Краткая история литья пластмасс под давлением

Литье под давлением — популярный производственный процесс, который позволяет производственным группам быстро создавать большие объемы идентичных деталей неизменно высокого качества. Процесс работает путем впрыскивания расплавленного пластика через нагретую и находящуюся под давлением форсунку в прочную металлическую форму с регулируемой температурой. Когда деталь остывает, форма открывается, деталь выталкивается, форма закрывается, и процесс повторяется.

Эти формы, как правило, изготавливаемые из стали, хотя алюминий является распространенной альтернативой, требуют много времени и дороги в изготовлении, но большие объемы производства резко снижают удельную стоимость, позволяя как производителю, так и покупателю получать прибыль. Литье под давлением обычно используется для создания таких предметов, как пластиковые бутылки для воды, упаковка, механические детали, цельные стулья и столы и многое другое.

Хотя этот процесс может показаться относительно недавним изобретением, литье пластмасс под давлением существует уже более века. В этой статье мы проследим историю этого производственного процесса с самого начала до наших дней, включая новые технологии, которые должны определить будущее литья под давлением.

Развитие и появление производства пластмасс

История литья пластмасс под давлением начинается в 1868 году, когда изобретатель Джон У. Хаятт запатентовал процесс создания целлулоида, материала, первоначально предназначенного для замены слоновой кости, используемой в бильярдных шарах. В 1872 году Хайатт и его брат Исайя запатентовали первую машину для литья под давлением, в которой использовался простой плунжерный механизм для проталкивания целлулоида через нагретый цилиндр в форму. Это устройство привело к развитию бурно развивающейся обрабатывающей промышленности, которая производила пуговицы, гребни, петлицы и другие изделия из целлулоида.

Растворимые формы ацетата целлюлозы стали доступны в начале 1900-х годов, предлагая гораздо менее горючую замену предыдущим материалам. В преддверии Второй мировой войны были разработаны многие из широко используемых сегодня термопластов, в том числе полистирол и поливинилхлорид (ПВХ).

Влияние Второй мировой войны на производство пластмасс

Развитие военных технологий, включая самолеты, морские линкоры, танки и другие виды вооружений, потребовало огромного количества сырья в ходе Второй мировой войны. Послевоенный промышленный бум, который пережили многие развитые западные страны, совпал со стремительным ростом спроса на доступные материалы, которые можно было бы использовать для массового производства деталей. Во многом это было связано с тем, что война нарушила глобальные судоходные пути и потребовала добычи огромного количества природных ресурсов для производства танков, кораблей и других продуктов военного времени, что привело к нехватке каучука и металла во всем мире.

Термопласты представляли собой доступные варианты, способные заполнить многие пробелы на рынке, вызванные нехваткой этих материалов. Литье под давлением позволило производителям быстро и экономично производить детали в больших объемах. По мере того как рынки и цепочки поставок по всему миру переориентировались на пластик, литье под давлением стало опорой и неотъемлемым элементом современных производственных компаний.

В 1946 году экструзионно-шнековый литьевой станок Джеймса Уотсона Хендри произвел революцию в современной области литья пластмасс под давлением. Вращающийся шнек машины дал оператору лучший контроль над производственным процессом, что привело к значительному улучшению качества литьевых деталей. Хендри также первым применил процесс литья под давлением с помощью газа, который позволил изготавливать длинные и сложные полые детали.

Во второй половине двадцатого века пластиковые материалы стали более продвинутыми и конкурентоспособными, предлагая прочность, сравнимую с некоторыми металлами, но при значительно меньшем весе.

К 1970-м годам производство пластика превысило производство стали по доле рынка, а появление легких алюминиевых форм в 1990-х годах стало в некоторых случаях более быстрой и экономичной заменой стальной оснастки.

Будущее литья пластмасс под давлением

У индустрии литья пластмасс под давлением большое будущее, и несколько новых технологий показывают большие перспективы.

Технологии Интернета вещей (IoT), такие как датчики и решения для автоматизации, например, позволяют расширить возможности подключения во всей производственной системе. Это обеспечивает лучшую видимость состояния процесса литья под давлением, а также позволяет производителям производить более качественные детали с меньшими затратами. Автоматизированные решения, такие как роботизированные разгрузчики, которые могут более эффективно укладывать и раскладывать детали, могут использовать программируемые настройки, датчики и другие функции Интернета вещей, чтобы сократить сроки производства без ущерба для качества деталей.

Микролитье под давлением — еще один новый процесс, в котором применяются механизмы литья под давлением в микроскопическом масштабе. Это особенно интересно для производителей медицинского оборудования, где эта технология может позволить группам разработчиков разрабатывать устройства меньшего размера, способные выполнять потенциально спасительные процедуры с использованием менее инвазивных методов и инструментов.

Экологически чистые материалы для литья под давлением пользуются все большим спросом. В то время как большинство термопластов можно восстановить и использовать повторно, просто расплавив и повторно интегрировав их, сторонники устойчивого развития ставят перед собой более амбициозные цели. Нестандартное мышление побуждает производителей разрабатывать и использовать материалы с меньшим содержанием термопласта или без него, в том числе материалы нового поколения на растительной основе, такие как пластмассы на основе кукурузы и льна.

Литье пластмасс под давлением:подходит ли вам это?

Литье под давлением позволяет производителям производить детали стабильного качества в больших количествах — ключевая возможность современного производства. Сотрудничайте с Fast Radius для вашей следующей работы, и мы поможем вам получить максимальную отдачу от вашего производственного цикла. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу.