इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों द्वारा किस प्रकार के प्लास्टिक को संसाधित किया जा सकता है?

प्लास्टिक प्रसंस्करण के मुख्य उपकरण के रूप में, इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनें थर्मोप्लास्टिक या थर्मोसेट प्लास्टिक को पिघलाने और मोल्ड गुहाओं को इंजेक्ट करने के लिए गर्म करके उच्च परिशुद्धता और दक्षता प्राप्त करती हैं। यह रोजमर्रा के उत्पादों से लेकर औद्योगिक घटकों तक उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला को संसाधित करता है, जिसमें 20 से अधिक प्रकार के प्लास्टिक शामिल हैं। इस पेपर में, इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों में प्रयुक्त प्लास्टिक के प्रकारों का चार पहलुओं से व्यवस्थित रूप से विश्लेषण किया गया है: सामग्री वर्गीकरण, प्रदर्शन विशेषताएँ, प्रसंस्करण अनुकूलनशीलता और विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य।

कमोडिटी प्लास्टिक वैश्विक प्लास्टिक खपत का 70% से अधिक हिस्सा है और इसकी विशेषता उच्च उत्पादन, कम लागत और स्थिर प्रसंस्करण प्रदर्शन है। वे इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों में उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्रियां हैं।
1.1 पॉलीथीन
पॉलीथीन (एचडीपीई) और एलडीपीई दो प्रकार के प्लास्टिक हैं जिनकी उपज सबसे अधिक है। उच्च घनत्व पॉलीथीन (एचडीपीई) आणविक श्रृंखला बारीकी से व्यवस्थित होती है, इसमें अच्छी कठोरता और रासायनिक प्रतिरोध होता है, और इसका उपयोग अक्सर टर्नओवर बक्से और कचरा डिब्बे जैसे बड़े कंटेनरों के निर्माण में किया जाता है। कम घनत्व वाली पॉलीथीन (एलडीपीई) में इसकी शाखायुक्त संरचना के कारण अच्छा लचीलापन होता है और इसे फिल्मों और पैकेजिंग बैग जैसे लचीले उत्पादों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान, एचडीपीई को गिरावट को रोकने के लिए बैरल में तापमान 220 डिग्री सेल्सियस और 260 डिग्री के बीच रखने की आवश्यकता होती है, जबकि एलडीपीई को 180 डिग्री सेल्सियस और 220 डिग्री के बीच तापमान पर संसाधित किया जा सकता है।
1.2 पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी)
पॉलीप्रोपाइलीन में प्लास्टिक का घनत्व सबसे कम (0.9-0.91 ग्राम/सेमी3), उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध (पिघलने बिंदु 160 -170 डिग्री) है और यह बंपर और उपकरण आवास के लिए पसंदीदा सामग्री है। इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान, विभिन्न क्रिस्टलीकरण दरों के कारण पॉलीप्रोपाइलीन आसानी से मुड़ जाता है, इसलिए संकोचन को नियंत्रित करने के लिए मोल्ड तापमान (80-100 डिग्री अनुशंसित) को अनुकूलित करना और दबाव बनाए रखना (60-80% इंजेक्शन दबाव अनुशंसित) आवश्यक है।
1.3 पॉलीस्टाइनिन
पीएस अपने उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुणों (88{3}}92% प्रकाश संप्रेषण) के लिए जाना जाता है, लेकिन इसकी भंगुरता और गर्मी प्रतिरोध (गर्मी विक्षेपण तापमान 70-90 डिग्री) इसके अनुप्रयोग को सीमित करता है। उच्च-प्रभाव पॉलीस्टाइनिन (एचआईपीएस) एक ब्यूटाडीन पॉलिमर है जो पीएस से तीन से 5 गुना अधिक मजबूत है और इसका व्यापक रूप से खिलौना आवास और कंप्यूटर कीबोर्ड में उपयोग किया जाता है। निकास इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक पीएस प्रसंस्करण में अस्थिर अवशेषों की समस्या को प्रभावी ढंग से हल करती है और उत्पाद की सतह की गुणवत्ता में सुधार करती है।
1.4 एक्रिलोनिट्राइल-ब्यूटाडीन-स्टाइरीन कॉपोलीमर (एबीएस)
एबीएस एक्रिलोनिट्राइल के रासायनिक प्रतिरोध, ब्यूटाडीन की कठोरता और स्टाइरीन की प्रक्रियाशीलता को मिलाकर सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला इंजीनियरिंग प्लास्टिक बन जाता है। विकैट का नरम तापमान 100- 105 डिग्री और प्रभाव शक्ति पीएस की तुलना में 3 से 4 गुना अधिक है, और यह विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक आवास और कार के आंतरिक भागों के निर्माण के लिए उपयुक्त है जिन्हें बाहरी बल प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। दो-रंग इंजेक्शन मोल्डिंग विभिन्न उत्पाद डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एबीएस को पीसी जैसी अन्य सामग्रियों के साथ जोड़ना संभव बनाता है।

इंजीनियरिंग प्लास्टिक में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण, थर्मल स्थिरता और रासायनिक प्रतिरोध होता है। हालाँकि यह महँगा है, फिर भी यह उच्च-स्तरीय विनिर्माण में एक अपूरणीय भूमिका निभाता है।
2.1 पॉलियामाइड (पीए, नायलॉन)
पीए परिवार में, पीए6 और पीए66 अपने संतुलित यांत्रिक और प्रसंस्करण गुणों के कारण सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। पिघलने बिंदु की सीमा 220-265 डिग्री है, जल अवशोषण दर 2-3% तक है, और आकार स्थिरता स्पष्ट रूप से आर्द्रता से प्रभावित होती है। फाइबरग्लास एन्हांस्ड पीए (जीएफपीए) तन्य शक्ति को 200 एमपीए से अधिक और ताप विक्षेपण तापमान को 200 डिग्री से अधिक तक बढ़ा देता है, जिससे यह गियर और बीयरिंग जैसे सटीक यांत्रिक घटकों के लिए आदर्श बन जाता है। इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान, बैरल तापमान (PA6: 240-260 डिग्री; PA66: 270-290 डिग्री) और शुष्क स्थिति (सुखाने के 120 डिग्री + 4 घंटे) का सख्त नियंत्रण आवश्यक है।
2.2 पॉलीकार्बोनेट (पीसी)
"बुलेटप्रूफ गोंद" के रूप में जाना जाता है, पीसी ने 89 ग्लास की तुलना में 300 गुना प्रभाव शक्ति और 89 89% प्रकाश संप्रेषण दिखाया, लेकिन खराब घर्षण प्रतिरोध (सतह केवल 2H थी)। एबीएस के साथ मिश्रित पीसी/एबीएस मिश्र धातुओं ने उत्पाद के समग्र प्रदर्शन में काफी सुधार किया है और लैपटॉप हाउसिंग और कार उपकरण पैनल के लिए मानक सामग्री बन गए हैं। इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान, पिघल को जमने से रोकने के लिए उच्च इंजेक्शन दबाव (80-120 एमपीए) और तेजी से इंजेक्शन (इंजेक्शन गति 100 मिमी/सेकेंड से अधिक या उसके बराबर) की आवश्यकता होती है, और 80-100 डिग्री पर मोल्ड तापमान की सिफारिश की जाती है।
2.3 पॉलीऑक्सीमेथिलीन (पीओएम)
पीओएम को कठोरता (रॉकवेल कठोरता एम85-105), धातु के करीब घर्षण प्रतिरोध और उत्कृष्ट आयामी स्थिरता (रैखिक विस्तार गुणांक केवल 6×10−5/डिग्री) के साथ "सुपर स्टील" के रूप में जाना जाता है। पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई) स्नेहक जोड़कर, घर्षण गुणांक को 0.1 से कम किया जा सकता है, यह गियर, स्लाइडर और अन्य ट्रांसमिशन घटकों के लिए एक आदर्श सामग्री है। इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान, फॉर्मेल्डिहाइड गैस के अपघटन से बचने के लिए बैरल में तापमान 190 और 210 डिग्री सेल्सियस के बीच नियंत्रित किया जाना चाहिए।

थर्मोसेट प्लास्टिक मोल्डिंग के दौरान रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से जम जाता है, जिससे अपरिवर्तनीय क्रॉसलिंकिंग संरचना बनती है, जो उच्च तापमान और रासायनिक प्रतिरोध की आवश्यकता वाली विशेष स्थितियों के लिए उपयुक्त है।
3.1 फेनोलिक प्लास्टिक (पीएफ)
पीएफ उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन, गर्मी प्रतिरोध (150 डिग्री का निरंतर तापमान) और लौ मंदता (ऑक्सीजन सूचकांक 30% से अधिक या उसके बराबर) के साथ सबसे पुराना औद्योगिक थर्मोसेटिंग प्लास्टिक है, लेकिन भंगुर और खराब प्रसंस्करण प्रवाह क्षमता है। सख्त एजेंटों और प्रवाह सुधारकों को जोड़कर, यह विद्युत स्विच और सॉकेट का निर्माण कर सकता है। इंजेक्शन मोल्डिंग के दौरान, उच्च चिपचिपाहट प्रतिरोध पर काबू पाने के लिए बैरल तापमान को 70 और 90 डिग्री के बीच, मोल्ड तापमान को 150 और 180 डिग्री के बीच और इंजेक्शन दबाव को 120-150 एमपीए के बीच नियंत्रित किया जाना चाहिए।
3.2 एपॉक्सी रेजिन (ईपी)
ईपी अपने उत्कृष्ट आसंजन (कतरनी ताकत 20 एमपीए से अधिक या उसके बराबर) और रासायनिक प्रतिरोध के लिए जाना जाता है और इसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग और मिश्रित मैट्रिक्स में उपयोग किया जाता है। अकार्बनिक भराव (जैसे सिलिका पाउडर) जोड़कर, संकोचन को काफी कम किया जा सकता है (2% से 0.1% से नीचे तक) और आयाम सटीकता में सुधार किया जा सकता है। इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए विशेष स्क्रू (आस्पेक्ट रेशियो 20:1 से अधिक या उसके बराबर) और उच्च दबाव इंजेक्शन मोल्डिंग सिस्टम (दबाव 200 एमपीए से अधिक या उसके बराबर) की आवश्यकता होती है, जिसमें मोल्ड तापमान 120 और 150 डिग्री के बीच नियंत्रित होता है।

विशेष प्लास्टिक एयरोस्पेस, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में उच्च मांगों को पूरा करने के लिए आणविक संरचना डिजाइन के माध्यम से विशेष गुण प्रदान करते हैं।
4.1 पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन
पीटीएफई (पीटीएफई) में ऑपरेटिंग तापमान की सबसे विस्तृत श्रृंखला (-200 से 260 डिग्री), उच्चतम रासायनिक स्थिरता (किंग वॉटर जंग का प्रतिरोध) और सबसे कम घर्षण गुणांक (0.04) है। हालाँकि, इसकी अत्यधिक उच्च पिघली हुई चिपचिपाहट (1010-1012 Pa. S) पारंपरिक इंजेक्शन मोल्डिंग को कठिन बना देती है। पिघली हुई चिपचिपाहट को कम करने के लिए पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (जैसे भरे हुए ग्लास फाइबर) को ठंडा दबाने, सिंटरिंग या संशोधन की आवश्यकता होती है। संशोधित पीटीएफई उत्पादों का व्यापक रूप से सील और बियरिंग धारकों में उपयोग किया जाता है।
4.2 पॉलीएथेरेथरकीटोन
PEEK का दीर्घावधि तापमान 240 डिग्री, लघु अवधि तापमान प्रतिरोध 315 डिग्री और तन्य शक्ति 90 एमपीए है। कार्बन {{7}फाइबर-प्रबलित PEEK लोच के मापांक को 140 GPa तक सुधारता है, जो एल्यूमीनियम मिश्र धातु के स्तर के करीब है, और इसका व्यापक रूप से एयरोस्पेस संरचनाओं और चिकित्सा प्रत्यारोपण में उपयोग किया जाता है। इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए विशेष उच्च तापमान वाले स्क्रू (बैरल तापमान 380-420 डिग्री) और उच्च दबाव प्रणाली (250 एमपीए से अधिक या उसके बराबर दबाव) की आवश्यकता होती है, जिसमें मोल्ड तापमान 180 डिग्री सेल्सियस और 200 डिग्री के बीच नियंत्रित होता है।
वी. प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में रुझान
सामग्री विज्ञान और उपकरण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों की प्रसंस्करण क्षमताओं का विस्तार हो रहा है:
बहु{{0}सामग्री मिश्रित मोल्डिंग: उत्पाद के व्यापक प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए पीसी/एबीएस, पीए/जीएफ और अन्य कंपोजिट की लेमिनेटेड बॉन्डिंग सह-इंजेक्शन तकनीक द्वारा प्राप्त की जा सकती है।
माइक्रोइंजेक्शन मोल्डिंग: 0.1 ग्राम से कम वजन वाले गियर और कनेक्टर जैसे माइक्रोकंपोनेंट्स का उत्पादन करने के लिए अल्ट्रा-{0}सटीक स्क्रू (व्यास 10 मिमी से कम या उसके बराबर) और उच्च-स्तरीय प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली का विकास।
गैस सहायक इंजेक्शन मोल्डिंग: उच्च दबाव नाइट्रोजन गैस सहायक फिलिंग का उपयोग उत्पाद की दीवार की मोटाई में अंतर के कारण होने वाले सिंक के निशान को कम करने के लिए किया जाता है। यह कार के दरवाज़े के पैनल, बड़े उपकरण आवास और अन्य मोटी दीवार वाले घटकों के लिए उपयुक्त है।
बायोएनर्जी स्रोत प्लास्टिक प्रसंस्करण: पॉलीलैक्टिक एसिड, पॉलीहाइड्रॉक्सीएपेटाइट और अन्य सामग्रियों की विशेषताओं के अनुकूल, विशेष पेंच संरचनाएं और तापमान नियंत्रण प्रणाली विकसित करना, पर्यावरण संरक्षण सामग्री के औद्योगीकरण को बढ़ावा देना।
निष्कर्ष:
इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनें पारंपरिक कमोडिटी प्लास्टिक से लेकर इंजीनियरिंग प्लास्टिक, थर्मोसेटिंग प्लास्टिक और यहां तक ​​​​कि विशेष प्लास्टिक तक विस्तारित हो गई हैं, जो माइक्रोमीटर {{0}स्केल सटीक भागों से लेकर माइक्रोन {{1}स्केल बड़े संरचनात्मक घटकों तक उत्पादन आवश्यकताओं को कवर करती हैं। सामग्री संशोधन प्रौद्योगिकी और उपकरण बुद्धिमत्ता के विकास के साथ, इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियाएं उच्च अंत विनिर्माण में केंद्रीय भूमिका निभाती रहेंगी, प्लास्टिक उद्योग को उच्च प्रदर्शन, उच्च प्रदर्शन, बहुक्रियाशील और टिकाऊ विकास की ओर धकेलेंगी।