थर्मोफॉर्मिंग प्लास्टिक सामग्रीः संरचना व्यवहार को कैसे प्रभावित करती है

जब एक थर्मोफॉर्मिंग शीट हीटिंग स्टेशन में प्रवेश करती है, तो यह प्लास्टिक के साधारण टुकड़े की तरह दिख सकती है। वास्तविकता में इसकी आंतरिक आणविक संरचना पहले से ही निर्धारित कर रही है कि यह कैसे नरम, खिंचाव,मोल्ड के विवरणों को पुनः प्रस्तुत करना, ठंडा, और अंत में अपने आकार पकड़.

यह एक कारण है कि विभिन्न थर्मोफॉर्मिंग सामग्रियों को बिल्कुल एक ही सेटिंग्स के साथ संसाधित नहीं किया जा सकता है। एक तापमान जो एक शीट के साथ एक स्थिर गठन परिणाम देता है, खराब परिभाषा का उत्पादन कर सकता है,अत्यधिक झुकावकिसी अन्य सामग्री पर लागू होने पर, विकृति या अस्थिर भाग।

पैकेजिंग निर्माताओं के लिए, उत्पादन शुरू होने से बहुत पहले इस अंतर को समझना उपयोगी है। सामग्री का व्यवहार न केवल हीटर सेटिंग्स को प्रभावित करता है, बल्कि रणनीति बनाने, शीतलन आवश्यकताओं को भी प्रभावित करता है।,मोल्ड ज्यामिति, प्लग-सहायता डिजाइन, डिमॉल्डिंग स्थितियां और उत्पादन स्थिरता।

1थर्मोप्लास्टिक सामग्री क्या है?

थर्मोप्लास्टिक लंबे पॉलिमर अणुओं से बने होते हैं। ये आणविक श्रृंखलाएं अपेक्षाकृत रैखिक, शाखाबद्ध, यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित, या आंशिक रूप से व्यवस्थित क्षेत्रों में व्यवस्थित हो सकती हैं।इन श्रृंखलाओं की व्यवस्था एक शीट गर्मी लागू होने पर प्रतिक्रिया कैसे पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता है.

थर्मोफॉर्मिंग के लिए, सबसे उपयोगी अंतरों में से एक के बीच हैअनाकार थर्मोप्लास्टिकऔरअर्ध क्रिस्टलीय थर्मोप्लास्टिक.यह वर्गीकरण यह समझाने में मदद करता है कि कुछ शीट अपेक्षाकृत व्यापक तापमान सीमा पर प्रगतिशील रूप से नरम क्यों होती हैं जबकि अन्य उनके क्रिस्टलीय क्षेत्रों के पिघलने के करीब आने के साथ एक अधिक स्पष्ट परिवर्तन दिखाते हैं.

यह अंतर शुद्ध रूप से शैक्षणिक नहीं है। यह शीट ढलान, गठन प्रतिक्रिया, विस्तार प्रजनन, शीतलन व्यवहार, पारदर्शिता, अवशिष्ट तनाव के माध्यम से थर्मोफॉर्मिंग लाइन पर दिखाई देता है,और आयामी स्थिरता.

सामग्री की विशेषताओं को अंततः व्यावहारिक मोल्ड, हीटिंग, कूलिंग और उत्पादन निर्णयों में अनुवादित किया जाना चाहिए।

2अमूर्त और अर्ध-क्रिस्टलीय थर्मोप्लास्टिक अलग व्यवहार करते हैं

अमूर्त थर्मोप्लास्टिक

अमूर्त थर्मोप्लास्टिक में, आणविक श्रृंखलाएं एक नियमित क्रिस्टलीय संरचना का गठन नहीं करती हैं। उनकी व्यवस्था अपेक्षाकृत अव्यवस्थित है।इस समूह में विशिष्ट सामग्रियों में पीएस से कई ग्रेड शामिल हैंएबीएस, एसएएन, पीएमएमए, पीसी और पीवीसी परिवार।

जैसे-जैसे सामग्री के नरम होने वाले क्षेत्र में तापमान बढ़ता है, कठोरता और शक्ति कम हो जाती है जबकि सामग्री को विकृत करना आसान हो जाता है।यह क्रमिक संक्रमण थर्मोफॉर्मिंग में उपयोगी है क्योंकि प्रोसेसर शीट को गर्म कर सकता है जब तक कि यह पूरी तरह से पिघले हुए तरल पदार्थ के रूप में सामग्री का इलाज किए बिना खिंचाव के लिए पर्याप्त लचीलापन न हो.

कई अपरिवर्तित अकारीय थर्मोप्लास्टिक भी अच्छी पारदर्शिता प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, रंगों, भराव, संशोधकों, सतह बनावट,या अन्य फॉर्मूलेशन परिवर्तन किए जाते हैं.

अर्ध-क्रिस्टलीय थर्मोप्लास्टिक

अर्ध-क्रिस्टलीय थर्मोप्लास्टिक में अव्यवस्थित क्षेत्र और ऐसे क्षेत्र दोनों होते हैं जहां आणविक श्रृंखलाओं के खंड अधिक नियमित रूप से व्यवस्थित होते हैं।एचडीपीई और कई पॉलिएस्टर और पॉलीयामाइड सामग्री ऐसे प्लास्टिक के उदाहरण हैं जो इस प्रकार की संरचना दिखा सकते हैं.

ये क्रिस्टलीय क्षेत्र एक और महत्वपूर्ण तापमान संदर्भ पेश करते हैंः क्रिस्टल के पिघलने की सीमा।बनाने के तापमान और इस पिघलने के व्यवहार के बीच संबंध दृढ़ता से कैसे स्वतंत्र रूप से सामग्री खिंचाव प्रभावित कर सकते हैं और कितना आंतरिक तनाव बनाने के बाद बनी हुई है.

इस कारण से अर्ध क्रिस्टलीय शीटों को अक्सर हीटिंग एकरूपता और शीतलन स्थितियों के विशेष रूप से सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। अंतिम भाग पर एक छोटे से प्रक्रिया परिवर्तन का ध्यान देने योग्य प्रभाव हो सकता है।

3तापमान शीट के आकार को बदल देता है

एक थर्मोफॉर्मिंग शीट एक ऐसी स्थिति तक पहुंचनी चाहिए जहां यह मोल्ड में खिंचाव कर सके लेकिन फिर भी नियंत्रण में रहने के लिए पर्याप्त ताकत बनाए रखे। बहुत ठंडा, और शीट विकृति का विरोध करती है। बहुत गर्म,और इसे संभालना मुश्किल हो सकता है, अत्यधिक ढल जाता है, महत्वपूर्ण क्षेत्रों में मोटाई खो देता है, या मोल्ड के संपर्क से पहले अस्थिर हो जाता है।

जैसे-जैसे थर्मोप्लास्टिक को गर्म किया जाता है, उसके लोचदार मॉड्यूल और यांत्रिक शक्ति आम तौर पर कम हो जाती है जबकि इसकी विकृत करने की क्षमता बढ़ जाती है।इसलिए उपयोगी गठन क्षेत्र केवल उच्चतम तापमान शीट सहन कर सकते हैं नहीं हैयह वह सीमा है जिसमें सामग्री को नियोजित मोल्डिंग विधि के लिए गतिशीलता और शक्ति के बीच सही संतुलन प्राप्त होता है।

• अपर्याप्त ताप:शीट खिंचाव का विरोध कर सकती है और गहरी या तेज विशेषताएं पुनः पेश नहीं कर सकती है।
• उपयुक्त ताप:शीट को नियंत्रित रूप से बनाने के लिए पर्याप्त ताकत बनाए रखते हुए खिंचाव हो सकता है।
• अति ताप:शीट ढल, हैंडलिंग अस्थिरता और स्थानीय पतलापन को नियंत्रित करना अधिक कठिन हो सकता है।

आवश्यक तापमान मोल्डिंग विधि पर भी निर्भर करता है। अकेले वैक्यूम का उपयोग करने वाली प्रक्रिया शीट पर बिल्कुल समान परिस्थितियों को लागू नहीं करती है जैसे कि दबाव बनाने, प्लग-सहायता बनाने,या एक संयुक्त सकारात्मक-नकारात्मक दबाव प्रक्रिया.

4पीपी और पीईटी प्रसंस्करण में क्रिस्टलीयता क्यों मायने रखती है?

क्रिस्टलीयता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब एक थर्मोफॉर्मेड भाग को उच्च तापमान पर स्थिर रहना चाहिए। यदि क्रिस्टलीय क्षेत्र गठन के दौरान बने रहते हैं,कुछ आणविक संरचना तनाव को बनाए रख सकती है जो बाद में समाप्त भाग को फिर से गर्म करने पर पुनर्प्राप्त करने का प्रयास करती है.

पॉलीप्रोपाइलीन एक उपयोगी उदाहरण प्रदान करता है। सामग्री के ग्रेड के आधार पर, इसका क्रिस्टलीय पिघलने का क्षेत्र लगभग 158 ̊165°C है।इस क्षेत्र के निचले भाग में बनी शीट में अभी भी क्रिस्टलीय क्षेत्र हो सकते हैं जो पूरी तरह से पिघल नहीं पाए हैंमोल्ड से बाहर निकलने पर उत्पाद स्वीकार्य लग सकता है, फिर भी बाद में उच्च तापमान के संपर्क में आने से रिटेन किए गए तनावों को आराम मिल सकता है और आकार बदल सकता है।

यदि प्रक्रिया को अधिक थर्मल स्थिरता की आवश्यकता है,गर्मी की परिस्थितियों का चयन करना आवश्यक हो सकता है ताकि शीट बनने और फिर से ठंडा होने से पहले संबंधित क्रिस्टलीय संरचना को पर्याप्त रूप से बदल दिया जाएसही सेटिंग अभी भी वास्तविक पीपी ग्रेड, शीट की मोटाई, मशीन, हीटिंग सिस्टम, मोल्डिंग गति और अंतिम उपयोग की आवश्यकता पर निर्भर करती है।

सामग्री तापमान और प्लग-सहायक आंदोलन को गहरे थर्मोमोल्ड पैकेजिंग में खिंचाव को नियंत्रित करते समय एक साथ काम करना चाहिए।

5ठंडा करने से अंतिम सामग्री संरचना बदल सकती है

थर्मोफॉर्मिंग में सबसे अधिक ध्यान हीटिंग पर जाता है, लेकिन मोल्ड तक पहुंचने के बाद भी सामग्री बदलती रहती है।शीतलन यह निर्धारित करता है कि भाग कब रिहाई के लिए पर्याप्त कठोर हो जाता है और यह अर्ध-क्रिस्टलीय प्लास्टिक के अंदर विकसित होने वाली संरचना को भी प्रभावित कर सकता है.

उपयुक्त परिस्थितियों में तेजी से ठंडा होने से क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया का एक हिस्सा दबाया जा सकता है।पारदर्शी थर्मोमोल्ड पीईटी उत्पादों का उत्पादन किया जा सकता है जब प्रक्रिया परिस्थितियों में बड़े क्रिस्टलीय क्षेत्रों के विकास को सीमित किया जाता है जो अन्यथा पारदर्शिता को कम कर देंगे.

इसका अर्थ यह है कि मोल्ड को ठंडा करने को केवल चक्र समय को कम करने के तरीके के रूप में नहीं देखा जाना चाहिए। ठंडा करने से आयामी स्थिरता, रिलीज़ व्यवहार, ऑप्टिकल उपस्थिति,और उत्पादन प्रक्रिया की दोहराने की क्षमता.

सटीक मशीनिंग बहु-गुहा थर्मोफॉर्मिंग मोल्ड में नियंत्रित गुहा ज्यामिति और शीतलन डिजाइन के लिए आधार प्रदान करती है।

6थर्मोफॉर्मिंग मोल्ड डिजाइन के लिए इसका क्या अर्थ है

मोल्ड प्लास्टिक शीट के रसायन को नहीं बदल सकता है. यह क्या कर सकता है कि यह उस सामग्री के साथ काम करने के लिए शर्तें प्रदान करता है इसके बजाय इसके खिलाफ. इस कारण से,उपकरण संरचना को अंतिम रूप देने से पहले सामग्री की जानकारी की पुष्टि की जानी चाहिए.

कई मोल्ड और प्रक्रिया निर्णय सीधे सामग्री व्यवहार से जुड़े हुए हैंः

• शीतलन का लेआउटःरिलीज से पहले उत्पाद को स्थिर करने के लिए पर्याप्त रूप से गर्मी को हटा देना चाहिए।
• कोने की त्रिज्या:यह प्रभावित करता है कि एक नरम शीट कैसे गहरे संक्रमणों में फैलती है।
• प्लग-सहायता ज्यामितिःअंतिम वैक्यूम या दबाव बनाने से पहले सामग्री को फिर से वितरित कर सकता है।
• शोर और सतह की स्थितिःजब निर्मित सामग्री पर्याप्त कठोरता प्राप्त कर लेती है तब रिहाई को प्रभावित करती है।
• गठन का क्रम:चयनित शीट की तापमान-निर्भर ताकत और खिंचाव क्षमता से मेल खाना चाहिए।

इससे यह भी स्पष्ट होता है कि पीईटी से पीपी में बदलाव या एक सामग्री ग्रेड से दूसरे में बदलाव को स्वचालित रूप से सरल सामग्री प्रतिस्थापन के रूप में क्यों नहीं माना जाना चाहिए।यहां तक कि अगर एक ही उत्पाद ज्यामिति बनाए रखा है, हीटिंग, मोल्डिंग, कूलिंग और कभी-कभी टूलिंग रणनीति की समीक्षा की आवश्यकता हो सकती है।

7केवल सामग्री के नाम मोल्ड परियोजना के लिए पर्याप्त नहीं हैं

मोल्ड के विकास के लिए, केवल एक ड्राइंग पर "पीईटी" या "पीपीपी" लिखना उत्पादन की पूरी तस्वीर प्रदान नहीं करता है।थर्मोफॉर्मिंग लाइन को आपूर्ति की गई वास्तविक शीट उन परिस्थितियों को निर्धारित करती है जो मोल्ड का अनुभव करेंगे.

एक थर्मोफॉर्मिंग मोल्ड विकसित करने से पहले, एचएक्सडब्ल्यू मोल्ड आम तौर पर उत्पाद ज्यामिति की पुष्टि करता है, साथ ही अपेक्षित शीट सामग्री, नाममात्र मोटाई, थर्मोफॉर्मिंग मशीन, मोल्डिंग क्षेत्र,गुहा की आवश्यकता, बनाने की विधि, काटने की विधि और डाउनस्ट्रीम हैंडलिंग विधि।

मौजूदा उत्पादन लाइन के लिए मोल्ड परीक्षणों के दौरान प्रतिनिधि शीट के नमूने भी मूल्यवान होते हैं।ग्राहक के वास्तविक उत्पादन विनिर्देश के करीब सामग्री के साथ परीक्षण एक संबंधित शीट के साथ उपकरण का मूल्यांकन करने की तुलना में अधिक उपयोगी प्रतिक्रिया प्रदान करता है.

निष्कर्ष

थर्मोफॉर्मिंग की सफलता शीट मोल्ड तक पहुंचने से पहले ही शुरू होती है। थर्मोप्लास्टिक की आंतरिक संरचना यह निर्धारित करती है कि यह तापमान, विरूपण और ठंडा होने पर कैसे प्रतिक्रिया करता है।जो बदले में निर्माता के लिए उपलब्ध प्रक्रिया खिड़की को प्रभावित करता है.

• बहुलक संरचना गठन व्यवहार को प्रभावित करती है
• अमूर्त और क्रिस्टलीय पदार्थ अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं
• ताप शक्ति और खिंचाव को नियंत्रित करता है
• शीतलन स्थिरता और उपस्थिति को प्रभावित करता है
• सामग्री और मोल्ड डिजाइन पर एक साथ विचार किया जाना चाहिए
• उत्पादन परीक्षणों में प्रतिनिधि शीट सामग्री का प्रयोग किया जाना चाहिए

पैकेजिंग निर्माताओं के लिए,पहली बार शीट का चयन और उसके बाद इसके वास्तविक व्यवहार के आसपास बनाने की प्रक्रिया को डिजाइन करना आमतौर पर एक निश्चित प्रक्रिया खिड़की में विभिन्न प्लास्टिक को मजबूर करने की कोशिश करने की तुलना में अधिक विश्वसनीय हैसामग्री, मोल्ड, मशीन और प्रक्रिया सेटिंग्स को अंततः एक प्रणाली के रूप में काम करना होगा।