Процесс литья под давлением идеально подходит для изготовления больших партий изделий одинакового цвета. Поскольку пигмент может быть смешан с материалом до начала производства, обычно нет необходимости во вторичных операциях обработки, таких как покраска или покрытие металлом. Кроме того, цвет проходит через всё изделие, а не только через поверхностный слой, поэтому изделия сохраняют свой цвет даже после истирания и износа.
Однако, окрашивание деталей, изготовленных методом литья под давлением, не лишено своих сложностей. При производстве сотен тысяч единиц в нескольких партиях производители должны предпринять определенные шаги для достижения цветостойкости. Повторяющиеся изделия должны быть походи друг на друга, а различные компоненты в сборке также должны иметь одинаковый цвет, чтобы обеспечить хороший внешний вид.
Так как же обеспечить цветостойкость при литье под давлением? В этой статье рассматриваются основы высококачественной окраски отливок, затрагиваются такие важные темы, как цветовая система Pantone, подбор цвета и концентраты красителя.
Как окрашиваются отливки при литье под давлением
Использование концентратов красителя.
При производстве очень больших объемов цветных деталей самым эффективным методом окрашивания является использование концентратов красителя (мастербатчинг). Мастербатч — это высококонцентрированная смесь пигмента в носителе, которая может быть равномерно смешана с полимером для литья под давлением внутри инжекционно-литьевой машины. Носитель может быть «универсальным» или специфическим для полимера (подходящим для материала для литья).
Мастербатчи можно производить в индивидуальных цветах, но минимальное количество заказа составляет около двух тонн, что делает их подходящими только для очень больших объемов заказов. Две тонны концентрата красителя смешиваются примерно с 48 тоннами материала для литья, что часто достаточно для сотен тысяч деталей. Мастербатчи обеспечивают очень хорошую цветостойкость между деталями и партиями, и концентрат не прилипает к внутренней части бункера, как сухой порошковый пигмент.
Компаундирование.
При изготовлении достаточно больших объемов окрашенных деталей наиболее эффективным методом окрашивания является компаундирование. Компаунд — это предварительно окрашенный полимер для литья под давлением, который не требует смешивания в литейной машине. Компаунд заказывается у стороннего поставщика материалов.
Компаунды могут быть произведены в индивидуальных цветах и имеют преимущество в возможности получения в меньших количествах, чем мастербатчи. Минимальное количество заказа для компаунда (который включает в себя и полимер для литья под давлением, и пигмент) составляет около одной тонны. Может быть достигнута достаточно хорошая цветостойкость, но стоимость единицы продукции выше, чем при мастербатчинге.
Сухое смешивание пигмента.
Простейшим и наиболее эффективным способом окрашивания деталей в небольших объемах является сухое смешивание пигмента. Этот метод включает в себя смешивание цветного порошка с природным (некрашеным) материалом для литья под давлением до его помещения в инжекционно-литьевую машину.
Этот метод окрашивания не имеет минимальных требований к объему и поэтому является экономически эффективным для прототипов и малых партий. Однако он не идеален для достижения цветостойкости, поскольку краситель и полимер не всегда хорошо смешиваются, и некоторое количество цвета может прилипать к внутренней стороне бункера термопластавтомата. Использование многогнездной семейной формы является хорошим способом уменьшения проблем с цветостойкостью для сборок, хотя такие формы более дороги в производстве.
Вторичная обработка.
Для очень малых объемов отливок другим вариантом может быть окраска деталей после литья с помощью распыления или другого метода последующей обработки. Хотя этот метод медленный и неподходящий для средних или больших партий, он может быть единственно возможным для заказов малого объема, которые требуют индивидуального подобранного цвета и хорошей степени повторяемости цвета между изделиями. Вторичная обработка также позволяет добавить текстуру или покрытие, устойчивое к УФ-лучам.
Почему цветостойкость важна
Обеспечение постоянства цвета деталей, изготовленных методом литья под давлением, важно по нескольким причинам, будь то избежание несоответствия в тоне между соединяемыми компонентами или обеспечение соответствия цвета продукта узнаваемому бренду. Некоторые из наиболее важных причин для цветостойкости изложены ниже:
- Твердый и стойкий цвет внутри одного компонента — без вихревых узоров или светлых пятен — выглядит профессионально и с большей вероятностью привлечет конечных пользователей.
- Сборки, состоящие из нескольких компонентов, не должны иметь несоответствия цветов там, где два компонента соединяются.
- Последовательный цвет в пределах партии важен для приложений, где используется несколько одинаковых компонентов, таких как разъемы, которые могут продаваться в упаковках по дюжине или больше.
- Компаниям может потребоваться специфический цвет по всем единицам, чтобы cсоответствовать их отличительному брендингу (например, красный цвет Coca-Cola).
- Компания может захотеть повторно заказать свои окрашенные отливки с идентичным цветом предыдущего заказа.
Способы улучшения цветостойкости
Достижение хорошей цветостойкости при литье под давлением зависит от метода окраски. Однако, поскольку мастербатчинг и компаундирование могут обеспечить хорошую стойкость практически во всех случаях, мы сосредоточимся на методиках улучшения повторяемости цвета при использовании сухого смешивания и вторичной обработки.
Выберите стандартный цвет.
Независимо от техники окрашивания, хорошим способом достижения цветостойкости между деталями и партиями является использование цвета из таблицы Pantone или RAL вместо индивидуальной смеси. Это облегчает получение одинакового цвета между партиями и при повторном заказе деталей в будущем. Компаунды можно получить гораздо быстрее и по более низкой цене, если использовать стандартный цвет, потому что производитель материала может уже иметь окрашенный пластик на складе.
Используйте семейную пресс-форму.
Для достижения цветостойкости между компонентами в сборке предпочтительнее использовать семейную форму. Это тип многогнездной оснастки для литья под давлением, где каждое гнездо делает различный компонент. Поскольку каждый компонент изготавливается из одной и той же партии пластика (и одинаковой концентрации пигмента), соединяемые части должны идеально соответствовать.
Семейные формы наилучшим образом работают, если каждый компонент геометрически похож; если каждый компонент сильно уникален, форме потребуется более сложная литниковая система для обеспечения равномерного заполнения, и это увеличит стоимость формы.
Контролируйте влажность.
При добавлении порошкового пигмента в бункер инжекционно-литьевой машины контроль влажности пластика и порошка важен. Пластик следует высушить непосредственно перед смешиванием с пигментом, и пигмент должен быть добавлен как можно скорее, чтобы минимизировать контакт с воздухом.
Используйте точное оборудование для дозирования.
Техники окраски, где цвет добавляется в термопластавтомате (мастербатчинг, сухое смешивание пигмента), могут извлечь выгоду из точного дозирования красящего вещества. Наиболее точный способ достижения правильного соотношения пластика и красителя — использование качественного оборудования, такого как гравиметрический смеситель, который может быть установлен на ТПА.
Используйте техники вторичной обработки в микропартиях.
Последующие методы обработки, такие как распыление краски, могут показаться неэффективными для такого процесса, как литье под давлением. Однако, если цветостойкость имеет первостепенное значение, покраска часто является самым простым и эффективным методом при работе с прототипами или малыми партиями. Для индивидуальных цветов краску можно наносить поверх отливки, сделанной из похожего стандартного цвета. Это предотвращает появление царапин и незначительного износа в естественном цвете пластика, что было бы слишком заметно.
