V dnešním rychlém světě výroby je čas velmi důležitý, akrylové vstřikování plastů poskytuje přesnost, odolnost a účinnost na nejvyšší možné úrovni. Jak napovídá jeho obecný název, akryl (nebo polymethylmetakrylát (PMMA)) je vysoce ceněn pro svou mimořádnou průhlednost, pevnost a houževnatost a stal se základním materiálem používaným v automobilovém, leteckém a zdravotnickém průmyslu a v oblasti spotřební elektroniky. Pomocí vstřikování akrylátu lze důsledně lisovat vynikající optické vlastnosti, odolnost vůči povětrnostním vlivům a mechanickou pevnost vysoce přesných součástí. Od krytů automobilových světel a lékařských krytů až po špičkové optické čočky a dokonce i zakázkové nápisy - výrobky z lisovaného akrylátu mění moderní inovace. Přesto lze tento proces zvládnout pouze se zkušenostmi zabývajícími se chováním materiálu, konstrukcí formy a optimalizací procesu, protože proces má problémy, které je třeba vyřešit, jako je křehkost, smršťování a doba chlazení.
V tomto článku se budeme zabývat složitostí procesu vstřikování akrylátu, jeho postupem, použitím, konstrukčními principy, výhodami a také budoucími trendy. Aplikace vstřikování řízeného umělou inteligencí, stejně jako používání udržitelných materiálů a forem pro 3D tisk rychle formuje budoucnost výroby akrylátu do nových oblastí použití, pokud jde o vysoce výkonná plastová řešení.
Porozumění vstřikování akrylátu

Vstřikování akrylátu je proces zahřívání akrylové pryskyřice do roztaveného stavu pomocí tepla a jejího následného vstřikování pod vysokým tlakem do formy pro výrobu dílů. Pro velkosériovou výrobu se tento proces široce používá pro dosažení konzistence designu, přesnosti a kvality.
Klíčové fáze lisování akrylátu

Příprava materiálu: Vlhkost z akrylových pelet se odstraní, aby pelety vyschly a mohly se lisovat bez vad.
Tavení a vstřikování: Ve druhém případě se pelety vloží do dutiny formy, kde se zahřejí na 200-250 °C.
Chlazení a tuhnutí: Jakmile akryl získá tvar, forma se ochladí.
Vysunutí výrobku: Forma se otevře a hotový díl se uvolní.
Následné zpracování: Nejde o tvar výrobku, ale o povrchovou úpravu, leštění nebo potahování, které zlepšuje vzhled a funkčnost výrobku.
Různé vlastnosti akrylu

Již dříve jsme se zmínili o některých důležitých vlastnostech akrylu, jako je odolnost proti oděru a rázová houževnatost. V této části se budeme věnovat jeho vlastnostem, aby jejich povaha nebyla pro člověka, který má zájem poznat, proč je akrylát tak užitečný ve výrobě, záhadou.
Obecné vlastnosti akrylu
Hustota: 1,19 g/cm³
Tvrdost podle Rockwella: M 102
Absorpce vody: 0.2%
Stupeň hořlavosti: UL94 HB, třída 3 (BS 476 část 7)
Tento akrylát je lehký, ale je to velmi pevný plast. Díky dobré odolnosti proti nárazu oproti tradičnímu sklu je méně pravděpodobné, že se rozbije. Akryl je navíc špatně tepelně vodivý materiál, a proto jej lze použít jako vynikající tepelně izolační materiál. Akrylát je nejen tepelně odolný, ale má i ochranu proti UV záření, což znamená, že by byl vhodnou volbou pro použití ve venkovním prostředí, kde je člověk vystaven slunečnímu záření.
Optické vlastnosti akrylu
Přenos světla: Přes 92%
Index lomu: 1.49
Průhlednost akrylátu je jedním z hlavních důvodů, proč se tak hojně používá v optických aplikacích. Z hlediska průhlednosti pro světlo propouští více než 92 % viditelného světla, což odpovídá průhlednosti vynikajícího skla. Při použití mechanických nebo parních lešticích technik se vyleští jako krystaly a stává se dobrým výběrem pro čočky, světlovody, zobrazovací panely. Mezi akryláty s vysokou průhledností patří oblíbené značky akrylátů, jako je Perspex, Rohm Plexiglas atd.
Mechanické vlastnosti akrylu
Pevnost v tahu: Přibližně 8 000 psi
Modul v tahu: 350 000 - 500 000 psi
Modul pružnosti v ohybu: Podobně jako modul pružnosti v tahu
Akryl je také pevný a tuhý termoplast, který vydrží velké mechanické namáhání. Jeho pevnost v tahu je přibližně 8 000 psi, takže k prasknutí materiálu by bylo zapotřebí 8 000 liber na čtvereční palec. Další hodnota jeho vysokých hodnot modulu pružnosti také naznačuje, že akrylát může být stále strukturálně stabilní při působení ohybových a roztahovacích sil. Je také odolný vůči vodě a UV záření, a to z něj činí lepší volbu pro venkovní nápisy, ochranné štíty a automobilové komponenty.
Tepelné vlastnosti akrylu
Minimální provozní teplota: -40°C
Maximální provozní teplota: 80°C
Bod měknutí: Nad 110 °C
Rychlost lineární expanze: 7.7 × 10-⁵
Teplota tání akrylátu se pohybuje od 130 °C do 140 °C, jeho maximální provozní teplota je od 65 °C do 93 °C. Snese tedy středně vysoké teploty, ale při vystavení nadměrnému teplu dojde k jeho deformaci nebo změknutí. Díky své nízké tepelné vodivosti funguje akrylát jako účinný tepelný izolant. Je také snadno tvarovatelný za tepla a používá se jako tepelně tvarovatelný materiál, stejně jako materiál pro vstřikování a výrobní procesy.
Aplikace vstřikování akrylátu
Vstřikování akrylátu je známou výrobní metodou pro výrobu jemných, odolných a vysoce kvalitních součástí v různých průmyslových odvětvích. Výrobci vstřikují roztavený akrylát do formy a vytvářejí tak díly, které jsou vysoce průhledné, pevné a odolné vůči povětrnostním vlivům. Níže jsou uvedeny některé klíčové aplikace lisování akrylátu.
1. Optické komponenty

Vzhledem k tomu, že akrylát má vysokou propustnost světla a optickou čistotu, je užitečný při výrobě čoček, optických filtrů a světelných krytů. Představuje levnou alternativu ke sklu a je trvanlivý a odolný vůči nárazům v různých optických aplikacích.
2. Označení a displeje

Akrylátové výlisky jsou typem plastu, který se používá při výrobě reklamních a zobrazovacích zařízení. Díky své schopnosti tvarovat složité tvary a přenášet světlo se běžně používají v osvětlených nápisech, výstavních panelech a ozdobných nápisech.
3. Spotřební zboží

Vstřikování akrylátu se často používá pro věci denní potřeby, jako jsou doplňky do domácnosti, dekorativní předměty a hračky. Z hlediska trvanlivosti, estetického vzhledu a odolnosti proti opotřebení je preferovaným materiálem v průmyslu spotřebního zboží.
4. Automobilové komponenty

V automobilovém průmyslu se vstřikováním akrylátu vyrábí vnitřní obložení interiéru, panely palubní desky, kryty světel a vnější akcenty. Je to skvělý materiál, se kterým se pracuje díky jeho schopnosti odolávat teplu, UV záření a nárazům, a je ideálním funkčním a designovým materiálem.
5. Zdravotnické vybavení

Zdravotnické skříně, diagnostická zařízení a ochranné kryty lze díky průhlednosti, biokompatibilitě a odolnosti vůči chemickým vlivům vyrábět z akrylu. Ve zdravotnických aplikacích, kde se snoubí pevnost a průhlednost, se používá.
Vstřikování akrylátu je stále důležitým procesem díky své univerzálnosti, ceně a přesnosti.
Řízení teploty při vstřikování akrylátu
- Variabilita povlaku při vstřikování akrylátu závisí na správném řízení teploty. Akryl má rozsah tání 130-140 °C a může pracovat při krátkých teplotních intervalech 65-93 °C. Jako izolant je známý snadným tvarováním za tepla a nízkou tepelnou vodivostí.
- Dalším důležitým bodem je sušení materiálu před zpracováním. Míra absorpce vody u akrylu je 0,3-0,4% a nadměrná vlhkost může způsobit vznik bublinek, plynových linek a sníženou průhlednost konečného výrobku. Akryl se pak suší tak, aby se hladina vlhkosti pohybovala hluboko pod 0,1 nebo ještě lépe pod 0,04%.
- Kvalita výrobku a doba cyklu jsou do značné míry závislé na teplotě taveniny. Akrylát, stejně jako ostatní termoplasty, se taví v rozmezí 130-140 °C a přesná teplota by měla být pečlivě kontrolována, aby zůstala na správné straně efektivity vstřikování versus trvanlivosti matrice dílu.
Kromě toho závisí na teplotě formy také rozměrová stálost a kvalita povrchu hotového výrobku. Pro optimální teplotu formy platí následující tři osvědčené postupy.
Používejte systém regulace teploty: Forma je vybavena přesným řídicím systémem, který zajišťuje konstantní rozvod tepla do celé formy.
Pravidelně sledujte teplotu: Pomáhá při deformaci, smršťování nebo nedokonalostech povrchu tím, že kontroluje a upravuje teplotu formy.
Optimalizace chladicích kanálů: Díky správně navrženým chladicím kanálům jsou k dispozici vysoké tepelné výkony pro odvod tepla, zkrácení doby cyklu a také rovnoměrné chlazení.
Další aspekty lisování akrylátu

Kromě regulace teploty je třeba vzít v úvahu teplotu ohybu, ultrazvukové svařování a náklady na formu, aby se dále zvýšila kvalita výrobku a efektivita výroby.
Teplota tepelné deformace (HDT)
HDT akrylátu se pohybuje v rozmezí 80 až 100 °C, což znamená, že deformace začíná v tomto teplotním bodě, ale při zatížení. Zákony přenosu tepla však omezují maximální přípustné teploty zpracování pod HDT, aby bylo dosaženo rozměrové přesnosti a optické čistoty.
Svařování ultrazvukem
Ultrazvukové svařování je spolehlivý proces s více akrylovými díly. K vytvoření tepla tento proces využívá vysokofrekvenční zvukové vlny, které spojují součásti, přičemž na nich nejsou viditelné žádné nebo jen malé stopy, což je ideální pro použití na dílech LFT.
Náklady na plísně
Akrylátové vstřikovací formy jsou drahé kvůli složitosti, výběru materiálu a požadavkům na konstrukci. Harmonizací tohoto obecného cíle je snížení nákladů, kterého mohou výrobci dosáhnout návrhem nebo výběrem zjednodušených konstrukcí dílů, použitím součástí formy více než jednou a využitím vhodných materiálů formy.
Environmentální a zdravotní aspekty
Moderní vstřikovací stroje, které mají o 20 až 50 procent nižší spotřebu elektrické energie než starší stroje, jsou energeticky účinné, ale spotřeba elektřiny stále představuje problém pro životní prostředí. Akrylátové vstřikování může produkovat nebezpečné výpary, pokud není správně řízeno, a nekončí ve skříni, když není vypláchnuto a zadní část odříznuta, čímž by se prachové částice mohly potenciálně dostat do plic. Pro zajištění bezpečnosti pracovníků ve výrobních závodech měly být rovněž zavedeny ventilační systémy, opatření pro regulaci výparů a odpovídající bezpečnostní opatření.
Alternativní materiály ve vstřikování
Akryl je jedním z materiálů, které se běžně používají pro optickou čistotu a odolnost, ale není to jediný materiál.
Polykarbonát (PC)
Je odolnější proti nárazu než akryl, takže je ideální pro bezpečnostní zařízení a automobilové díly. Není však průhledný jako akryl.
ABS (Akrylonitrilbutadienstyren)
Plast s dobrou pevností a tvarovatelností, který má však špatnou optickou průhlednost a je levný a snadno zpracovatelný. Běžně se používá v automobilových dílech, hračkách a spotřebičích.
Polypropylen (PP)
Je odolný vůči chemikáliím a pružný, a proto je oblíbenou volbou pro použití v obalech a spotřebním zboží. Za druhé však není průhledný jako akryl.
ASA (akrylonitril-styren-akrylát)
Odolnost proti UV záření a povětrnostním vlivům mu zajišťuje možnost venkovního použití.
COC (cyklický olefinový kopolymer)
Nízká nasákavost; odolný vůči chemikáliím; známý pro lékařské a optické aplikace.
PCT (polycyklohexylendimethylentereftalát)
Vyznačuje se vysokou tepelnou odolností a optickou čistotou, která se běžně používá v automobilovém osvětlení.
Každý z těchto materiálů má jedinečnou pevnost, průhlednost a environmentální faktory a správný výběr závisí na tom, který z nich má být použit pro zamýšlenou aplikaci.
Pokyny pro navrhování akrylátových vstřikovacích forem
Přesto je při navrhování z akrylátu důležité dodržovat standardní konstrukční zásady, aby se předešlo vadám akrylátových dílů a dosáhlo se maximální efektivity výroby. Vysoce kvalitní odolné součásti jsou závislé na správné tloušťce stěn, poloměrech, úhlech tahu a tolerancích. Níže je uvedena řada klíčových konstrukčních úvah o akrylátových výliscích.
Tloušťka stěny
Tloušťka stěny akrylové části by se podle doporučení měla pohybovat mezi 0,025 palce (0,635 mm) a 0,150 palce (3,81 mm). Neexistuje žádná tolerance pro nestejnou tloušťku stěny, protože změna (ať už náhlá nebo postupná) může způsobit vady, jako je deformace, propadliny nebo vnitřní pnutí.
Poloměry a rohy
Při letmém pohledu na akrylát zjistíte, že akrylát je náchylný ke koncentraci napětí v ostrých rozích. Pro zlepšení tvarovatelnosti a strukturální integrity by se měly používat rohy o minimálním poloměru 25% tloušťky stěny. Nejlepší poloměr pro zvýšení pevnosti je 60% tloušťky stěny.
Návrh úhlů
Ponor mezi 0,5° a 1° je nutný pro hladké vyhození z formy. Pokud má díl leštěný nebo opticky čirý povrch, může být pro zachování kvality potřeba větší úhel ponoru.
Tolerance dílů
Tolerance vstřikování akrylátu pro velikost dílů a požadavky na přesnost jsou následující:
- Pro díly do 160 mm jsou obchodní tolerance 0,1 mm až 0,325 mm.
- Jemné tolerance: 0,045 mm až 0,145 mm pro díly 100 mm a menší.
Dodržováním těchto konstrukčních zásad je při lisování akrylových plastů zajištěna přesnost, trvanlivost a optimální výkon formy.
Typy akrylových forem a jejich význam
Formy s jednou dutinou vs. formy s více dutinami
Formy s jednou dutinou: Malosériová výroba je vhodná pro dobrou přesnost a přizpůsobivost.
Formy s více dutinami: Splnění požadavku na hromadnou výrobu s kratším časem a nižšími náklady na každou vyrobenou jednotku.
Formy s horkým vs. studeným chodem
Formy Hot Runner: Minimalizujte odpad a zvyšte efektivitu tím, že akryl zůstane uvnitř systému roztavený.
Formy pro běh za studena: Nákladově efektivnější, ale nadměrná produkce materiálu, což vyžaduje ořezávání a recyklaci.
Zakázkové akrylátové formy pro specializovanou výrobu
Výrobci však mohou používat zakázkové formy k výrobě složitých konstrukcí s přísnými tolerancemi, což zaručuje, že akrylátové součásti jsou vyráběny podle určitých specifikací požadovaných v odvětvích letecké a zdravotnické techniky.
Výhody a problémy lisování akrylových plastů
Výhody akrylátového lisování
Výjimečná čistota: Vynikající náhradou skla je akrylát, který se vyznačuje až 92% průhledností.
Lehké a pevné: Sklo je dvakrát těžší než akrylát, ale přesto je velmi odolné.
Odolnost proti povětrnostním vlivům a UV záření: Ačkoli některé plasty žloutnou nebo degradují, akryl nežloutne.
Přizpůsobitelné vlastnosti: Kromě toho lze akryl barvit, potahovat nebo upravovat pro různé aplikace.
Výzvy při lisování akrylu
Křehkost ve srovnání s polykarbonátem: PC je sice méně odolný proti nárazu než akryl, ale vydrží mnohem větší tlak, než praskne.
Kontrola smrštění: Při nepřesném řízení teploty může dojít k deformaci a vadám.
Delší doba chlazení: Relativně nízká tepelná vodivost akrylátu vede k prodloužení doby cyklu, a tím ke snížení účinnosti a výkonu výroby.
Lisování akrylátu vs. jiné procesy lisování plastů
Majetek | Akryl (PMMA) | Polykarbonát (PC) | Plast ABS |
Transparentnost | 92% průhlednost (podobná sklu) | Průhlednost 85% | Špatný |
Odolnost proti nárazu | Mírná | Vysoká | Vysoká |
Tepelná odolnost | Mírná (80-100 °C) | Vynikající (120-140 °C) | Dobrý |
Odolnost proti poškrábání | Vysoká | Mírná | Nízká |
Náklady | Cenově dostupné | Drahé | Levné |
Polykarbonát je nejvhodnější z hlediska odolnosti proti nárazu, zatímco akrylát se volí pro své optické vlastnosti. Pokud je u levných aplikací prioritou pružnost a houževnatost, můžete použít ABS.
Budoucí trendy v lisování akrylu pro průmyslové aplikace

- Akrylátové výlisky se stávají další velkou věcí a hýbou budoucností v následujících aspektech:
- 3D tištěné akrylátové formy mohou na jedné straně zvýšit rychlost výroby prototypů a ušetřit peníze za výrobu formy.
- Výrobci využívají recyklovatelný a ekologicky šetrný akryl, aby snížili množství odpadu.
- Díky integraci umělé inteligence a internetu věcí se řízení výrobních procesů a zajištění kvality stává chytřejším, a tím se optimalizují chytré vstřikovací stroje.
- Akryl s nanopovrchem - zvyšuje odolnost proti poškrábání a ochranu proti UV záření pro dlouhodobou životnost.
Sincere Tech - důvěryhodné služby v oblasti vstřikování akrylátu
Společnost Sincere Tech je zkušená ve vstřikování plastů a vstřikování akrylátu s vysokou kvalitou, která je vhodná pro automobilový, zdravotnický a elektronický průmysl. Díky pokročilým technologiím a kvalifikovaným inženýrům kolem sebe vytváří velmi čisté a odolné přesné akrylátové díly.
Díky svým odborným znalostem v oblasti návrhu a výroby forem na zakázku poskytuje nákladově efektivní řešení jak pro výrobu prototypů, tak pro sériovou výrobu. Společnost Sincere Tech používá k výrobě svých akrylových komponentů s vysokou odolností proti UV záření, nárazuvzdorností a optickou průhledností vysoce kvalitní materiál.
Společnost Sincere Tech je levným poskytovatelem akrylátových výlisků díky své pověsti kvality, efektivity a inovací. Pro služby lisování plastů na míru s nejvyšší přesností se na ně obraťte ještě dnes!
Závěr
Vstřikování akrylátu umožňuje vyrábět pevné, lehké a opticky čiré komponenty. Vzhledem k tomu, že kontrola křehkosti a smršťování ještě nebyla vyřešena, osvědčil se jako levná náhrada skla v případech, kdy je vyžadována přesnost a trvanlivost. V souladu se změnami ve výrobě se do popředí dostanou také inteligentní technologie lisování, automatizace a udržitelná akrylátová řešení. Nicméně tento materiál si určitě i nadále najde své místo v moderních aplikacích průmyslu, protože rostoucí poptávka po přizpůsobených, vysoce výkonných akrylátových výrobcích zaručuje, že tento materiál bude i nadále sloužit jako řešení jak pro masovou výrobu, tak pro specializované výrobní účely.
Nejčastější dotazy
1. Proč se při vstřikování používá akrylát?
Akryl poskytuje vysokou průhlednost (92%), odolnost proti UV záření, dlouhou životnost a přijatelnou cenu a je vhodnou volbou pro průhledné předměty odolné proti povětrnostním vlivům.
2. Kde lze akrylátové výlisky použít?
Akrylát se díky své pevnosti, průhlednosti a univerzálnosti běžně používá v automobilovém průmyslu, zdravotnictví, spotřebním zboží a při výrobě nápisů.
3. Proč je tvarování akrylátu náročné?
Může být křehký, může se deformovat a vyžaduje velmi přísnou kontrolu teploty, aby nedocházelo k defektům.
Jaké jsou rozdíly mezi akrylátem a polykarbonátem a ABS?
Akryl je méně průhledný, ale ve srovnání s PC je odolnější proti poškrábání, zatímco levnější ABS není průhledný.