วิธีการเลือกวัสดุแม่พิมพ์ฉีดที่เหมาะสม?

การเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมการประมวลผลแม่พิมพ์ฉีดมีผลกระทบสำคัญต่อการฉีดขึ้นรูป ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิต ต้นทุน และคุณภาพของผลิตภัณฑ์พลาสติก บล็อกนี้จะสำรวจเกณฑ์ในการเลือกวัสดุแม่พิมพ์อย่างครอบคลุม และให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับปฏิกิริยาระหว่างวัสดุต่างๆ และวัสดุแม่พิมพ์ ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้จะช่วยให้ผู้ผลิตและนักออกแบบมีข้อมูลในการตัดสินใจและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตการฉีดขึ้นรูป

แม่พิมพ์ฉีดจะต้องทำจากวัสดุที่สามารถทนต่อแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงได้ในระหว่างกระบวนการฉีดขึ้นรูป และต้องเข้ากันได้กับประเภทของพลาสติกที่ต้องการฉีดด้วย การเลือกวัสดุแม่พิมพ์ที่ถูกต้องไม่เพียงแต่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของแม่พิมพ์เท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความสวยงามและความสมบูรณ์ของโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอีกด้วย

การเลือกใช้วัสดุแม่พิมพ์ฉีดที่เหมาะสมต้องคำนึงถึงปัจจัยสำคัญดังต่อไปนี้:

การนำความร้อน: การนำความร้อนสูงเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากจะช่วยลดรอบเวลาโดยการทำให้แม่พิมพ์เย็นลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาประสิทธิภาพการผลิต

ความต้านทานต่อการสึกหรอ: วัสดุแม่พิมพ์จะต้องต้านทานการสึกหรอที่เกิดจากการไหลอย่างต่อเนื่องของพลาสติก โดยเฉพาะวัสดุที่เต็มไปด้วยวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ความต้านทานการกัดกร่อน: พลาสติกบางชนิดอาจปล่อยสารกัดกร่อนออกมา ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ควรเลือกวัสดุแม่พิมพ์ให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเพื่อป้องกันการย่อยสลาย

ความคุ้มค่าด้านต้นทุน: ต้นทุนวัสดุเป็นปัจจัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตขนาดใหญ่ซึ่งจำเป็นต้องลดต้นทุนชิ้นส่วนให้เหลือน้อยที่สุด

ความสามารถในการแปรรูป: วัสดุที่แปรรูปง่ายสามารถลดเวลาและต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตแม่พิมพ์ได้อย่างมาก

วัสดุแม่พิมพ์ฉีดทั่วไป

วัสดุโลหะหลายชนิดที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตแม่พิมพ์ฉีดซึ่งแต่ละชนิดมีคุณสมบัติและข้อดีเฉพาะตัว

ผลิตภัณฑ์เหล็ก:

เหล็กแม่พิมพ์: ประเภทของเหล็กแม่พิมพ์มักจะแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์และลักษณะการทำงาน มากกว่าเป็นแบบคงที่ เหล็กแม่พิมพ์ประเภทต่างๆ มีลักษณะและการใช้งานที่แตกต่างกัน เหล็กกล้าแม่พิมพ์ทั่วไปบางประเภท ได้แก่ :

- เหล็ก P20: P20 เป็นเหล็กแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกอเนกประสงค์ที่มีประสิทธิภาพการตัดที่ดี ทนต่อการสึกหรอ และทนความร้อน โดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตชิ้นส่วนพลาสติกขนาดใหญ่และซับซ้อน

- เหล็ก H13: H13 เป็นเหล็กแม่พิมพ์งานร้อนที่ทนความร้อนและการสึกหรอได้ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับการหล่อขึ้นรูปและการฉีดขึ้นรูปในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

- เหล็ก S136: S136 เป็นเหล็กแม่พิมพ์สแตนเลสที่มีความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดี มักใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกใสและอุปกรณ์ทางการแพทย์

- เหล็ก 718: 718 เป็นเหล็กแม่พิมพ์พลาสติกทนความร้อน เหมาะสำหรับผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ และปลอกเครื่องใช้ในบ้าน

เหล็กกล้าไร้สนิม: ได้รับความนิยมเนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานทางการแพทย์หรือเมื่อใช้พลาสติกที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สแตนเลสทั่วไปที่ใช้สำหรับแม่พิมพ์ฉีดประกอบด้วย:

- SUS420J2: มีความแข็งและทนต่อการสึกหรอได้ดี เหมาะสำหรับการผลิตแม่พิมพ์ฉีดทั่วไป

- SUS304: มีความต้านทานการกัดกร่อนดีเยี่ยม และเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีความต้องการการผลิตสูงและคุณภาพพื้นผิวที่ดี

- SUS316: มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า และมักใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีความต้องการสูงกว่า เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ และภาชนะบรรจุอาหาร

- NAK80: มีความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อนได้ดี และเหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีความแม่นยำ เช่น ชิ้นส่วนออปติกและอิเล็กทรอนิกส์

อลูมิเนียมอัลลอยด์: วัสดุอลูมิเนียมอัลลอยด์มีลักษณะน้ำหนักเบาและการนำความร้อนได้ดี และเหมาะสำหรับการผลิตต้นแบบอย่างรวดเร็ว การผลิตจำนวนน้อย และการผลิตแม่พิมพ์ฉีดที่ต้องการประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดี วัสดุอลูมิเนียมทั่วไปที่ใช้สำหรับแม่พิมพ์ฉีดประกอบด้วย:

- อลูมิเนียมอัลลอยด์ 7075: มีความแข็งแรงและความแข็งเป็นเลิศ จึงเหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอและทนความร้อนสูงกว่า

- อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061: มีความสามารถในการขึ้นรูปและความแข็งแรงได้ดี และมักใช้ในการผลิตแม่พิมพ์ฉีดที่มีความซับซ้อนต่ำถึงปานกลาง

- อลูมิเนียมอัลลอยด์ 2024: มีความแข็งแรงและประสิทธิภาพการตัดสูง เหมาะสำหรับการผลิตแม่พิมพ์ฉีดความเร็วสูง

โลหะผสมทองแดงเบริลเลียม: ใช้ในพื้นที่แม่พิมพ์เฉพาะที่ต้องการการนำความร้อนที่เหนือกว่าหรือความเสถียรของมิติสูง วัสดุนี้ยังมีความแข็งแรงและความแข็ง

การทำความเข้าใจวิธีที่วัสดุแม่พิมพ์มีปฏิกิริยากับพลาสติกบางประเภทสามารถเป็นแนวทางในกระบวนการเลือกวัสดุได้ ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติทางวิศวกรรมเทอร์โมพลาสติกที่ใช้กันทั่วไปหลายประการสำหรับการอ้างอิงของคุณ:

1. อะคริลิกเอสเตอร์ (PMMA): หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าอะคริลิก ต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป โดยทั่วไปจะใช้เหล็กแม่พิมพ์เนื่องจากสามารถรักษาอุณหภูมิให้คงที่ได้

2. อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน (ABS): ABS มีความทนทานต่อการสึกหรอ และต้องใช้แม่พิมพ์ที่ทำจากวัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอ เช่น เหล็กชุบแข็ง เพื่อต้านทานการสึกหรอ

3. ไนลอน (โพลีเอไมด์, PA): ไนลอนมีคุณสมบัติดูดความชื้นและมีฤทธิ์กัดกร่อน ดังนั้นแม่พิมพ์สแตนเลสจึงมักใช้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของแม่พิมพ์

4. โพลีคาร์บอเนต (PC): พีซีมีความเหนียวสูงและต้องใช้แม่พิมพ์ที่มีอุณหภูมิสูง ให้ความสำคัญกับการเลือกเหล็กแม่พิมพ์ที่มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี

5. โพลีเอทิลีน (PE) และโพลีโพรพีลีน (PP): วัสดุทั้งสองนี้มีความต้านทานการสึกหรอต่ำและสามารถผลิตได้ในวงจรสั้นโดยใช้อลูมิเนียมหรือเหล็กชุบแข็งก่อน

6. โพลีออกซีเมทิลีน (POM): POM ขึ้นชื่อในด้านความแข็งแกร่งและสามารถแปรรูปในแม่พิมพ์เหล็กที่สามารถทนต่ออุณหภูมิในการประมวลผลสูงได้

7. โพลีสไตรีน (PS): เนื่องจากประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีเยี่ยม PS ที่เปราะจึงก่อตัวได้ดีในแม่พิมพ์อะลูมิเนียม

8. เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE) และเทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน (TPU): วัสดุเหล่านี้ต้องการแม่พิมพ์ที่สามารถรองรับความยืดหยุ่นและความหนืดได้ โดยทั่วไปจะใช้แม่พิมพ์เหล็กที่มีการเคลือบพิเศษเพื่อให้ถอดประกอบได้ง่าย