Proces produkcyjny powłok z tworzyw sztucznych

Poprzednie rozdziały wyjaśniały podobieństwa w działaniu między powlekaniem zanurzeniowym a formowaniem zanurzeniowym. W tym rozdziale zagłębimy się w szczegółowe procedury związane z procesem produkcji powłok z tworzyw sztucznych.

Proces wstępnej obróbki powłok z tworzyw sztucznych

Etap wstępnej obróbki odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu prawidłowego nałożenia powłoki z tworzywa sztucznego na podłoże metalowe. Etapy te są niezbędne dla obu procesów. Proces wstępnej obróbki w przypadku powlekania zanurzeniowego jest bardziej skomplikowany w porównaniu do formowania zanurzeniowego, ponieważ obejmuje trwałe powlekanie polimerem metalu używanego jako forma. Poniżej opisano etapy:

Krok 1: Wyeliminuj zanieczyszczenia powierzchniowe

Zanieczyszczenia mogą pogorszyć przyczepność polimeru do formy lub części. Tworzą wrażliwe obszary, w których szkody mogą się inicjować i rozprzestrzeniać.

Odtłuszczanie:

Oleje i tłuszcze obecne na powierzchni podłoża metalowego działają jak zanieczyszczenia, które zmniejszają wodoodporność oraz utrudniają prawidłową przyczepność i osadzanie się powłok z tworzyw sztucznych. Tłuszcz można usunąć poprzez mycie alkaliczne, trawienie lub odtłuszczanie na gorąco.

Rozbieranie:

W przypadku części uprzednio malowanych należy dokładnie usunąć starą powłokę przed nałożeniem nowej.

Krok 2: Zmień właściwości podłoża

Oprócz czyszczenia powierzchni można nadać dodatkowe właściwości, aby uzyskać pożądane właściwości. Cechy te mogą być pomocne w samym procesie zanurzania lub w końcowym zastosowaniu produktu.

Fosforanowanie:

Fosforanowanie, znane również jako konwersja fosforanów, to proces nakładania cienkiej warstwy fosforanu na podłoże przed pokryciem tworzywem sztucznym. Ta warstwa fosforanowa zwiększa odporność na korozję w przypadku nieuniknionego uszkodzenia powłoki z tworzywa sztucznego. Powszechnie stosowane warstwy fosforanowe do powlekania zanurzeniowego obejmują fosforan cynku, fosforan żelaza i trimester fosforanowy.

Śrutowanie:

Proces śrutowania polega na uderzaniu w powierzchnię kulistymi cząsteczkami, w wyniku czego powstaje powierzchnia wykończona na zimno. Wywołuje to naprężenie ściskające na powierzchni matrycy, zwiększając jej wytrzymałość i łagodząc wszelkie istniejące naprężenia szczątkowe. Obecność naprężeń szczątkowych może potencjalnie prowadzić do powstawania mikropęknięć podczas kolejnych procesów.

Piaskowanie:

Piaskowanie powoduje powstawanie mikroporów na powierzchni podłoża, zmieniając ją i zwiększając jej powierzchnię, co zapewnia lepszą przyczepność podkładów, powłok bazowych i powłok z tworzyw sztucznych. Typowe rodzaje procesów piaskowania obejmują między innymi piasek, piasek metalowy, piaskowanie kulkami szklanymi, piaskowanie kulkami z tworzywa sztucznego.

Odszkodowanie:

Deembrittlement to proces obróbki cieplnej mający na celu wyeliminowanie wodoru przenikającego przez matrycę metalową, ponieważ obecność wodoru zwiększa podatność na kruche pękanie pod wpływem naprężeń. Wprowadzenie rozproszonego wodoru następuje podczas wcześniejszych etapów obróbki wstępnej, takich jak trawienie i fosforanowanie.

Krok 3: Popraw jakość powłoki z tworzywa sztucznego

Aby poprawić jakość powłoki, nałóż ją na powierzchnię podłoża

Primer:

Podkład pełni funkcję przygotowawczej warstwy powłokowej zwiększającej przyczepność pomiędzy podłożem a powłoką z tworzywa sztucznego. Stanowi także dodatkową ochronę pokrywanego podłoża.

Powłoka bazowa:

Powłoki bazowe to dodatkowe powłoki, które nadają gotowym częściom specjalne właściwości, takie jak odporność na promieniowanie UV i zarysowania. Powłoka bazowa na ogół nie jest stosowana samodzielnie i zwykle spełnia swoją funkcję w połączeniu z główną powłoką z tworzywa sztucznego.

W procesie formowania zanurzeniowego na powierzchnię formy nakłada się lub utrwala środek antyadhezyjny, aby ułatwić wyjęcie uformowanej części. Żel krzemionkowy i trwały politetrafluoroetylen (PTFE) są najczęściej stosowanymi środkami antyadhezyjnymi. Po zakończeniu etapu wstępnej obróbki forma jest suszona w celu usunięcia wilgoci. Pozostała wilgoć powoduje rozszerzanie się z powodu ciepła wprowadzanego w kolejnych etapach. Prowadzi to do powstawania pustych przestrzeni lub pęcherzyków.

Proces produkcyjny powłok z tworzyw sztucznych

Krok 4: Rozgrzej formę

Formę poddaje się kontrolowanemu ogrzewaniu w piecu w określonej temperaturze i czasie trwania, przy czym temperatura ogrzewania służy jako jeden z kluczowych parametrów decydujących o grubości powłoki elementów. Jakość dystrybucji ciepła zależy zarówno od konstrukcji formy, jak i od zarządzania przepływem powietrza w piekarniku. Zapewnienie równomiernego nagrzewania formy ma kluczowe znaczenie dla uzyskania stałej grubości powłoki w całym materiale.

Krok 5: Zanurz formę

Ogrzaną formę zanurzamy częściowo lub całkowicie w ciekłym polimerze ( PVC plastizol lub PE plastizol). Polimer przylega do powierzchni formy. Zewnętrzny wymiar formy to wewnętrzna przestrzeń części. Czas przebywania, czyli czas zanurzenia formy w ciekłym polimerze, jest również jednym z parametrów, który określa ostateczną grubość powłoki części. Dłuższy czas przebywania powoduje powstanie grubszej powłoki. Prędkość zanurzania i wychodzenia z formy jest również kluczowym parametrem, który należy wziąć pod uwagę, w zależności od właściwości użytego ciekłego polimeru. Prędkości te są określane przez producenta podczas fazy optymalizacji. Z reguły prędkości te muszą być wolne, aby kontrolować przepływ ciekłego polimeru i uzyskać gładką powierzchnię. Zbyt szybkie wychodzenie z formy po czasie przebywania spowoduje nierówności powierzchni. Jednak jeśli forma zostanie zanurzona i wyjęta zbyt wolno, uzyskana powłoka będzie zbyt gruba. Bardziej zaawansowane zakłady wykorzystują złoża fluidalne drobnych proszków polimerowych w celu zastąpienia tradycyjnych roztworów ciekłych polimerów. Koncepcja jest podobna do tradycyjnej metody. Gdy drobny proszek polimerowy dotknie ogrzanej powierzchni formy, topi się i przylega do niej.

Krok 6: Spuść nadmiar polimeru

Pozwól, aby nadmiar płynnego polimeru spłynął z powierzchni formy. Można wykonać wiele etapów zanurzania, aby uzyskać pożądaną grubszą powłokę, lub można wykorzystać specjalistyczne powłoki.

Krok 7: Utwardzić powłokę

Powłoka jest utwardzana w piecu, co ułatwia dokładniejszy proces wiązania polimeru i całkowite odparowanie nadmiaru wody, rozpuszczalników i dodatków. Ten etap jest kluczowy dla uzyskania końcowych właściwości mechanicznych polimeru, takich jak sztywność i elastyczność. W polimerach termoutwardzalnych etap utwardzania prowadzi do pełnego usieciowania łańcuchów polimerowych.

Krok 8: Ostudzić powłokę

Utwardzoną powłokę schładza się poprzez zanurzenie w zbiorniku z wodą o temperaturze w zakresie 122-1112°F (50-600°C) lub poprzez wymuszoną lub naturalną konwekcję powietrza. Szybkość chłodzenia nie jest uważana za parametr krytyczny w porównaniu z innymi metodami formowania.

Krok 9: Zwolnij i wyjmij produkt

Gotowa część jest wyciągana z ramy. W przypadku operacji formowania zanurzeniowego powłoka z tworzywa sztucznego jest oddzielana ręcznie lub mechanicznie od formy, oddzielając w ten sposób pojedynczą część od jej partii. W ten sposób otrzymuje się gotowy komponent lub część z tworzywa sztucznego. Plastik lub powłoka z tworzywa sztucznego może zostać poddana dodatkowym procesom uszlachetniania, takim jak nacinanie, dziurkowanie, drukowanie i dekorowanie.

Klip wideo przedstawiający proces produkcji powłok z tworzyw sztucznych

Powiązane posty:

Wybór najlepszego PVC Dostawca powłok zanurzeniowych: kluczowe kwestie Jak wyeliminować zwiotczenie i pęcherzyki powietrza PVC Powlekanie zanurzeniowe, formowanie zanurzeniowe PVC Linia do powlekania plastizolem i PVC Plastizol do produkcji hantli Podkład adhezyjny poprawiający przyczepność PVC powłoki Zastosowanie PVC Powłoka plastizolowa do ochrony szklanych butelek na leki Proces powlekania termoplastycznego