Wydział Technologii Form (MTD) Stowarzyszenia Inżynierów Tworzyw Sztucznych (SPE) od wielu lat organizuje wykłady techniczne na konferencjach ANTEC. Na początku tego roku zarząd MTD podekscytowany udał się do San Antonio, zorganizował spotkanie i przeprowadził dyskusje na temat technologii formowania z przedstawicielami przemysłu i środowisk akademickich. Jednak pandemia COVID-19 zmusiła SPE do przeglądu planu i przekształcenia spotkania w spotkanie online.

Konferencja SPE ANTEC 2020: internetowa odbywa się od marca do maja i trwa sześć tygodni. MTD prowadziło wykłady techniczne online w ramach konferencji Zoom, zapewniając w ten sposób więcej czasu na sesje pytań i odpowiedzi oraz wirtualne interakcje. Rada Dyrektorów MTD jest bardzo usatysfakcjonowana wzrostem liczby uczestników przysłuchujących się wystąpieniu oraz skutecznością dalszych pytań i odpowiedzi oraz dyskusji. Jednocześnie uczestnicy zwrócili uwagę na znaczenie komunikacji twarzą w twarz, wskazując, że dialog twarzą w twarz jest bardziej efektywny.

Dyskusja skupiła się na różnych technikach funkcjonalizacji, w tym ultraszybkim teksturowaniu laserowym, modyfikacji powierzchni powłoki i aktywacji powierzchni za pomocą plazmy.

Różne zespoły przedstawiły swoje projekty badawcze na różnych uniwersytetach w różnych krajach, takich jak Stany Zjednoczone, Włochy i Niemcy. Wysokiej jakości wykłady poprowadzili młodzi absolwenci, z których wszyscy wykazali się ogromnym entuzjazmem dla innowacji w zakresie technologii form i produkcji form. Ponadto treść techniczna wykładu zwraca uwagę na właściwości i funkcje powierzchni formy.

Chociaż każdy projekt jest wyjątkowy, wyłonił się temat przewodni, to znaczy współpracują ze sobą, aby zidentyfikować i przetestować innowacyjną wydajność powierzchni form wtryskowych. Dyskusja skupiła się na różnych technikach funkcjonalizacji, w tym ultraszybkim teksturowaniu laserowym, modyfikacji powierzchni powłoki i aktywacji powierzchni za pomocą plazmy. Znaczące korzyści, jakie przynoszą te zaawansowane technologie, przyniosą ekscytujące możliwości branży produkcji form.

Właściwości powierzchni wyrobów z tworzyw sztucznych zostały z powodzeniem wykorzystane w różnorodnych zastosowaniach i segmentach rynku poprzez formowanie wtryskowe. Teksturowanie może tworzyć cechy powierzchni w wielu skalach, od milimetrów do nanometrów. Ogólnie powierzchnia formy ma określoną teksturę, która może odtwarzać określone funkcje powierzchni na produktach formowanych wtryskowo. Zaimplementowano różne funkcje, takie jak antybakteryjne, optyczne, estetyczne, tarcia itp.

Biorąc pod uwagę funkcjonalizację powierzchni formy, dostępne informacje są ograniczone. Generalnie istnieją dwie główne metody funkcjonalizacji formy: generowanie powierzchni lub teksturowanie oraz modyfikacja powierzchni. Teksturę powierzchni formy można uzyskać poprzez trawienie, mikroobróbkę, fotolitografię, ablację laserową i inne metody. Większość technologii wymaga dedykowanego sprzętu i wykwalifikowanych techników, aby zapewnić dokładność i precyzję na poziomie mikronowym lub submikronowym. Producenci form zazwyczaj uzyskują te zasoby od dedykowanych partnerów, którzy skupiają się wyłącznie na projektowaniu i produkcji tekstur powierzchni.

Z drugiej strony powłoka może zmienić mechaniczne i chemiczne właściwości powierzchni poprzez osadzanie cienkiej warstwy materiału ceramicznego. Ta metoda pomaga wydłużyć żywotność narzędzia, rozwiązując problemy ze zużyciem, które mogą się pogorszyć, gdy stosuje się żywice o wysokiej lepkości lub żywice wypełnione. Jednak oddziaływanie na granicy faz polimer/powłoka nie jest bezpośrednie, dlatego chemia granicy faz i termodynamika przetwarzania odgrywają ważną rolę.

Chociaż każdy projekt jest wyjątkowy, wszystkie skupiają się na identyfikacji i testowaniu innowacyjnych właściwości powierzchni form wtryskowych, wywołując dyskusje na temat nowych możliwości w branży produkcji form.

Pleśń obróbka powierzchniowa

Aby zrozumieć wpływ określonej obróbki powierzchni formy na proces formowania wtryskowego, konieczne jest zbadanie zjawisk na styku, które nie są łatwe do monitorowania. Badacze ci wykorzystują czujniki, okablowanie maszynowe i analizę danych do oceny wpływu powierzchni formy na proces formowania wtryskowego. Proponuje się trzy główne ustalenia: (1) wpływ właściwości powierzchni na wypełnienie polimerowe; (2) rozbiórka; (3) aktywacja wtrysku wielu materiałów.

1. Wpływ na wypełnienie: zastosowanie lasera femtosekundowego do odkształcenia formy wtryskowej w zakresie submikronowym

Naukowcy z Wydziału Inżynierii Tworzyw Sztucznych Uniwersytetu Massachusetts Lowell przedstawili wyniki współpracy z Wydziałem Inżynierii Przemysłowej Uniwersytetu w Padwie we Włoszech. Zespół przeanalizował wpływ tekstury powierzchni na przepływ wypełnienia polimerem i odnotował korzystne zmniejszenie ciśnienia wtrysku. Lasery femtosekundowe są wykorzystywane do generowania fal o wielkości poniżej jednego mikrona (lub 0.04 tysięcznej cala). Proces teksturowania wykorzystuje wysoką energię na jednostkę powierzchni (skumulowany strumień) dostarczaną na powierzchnię formy, kontrolując w ten sposób wielkość i regularność mikrostruktur i nanostruktur.

Należy zauważyć, że laser nie dokonuje bezpośredniej ablacji stali. Jednak nadal zachowuje swój „odcisk palca” podczas skanowania. Powstałe struktury submikronowe to indukowane laserowo periodyczne struktury powierzchniowe (LIPSS), a ich zastosowanie w formowaniu wtryskowym tworzyw sztucznych rośnie.

Kontrolując kierunek polaryzacji wiązki laserowej, tekstura układa się w kierunku innym niż kierunek przepływu polimeru. Do sprawdzenia jakości tekstury użyli zaawansowanego sprzętu metrologicznego (takiego jak skaningowy mikroskop elektronowy i mikroskop sił atomowych). Następnie do pomiaru ich wpływu na ciśnienie wtrysku wykorzystano eksperymentalne urządzenie do formowania wtryskowego, w którym różne wkładki formy zostały wymienione w podstawie formy.

Po wyrównaniu z przepływem polimeru, efektem struktury jest zmniejszenie ciśnienia wtrysku o 7%. W demonstracji naukowcy wzięli pod uwagę zachowanie reologiczne stopionego polimeru we wnęce, aby wyjaśnić ten efekt. Submikronowa tekstura ułatwia ślizganie się stopionego polimeru na styku z powierzchnią formy. Wyniki mogą pomóc w projektowaniu cieńszych tworzyw sztucznych, stwarzając tym samym możliwości zmniejszenia zużycia tworzyw sztucznych. Podobnie teksturę można wykorzystać do poprawy przetwarzania żywic o wysokiej lepkości, takich jak żywica inżynieryjna lub poużytkowa.

Ustawienie formy wtryskowej służy do badania efektu teksturowania na etapie napełniania. Źródło obrazu: Wydział Inżynierii Tworzyw Sztucznych Uniwersytetu Massachusetts Lowell oraz Wydział Inżynierii Przemysłowej Uniwersytetu w Padwie.

Zespół naukowców złożył niedawno wniosek patentowy na tę technologię (Patent włoski N.102018000001348, International PCT/EP2019/050818) i będzie nadal badał podstawowe aspekty interakcji między polimerem a formą.

2. Wpływ na natryskiwanie: zmniejsz siłę odkształcania poprzez modyfikację powierzchni

Naukowcy z Gemeinnützige KIMW-Forschungs-GmbH (Luedenscheid, Niemcy) i Kunststoff-Institut Fürdiemittelständische Wirtschaft NRW GmbH (Luedenscheid, Niemcy) wspólnie badali wpływ powlekania powierzchni formy na siłę wtrysku. Siła wypychania oceniana na formie narzędzia skupia się na momencie tarcia pomiędzy formowanym tworzywem sztucznym a powlekaną wkładką formy.

Wykorzystali eksperymentalne urządzenie do zbadania wpływu właściwości powierzchni formy na parametry formowania wtryskowego i właściwości żywicy. Wykorzystali powłoki TiN, CrN i chemiczne Ni + BN do modyfikacji powierzchni wnęki. Wzięli również pod uwagę różne tekstury form, takie jak piaskowanie, polerowanie lustrzane, EDM, trawienie chemiczne i inne różne polerowane powierzchnie.

Wyniki pokazują, że różne żywice będą powodować bardzo różne zachowania tarcia statycznego i dynamicznego po wyrzuceniu, a niektóre polimery (na przykład POM) wykazują bardzo stabilne zachowanie, podczas gdy w przypadku innych polimerów (na przykład PC / ABS) powtarza się odchylenie standardowe między pomiary siły wyrzutu są znacznie wyższe.

W porównaniu z niepowlekanymi ostrzami, powłoka może skutecznie zmniejszyć tarcie statyczne i dynamiczne. Warto jednak zauważyć, że obróbka różnymi żywicami może dawać różne efekty, co wskazuje, że należy zbadać interakcje polimer/forma podczas procesu wtrysku. Większa chropowatość powierzchni wynika z większej przyczepności i zwiększonej siły natrysku.

3. Wpływ na klejenie: aktywacja powierzchni online w formowaniu wielowtryskowym

Naukowcy z Paderborn School of Art na Uniwersytecie Paderborn (Niemcy) przeprowadzili badanie, w którym wykorzystali technologię aktywacji plazmy do połączenia powierzchni dwóch polimerów w formie wtryskowej. Korzystanie z technologii InMould-Plasma może wiązać niekompatybilne żywice podczas formowania wtryskowego wielu materiałów.

Aktywacja powierzchni za pomocą plazmy (częściowo lub całkowicie zjonizowanym gazem) jest szeroko stosowaną techniką łączenia. Jednak obróbka końcowa jest zwykle wykonywana poza formą. W swojej pracy naukowcy badali integrację technologii w formie, eliminując w ten sposób dodatkowe etapy przetwarzania.

Forma wtryskowa wyposażona w system aktywacji i wiązania powierzchni InMould-Plasma. Źródło obrazu: Paderborn College of Art na Uniwersytecie Paderborn.

Eksperyment przeprowadzono przy użyciu technologii InMould-Plasma, która została zintegrowana z modułowym, trzystanowiskowym, dwukomponentowym narzędziem do obtrysku. Forma wykorzystuje miękkie i twarde polimery do produkcji odklejanych próbek. Na pierwszym stanowisku formowania wtryskowego (niebieska płyta formy) po nieruchomej stronie formy formowana jest kwadratowa płyta. Druga stacja (zielona płyta formy) to stacja plazmowa, która wysuwa się przed wcześniej wtryskiwaną płytę. Aktywacja powierzchniowa przebiega według wzoru krętych kanałów, w których przepływa plazma. Na koniec wstrzyknij drugi polimer na sfunkcjonalizowaną powierzchnię trzeciego stanowiska (szablon brązowo-czerwony).

Pomiar wytrzymałości na odrywanie (PP/TPU) normalnie niekompatybilnych polimerów (takich jak polipropylen i poliuretan) pokazuje skuteczność aktywacji powierzchni plazmy. Wyniki pokazują, że kompatybilność materiału jest znacznie zwiększona, a wytrzymałość na odrywanie jest poprawiona (tj. powyżej 12.5 N/mm).

Link do tego artykułu: Dostępne są trzy nowe technologie obróbki powierzchni formy!

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Metalowa blacha, beryl, stal węglowa, magnez, 3D drukowanie, precyzja Obróbka CNC usługi dla przemysłu ciężkiego, budowlanego, rolniczego i hydraulicznego. Nadaje się do tworzyw sztucznych i rzadkich obróbka stopów. Może toczyć części o średnicy do 15.7 cala. Procesy obejmują obróbka szwajcarskaprzeciąganie, toczenie, frezowanie, wytaczanie i gwintowanie. Zapewnia również polerowanie metali, malowanie, szlifowanie powierzchni i wał usługi prostowania. Zakres produkcji wynosi do 50,000 XNUMX sztuk. Nadaje się do śrub, złączy, Łożyskopompa, biegobudowa skrzyniowa, suszarka bębnowa i podajnik obrotowy zawór Applications.PTJ opracuje strategię z Tobą, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel, Zapraszamy do kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ) bezpośrednio do nowego projektu.