Metalen waren vroeger de belangrijkste keuze bij de selectie van componentmaterialen die sterkte, duurzaamheid en het vermogen om belastingen onder diverse spanningen te weerstaan ​​vereisten, zoals stoot-, schuif-, trek- en kromtrekkingsspanningen. Dankzij moderne technologische vooruitgang op het gebied van eindige-elementenanalyse (FEA), composiettechnologie en precisiespuitgietprocessen is het omzetten van metalen onderdelen naar kunststof een haalbare, economische en populaire oplossing geworden.

Het gebruik van kunststoffen vermindert niet alleen het gewicht van de onderdelen en de fabricagekosten, maar verbetert ook de ontwerpflexibiliteit door minder fabricagehandelingen. Het gebruik van wetenschappelijke methoden om plastic componenten vergelijkbaar te maken met metalen componenten kan resulteren in componenten met dezelfde structurele integriteit, met extra voordelen zoals chemische weerstand en elektromagnetische (EM) en radiofrequentie (RF) afscherming.

Om het voertuiggewicht te verminderen en het brandstofverbruik te verbeteren, hebben de auto- en ruimtevaartindustrie een pioniersrol gespeeld bij het vervangen van metalen onderdelen door plastic onderdelen. Een recent artikel gepubliceerd door de American Society of Mechanical Engineers (ASME) stelt:

Door materialen van technische kwaliteit te gebruiken met het juiste structurele ontwerp, kunnen plastic onderdelen zelfs sterker zijn dan metalen onderdelen. De mogelijkheid om structurele sterkte-eigenschappen (zoals ribben, naaf en hoeksteunen) vorm te geven op het moment van de eerste productie (in plaats van later bevestigen, lassen en lijmen) verhoogt de algehele sterkte van het geassembleerde onderdeel en verlaagt de extra kosten.

Het geschikte polymeermateriaal en het vormeffect kunnen voorlopig worden bevestigd door gebruik te maken van eindige-elementenanalyse-engineeringsoftware en matrijsstroomtesten. Aanvullende stressbelastingsimulaties uitgevoerd door werktuigbouwkundige professionals kunnen klanten gemoedsrust geven, wetende dat hun onderdeelconversie wordt ondersteund door wetenschappelijke, objectieve en realtime gegevens.

Overweeg de volgende drie factoren die de conversie van metalen onderdelen naar kunststof overtuigend ondersteunen:

  • Lichter gewicht

Gezien het soortelijk gewicht van aluminium (de verhouding van dichtheid of massa van twee stoffen), wordt het meestal gebruikt vanwege de lovenswaardige verhouding tussen gewicht en sterkte, die varieert van 2.5 tot 2.8 SG. Ter vergelijking: polycarbonaat, een van de dichtere kunststoffen, heeft een zwaartekrachtbereik van 1.2 tot 1.4 SG. De conversie van metalen naar plastic onderdelen is zeer succesvol geweest in het verminderen van het gewicht van componenten, wat direct de transportkosten verlaagt en ook de productie- en verwerkingskosten verlaagt. Voor het maken van metalen onderdelen zijn altijd krachtige machines, veel bewerkingscycli en bekwame monteurs nodig geweest. Een enkel spuitgietproces dat in minder dan een minuut kan worden voltooid, produceert vergelijkbare plastic onderdelen.

  • Meerdelige fusie

Spuitgieten maakt het mogelijk om complexe geometrieën te produceren, waaronder nokken, ribben, gaten, schroefdraad, bodemuitsparingen en poorten – allemaal met strikte toleranties. Door een nauwkeurig ontworpen matrijs en een snel productieproces te creëren, kunnen veelzijdige kunststofonderdelen efficiënt worden vervaardigd. Hoewel spuitgieten wordt beschouwd als het metalen equivalent van kunststofonderdelen , zijn er een aantal mogelijke materiaaltoevoegingen die kunststofonderdelen een betere oplossing maken:

  • Smeermiddelen: verbeteren slijtage en verminderen wrijving
  • Koolstofstaal of roestvrij staal: verbeterde elektrische geleidbaarheid en EMI/RFI-afscherming
  • Mineralen: elektrische eigenschappen, maatvastheid en slagvastheid
  • Modifier: Verhoog de taaiheid
  • Uv-bescherming: behoud de stabiliteit in de buitenomgeving
  • Kleurstoffen: onbeperkte kleurkeuzes
  • Sterktemodificator: glas, wolfraam, Kevlar, koper
  • Verlaag de kosten:

Door gebruik te maken van speciaal ontwikkelde harsen zoals nylon of ABS, kunnen dikkere en zwaardere gegoten metalen onderdelen worden vervangen door sterkere, dunnere en meer uniforme plastic onderdelen. Minder materiaal is gelijk aan lagere materiaalkosten. Door het elimineren van meervoudige bewerkingen (zoals draadsnijden, lassen en oppervlakteafwerking), kunnen snelle productiecycli met één doorgang de productiekosten met 25% - 50% verlagen in vergelijking met metalen onderdelen. Er is een verscheidenheid aan hoogwaardige polymeermengsels en mengsels die kunnen worden ontworpen om aan specifieke prestatie-eisen te voldoen, waarvan vele een betaalbaar alternatief zullen bieden voor metalen en legeringen.

Het proces wordt geïnitieerd door het raadplegen van ervaren precisie-spuitgietapparatuur om de economische haalbaarheid van het omzetten van metalen onderdelen in plastic te bepalen. Door middel van technische beoordelingen kunnen de huidige materiaal- en functionele vereisten van het project worden bepaald om consistentie en de hoogste kwaliteit tussen onderdelen gedurende de hele levenscyclus van het project te garanderen.

Veel klanten van RJC zijn geïnteresseerd in het verlagen van de productiekosten van onderdelen, met name die van thermoplasten. Het toepassen van volledige verwarming zal niet werken omdat het kromtrekken en vervorming van het plastic langs de las veroorzaakt. Gebruik onze ultrasone lasservice om veilige, effectieve en zeer duurzame lassen te leveren zonder directe verwarming.