Modyfikacja wtrysku

Formowanie wtryskowe to złożony proces produkcyjny.Przy użyciu specjalistycznej maszyny hydraulicznej lub elektrycznej proces topienia, wtryskiwania i ustawiania plastiku w kształt metalowej formy, która jest zamontowana w maszynie.

Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych jest najpowszechniej stosowanym procesem produkcji komponentów z wielu powodów, w tym:

Elastyczność:producenci mogą wybrać projekt formy i rodzaj tworzywa termoplastycznego użytego w każdym elemencie.Oznacza to, że w procesie formowania wtryskowego można wytwarzać różnorodne komponenty, w tym części, które są złożone i bardzo szczegółowe.

Efektywność:po skonfigurowaniu i przetestowaniu procesu wtryskarki mogą produkować tysiące elementów na godzinę.

Konsystencja:jeśli parametry procesu są ściśle kontrolowane, w procesie formowania wtryskowego można szybko wyprodukować tysiące komponentów o stałej jakości.

Opłacalność:po zbudowaniu formy (która jest najdroższym elementem), koszt produkcji w przeliczeniu na element jest stosunkowo niski, szczególnie w przypadku produkcji w dużych ilościach.

Jakość:Niezależnie od tego, czy producenci poszukują wytrzymałych, wytrzymałych czy bardzo szczegółowych komponentów, proces formowania wtryskowego pozwala na wielokrotne wytwarzanie ich w wysokiej jakości.

Ta opłacalność, wydajność i jakość komponentów to tylko niektóre z powodów, dla których wiele branż decyduje się na stosowanie części formowanych wtryskowo w swoich produktach.

Ekonomiczny sposób tworzenia dużej liczby części

Formowanie wtryskowe to opłacalny sposób wytwarzania wielu części, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla branż, które muszą wyprodukować wiele elementów w krótkim czasie.

Bardzo dokładny

Formy wtryskowe są wykonane z bardzo wąskimi tolerancjami i mogą wytwarzać części o bardzo małych różnicach między nimi.Oznacza to, że możesz mieć pewność, że każda część będzie dokładnie taka sama jak następna, co jest ważne, jeśli szukasz spójności w swoich produktach lub jeśli chcesz, aby Twój produkt idealnie pasował do innego egzemplarza z linii innego producenta

Pierwszym etapem formowania wtryskowego jest wykonanie samej formy.Większość form jest wykonana z metalu, zwykle aluminium lub stali, i precyzyjnie obrobiona, aby pasowała do cech produktu, który mają wytwarzać.

Po utworzeniu formy przez twórcę formy materiał na część jest wprowadzany do podgrzewanego cylindra i mieszany za pomocą spiralnej śruby.Taśmy grzewcze topią materiał w cylindrze, a roztopiony metal lub stopione tworzywo sztuczne jest następnie wprowadzane do gniazda formy, gdzie ochładza się i twardnieje, dopasowując się do kształtu formy.Czas chłodzenia można skrócić poprzez zastosowanie przewodów chłodzących, w których krąży woda lub olej z zewnętrznego regulatora temperatury.Narzędzia do formowania są montowane na formach płytowych (lub „płytach”), które otwierają się po zestaleniu materiału, dzięki czemu kołki wypychające mogą wyrzucić część z formy.

Oddzielne materiały można łączyć w jedną część w formie wtryskowej zwanej formą dwustrzałową.Technikę tę można zastosować w celu nadania produktom z tworzyw sztucznych miękkości, dodania koloru części lub wytworzenia przedmiotów o różnych właściwościach użytkowych.

Formy mogą być wykonane z jednej lub wielu wnęk.Formy z wieloma gniazdami mogą mieć identyczne części w każdym wnęce lub mogą być unikalne, aby tworzyć części o różnej geometrii.Formy aluminiowe nie nadają się najlepiej do produkcji wielkoseryjnej lub części o wąskich tolerancjach wymiarowych, ponieważ mają gorsze właściwości mechaniczne i mogą być podatne na zużycie, odkształcenie i uszkodzenie w wyniku sił wtrysku i zaciskania.Chociaż formy stalowe są trwalsze, są również droższe niż formy aluminiowe.

Proces formowania wtryskowego wymaga starannego zaprojektowania, obejmującego kształt i cechy części, materiały części i formy oraz właściwości maszyny formierskiej.W rezultacie podczas formowania wtryskowego należy wziąć pod uwagę różne kwestie.

Przed przystąpieniem do formowania wtryskowego należy wziąć pod uwagę kilka kwestii:

1. Finansowe

Koszt wejścia na rynek produkcji metodą wtrysku może być wysoki – biorąc pod uwagę koszt maszyn i samych form.

2. Wielkość produkcji

Ważne jest, aby określić, ile części chcesz wyprodukować, aby zdecydować, czy formowanie wtryskowe jest najbardziej opłacalną metodą produkcji.

3. Czynniki projektowe

Minimalizacja liczby części i uproszczenie geometrii elementów ułatwi formowanie wtryskowe.Ponadto konstrukcja narzędzia formierskiego jest ważna, aby zapobiec defektom podczas produkcji.

4. Zagadnienia produkcyjne

Minimalizacja czasu cyklu pomoże w produkcji, podobnie jak użycie maszyn z formami gorącokanałowymi i dobrze przemyślanym oprzyrządowaniem.Takie niewielkie zmiany i zastosowanie systemów gorących kanałów mogą oznaczać oszczędności w produkcji części.Minimalizacja wymagań montażowych przyniesie również oszczędności, szczególnie jeśli produkujesz wiele tysięcy, a nawet milionów części.

Formowanie wtryskowe może być kosztownym procesem, ale istnieje kilka sposobów obniżenia kosztów form, w tym:

Wyeliminuj podcięcia

Usuń niepotrzebne funkcje

Zastosuj metodę wnęki rdzeniowej

Zmniejsz ilość wykończeń kosmetycznych

Projektuj części, które same się łączą

Modyfikuj i ponownie wykorzystuj istniejące formy

Monitoruj analizę DFM

Użyj formy wielogniazdowej lub typu rodzinnego

Weź pod uwagę rozmiary części

Dostępnych jest ponad 85 000 dostępnych na rynku tworzyw sztucznych i 45 rodzin polimerów, co oznacza, że ​​istnieje bogactwo różnych tworzyw sztucznych, które można wykorzystać do formowania wtryskowego.Spośród nich polimery można ogólnie podzielić na dwie grupy;termoutwardzalne i termoplastyczne.

Najpopularniejszymi rodzajami tworzyw sztucznych są polietylen o dużej gęstości (HDPE) i polietylen o małej gęstości (LDPE).Polietylen oferuje szereg zalet, w tym wysoki poziom plastyczności, dobrą wytrzymałość na rozciąganie, dużą odporność na uderzenia, odporność na wchłanianie wilgoci i możliwość recyklingu.

Inne powszechnie stosowane tworzywa sztuczne formowane wtryskowo obejmują:

1. Akrylonitryl-butadien-styren (ABS)

To wytrzymałe, odporne na uderzenia tworzywo sztuczne jest szeroko stosowane w przemyśle.Dzięki dobrej odporności na kwasy i zasady ABS oferuje również niski współczynnik skurczu i wysoką stabilność wymiarową.

2. Poliwęglan (PC)

To mocne, odporne na uderzenia tworzywo sztuczne ma niski skurcz i dobrą stabilność wymiarową.Przezroczyste tworzywo sztuczne dostępne w różnych optycznie przezroczystych klasach PC zapewnia wysokie wykończenie kosmetyczne i dobrą odporność na ciepło.

3. Poliamidy alifatyczne (PPA)

Istnieje wiele różnych rodzajów PPA (lub nylonów), z których każdy ma swoje zalety.Ogólnie rzecz biorąc, nylony oferują wysoką wytrzymałość i odporność na temperaturę, a także są odporne chemicznie, z wyjątkiem silnych kwasów i zasad.Niektóre nylony są odporne na ścieranie i oferują dobrą twardość i sztywność przy dobrej udarności.

4. Polioksymetylen (POM)

To tworzywo sztuczne, powszechnie znane jako acetal, ma wysoką twardość, sztywność, wytrzymałość i wytrzymałość.Ma również dobrą smarowność i jest odporny na węglowodory i rozpuszczalniki organiczne.Dobra elastyczność i śliskość również zapewniają korzyści w niektórych zastosowaniach.

5. Polimetakrylan metylu (PMMA)

PMMA, zwane także akrylem, zapewnia dobre właściwości optyczne, wysoki połysk i odporność na zarysowania.Zapewnia również niski skurcz i mniejsze opadanie w przypadku geometrii o cienkich i przemyślanych przekrojach.

6. Polipropylen (PP)

Ten niedrogi materiał żywiczny zapewnia wysoką odporność na uderzenia w niektórych gatunkach, ale może być kruchy w niskich temperaturach (w przypadku homopolimeru propylenu).Kopolimery zapewniają większą odporność na uderzenia, natomiast PP jest również odporny na zużycie, elastyczny i może zapewnić bardzo duże wydłużenie, a także jest odporny na kwasy i zasady.

7. Politereftalan butylenu (PBT)

Dobre właściwości elektryczne sprawiają, że PBT idealnie nadaje się do elementów zasilania, a także do zastosowań motoryzacyjnych.Wytrzymałość waha się od umiarkowanej do wysokiej, w zależności od wypełnienia szklanego, przy czym gatunki bez wypełnienia są wytrzymałe i elastyczne.PBT wykazuje także działanie paliw, olejów, tłuszczów i wielu rozpuszczalników, a także nie pochłania aromatów.

8. Polifenylosulfon (PPSU)

PPSU, stabilny wymiarowo materiał o wysokiej wytrzymałości, odporności na temperaturę i ciepło, jest również odporny na sterylizację radiacyjną, zasady i słabe kwasy.

9. Polieteroeteroketon (PEEK)

Ta wysokotemperaturowa żywica o wysokiej wydajności zapewnia odporność na ciepło i ognioodporność, doskonałą wytrzymałość i stabilność wymiarową, a także dobrą odporność chemiczną.

10. Polieteroimid (PEI)

PEI (lub Ultem) oferuje odporność na wysoką temperaturę i ognioodporność, a także doskonałą wytrzymałość, stabilność wymiarową i odporność chemiczną.

Formowanie wtryskowe zapewnia niski poziom złomu w porównaniu z tradycyjnymi procesami produkcyjnymi, takimi jak obróbka CNC, w wyniku której wycina się znaczny procent oryginalnego bloku lub arkusza z tworzywa sztucznego.Może to jednak być niekorzystne w porównaniu z procesami wytwarzania przyrostowego, takimi jak drukowanie 3D, które charakteryzują się jeszcze niższym wskaźnikiem braków.

Odpady tworzyw sztucznych z produkcji form wtryskowych zazwyczaj pochodzą z czterech obszarów:

Wlew

Biegacze

Lokalizacje bram

Wszelkie nadmiary materiału, które wyciekają z wnęki części (stan zwany „wypływem”)

Materiał termoutwardzalny, taki jak żywica epoksydowa, który utwardza ​​się po wystawieniu na działanie powietrza, to materiał, który utwardza ​​się i pali się po utwardzeniu, jeśli podejmie się próbę jego stopienia.Natomiast materiał termoplastyczny to tworzywo sztuczne, które można stopić, ochłodzić i zestalić, a następnie ponownie stopić bez spalania.

Dzięki materiałom termoplastycznym można je poddać recyklingowi i ponownie wykorzystać.Czasami dzieje się to bezpośrednio na hali produkcyjnej.Mielą wlewki/prowadnice i wszelkie odrzucone części.Następnie dodają ten materiał z powrotem do surowca, który trafia do prasy do formowania wtryskowego.Materiał ten nazywany jest „przeszlifowaniem”.

Zazwyczaj działy kontroli jakości ograniczają ilość przemiału, który można umieścić z powrotem w prasie.(Niektóre właściwości użytkowe tworzywa sztucznego mogą ulec pogorszeniu w wyniku ciągłego formowania).

Lub, jeśli mają go dużo, fabryka może sprzedać ten przemiał innej fabryce, która może go wykorzystać.Zwykle materiał przemielony jest używany do części o niskiej jakości, które nie wymagają wysokich właściwości użytkowych.