Пластиковые профили: полное руководство

Пластмассы известны своей гибкостью, прочностью и способностью создавать конечный продукт из пластмасс. Существует несколько технологий производства, и из всех методов экструзия наиболее предпочтительна для полномасштабного и крупносерийного производства деталей, особенно в виде профилей, таких как трубы и трубки. Экструзия пластика используется в промышленной практике уже более ста лет. Он прошел долгий путь развития и сегодня является одним из наиболее популярных процессов в производстве пластмасс благодаря таким факторам, как простота, экономия времени и точность. 

В этом руководстве рассматривается процесс экструзии пластика, преимущества и недостатки этого процесса, а также категории и отрасли, в которых применяется этот метод.

Обзор процесса экструзии пластика

Экструзия — высокопроизводительный метод изготовления длинномерных деталей с равномерным профилем поперечного сечения. Этот метод включает нагрев термопластических материалов до точки плавления, а затем использование давления для продавливания пластика через матрицу. Комбинация вращающегося винта внутри цилиндра создает давление. Когда пластик плавится, он продавливается через матрицу и выходит в виде единого куска формы, известного как экструдат. Затем экструдат охлаждают и затвердевают с помощью охлаждающих валков или водяных бань. 

Экструзия пластика обеспечивает универсальность и позволяет создавать трубы, листы, профили, пленки и нестандартные формы. Оборудование, применяемое при экструзии пластика, включает в себя несколько важных частей, которые позволяют производить пластиковые детали в больших масштабах. Некоторые компоненты включают в себя подающую трубу/переходник, загрузочную горловину, бункер, прерывающую пластину, матрицу, цилиндр и систему охлаждения. Все они имеют решающее значение для плавления пластикового материала, придания ему нужной формы и последующего охлаждения до необходимого состояния.

Как работает экструзия пластика: необходимые шаги  

Вот важнейшие этапы процесса экструзии пластика.

Подготовка сырья 

Первый процесс — это подготовка сырья, которое представляет собой пластиковые шарики или гранулы, используемые в процессе экструзии. Эти красители смешиваются и добавляются к первичным полимерам перед процессом экструзии для достижения насыщенного цвета изделия. 

Начало процесса экструзии 

В процессе экструзии смешанные пластмассовые материалы вынуждены поступать в отверстие полости экструдера. Для перемещения материала через полость используется винтовая система, которая не вызывает ударов по пластиковым материалам. 

Плавление при высоких температурах 

Как упоминалось ранее, внутри полости температура составляет 400°F (200°C) и выше. Эта высокая температура плавит пластик, переводя его из твердого состояния в жидкое. 

Фильтрация загрязнений 

Поскольку конечный экструдированный пластик не может содержать никаких примесей, расплавленный пластик просеивается, где любые примеси просеиваются и очищаются. 

Формирование профиля 

Затем расплавленный пластик очищается и пропускается через матрицу, необходимую для придания ему формы или профилирования. Здесь также объясняются различные типы экструдированного пластика и различные типы профилей. 

Охлаждение и отделка 

Другая деятельность, выполняемая с экструдированным пластиком, — это процесс охлаждения после завершения процесса формования. Затем его охлаждают и режут до нужной длины, наматывают или свертывают в рулоны, что составляет процесс экструзии. 

Конечный продукт 

Эти шаги приводят к многократному использованию нового отдельного канала, профиля или трубки.

Таблица: Этапы процесса экструзии пластика

Типы процессов экструзии пластмасс

При экструзии пластика используются различные процессы в зависимости от применения, типа используемого материала и конечного продукта, который необходимо произвести. Однако все процессы придерживаются общих процедур. Поэтому выбор процесса в основном определяется формой и конструкцией штампа. Некоторые типы больше подходят для сложных конструкций, чем другие. Вот четыре основных типа пластиковой экструзии процессы, используемые сегодня в промышленности:  

1. Экструзия труб 

Экструзия труб, как следует из названия, идеально подходит для производства труб и полых изделий, таких как трубы и медицинские трубки. Этот процесс похож на обычную экструзию до этапа формования. В матрицу вставляется оправка или штифт для формирования внутренней формы полых секций, и через штифт подается положительное давление. Там, где много отверстий, производители пластиковых изделий методом экструзии используют более одного штифта в центре матрицы. Давление воздуха для каждого штифта можно регулировать, чтобы задать размер каждого отверстия, создаваемого инструментом. 

2. Экструзия выдувной пленки 

Экструзия пленки с раздувом – еще один стандартный процесс. Его применяют при производстве таких предметов, как сумки для покупок. Этот метод очень похож на обычный процесс экструзии. Единственное отличие состоит в том, что штамп представляет собой вертикальный цилиндр с круглым отверстием. В этой матрице расплавленный пластик протягивается прижимными валками, которые можно размещать на различной высоте в зависимости от охлаждения. Вокруг матрицы установлено воздушное кольцо, способствующее охлаждению пленки. Воздух под высоким давлением подается в центр экструдированного пластикового профиля, образуя пузырь, увеличивая площадь поперечного сечения пластика. Затем этот пузырек сплющивается и скатывается в двухслойную пленку. Его можно разрезать на полоски, смотать в рулон или распечатать.  

3. Экструзия листовой пленки 

Экструзия выдувной пленки аналогична экструзии листовой пленки, но в большей степени ориентирована на создание трубчатой ​​продукции. Впоследствии после процесса экструзии материал растягивают и раскатывают до желаемой толщины и текстуры поверхности. Это также способствует охлаждению и затвердеванию материала, а процесс прокатки выполняется за несколько проходов.  

4. Экструзия с над-оболочкой 

Экструзия с наложением оболочки — еще один метод, широко используемый для нанесения пластиковой оболочки на провод. Для этого процесса существует два основных типа инструментов: инструменты под давлением и инструменты для рубашки. Использование оснастки зависит от степени взаимодействия пластика и проволоки. Инструменты, работающие под давлением, используются там, где инструмент должен контактировать с заготовкой, а инструменты для нанесения кожухов используются там, где инструмент не контактирует с заготовкой. В инструментах, работающих под давлением, штифт заканчивается внутри траверсы, поэтому расплавленный пластик может покрыть проволоку внутри матрицы. В инструментах для нанесения оболочки штифт перемещается к лицевой поверхности матрицы, чтобы закрыть проволоку при ее выходе.

Распространенные пластиковые экструзионные материалы

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных пластиков, которые экструдируются: 

Полиэтилен (ПЭ) 

Полиэтилен обладает одними из лучших качеств, включая гибкость, долговечность и химическую стойкость. Этот термопластик используется в пленках для упаковки, труб и контейнеров благодаря хорошему цветопередаче, прочности и низкотемпературным характеристикам. 

Полипропилен (ПП / PP):  

Свойства полипропилена включают химическую стойкость и универсальность. Этот термопласт прочен и обладает превосходной стойкостью к истиранию; он доступен в многочисленных оттенках и используется в упаковке, автомобильной промышленности, текстиле и многом другом. Он также имеет хорошие низкотемпературные свойства. 

Поливинилхлорид (ПВХ)

Поливинилхлорид — один из наиболее используемых и наименее дорогих термопластов с высокими механическими характеристиками. Он бывает двух типов: а также по характеристикам жесткости и гибкости. Жесткий ПВХ также не сгибается под воздействием ударов или ультрафиолетового излучения, что делает его оптимальным для использования в трубах, окнах и дверях. Гибкий ПВХ SAR экономичен, универсален и используется для изготовления кабельных оболочек и напольных покрытий. Эти свойства позволяют предположить, что этот материал не очень восприимчив к погодным условиям, имеет достаточно хорошую прочность на разрыв и достаточно растяжим. 

Полистирол (ПС)

Полистирол — это легкий и очень хрупкий термопласт, который находит применение в упаковке, одноразовых столовых приборах и изоляции. Он используется в таких приложениях из-за простоты использования и эффективности. 

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС / ABS):

АБС – это очень твердый и ударопрочный термопласт, синтезированный из стирола и акрилонитрила с полибутадиеном. Стирол придает ему блестящую, водонепроницаемую поверхность, а полибутадиен делает его прочным и хорошо работает при различных температурах. ABS прочный и приятный на вид, поэтому его используют для деталей автомобилей, игрушек и электроники. Лазерная маркировка пластика — популярный метод маркировки изделий из АБС-пластика из-за их долговечности и эстетической привлекательности. 

Полиамид (ПА или нейлон)

Нейлон – это высокопроизводительный термопласт с хорошими механическими свойствами полимерного материала. Благодаря своим механическим свойствам он широко применяется в автомобильной промышленности, производстве промышленных деталей и текстиля. 

Поликарбонат (ПК):  

Поликарбонат – термопластичный материал с хорошей ударной вязкостью и высокой светопроницаемостью. Этот материал ценится за свою жесткость, износостойкость и характеристики при высоких и низких температурах. Он применяется, среди прочего, при производстве автомобильных аксессуаров и корпусов гаджетов. 

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) 

ПЭТ широко используется в упаковке, в основном для напитков и пищевых продуктов. Он также используется в текстильных волокнах и в бесчисленных инженерных приложениях, поскольку он твердый и жесткий. 

Эти материалы выбираются в зависимости от окружающей среды, с которой, вероятно, столкнется процесс экструзии, и от конечного использования продукта.

Применение пластиковой экструзии

Применение пластиковой экструзии широко распространены во многих отраслях и областях. Вот некоторые из основных приложений: 

Изоляция проводов 

Пластмассы являются хорошими изоляторами, поэтому их можно легко использовать для покрытия проводов под напряжением, поскольку они гибкие. Большинство проводов с пластиковым покрытием используют экструзия силикона так как это надежный метод прокладки кабеля. 

Трубы и Трубы 

Самой большой категорией изделий, изготавливаемых методом экструзии пластмасс, являются трубы и трубки. Этот процесс используется для производства труб и трубок, которые составляют значительную часть рынка, и делается это с помощью сравнительно простых штампов. 

Окна и двери 

Пластиковая экструзия повышает прочность окон и дверей, особенно если материал ПВХ, поскольку на него не влияет ультрафиолетовое излучение. Это делает экструдированные пластиковые окна и двери прочными и способными противостоять капризам погоды. 

Жалюзи и шторы 

Жалюзи и шторы являются еще одним важным применением экструзии пластика и очень популярны в домах и офисах. Например, естественный вид многих жалюзи, особенно деревянных, имеет полистироловая основа, полученная методом экструзии. 

Уплотнитель 

Среди компонентов уплотнителей тягогасители представляют собой детали, изготовленные экструзией пластика. Эти изделия предназначены для установки вплотную к дверным и оконным рамам, чтобы предотвратить попадание свежего воздуха. Формирование уплотнения резиновыми материалами более доступно, поэтому их используют для уплотнения. 

Стеклоочистители и скребки  

Стеклоочистители в основном производятся методом экструзии. Экструзионным материалом обычно является EPDM или комбинация синтетического и натурального каучука, полученная методом совместной экструзии. Аналогичным образом, ручные ракели изготавливаются из экструдированной резины, что позволяет легко стирать воду с поверхности.

Таблица: Применение экструзии пластика в автомобильной промышленности

Преимущества и недостатки пластиковой экструзии

Как можно понять из приведенного выше обсуждения, процесс экструзии пластика имеет ряд преимуществ, но также имеет и некоторые недостатки. Вот взгляд на оба:

Преимущества 

• Постэкструзионные манипуляции: Пластиковый материал остается достаточно мягким даже после экструзии и до фактического процесса затвердевания, что позволяет производителю производить продукцию высочайшего качества. 
• Экономичность: Экструзия экономична по сравнению с другими методами производства пластмасс, поскольку не требует большого количества инструментов. 
• Гибкость: При экструзии пластика можно достичь большей гибкости, если поперечное сечение однородно; таким образом, можно разрабатывать сложные формы без изменения поперечного сечения.  

Недостатки 

• Изменения размеров: Размеры конечного продукта немного больше исходных, поскольку после экструзии горячий пластик расширяется. Что касается влияния размера бизнеса, то довольно сложно спрогнозировать, как на него повлияет.
• Ограничения продукта: Гибкость процесса экструзии ограничена, когда речь идет о продуктах, которые можно производить. Производство различной продукции потребует приобретения нового экструзионного оборудования.

Пластиковая экструзия против литья под давлением

Как экструзия пластика, так и литье под давлением необходимы для производства пластиковых изделий. Тем не менее, у них есть явные различия: 

• Размерный фокус: Экструзия пластика используется, когда изделие плоское, а литье под давлением — когда изделие более трехмерное. 
• Процесс формирования: При экструзии форма конечного продукта соответствует форме матрицы, используемой в процессе, а при литье под давлением форма материала соответствует форме формы. 
• Производство поперечного сечения: Экструзия позволяет с легкостью создавать простые поперечные сечения изделий, но матрица усложняется при создании поперечных сечений изделий при литье под давлением.
• Сила и стоимость: В большинстве случаев изделия, полученные методом литья под давлением, превосходят по прочности изделия, полученные методом экструзии. Однако литье под давлением немного дороже из-за стоимости штампов, хотя оно и более эффективно.

Таблица: Применение литья под давлением и экструзии пластика

Пластиковая экструзия против алюминиевой экструзии 

Экструзия — это метод, который можно применять как к пластику, так и к металлам, хотя они используются по-разному. Экструзия пластмасс – это процесс изготовления непрерывных профилей из термопластов, а экструзия алюминия – это процесс изготовления металлических деталей. Причиной использования экструзии алюминия являются следующие факторы: низкая плотность, высокая тепло- и электропроводность, а также возможность вторичной переработки. Алюминиевые профили широко используются в стержнях, трубах, проводах, трубах, заборах, дорожках, рамах, радиаторах и т. д. 

Алюминий может экструдироваться в горячем или холодном состоянии; выбор зависит от типа используемого алюминия и конечного продукта. Горячая экструзия осуществляется при температуре от 3500°C до 5000°C, а холодная экструзия — при комнатной температуре. Для получения дополнительной информации о экструзия алюминия, пожалуйста, посетите сайт.

Экструзия пластика или обработка пластика на станке с ЧПУ

Сила экструзии заключается в ее способности производить детали с неизменной формой поперечного сечения, что делает ее идеальной для применений, требующих длинных отрезков материала. С другой стороны, обработка на станках с ЧПУ обеспечивает непревзойденную точность при создании сложных деталей из цельных пластиковых блоков или листов. Она высоко ценится за гибкость проектирования и возможность изготовления сложных деталей с жесткими допусками. Кроме того, обработка пластика на станках с ЧПУ является предпочтительным выбором для мелкосерийного и среднесерийного производства, где сложность, точность и гладкая поверхность имеют решающее значение.

Таблица: Обработка пластика на станке с ЧПУ в сравнении с экструзией

Выбор материала для экструзии пластика

Подходящий материал для экструзии пластика имеет решающее значение, если конечный продукт ценен и долговечен. Это связано с тем, что технологичность и стоимость очень чувствительны к выбору материала, который будет использоваться. Первым критерием выбора пластиковой смолы является определение того, какие свойства должна иметь ваша деталь в той области применения, в которой она будет использоваться. Поскольку разные пластмассы обладают разными свойствами, учтите следующие факторы: Поскольку свойства разных пластмасс различны, следует учитывать следующие факторы: 

• Стойкость к окружающей среде: Его устойчивость к жаре и холоду, ультрафиолетовому излучению и другим формам устойчивости к атмосферным воздействиям. 
• Жесткость/гибкость: Степень, в которой деталь должна быть гибкой или жесткой. 
• Ударопрочность и прочность: Способность материала выдерживать ударные нагрузки и распределять их, а также способность материала сохранять форму и прочность. 
• Эстетическая привлекательность: Заключительный процесс требует отделки и ощущения от последнего продукта. 

В связи с этим для контроля затрат следует выбирать не экстраординарные и очень дорогие материалы, даже если они соответствуют требованиям, но типичны для строительства. После того, как будут определены различные типы пластиковых смол, будет легче принять решение о том, какую из пластиковых смол использовать. Специалисты Boda Tech также могут предоставить предложения по материалу и наполнителю, которые можно использовать в вашем проекте, и ответить на любые ваши вопросы.

Подведение итогов

Экструзия пластмасс Производство пластмасс — это важный процесс, имеющий ряд особенностей проектирования и применения, и включает в себя изготовление листов, пленок, покрытий, труб и трубопроводов. Для достижения наилучших результатов рекомендуется обратиться к опытным компаниям, таким как Boda Tech, для производства пластмасс. Boda Tech — ведущая компания, предлагающая услуги по изготовлению пластмасс, и мы преуспеваем в проектировании и оптимизации благодаря современному оборудованию и опытному персоналу. Вы можете связаться с Boda Tech для получения ценового предложения, если вам нужны надежные и недорогие услуги. экструзионные услуги чтобы начать свой проект.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1. Какие материалы можно использовать для прокладки уплотнителей? 

Утеплитель обычно изготавливается из резины или синтетического материала, который используется для герметизации зазоров вокруг дверей и окон. 

В2. Как производятся автомобильные аксессуары, такие как дворники?  

Стеклоочистители обычно изготавливаются методом экструзии из синтетического каучука или смеси искусственного и натурального каучука. 

Вопрос 3. Каковы общие преимущества экструзии алюминия? 

Алюминиевый профиль легкий, обладает высокой проводимостью и пригоден для вторичной переработки; таким образом, он идеально подходит для различных применений во многих отраслях промышленности.  

Вопрос 4. В чем разница между горячей и холодной экструзией алюминия? 

Горячая экструзия требует 350-500°C для производства труб, стержней и алюминиевых профилей. Холодная экструзия, проводимая при комнатной температуре, позволяет производить такие изделия, как шестерни, крепежные детали и трубки.

Вопрос 5. Может ли Boda Tech принять небольшой заказ на экструзию пластика?  

Boda Tech — это небольшая компания по производству пластиковых экструдеров на заказ, предлагающая прототипирование и мелкосерийное производство.