بهینه سازی خواص قالب گیری تزریقی POM و بینش فرآیند

از دنده های دقیق زیر هود خودرو تا قطعات ایمنی ضروری دستگاه های پزشکی و تجهیزات پردازش مواد غذایی که در تماس مستقیم با مواد مصرفی هستند،تولید مدرن به مواد با قدرت استثنایی نیاز دارد، مقاومت در برابر فرسایش و حفاظت از خوردگی. پلی اکسیمتیلن (POM) ، یک پلاستیک مهندسی، به عنوان مواد مورد نظر برای این کاربردهای سخت ظهور کرده است.این مقاله یک غوطه عمیق فنی را در قالب تزریق POM ارائه می دهد، شامل خواص مواد، دستورالعمل های طراحی و پارامترهای پردازش.

پلی اکسیمتیلن، که معمولاً به عنوان POM یا استال شناخته می شود، یک ترموپلاستیک با عملکرد بالا است که به طور گسترده ای در کاربردهایی که نیاز به قدرت، سفتی، مقاومت در برابر لباس و ثبات شیمیایی دارند، استفاده می شود.POM در دو فرمول اولیه وجود دارد: هوموپلیمرها و کوپلیمرها

POM همپولیمر (مانند Delrin® دوپونت) دارای یک ساختار بلوری بسیار منظم است، که قدرت برتر را ارائه می دهد اما نیاز به کنترل دقیق تر دمای در طول پردازش دارد.POM کوپلیمر طیف گسترده ای از دمای پردازش را ارائه می دهد اما دارای خواص مکانیکی کمی کاهش یافته و کریستالینیت پایین تر استدر حالی که چندین تامین کننده POM کوپلیمر را ارائه می دهند، دوپونت تنها تولید کننده رزین Delrin®، یک هوموپلیمر با ویژگی های عملکردی استثنایی است.درجه Delrin® بر اساس قدرت طبقه بندی می شود، سفتی، لزگی و مقاومت خاصیت، آنها را برای هر دو قالب گذاری تزریقی و برنامه های فرآوری CNC ایده آل می کند.

درک ویژگی های مواد POM برای قالب بندی تزریقی موفق ضروری است. جدول زیر خواص فیزیکی، مکانیکی و پردازش انواع POM را مقایسه می کند.که Delrin® 100 تنها همپولیمر ذکر شده است:

داده ها نشان می دهد POM مقاومت کششی و انعطاف پذیری بسیار خوبی دارد، اگرچه با نرخ انقباض نسبتا بالا است.همپولیمر Delrin® به دلیل ساختار بلوری بسیار منظم خود، بالاترین مقاومت کششی را نشان می دهدبرخی از درجه های POM را می توان با افزودنی ها برای افزایش قدرت مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی یا ثبات UV تغییر داد.

به عنوان یک ترموپلاستیک مهندسی با قدرت بالا، POM ویژگی های مفید زیادی را برای کاربردهای سخت ارائه می دهد:

• مقاومت در برابر خستگی:POM در کاربردهایی که چرخه بارگذاری مکرر دارند (به عنوان مثال، دنده ها) برجسته است. هوموپلیمرها مانند Delrin® در مقایسه با کوپلیمرها مقاومت خستگی برتر را ارائه می دهند.
• مقاومت در برابر خزیدن:POM حداقل تغییر شکل دائمی را تحت بارهای مداوم حفظ می کند و آن را برای قطعات و کانکتورهای خودرو ایده آل می کند.
• قدرت بالا:با سفتی و خواص مکانیکی برجسته، POM به خوبی در کمربند های حمل و نقل و کاربردهای کمربند ایمنی استفاده می شود.
• اصطکاک کم:روغن و مقاومت بسیار عالی POM باعث می شود که آن را برای قطعات کششی مانند لگن ها و دنده ها مناسب کند.
• ایمنی مواد غذایی:درجه های سازگار با FDA امکان استفاده در تجهیزات پردازش مواد غذایی را فراهم می کند که در آن تماس مستقیم رخ می دهد.
• ثبات ابعاد:با وجود کوچک شدن قالب، قطعات POM نهایی در محیط های خشن تحمل دقیق را حفظ می کنند.
• مقاومت شیمیایی:POM در برابر اکثر سوخت ها و حلال ها مقاومت می کند، اگرچه با فنول ها و اسیدهای قوی / پایه ها تخریب می شود.
• مقاومت گرما:POM در دمای مداوم تا 105 °C خواص خود را حفظ می کند و همپولیمرها مقاومت گرما کوتاه مدت بهتری را ارائه می دهند.

طراحان محصول باید از این بهترین شیوه های تولید پیروی کنند:

1. ضخامت دیوار:0.030-0.125 اینچ را با تغییرات کمتر از 15 درصد از ضخامت اسمی حفظ کنید.
2. تحمل:به دلیل کوچک شدن قابل توجهی از POM، به ویژه در بخش های ضخیم تر.
3. رادیو:حداقل ۲۵٪ از ضخامت دیوار (در حالت ایده آل ۷۵٪) برای جلوگیری از غلظت استرس.
4. زاويه هاي کشش:0.5-1° به دلیل روان بودن POM به طور معمول کافی است؛ صفر کشش ممکن برای دنده ها / لاجری ها.
5. اجتناب از مصرف مس:از تماس بین POM ذوب شده و مس برای جلوگیری از تجزیه جلوگیری کنید.
6. مواد قالب:فولاد ضد زنگ توصیه می شود؛ قالب های کروم شده ممکن است با گذشت زمان شکسته شوند.
7. روش های مونتاژ:طراحی برای اتصال سریع یا مکانیکی به عنوان پیوندهای POM ضعیف است.

چهار عامل مهم بر پردازش POM تاثیر می گذارند:

1. کنترل گرما:دمای ذوب شدن را کمتر از ۲۱۰ درجه سانتیگراد نگه دارید تا از تجزیه جلوگیری شود.
2. مدیریت رطوبت:با وجود جذب کم (0.2-0.5٪) ، رزین را برای 3-4 ساعت خشک کنید.
3. پارامترهای قالب گیری:از سرعت تزریق متوسط و بالا با فشار 70 تا 120 MPa استفاده کنید.
4. خسارت کاهش:2-3.5 درصد انقباض در طول خنک شدن و پس از پرتاب.

در حالی که POM چالش های پردازش را ارائه می دهد، قطعات درست قالب بندی شده عملکرد بی نظیر در روانکاری، قدرت مکانیکی و مقاومت در برابر خستگی را ارائه می دهند.پیروی از این دستورالعمل های خاص مواد تضمین می کند تولید موفقیت آمیز قطعات POM با کیفیت بالا برای برنامه های کاربردی سخت در سراسر صنایع.