Изготовление изделий из пластика включают в себя процессы проектирования, производства и сборки продуктов из пластика или композитов, содержащих пластик. На сегодняшний день известно множество способов изготовления пластмассовой продукции, учитывая большое разнообразие изделий из пластмассы. Каждый метод подходит для изготовления определенных конструкций из-за своих уникальных преимуществ и недостатков. Сегодня пластмассовые изделия довольно популярны среди производителей из-за своих двух основных свойств, а именно, пластичности и экономической эффективности. Эти два свойства делают пластик универсальным и долговечным для использования в широком спектре продукции в различных отраслях промышленности.

Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Пластик делится на две основные категории; термореактивные пластмассы и термопласты. Эти две категории определены на основе их способности принимать желаемые формы в условиях температуры и давления. Пластмассы, которые можно формовать снова и снова, — это термопласты. Их молекулярная структура позволяет полимерам снова и снова размягчаться, плавиться и изменять форму. Напротив, термореактивные пластмассы, также известные как термореактопласты, не могут быть повторно формованы.

Эти две категории пластика делятся на несколько типов в зависимости от молекулярной структуры. Эти типы полимерных материалов используются в различных отраслях промышленности для производства продуктов с правильными характеристиками. К семи типам пластмасс относятся:

Полиэтилентерефталат

Полиэтилен высокой плотности

Поливинил хлорид (ПВХ)

Полипропилен

Полистирол

Прочие

Методы изготовления пластиковых изделий
Существует множество способов изготовления пластика в зависимости от отличительных характеристик и получаемого продукта. Наиболее распространенные методы формования пластика:

Сварка пластика

Компаундирование

Пластиковое ламинирование

Литье под давлением

Пластиковая экструзия

Термоформование

Штамповка

Пултрузия

Прессование

Вакуумное литье

Сварка пластика
Сварка пластмасс, как и любой другой метод сварки, включает плавление двух или более деталей, которые необходимо соединить, и между ними создается молекулярная связь.

Сварка пластмасс состоит из трех основных этапов: прессование, нагрев и охлаждение. Чтобы соединить два разных типа полимеров, используется наполнитель, особенно когда эти два пластика имеют значительную разницу в температурах плавления. Этот фильтрующий материал создает адгезионную связь между двумя пластиками, которая обеспечивает большую прочность. Сварка пластмасс может осуществляться несколькими методами, включая контактную сварку, вращение, высокочастотную вибрацию, выделение горячего газа и т. д. Эти методы в значительной степени различаются на основе учета охлаждения, механических соображений и некоторых общих правил процесса.

Изготовление деталей из пластиков. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Комбинирование пластиковых изделий
Второй метод изготовления пластика — это комбинирование пластика, также известное как метод смешивания. В этом методе два или более типов пластика комбинируются вместе с добавками для образования слияния.

Позже из него формируются различные части с помощью форм, штампов и некоторых других формующих инструментов. Цель этого метода — создать материал, который легко обрабатывать и который может обеспечить требуемые характеристики, поскольку этот процесс изменяет тепловые, физические, электрические и эстетические характеристики пластика. Есть несколько распространенных смесей пластмасс, включая полимерные наполнители, маточные смеси пигментов, базовые смолы, пенообразователи и составы для продувки.

Пластиковое ламинирование
В методе ламинирования пластика различные слои пластика удерживаются вместе, создавая барьер на поверхности другого материала. Этот метод не только улучшает долговечность и эстетику продукта, но и снижает потенциальную потребность в техническом обслуживании за счет защиты чувствительного и подверженного порче материала.

Существует два распространенных типа пластикового ламинирования: пленка и пропитка. В обоих типах для создания барьера применяется тепло и давление. С другой стороны, ламинирование пленкой считается более эффективным, чем ламинирование пропиткой. Хотя нанесение пропитки часто используется для создания адгезионных слоев между обычными материалами, такими как бумага, ткань и т. д.

Основным недостатком этого процесса является то, что это трудоемкий процесс, поэтому скорость производства очень низкая по сравнению с другими методами изготовления пластмассовых изделий. Однако этот метод позволяет получать пластик, обладающий такими свойствами, как прочность, жесткость и термостойкость, намного превосходящими другие.

Пластиковое ламинирование. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Формование пластика
Формование пластика — один из старейших процессов, который до сих пор популярен среди производителей пластмассовых изделий. При формовании пластмасс пластик нагревается, плавится и переносится в форму для затвердевания вокруг / внутри нее.

Процессы формования пластика бывают различных типов, некоторые из которых описаны ниже.

Литье под давлением
При литье под давлением расплавленный пластик впрыскивается в пресс-форму и затем охлаждается для получения отформованных изделий. Это один из самых универсальных методов формования, известных сегодня. Его можно использовать как для изготовления крупных деталей, таких как автомобильные части, так и для совсем небольших, таких как хирургическое оборудование. Этот процесс имеет высокие накладные расходы, но их можно преодолеть, используя литье под давлением для массового производства.

Процесс литья под давлением включает в себя этапы загрузки гранулированного пластика в термопластавтомат, расплавление гранул под влиянием силы трения и дополнительного тепла от кольцевых нагревателей цилиндра, инъекция пластика в форму, охлаждение и отверждение детали, а также финальное извлечение готового изделия.

Литье под давлением может быть самых разнообразных типов: литье в холодноканальные пресс-формы, литье в горячеканальные формы со спиральными нагревателями, гибкими или патронными ТЭНами, Литье под давлением с раздувом заготовки, литье со вставкой, с формованием, с комбинацией различных материалов и прочие.

Литье под давлением. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Компрессионное формование
При компрессионном формовании пластик нагревается, а затем сжимается с помощью силового прижима для получения желаемой формы с последующим отверждением, чтобы конечный продукт сохранял целостность и не деформировался. Этот процесс широко используется для изготовления изделий различной длины, толщины и сложности. Конечный продукт, полученный методом компрессионного формования, прочнее, легче, жестче и устойчивее к коррозии, чем детали, изготовленные из металлов. Еще одно важное преимущество этого метода — возможность размещения сложных конструкций. Хотя скорость этого метода не совсем сопоставима со скоростью литья под давлением, но он предлагает больше возможностей, чем любой другой процесс формования.

При компрессионном формовании могут использоваться инфракрасные нагреватели для предварительного нагрева заготовки, патронные ТЭНы для металлических форм, Тэны для нагрева воздуха, плоские нагреватели для форм и прочие.

Компрессионное формование. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Ротационное формование
Ротационное формование, также известное как роторное формование, представляет собой метод изготовления пластмасс, который используется для изготовления полых деталей. Он использует вращательные движения для покрытия внутренней части формы нагретым пластиком, чтобы сформировать слой поверх слоя, в конечном итоге создавая желаемую деталь. Накладные расходы в этом процессе очень низки по сравнению с другими методами формования, потому что здесь нет давления, поэтому пресс-форма стоит недорого.

По вышеупомянутой причине этот процесс экономичен даже при небольших производственных партиях. Этот метод используется для изготовления разнообразной продукции, поскольку нет ограничений по форме или размеру формы, что позволяет использовать ее в тысячах случаев.

Еще одно главное преимущество этого метода состоит в том, что практически отсутствуют отходы, поскольку весь лишний пластик можно использовать для производства следующей детали. Некоторые области применения ротационного формования включают каноэ, автомобильные детали, игрушки и буи.

Ротационное формование. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Выдувное формование
Выдувное формование — это еще один процесс изготовления пластика, который включает нагревание пластика и его передачу в форму. В этом методе трубки из пластика, называемые заготовкой, нагреваются и переносятся в форму, а затем при открытии трубки вдувается воздух, чтобы надуть трубку до желаемой формы.

Материал, используемый в этом методе, представляет собой термопластичные гранулы, которые могут быть полиэтиленом высокой плотности, полипропиленом, полистиролом или поливинилхлоридом. В выдувном формовании существует три основных типа: экструзионное формование с раздувом, литье под давлением с раздувом и литье под давлением с раздувом и вытяжкой. Хотя в каждом подтипе несколько ступеней отличаются друг от друга, но основные принципы остаются неизменными, воздух вдувается в нагретые пластиковые трубки для получения желаемой формы. Этот метод популярен при изготовлении бутылок, топливных баков и т. д.

Самым важным преимуществом выдувного формования является низкая стоимость инструмента и пресс-формы, а также высокая производительность. Однако изделия, изготовленные выдувным формованием, имеют ограниченную прочность.

Выдувное формование. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Экструзия пластика
Экструзия пластика — это непрерывный процесс, при котором гранулированный пластик нагревается и проталкивается через камеру, чтобы сформировать непрерывный профиль, такой как трубы, пленки, ограждения, перила настила, оконные рамы и т. д. Расплавленный пластик, называемый расплавом, вытягивается внутри нагретого кольцевыми нагревателями цилиндра экструдера, а затем выталкивается из фильеры, чтобы получить желаемую форму. Это крупносерийный производственный процесс.

Процесс экструзии начинается с подачи пластиковых гранул в камеру экструдера из бункера. Затем эти гранулы постепенно расплавляются за счет нагрева, вызываемого вращением шнека внутри камеры и нагревателей цилиндра, сопла и фильеры. Позже расплавленный пластик помещается в матрицу, которая придает ему желаемую геометрию и позволяет расплавленному пластику остыть.

Производители предпочитают пластиковую экструзию из-за ее скорости, воспроизводимости и прочности. Кроме того, изделия, изготовленные с помощью этого метода, выдерживают нагрузки лучше, чем любой другой метод изготовления пластмасс, поскольку экструдированные пластмассы не имеют швов в их непрерывном профиле.

Экструзия пластика. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Термоформование
Термоформование — это еще один процесс производства пластмасс, при котором термопласты нагреваются (зачастую при помощи инфракрасных нагревателей) и изменяют форму под давлением. Это уникальный процесс, который включает использование очень тонкого пластика и выполняется различными методами, включая гибку пластиковых листов и вакуумное формование. В этом процессе стоимость оснастки значительно ниже по сравнению с другими процессами изготовления, потому что термоформованная деталь не требует условий высокой температуры и давления для изготовления.

Из-за этого пресс-форма, используемая при термоформовке, часто изготавливается из дерева, гипса, пластика или алюминия. Это универсальный и эффективный процесс. Обычно он используется для упаковки пищевых продуктов, изготовления одноразовых стаканчиков, игрушек, лобового стекла самолетов и подносов в кафетерии.

Термоформование. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Вырезка по штампу
Вырезание штампами — еще один процесс изготовления пластмассовых изделий, в котором используются специализированные машины и станки для преобразования сырья путем резки и формовки в нестандартные формы и стили. Это гибкий метод, поддерживающий настройку. Процесс высечки штампов подходит для широкого диапазона геометрических форм. Он также находит применение в различных областях, включая неопрен для высечки, прокладку, бумагу для высечки, упаковку, высечку ткани и производство пенопласта для высечки.

Высечка штампованием — один из наиболее эффективных методов резки пленок и тонких пластиковых листов на готовые детали. Ряд обычных пластиков, изготавливаемых в процессе высечки, — это поликарбонатная пленка, полиэфирная пленка и лист HDPE. К преимуществам этого процесса можно отнести высокую скорость производства, возможность использования неквалифицированной рабочей силы, дешевую оснастку и т. д.

Вырезка по штампу. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Пултрузия
Пултрузия — это процесс, при котором на волокна действуют непрерывные силы во время непрерывного механического движения. Плетеные волокна сначала протягиваются через ванну с расплавленным пластиком, а затем протягиваются двумя нагретыми металлическими матрицами. Пултрузия подходит для изготовления как твердых, так и полых деталей, таких как плоские стержни, трубы и т. д. Для пултрузии используются плоские нагреватели, патронные Тэны и трубчатые нагреватели.

Хотя это дорогостоящий процесс из-за требований к инструментам, пултрузия отличается высокой гладкостью и прочностью деталей, которые она производит. В зависимости от состава полимерной ванны изделия также могут быть защищены от огня, тепла, электричества, химикатов или факторов окружающей среды. В результате его часто используют при производстве мебели и оборудования для химических заводов или сельскохозяйственных предприятий. Этот метод лучше всего подходит для деталей, для которых размерный допуск является критическим аспектом и требует больших объемных фракций волокна.

Несколько преимуществ этого метода включают низкую частоту соскабливания, точный контроль объема волокна и отличное выравнивание. Минимальным ограничением этого процесса является потребность в первоначальных вложениях, квалифицированной рабочей силе и т. д.

Пултрузия. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Прессование
Процесс прессования — это еще один процесс изготовления пластиковых изделий. Удары наносятся на заготовки с помощью молотка или другого инструмента для придания им заданной формы. Материалы становятся прочнее при литье или металлургической обработке, что придает им ударопрочность.

Прессование подразделяют на два типа в зависимости от температуры, используемой во время процесса: холодное прессование и горячее прессование. Горячее прессование — это метод, при котором заготовка нагревается, а затем придается заданная форма. При ударе по заготовке при температурах выше температуры рекристаллизации газ из ткани вытесняется наружу, улучшая зернистую структуру во время рекристаллизации и, следовательно, делая ее прочнее.

С другой стороны, холодное прессование формирует пластик, ударяя по нему при температуре окружающей среды. Холодное прессование обеспечивает хорошую точность и повышенную вязкость. Этот метод используется для производства таких продуктов, как инструменты, столовые приборы и детали для автомобилей и железных дорог.

Прессование. Производство пластиковых изделий от компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ

Вакуумное литье
Вакуумное литье, иногда называемое литьем из полиуретана, использует силиконовые формы для формования пластмассовых и резиновых компонентов под вакуумом. Это особенно адаптируемый производственный процесс, способный имитировать литье под давлением для поставки сложных деталей из полиуретановых смол и литого нейлона.

Поскольку этот метод находится под вакуумом, он дает высококачественное литье без пузырей с гладкой текстурой поверхности и без дефектов. Вакуумное литье — один из наиболее экономически эффективных способов поставки высококачественных пластмассовых деталей небольшого объема, которые могут быть почти такими же, как детали для литья под давлением. Детали особенно подходят для испытаний формы, подгонки и производительности на этапах разработки вариантов воплощения, где они будут использоваться для маркетинга, полевых пользовательских испытаний и проверки дизайна товаров.

На рынке имеется множество полимеров для вакуумного литья, которые можно использовать для создания деталей, удовлетворяющих широкому спектру требований к дизайну, таких как температурные требования, различные текстуры поверхности, твердость и т. д. Также доступны материалы для изготовления полностью непрозрачных, прозрачных или полупрозрачных деталей. Иногда высококачественный полимерный продукт получают с использованием вакуумного литья для литья по выплавляемым моделям, чтобы расширить более мелкие детали сложных деталей.