Izbor materijala za kalupe za duvanje
Blow Molding, proces oblikovanja za proizvodnju šupljih plastičnih proizvoda, evoluirao je iz tehnike puhanja staklenih kontejnera i razvio se u tehnologiju plastičnog puhanja 1930-ih. Puhanje je metoda plastičnog oblikovanja gdje se vrući parison zatvoren u kalupu pod pritiskom zraka naduvava u šuplji proizvod.
Kalupi za puhanje se generalno kategoriziraju u dva glavna tipa na osnovu procesa parison oblikovanja: kalupi za ekstruziju duvanjem i kalupi za injektiranje. Također se mogu klasificirati u obične kalupe za puhanje i kalupe za rastezanje na osnovu toga da li je istezanje uključeno.
Ekstruzijsko puhanjeuključuje topljenje i plastificiranje termoplastičnog materijala, ekstrudiranje parizona kroz glavu ekstrudera, stavljanje ovog parizona u kalup, a zatim uvođenje komprimovanog zraka da ga napuhne. Naduvani parison se hladi i postavlja u konačni proizvod.Injekciono puhanjekoristi mašinu za brizganje za ubrizgavanje rastaljenog materijala u kalup za formiranje parisona. Ovaj parison se zatim dok je vruć prenosi u kalup za duvanje gdje se uvodi zrak da ga napuhne.Rastezljivo puhanjeuključuje zagrijavanje unaprijed napravljenog parizona na odgovarajuću temperaturu, njegovo postavljanje u kalup, aksijalno istezanje rastezljivom šipkom, a zatim upuhivanje zraka kako bi se postiglo poprečno istezanje. Kalupi sa rastezljivim puhanjem se mogu dalje podijeliti u jedno-korak (vrući parison) i dva- korak (hladni parison) procese na osnovu načina na koji je predforma napravljena.
Ekstruzioni kalup za puhanje se prvenstveno sastoji od dvije ženske polovice kalupa, kao što je prikazano na donjoj slici. Budući da kalupi za duvanje rade pod velikim opterećenjem tokom masovne proizvodnje, područja sklona habanju i oštećenju, kao što su usta, vrat i područja rezanja, često se izrađuju kao umetci. Ovo olakšava zamjenu ovih dijelova, osigurava trajnost kalupa, a također pojednostavljuje proizvodnju kalupa i prilagođavanje dimenzija proizvoda za proizvode složenog izgleda.
1. Umetak za usta; 2. Umetak za vrat; 3. Bottle Body; 4. Odzračivanje tijela;
Bottom Insert; 6. Bottom Flash Groove; 7. Sistem hlađenja.
Izbor materijala za kalupe za duvanje
1. Materijali od legure aluminijuma
Kalupi za duvanje napravljeni od aluminijuma nude prednosti kao što su mala težina, brz prenos toplote, dobra toplotna provodljivost, odlična obradivost i niska gustina. Međutim, aluminij ima manju tvrdoću, sklon je habanju, lošu zavarljivost nakon oštećenja i relativno višu cijenu materijala. Nadalje, kada se rashladni kanali direktno formiraju u kalupima od aluminijske legure, potrebni su viši zahtjevi za kvalitetom rashladne vode, a čvrstoća navojnih spojeva je relativno slabija.
2. Materijali od konstrukcijskog čelika
Tipično, za velike serije proizvodnje, dugo vrijeme proizvodnje i s obzirom na potrebu za visokom čvrstoćom i tvrdoćom u područjima rezanja kalupa, upotreba konstrukcijskog čelika je učinkovitija. Iako je njegova toplotna provodljivost inferiornija u odnosu na legure aluminijuma i berilijum bakra, efikasan dizajn kanala za hlađenje može značajno poboljšati prenos toplote.
(a) Nisko{0}}ugljični čelik
Korištenje nisko-ugljičnog čelika za šupljinu kalupa nudi jedinstvene prednosti kada su mogućnosti opreme za obradu ograničene. Nisko-ugljični čelik ima dobru zavarljivost, što olakšava procese zavarivanja. Za neke velike ili vrlo velike kalupe za puhanje sa značajnom zapreminom, gdje su potrebni kanali za hlađenje duboki i dugi i teško ih je formirati bušenjem, laminirana i zavarena konstrukcija od nisko{4}}ugljičnog čelika može se koristiti za formiranje kanala za hlađenje, ili čak same šupljine. Ovo može zadovoljiti tehničke zahtjeve za proizvode kod kojih visoka preciznost kalupa nije kritična. Površina kalupa za puhanje od nisko{7}}ugljičnog čelika može se tretirati karburizacijom ili nitriranjem. Izvođenje karburizacije/nitriranja na korištenim kalupima od nisko{9}}ugljičnog čelika može produžiti njihov vijek trajanja.
(b) Srednji-ugljični čelik ili srednje-ugljični legirani čelik
Ovi materijali se obično koriste direktno za formiranje šupljina kalupa, osnovnih ploča kalupa i drugih komponenti. Pogodni su za kalupe za duvanje gde se kanali za hlađenje mogu direktno obraditi.
(c) Visoko-ugljični čelik ili visoko-ugljični legirani čelik
Visoko{0}}ugljični čelici ili visoko-ugljični čelici se obično koriste za vođenje i lociranje komponenti kalupa za duvanje, kao i specijalnih dijelova otpornih-na habanje.
3. Materijali od nerđajućeg čelika
Nehrđajući čelik se često koristi za kalupe za proizvodnju malih do srednjih -puhanih- proizvoda koji zahtijevaju visok kvalitet površine i velike serije. Kalupi izrađeni od nerđajućeg čelika nude dobru dimenzijsku stabilnost šupljine, visoku završnu obradu i odličnu otpornost na koroziju, pružajući jedinstvene prednosti za proizvode koji zahtevaju visok kvalitet površine i velike količine proizvodnje.
4. Materijali legura berilijum bakra
Legure berilijum bakra posjeduju izvrsna sveobuhvatna svojstva, što ih čini posebno pogodnim za male do srednje{0}}proizvode{1}}puhane{1}}i kalupe velikih{2}}proizvodnih kalupa. Trenutno, u aluminijskim kalupima za duvanje, berilijum-bakar se često koristi za izradu rezanih-umetaka za oštrice sa dobrim rezultatima. Legure berilijum bakra obično sadrže oko 2,75% berilijuma i 0,5% kobalta, dok je ostatak prvenstveno bakar. Promjenom sadržaja berilija može se prilagoditi čvrstoća legure, tvrdoća, toplinska provodljivost, otpornost na koroziju i otpornost na habanje. Međutim, cijena materijala od legure berilijum bakra je relativno visoka. Berilijum bakar u prahu je opasan po zdravlje i zahteva mere opreza tokom obrade.
Razmatranja za odabir materijala
1. Odaberite Materijali na temelju obima proizvodnje
Visoki zahtjevi za kvalitetom površine, veliki obim proizvodnje: Preferirajte čelik za kalupe visokog{0}}kvaliteta.
Niski zahtjevi za kvalitetom površine, veliki obim proizvodnje: Mogu se odabrati obični ugljični čelici.
Niski zahtjevi za kvalitetom površine, mali/srednji obim proizvodnje: Mogu se koristiti opći materijali poput legure aluminija ili običnog ugljičnog čelika.
2. Odaberite materijale zasnovane na metodi proizvodnje kalupa
Šupljina kalupa obrađena CNC-om: Može se koristiti kvalitetni ugljični čelik ili drugi čelik za kalupe.
Kalup napravljen od laminirane/zavarene konstrukcije: Može koristiti nisko-ugljični čelik.
Kalup napravljen lijevanjem i mašinskom obradom: Može koristiti livenu aluminijsku leguru.
3. Odaberite materijale na osnovu strukturnih komponenti kalupa
Šupljina kalupa: Aluminijska legura se može odabrati kada zahtjevi za čvrstoćom nisu visoki.
Rubovi i područja navoja: Gdje je potrebna visoka čvrstoća, koristite visoko-kvalitetne materijale kao što su legura berilijum bakra ili kvalitetan ugljični čelik napravljen kao umetci.
Komponente za odzračivanje i umetci: Za zahtjeve visoke preciznosti i završne obrade, koristite materijale za kalupe visokog{0}}kvaliteta kao što su legura berilijum bakra ili nerđajući čelik.
Vodič i dijelovi za lociranje: Za zahtjeve visoke čvrstoće i otpornosti na habanje, koristite materijale veće tvrdoće kao što je visoko{0}}ugljični čelik.
Toplinska obrada materijala kalupa
Toplinska obrada kalupa za puhanje je ključna. Za kalupe napravljene od čelika, kaljenje se općenito izvodi nakon grube obrade kako bi se izobličenje svelo na minimum. Nakon kaljenja, preporučljivo je ostaviti kalup da odstoji 24-48 sati prije nego što nastavite sa obradom. Za područja rezanja može se primijeniti lokalno kaljenje kako bi se povećala njihova tvrdoća.
Dijelovi za vođenje i lociranje mogu se tretirati metodama gašenja. Kalupi napravljeni od livenja aluminijuma treba da se podvrgnu tretmanu starenja kako bi se produžio njihov radni vek.
Za kalupe za puhanje koji zahtijevaju dug vijek trajanja i koji su namijenjeni za vrlo velike proizvodne serije, tretman nitriranjem može se primijeniti nakon uspješnog probnog oblikovanja kako bi se osigurala trajnost.