Injection Moding

Formsprutning är en komplex tillverkningsprocess.Med hjälp av en specialiserad hydraulisk eller elektrisk maskin smälter processen, injicerar och sätter plast i form av en metallform som är monterad i maskinen.

Formsprutning av plast är den mest använda tillverkningsprocessen för komponenter av en mängd olika skäl, inklusive:

Flexibilitet:tillverkare kan välja formdesign och typ av termoplast som används för varje komponent.Detta innebär att formsprutningsprocessen kan producera en mängd olika komponenter, inklusive delar som är komplexa och mycket detaljerade.

Effektivitet:när processen väl har ställts in och testats kan formsprutningsmaskiner producera tusentals föremål per timme.

Konsistens:om processparametrarna är noggrant kontrollerade kan formsprutningsprocessen producera tusentals komponenter snabbt med jämn kvalitet.

Kostnadseffektivitet:när formen (som är det dyraste elementet) har byggts är produktionskostnaden per komponent relativt låg, särskilt om den skapas i höga antal.

Kvalitet:oavsett om tillverkare letar efter starka, draghållfasta eller mycket detaljerade komponenter, kan formsprutningsprocessen producera dem med hög kvalitet upprepade gånger.

Denna kostnadseffektivitet, effektivitet och komponentkvalitet är bara några av anledningarna till att många industrier väljer att använda formsprutade delar till sina produkter.

Kostnadseffektivt sätt att skapa ett stort antal delar

Formsprutning är ett kostnadseffektivt sätt att tillverka många delar, vilket gör det idealiskt för industrier som behöver tillverka många föremål på kort tid.

Mycket exakt

Injektionsformar tillverkas med mycket snäva toleranser och kan producera delar med mycket liten variation mellan dem.Detta innebär att du kan vara säker på att varje del kommer att vara exakt likadan som nästa, vilket är viktigt om du letar efter konsistens i dina produkter eller om du behöver att din produkt ska passa ihop perfekt med en annan del från en annan tillverkares linje

Det första steget av formsprutning är att skapa själva formen.De flesta formar är gjorda av metall, vanligtvis aluminium eller stål, och precisionsbearbetade för att matcha egenskaperna hos den produkt de ska producera.

När formen har skapats av formtillverkaren, matas materialet för delen in i en uppvärmd tunna och blandas med en spiralformad skruv.Värmeband smälter materialet i cylindern och den smälta metallen eller det smälta plastmaterialet matas sedan in i formhåligheten där det svalnar och härdar, matchande formen på formen.Kyltiden kan reduceras genom användning av kylledningar som cirkulerar vatten eller olja från en extern temperaturregulator.Formverktyg är monterade på plåtformar (eller 'plattor'), som öppnas när materialet stelnat så att ejektorstift kan mata ut delen från formen.

Separata material kan kombineras i en del i en typ av formsprutning som kallas en tvåskottsform.Denna teknik kan användas för att lägga till en mjuk touch till plastprodukter, lägga till färger på en del eller producera föremål med olika prestandaegenskaper.

Formar kan göras av enkla eller flera hålrum.Flera kavitetsformar kan ha identiska delar i varje kavitet eller kan vara unika för att skapa delar av olika geometrier.Aluminiumformar är inte bäst lämpade för högvolymproduktion eller delar med snäva dimensionstoleranser eftersom de har sämre mekaniska egenskaper och kan vara benägna att slitas, deformeras och skadas på grund av insprutnings- och klämkrafterna.Även om stålformar är mer hållbara är de också dyrare än aluminiumformar.

Formsprutningsprocessen kräver noggrann design, inklusive formen och egenskaperna hos delen, materialen för delen och formen och formningsmaskinens egenskaper.Som ett resultat finns det olika överväganden som måste beaktas vid formsprutning.

Det finns ett antal överväganden att tänka på innan du påbörjar formsprutning:

1. Ekonomiskt

Ingångskostnaden för formsprutningstillverkning kan vara hög – med tanke på kostnaden för maskineriet och själva formarna.

2. Produktionsmängd

Det är viktigt att bestämma hur många detaljer du vill tillverka för att avgöra om formsprutning är den mest kostnadseffektiva produktionsmetoden.

3. Designfaktorer

Att minimera antalet delar och förenkla geometrin på dina föremål kommer att göra formsprutningen enklare.Dessutom är formverktygets utformning viktig för att förhindra defekter under tillverkningen.

4. Produktionsöverväganden

Att minimera cykeltiden kommer att underlätta produktionen, liksom att använda maskiner med varma löparformar och genomtänkta verktyg.Sådana små förändringar och användning av hot runner-system kan vara lika med produktionsbesparingar för dina delar.Det kommer också att bli kostnadsbesparingar genom att minimera monteringskraven, speciellt om du producerar många tusen till och med miljoner delar.

Formsprutning kan vara en dyr process, men det finns flera sätt på vilka du kan minska formkostnaderna, inklusive:

Eliminera underskärningar

Ta bort onödiga funktioner

Använd en core cavity approach

Minska kosmetiska ytbehandlingar

Designa delar som passar dig själv

Ändra och återanvänd befintliga formar

Övervaka DFM-analys

Använd en form av flera kaviteter eller familjer

Tänk på dina delstorlekar

Med över 85 000 tillgängliga kommersiella plastmaterialalternativ och 45 polymerfamiljer finns det en mängd olika plaster som kan användas för formsprutning.Av dessa kan polymererna brett placeras i två grupper;härdplaster och termoplaster.

De vanligaste plasttyperna som används är högdensitetspolyeten (HDPE) och lågdensitetspolyeten (LDPE).Polyeten erbjuder ett antal fördelar inklusive höga duktilitetsnivåer, god draghållfasthet, stark slaghållfasthet, motståndskraft mot fuktupptagning och återvinningsbarhet.

Andra vanliga formsprutade plaster inkluderar:

1. Akrylnitrilbutadienstyren (ABS)

Denna hårda, slagtåliga plast används flitigt inom industrin.Med god beständighet mot syror och baser erbjuder ABS även låga krymphastigheter och hög dimensionsstabilitet.

2. Polykarbonat (PC)

Denna starka, slagtåliga plast har låg krympning och god formstabilitet.En transparent plast som finns i olika optiskt klara kvaliteter, PC kan ge en hög kosmetisk finish och bra värmebeständighet.

3. Alifatiska polyamider (PPA)

Det finns många olika typer av PPA (eller nylon), som var och en har sina egna fördelar.Generellt sett erbjuder nylon hög hållfasthet och temperaturbeständighet samt är kemiskt resistent, förutom mot starka syror och baser.Vissa nylon är nötningsbeständiga och erbjuder god hårdhet och styvhet med god slaghållfasthet.

4. Polyoximetylen (POM)

Allmänt känd som acetal, denna plast har hög hårdhet, styvhet, styrka och seghet.Den har också bra smörjförmåga och är resistent mot kolväten och organiska lösningsmedel.God elasticitet och halka ger också fördelar för vissa applikationer.

5. Polymetylmetakrylat (PMMA)

PMMA, även känd som akryl, ger goda optiska egenskaper, hög glans och reptålighet.Den erbjuder också låg krympning och mindre sjunka för geometrier med tunna och tänkbara sektioner.

6. Polypropen (PP)

Detta billiga hartsmaterial ger hög slaghållfasthet i vissa kvaliteter men kan vara spröda i kalla temperaturer (när det gäller propenhomopolymer).Sampolymerer ger större motståndskraft mot stötar samtidigt som PP också är slitstarkt, flexibelt och kan ge mycket hög töjning, samt är resistent mot syror och baser.

7. Polybutylentereftalat (PBT)

Goda elektriska egenskaper gör PBT idealisk för kraftkomponenter såväl som fordonsapplikationer.Styrkan varierar från måttlig till hög beroende på glasfyllning, med ofyllda kvaliteter som är sega och flexibla.PBT visar också bränslen, oljor, fetter och många lösningsmedel, och det absorberar inte heller smaker.

8. Polyfenylsulfon (PPSU)

Ett formstabilt material med hög seghet, temperatur och värmebeständighet, PPSU är också resistent mot strålningssterilisering, alkalier och svaga syror.

9. Polyeter-eterketon (PEEK)

Detta högtemperatur- och högpresterande harts ger värmebeständighet och flamskydd, utmärkt styrka och dimensionsstabilitet, samt god kemisk beständighet.

10. Polyeterimid (PEI)

PEI (eller Ultem) erbjuder hög temperaturbeständighet och flamskydd, tillsammans med utmärkt styrka, dimensionsstabilitet och kemisk beständighet.

Formsprutning ger låga skrothastigheter i förhållande till traditionella tillverkningsprocesser som CNC-bearbetning som skär bort betydande andelar av ett originalplastblock eller -ark.Detta kan dock vara negativt i förhållande till additiva tillverkningsprocesser som 3D-utskrift som har ännu lägre skrothastigheter.

Plastavfall från formsprutningstillverkning kommer vanligtvis konsekvent från fyra områden:

Spruten

Löparna

Portplatserna

Allt spillmaterial som läcker ut ur själva delhåligheten (ett tillstånd som kallas "blixt")

Termohärdande material, såsom ett epoxiharts som härdar när det exponeras för luft, är ett material som härdar och skulle brinna efter härdning om ett försök görs att smälta det.Termoplastiskt material är däremot ett plastmaterial som kan smältas, kylas och stelna och sedan smältas igen utan att brännas.

Med termoplastiska material kan de återvinnas och användas igen.Ibland händer detta precis på fabriksgolvet.De maler upp inloppen/löparna och eventuella rejektdelar.Sedan lägger de tillbaka det materialet i råmaterialet som går in i formsprutningspressen.Detta material kallas "omslipning".

Typiskt kommer kvalitetskontrollavdelningar att begränsa mängden omslipning som tillåts placeras tillbaka i pressen.(Vissa prestandaegenskaper hos plasten kan försämras när den formas om och om igen).

Eller, om de har mycket av det, kan en fabrik sälja denna omslipning till någon annan fabrik som kan använda den.Omslipningsmaterial används vanligtvis för delar av låg kvalitet som inte behöver höga prestandaegenskaper.