Vormproces
Kunststof ABS kan ook worden beschouwd als een modificatie van polystyreen, met een hogere slagvastheid en betere mechanische sterkte vergeleken met HIPS. Het heeft een goede verwerkbaarheid en kan worden gevormd met behulp van apparatuur voor het vormen van plastic, zoals spuitgietmachines, extruders en dergelijke voor spuitgieten, extrusie, blaasvormen, kalanderen, lamineren, schuimen en thermovormen. Bovendien kan het worden gelast, gecoat, gegalvaniseerd en machinaal bewerkt. ABS heeft een relatief hoge wateropname en moet vóór verwerking worden gedroogd. De droogtemperatuur moet tussen 70-85°C liggen, met een droogtijd van 2-6 uur. ABS-producten zijn gevoelig voor interne spanningen tijdens de verwerking, wat tot scheuren kan leiden als de spanning te groot is. Om dit te verzachten wordt uitgloeien aanbevolen door de onderdelen gedurende 2-4 uur in een heteluchtoven op 70-80°C te plaatsen en vervolgens af te koelen tot kamertemperatuur.
Extrusieproces
Extrusie. Kunststof ABS wordt gebruikt voor de productie van buizen, platen, films en profielen. De buizen zijn inzetbaar voor diverse waterleidingen, gasleidingen, smeerolie- en stookolietransportleidingen; platen en films kunnen worden gebruikt voor vloeren, meubels, tanks, filters, scheidingswanden en voor thermovormen of vacuümvormen. De schroeflengte-diameterverhouding (L/D) van de extruder is doorgaans relatief hoog, tussen 18 en 22, met een compressieverhouding van (2,5 tot 3,0):1. Het is geschikt om een geleidelijk taps toelopende schroef met een torpedokop te gebruiken. De temperaturen van het vat zijn als volgt: trechtergedeelte bij 150 tot 160°C, voorste deel van het vat bij 180 tot 190°C, matrijskoptemperatuur bij 185 tot 195°C en matrijstemperatuur bij 180 tot 200°C. Vervolgens kan de blaasvormtemperatuur worden geregeld tussen 140 en 180°C.
Spuitgietproces
ABS-hars is een terpolymeer ontwikkeld op basis van gemodificeerde polystyreenhars. In ABS staat A voor acrylonitril, B voor butadieen en S voor styreen. ABS-hars vertoont de gecombineerde eigenschappen van de drie componenten: A verbetert de weerstand tegen olie- en chemische corrosie, waardoor een bepaalde mate van oppervlaktehardheid wordt verkregen; B geeft ABS de taaiheid van een rubberachtige toestand, waardoor de slagvastheid wordt verbeterd; S schenkt ABS-kunststof een goede vloeibaarheid, waardoor het uitstekende prestaties levert bij thermoplastische vormprocessen.
In China wordt ABS-plastic voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van de behuizingen van instrumenten, huishoudelijke apparaten, telefoons, televisies en voor gegalvaniseerd ABS-plastic dat een metaalachtige glans krijgt, waardoor ABS kan worden gebruikt als vervanging voor metaal. De binnenbekleding van verschillende modellen koelkasten die door onze fabriek worden geproduceerd, evenals een verscheidenheid aan andere plastic producten, zijn gemaakt van ABS-spuitgegoten producten, die goed zijn voor meer dan 88% van het totale aantal plastic producten dat in koelkasten wordt gebruikt.
Vakmanschap
ABS behoort tot de categorie van amorfe polymeren en heeft geen duidelijk smeltpunt. Vanwege de grote verscheidenheid aan beschikbare kwaliteiten moeten tijdens het spuitgietproces passende verwerkingsparameters worden vastgesteld op basis van de verschillende kwaliteiten. In het algemeen kan het vormen worden uitgevoerd bij temperaturen boven 160°C en onder 240°C. Dit komt omdat er bij extreem hoge temperaturen de neiging bestaat om de rubberfase in ABS te beschadigen en de ontleding begint op te treden boven de 250°C. Tijdens het gietproces vertoont ABS een goede thermische stabiliteit, biedt het een breed verwerkingsvenster en is het minder gevoelig voor degradatie of ontbinding. Bovendien heeft ABS een gematigde smeltviscositeit en is het vloeibaarheid beter in vergelijking met polymeren zoals polyvinylchloride (PVC) en polycarbonaat (PC). Bovendien koelt de smelt vrij snel af en stolt deze, doorgaans binnen 5 tot 15 seconden.
De vloeibaarheid van ABS houdt verband met zowel de injectietemperatuur als de injectiedruk, waarbij de laatste iets gevoeliger is. Daarom kan het aanpassen van de injectiedruk tijdens het gietproces de smeltviscositeit helpen verminderen en de vulprestaties van de mal verbeteren. Vanwege verschillen in de samenstelling van de componenten vertoont ABS verschillende niveaus van waterabsorptie en hechtingseigenschappen. De snelheid van adhesie en absorptie van oppervlaktewater kan variëren van 0,2 tot 0,5%, en soms van 0,3 tot 0,8%. Om idealere producten te verkrijgen, moet vóór het vormen een droogbehandeling worden uitgevoerd om het vochtgehalte tot onder 0,1% te verlagen. Anders kunnen er defecten zoals luchtbellen en zilveren strepen op het oppervlak van de gegoten onderdelen verschijnen.
Spuitgietapparatuur
Met behulp van een spuitgietmachine van het schroeftype kan het plastic worden verwarmd door elektrische verwarmingsringen en de wrijvingswarmte die wordt gegenereerd door de rotatie van de schroef in het vat, waardoor het materiaal vooraf wordt weekgemaakt en gesmolten voordat het in de vormholte wordt geïnjecteerd. Na afkoeling gaat de matrijs open en wordt het product uitgeworpen. Deze methode zorgt voor een goede weekmaking en de vormtemperatuur kan iets lager zijn dan die van andere soorten apparatuur (zoals machines van het plunjertype), waardoor de schade wordt vermeden die hoge temperaturen aan de rubberfase kunnen veroorzaken. Het is belangrijk om het volgende op te merken:
1) Elk injectievolume moet 50-75% van de maximale injectiecapaciteit van de machine bedragen.
2) De schroef moet eenkoppig zijn, met gelijke spoed, een geleidelijk profiel, volledige schroefdraad en voorzien van een terugslagring. De lengte-diameterverhouding (L/D) van de schroef moet 20:1 zijn, met een compressieverhouding van 2:1 of 2,5:1.
3) Het mondstuk kan een open mondstuk voor algemeen gebruik zijn of een verlengd mondstuk (met een verlenging van niet meer dan 150 mm) om het gebruik van een zelfsluitend mondstuk te vermijden, wat de efficiëntie van het injectieproces zou kunnen verminderen of verkleuring van het materiaal zou kunnen veroorzaken. Bovendien moet op het mondstuk een verwarmings- en temperatuurregelapparaat worden geïnstalleerd.
Product- en matrijsontwerp
Wanddikte van het product: De wanddikte van het product houdt verband met de stroomlengte van de smelt, productie-efficiëntie, gebruiksvereisten en andere factoren. De maximale stroomlengte van de ABS-smelt-wanddikteverhouding is ongeveer 190:1. Deze waarde kan variëren afhankelijk van de kwaliteit van het materiaal. Daarom mag de wanddikte van ABS-producten niet te dun zijn. Voor producten die galvaniseren vereisen, moet de wanddikte iets dikker zijn om de hechting tussen de plateerlaag en het productoppervlak te vergroten. Daarom is het passend om een wanddikte tussen 1,5 en 4,5 mm te kiezen.
Bij het overwegen van de wanddikte van het product moet ook aandacht worden besteed aan de uniformiteit van de wanddikte; het mag niet te veel variëren. Voor producten die gegalvaniseerd moeten worden, moeten de oppervlakken vlak en vrij van oneffenheden zijn, omdat deze gebieden gevoelig zijn voor het aantrekken van stof als gevolg van statische elektriciteit, wat moeilijk te verwijderen is en tot een slechte hechting van de galvaniseringslaag kan leiden. Bovendien moeten scherpe hoeken worden vermeden om spanningsconcentratie te voorkomen. Daarom is het raadzaam om afgeronde bogen te gebruiken voor overgangen op hoeken, kruispunten met verschillende diktes en dergelijke.
2. Trekhoek voor uit de vorm halen: De trekhoek voor het uit de vorm halen van een product houdt rechtstreeks verband met de krimpsnelheid. Als gevolg van verschillende kwaliteiten, verschillende productvormen en vormomstandigheden kan de vormkrimp variëren, doorgaans variërend van 0,3% tot 0,6%, en soms van 0,4% tot 0,8%. Daarom is de maatnauwkeurigheid van het product relatief hoog. Voor ABS-producten moet de trekhoek als volgt worden beschouwd: voor het kerngedeelte moet deze 31° zijn in de ontkistingsrichting, en voor het holtegedeelte moet deze 4° tot 1°20' zijn in de ontkistingsrichting. Voor producten met complexe vormen of producten met letters of patronen moet de trekhoek op passende wijze worden vergroot.
3. Vereisten voor uitwerpen: Omdat de schijnbare gladheid van het product een grote invloed heeft op de prestatie van het plateren, zullen eventuele kleine krasjes op het oppervlak na het plateren duidelijk zichtbaar worden. Daarom is het, naast de eis dat er geen krassen op de vormholte mogen voorkomen, ook noodzakelijk om een groot effectief uitwerpgebied te hebben. De synchronisatie van meerdere uitwerppennen tijdens het uitwerpproces moet goed zijn en de uitwerpkracht moet uniform zijn.
4. Ventilatie: Om problemen zoals slechte ventilatie tijdens het gietproces, waardoor het gesmolten materiaal kan verbranden, en prominente naadlijnen te voorkomen, is het vereist om ventilatiegaten of sleuven te maken met een diepte van niet meer dan 0,04 mm om het ontsnappen van gassen gegenereerd door het gesmolten materiaal.
5. Lopers en poorten: om ervoor te zorgen dat de ABS-smelt snel alle delen van de vormholte kan vullen, mag de diameter van de lopers niet minder zijn dan 5 mm en moet de dikte van de poorten minimaal 30% van de dikte van het product zijn. Het rechte deel (het gedeelte dat de vormholte binnengaat) moet ongeveer 1 mm lang zijn. De locatie van de poorten moet worden bepaald op basis van de productvereisten en de richting van de materiaalstroom. Voor producten die een galvanische behandeling vereisen, zijn poorten over het algemeen niet toegestaan op het oppervlak waar de beplating zich zal hechten.
Bereiding van ingrediënten
De ABS-hars die voor het spuitgieten wordt gebruikt, heeft, behalve speciale kwaliteiten of gekleurd materiaal, meestal de vorm van licht ivoorkleurige of porseleinwitte, ondoorzichtige korrels. De hars heeft geen erg hoge wateropname; als het lager is dan de toegestane verwerkingswaarde van 0,1 tot 0,2%, en de omstandigheden betrekking hebben op goed verpakt, op de juiste manier opgeslagen materiaal en de productvereisten niet al te veeleisend zijn, kan het mogelijk zijn om door te gaan met vormen zonder te drogen. Als het vochtgehalte in de korrels echter de opgegeven waarde overschrijdt, moeten ze worden gedroogd voordat er kan worden gevormd. Voor speciale korrelkwaliteiten of producten met hogere eisen (zoals die voor galvaniseren) moet ook vóór het vormproces een droging plaatsvinden.
Vormprocesspecificatie
Injectietemperatuur: Dit omvat de cilindertemperatuur (die kan worden onderverdeeld in achterste, middelste en voorste secties), mondstuktemperatuur en matrijstemperatuur. Hoewel het effect van de temperatuur op de smeltviscositeit van ABS niet zo significant is als dat van de injectiedruk, zijn hogere temperaturen voordelig voor het vormen van dunwandige producten. De theoretische ontledingstemperatuur van ABS kan oplopen tot boven de 270°C; Bij daadwerkelijke spuitgietprocessen begint de hars echter vaak te verkleuren onder invloed van de tijd en andere verwerkingsomstandigheden rond de 250°C. Bovendien is de rubberfase in ABS niet geschikt voor te hoge temperaturen, omdat dit de prestaties van het product kan beïnvloeden. Naast hittebestendige en galvanische kwaliteiten van ABS-hars, die iets hogere temperaturen vereisen (tussen 210-250°C) om problemen bij het vullen van de smelt te verlichten of om de galvanische prestaties te verbeteren, zijn er ook andere kwaliteiten zoals algemeen gebruik, vlamvertragend en schokbestendig -resistente ABS-harsen geven de voorkeur aan lagere temperaturen om ontleding of nadelige effecten op hun fysieke en mechanische eigenschappen te voorkomen. Plunjerinjectiemachines selecteren over het algemeen iets hogere temperaturen dan injectiemachines van het schroeftype. Voor algemene producten kiezen plunjermachines een temperatuurbereik tussen 180-230°C, terwijl injectiemachines van het schroeftype kunnen gieten bij 160-220°C. Tijdens het gietproces is de typische vattemperatuur (achtergedeelte 150-170°C, middengedeelte 170-180°C, voorgedeelte 180-210°C). De mondstuktemperatuur wordt doorgaans ingesteld op 170-180°C. Het is vooral belangrijk op te merken dat eventuele veranderingen in het homogenisatiegedeelte en de mondstuktemperatuur in het product zullen worden weerspiegeld, waardoor defecten zoals flits, zilverstrepen, verkleuring, slechte glans en prominente laslijnen zullen ontstaan.
2. Vormtemperatuur: De vormtemperatuur speelt een belangrijke rol in de oppervlakteruwheid van ABS-producten en bij het verminderen van interne spanningen in de producten. Hogere matrijstemperaturen maken het gemakkelijker voor de smelt om de matrijs te vullen, wat resulteert in een beter uiterlijk van het product, minder interne spanning en ook een verbeterde compatibiliteit met galvaniseren. Dit kan echter ook leiden tot problemen zoals een hogere krimpsnelheid van het gevormde product, langere gietcycli en de neiging dat het product na het uit de vorm halen kromtrekt. Voor producten met algemene eisen kan de matrijstemperatuur worden geregeld tussen 40-50°C; voor producten met hoge eisen aan uiterlijk en prestatie kan de matrijstemperatuur worden geregeld tussen 60-70°C. Bovendien moet de matrijstemperatuur uniform zijn en mag het temperatuurverschil tussen de matrijsholte en de kern niet groter zijn dan 10°C. Voor producten met diepe gaten of complexere vormen moet de temperatuur van de vormholte iets hoger zijn dan die van de kern om een soepele ontkisting te vergemakkelijken.
3. Injectiedruk: Vergeleken met kunststoffen zoals polyethyleen, polystyreen en nylon heeft ABS een iets slechtere vloeibaarheid, waardoor er een hogere injectiedruk vereist is. Een te hoge injectiedruk kan echter leiden tot problemen bij het uit de vorm halen of schade tijdens het uit de vorm halen, en kan ook aanzienlijke interne spanningen in het product veroorzaken. De injectiedruk voor ABS hangt niet alleen samen met de wanddikte van het product en het gebruikte type apparatuur, maar ook met de kwaliteit van de hars. Producten met dunne wanden, lange stroompaden en kleine poorten vereisen hogere injectiedrukken, die kunnen oplopen tot 130-150 MPa, terwijl dikwandige producten met grote poorten kunnen worden geproduceerd met drukken van ongeveer 70-100 MPa. Bij de daadwerkelijke productie gebruiken schroefinjectiemachines gewoonlijk injectiedrukken onder de 100 MPa (wij gebruiken 50-70 MPa), terwijl plunjerinjectiemachines over het algemeen werken bij drukken boven 100 MPa. De houddruk mag niet te hoog zijn; voor schroefinjectiemachines wordt doorgaans een druk van 30-50 MPa gebruikt, terwijl plunjermachines meer dan 60-70 MPa nodig hebben. Als de houddruk te hoog is, verhoogt dit de interne spanning van het product.
4. Injectiesnelheid. De injectiesnelheid speelt een bepaalde rol bij het veranderen van de vloeibaarheid van het ABS-substraat. Als de injectiesnelheid laag is, kan het uiterlijk van het product rimpelingen en slechte laseffecten vertonen. Als de injectiesnelheid hoog is, kan dit het snel vullen van de mal vergemakkelijken, maar dit kan leiden tot slechte ventilatie en een ruwe oppervlakteafwerking, evenals een afname van de treksterkte en rek van het product. Bovendien kan de hechting van de plateerlaag worden verminderd als gevolg van te hoge injectiesnelheden. Daarom is het in het productieproces, behalve wanneer hoge injectiesnelheden nodig zijn vanwege problemen bij het vullen van de matrijs, over het algemeen raadzaam om gemiddelde of lage injectiesnelheden te gebruiken.