگیری شفافیت
شفافیت عمدتاً توسط دو پارامتر اندازهگیری میشود:
عبور نور (%)
این نسبتاً ساده است. عبور نور به عنوان درصد نوری تعریف میشود که از ماده شفاف عبور میکند (درصد باقیمانده یا توسط جسم شفاف بازتاب مییابد یا جذب میشود).
هیچ ماده شفاف واحدی نمیتواند عبور نور 100٪ را داشته باشد؛ حتی بهترین شیشه نوری نیز تنها میتواند به عبور نور 95٪ برسد! به طور کلی، برای پلاستیکها، عبور نور حدود 92٪ برای PMMA و 90٪ برای PC است.
مهآلودگی، پراکندگی نور هنگام عبور از یک جسم است؛ این باعث میشود اجسام هنگام نگاه از میان ماده شفاف، ابری یا مهآلود به نظر برسند.
پلاستیک شفاف خوب دارای اندازهگیری مهآلودگی کمتر از 2٪ است، که قابل مقایسه با شیشه است؛ یک ماده شفاف خوب باید عبور نور بالا و اندازهگیری مهآلودگی پایینی داشته باشد.
مواد پراکندهکننده نور: برخی مواد میتوانند دارای عبور نور بالا و در عین حال مقدار مهآلودگی بالا باشند؛ اینها ‘مواد پراکندهکننده نور’ نامیده میشوند. آنها اغلب در پوششهای چراغهای LED و نشانگرهای LED استفاده میشوند، تا نور یکنواختتر و کمتر خیرهکننده شود.
پلاستیکهای شفاف موجود
پلاستیکهای شفاف چندکاره بسیار بیشتری نسبت به آنچه در ابتدا فکر میکنید وجود دارد! بیشتر آنها پلاستیکهای بیشکل هستند، از جمله PMMA (آکریلیک)، PC، PS، PPSU، PES، ABS، AS، PETG، PCTG، و همچنین پلاستیکهای بلوری مانند PET، و حتی PA (نایلون)، PP.
توجه به این نکته مهم است که اینها PP و PA معمولی نیستند، زیرا PP معمولی نیمهشفاف است و PA معمولاً مات است. PP و PA شفاف به طور ویژه اصلاح شدهاند تا نیمهکریستالی یا با کریستالهای بسیار کوچک باشند تا نور همچنان بتواند عبور کند.
در عین حال، پلاستیکهای شفاف الاستیک (یا نرم) وجود دارند، مانند TPU یا PVC. آنها اغلب برای ساخت قاب تلفن استفاده میشوند.
PE و PVC میتوانند به فیلمهای شفاف تبدیل شوند، اما شفافیت آنها با افزایش ضخامت به سرعت کاهش مییابد، بنابراین به عنوان مواد شفاف واقعی در نظر گرفته نمیشوند.
نحوه انتخاب پلاستیک شفاف
هنگامی که پلاستیک شفاف مناسب را برای یک کاربرد انتخاب میکنیم، نه تنها به هزینه و قابلیت ساخت فکر میکنیم، بلکه باید عوامل بسیار بیشتری مانند استحکام مکانیکی، صلبیت، مقاومت در برابر خراش، محدوده دمایی، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر UV، نرخ انقباض، عایقبندی الکتریکی و غیره را نیز در نظر بگیریم.
انتخاب ماده مناسب قبل از شروع تولید قالب بسیار مهم است، در غیر این صورت، تغییر ماده بعداً ممکن است پرهزینه باشد، زیرا ممکن است قالب نیز نیاز به اصلاح متناظر داشته باشد.
هر ماده ویژگیهای خاص خود را دارد. در غیر این صورت، دلیلی برای وجود آن وجود نداشت! به عنوان مثال، PPSU به طور گسترده برای بطریهای شیر نوزادان استفاده میشود، زیرا در آب گرم کاملاً پایدار است و حاوی BPA نیست، اما نسبتاً گران است و رنگ آن کمی مایل به زرد است؛ PETG نیز فاقد BPA است، همچنین استحکام مکانیکی و مقاومت شیمیایی عالی دارد، اگرچه پایداری حرارتی کمتری دارد؛;
PA شفاف (نایلون) بسیار قوی و بادوام است، اما پایداری ابعادی ضعیفی دارد و جذب آب آن نسبتاً بالا است.
با این حال، در زندگی واقعی، پلاستیکهای شفاف پرکاربردترین آنها PMMA و PC هستند. آنها میتوانند اکثر نیازهای کاربردها را برآورده کنند. بنابراین اگر نمیدانید چه چیزی را انتخاب کنید، فقط یکی از آنها را انتخاب کنید. اگر کاربرد شما کاملاً منحصر به فرد است و میخواهید در انتخاب ماده کمک بگیرید، لطفاً با ما تماس بگیرید تا بتوانیم راهنمایی کنیم!
مقایسه بین PMMA و PC
اگر آنها را مقایسه کنیم:
- PMMA شفافترین پلاستیک در بین همه است و ضریب عبور نور آن 92% است، در حالی که برای PC این مقدار 90% است.;
- PMMA شکنندهتر و سفتتر است و در برابر ضربه و با گذشت زمان مستعد شکستن یا ترک خوردن است. از سوی دیگر، PC مقاومت بیشتری در برابر ضربه و انعطافپذیری بیشتری نشان میدهد.
- PC مستعد خراشهای سطحی بیشتری است، در حالی که PMMA مقاومت بیشتری در برابر خراش دارد.
- PC در برابر شرایط جوی مقاومتر از PMMA است. محدوده دمای عملیاتی برای PC میتواند از -45 درجه سانتیگراد تا ... باشد.℃تا 135℃ در مقایسه با PMMA برابر با -40 است℃ تا 70℃.
- PC مقاومت شیمیایی بیشتری نسبت به PMMA دارد.
- PC را میتوان به صورت مقاوم در برابر آتش تولید کرد، در حالی که PMMA این قابلیت را ندارد.
عیوب تزریق برای اجتناب
قطعات شفاف الزامات زیباییشناختی بالایی دارند، بنابراین اجتناب از مسائل ذکر شده در زیر ضروری است. تولید باید توسط اپراتورهای باتجربه انجام شود و بازرسیهای دقیقی باید انجام گیرد.
در طول تولید، نرخ ضایعات تمایل به بالاتر بودن دارد، بنابراین این عامل باید هنگام محاسبه هزینههای تولید در نظر گرفته شود.
- خطوط نقرهای. یا همچنین به عنوان رگههای نقرهای شناخته میشود.
- خطوط جوش. گاهی اوقات اجتناب کامل از آنها دشوار است، اما خطوط جوش بسیار جزئی بسته به نیازهای مشتری و کاربرد، قابل قبول هستند.
- خط جریان.
- نشانههای فرورفتگی.
- ترک خوردگی. به عنوان مثال، PC به دلیل تنش داخلی بالاتر مستعد ترک خوردن است. عملیات حرارتی گاهی اوقات برای قطعات با اندازه بزرگ یا دیوارههای ضخیم مورد نیاز است.
نقاط بحرانی در طراحی و تولید
ماشینکاری و پرداخت با دقت بالا
به دلیل الزامات بالا برای شفافیت نوری و زیباییشناسی جذاب، الزامات سختگیرانهتری برای ماشینکاری و پولیش قالبهای قطعات پلاستیک شفاف اعمال میشود.
برای برخی از اجزای نوری، پولیش قالب باید در یک کارگاه بدون گرد و غبار انجام شود.
ماشینکاری باید در محدوده تحمل دقیق انجام شود، تا پولیشکاری بعدی در حداقل مقدار نگه داشته شود و ویژگیهای هندسی را تغییر ندهد. به این ترتیب، پس از پولیشکاری، اعوجاج یا موجدار بودن را در تصویر منعکس شده مشاهده نخواهید کرد. در غیر این صورت، همان اعوجاج یا موجدار بودن در قطعات پلاستیکی قالبگیری شده نیز ظاهر خواهد شد.
بسیاری از پلاستیکهای شفاف مواد جریان سخت هستند، به عبارت دیگر، آنها جریانپذیری پایینی دارند (معمولاً توسط شاخص جریان مذاب اندازهگیری میشود) یا ویسکوزیته بالایی دارند. این چالشهای بیشتری برای طراحی قالب و کنترل فرآیند قالبگیری به همراه میآورد. جریانپذیری ضعیف میتواند تنش داخلی بیش از حد ایجاد کند که منجر به عیوب تزریقی مانند ترک، خطوط جریان، خطوط نقرهای و حفرههای خلاء میشود.
توصیه میشود که گیت در ناحیه دیواره ضخیم قرار داده شود و در صورت امکان گیت بزرگتر ساخته شود. این به پر کردن سریع و آسان حفره کمک میکند و فشار بستهبندی کافی را برای جبران انقباض در مرحله بستهبندی حفظ میکند.
طراحی قطعه
علاوه بر طراحی گیت و بهینهسازی پارامترهای تزریق، طراحی مناسب قطعه نیز برای حذف عیوب تزریقی احتمالی حیاتی است.
یک قاعده ساده این است که ضخامت دیواره مناسب داشته باشید و آن را در سراسر قطعه یکنواخت نگه دارید. برای PC و PMMA، بهترین حالت این است که ضخامت دیواره بیشتر از 1 میلیمتر باشد. با این حال، در عمل به این آسانی نیست! اگر میخواهید در مورد طراحی خود مشاوره بگیرید، لطفاً با ما تماس بگیرید.
چیز دیگری که باید به آن توجه کرد این است که زاویه جدایش کمی بزرگتر داشته باشید، در غیر این صورت ممکن است خراشهایی در طرف عمودی ایجاد شود.
انجام تحلیل جریان قالب
همیشه توصیه میشود که یک تحلیل جریان قالب انجام دهید، تا بتوانید فشار، دما، تمایل به تشکیل خطوط جوش و حبابهای هوا را بررسی کنید و طراحی گیت و طراحی قطعه را تنظیم دقیق کنید.
تهویه قالب کافی
این برای جلوگیری از به دام افتادن هوا در قالب بسیار مهم است، که منجر به حبابهای هوا، شاتهای کوتاه، فلاش، سوختن ماده و سایر مشکلات میشود. عمق تهویه به ویسکوزیته ماده پلاستیکی بستگی دارد. این تا حدی دلیل این است که تغییر ماده میتواند برای قالبی که قبلاً ساخته شده است مشکلساز باشد.
از یک ماشین تمیز استفاده کنید
اگر پیچها و بشکههای دستگاه تزریق پلاستیک به طور کامل تمیز نشوند، ممکن است نقاط یا ناخالصیهایی در قطعات شفاف قالبگیری شده ایجاد شود. این ممکن است برای هر قطعه اتفاق نیفتد، اما به طور تصادفی در برخی از آنها رخ میدهد. بنابراین قبل از تولید، باید بشکهها و پیچها را به طور کامل تمیز کنیم.
در صورت امکان، استفاده از دستگاه تنها برای محصولات شفاف آسانتر است.
نتیجهگیری
با در نظر گرفتن تمام این موارد، اگر تمام نکات فوق را درک کرده و هنگام طراحی قطعات پلاستیکی شفاف خود آنها را به خاطر داشته باشید، در پایان فرآیند احتمال بیشتری دارد که به نتیجه رضایتبخشی دست یابید.
