Spuitgieten is een proces waarbij plastic pellets worden gesmolten. Spuitgietfabrikanten spuiten gesmolten plastic in een malholte. Er wordt druk uitgeoefend om de vulling te voltooien na het afkoelen en stollen van het onderdeel. In de laatste stap opent u de mal en werpt u het voltooide onderdeel uit.
Tegenwoordig is spuitgieten onmisbaar geworden. Industrieën zoals de automobiel-, medische en consumptiegoederenindustrie zijn grote consumenten. In het volgende artikel leest u de basisprincipes van kunststof spuitgieten, inclusief proces, ontwerp en materialen.
Het spuitgietproces stap voor stap
Het spuitgietproces is ingewikkeld. De juiste protocollen resulteren echter in hoogwaardige kunststof onderdelen. Hier is een stapsgewijze uitleg:
Vastklemmen
Het is een cilinderachtige mal, die het onderdeel zijn vorm geeft. Bovendien heeft het 2 helften, een vaste en een beweegbare. De mal wordt vervolgens volledig dichtgeklemd door een eenheid die veel kracht uitoefent voordat het gesmolten plastic wordt ingespoten.
Deze methode voorkomt dat er materiaal uit het ontwerp lekt tijdens dit proces. De klemkracht, gemeten in tonnen, zorgt ervoor dat de mal goed wordt afgesloten. Dit is een uiterst belangrijke stap, omdat zelfs de kleinste verkeerde uitlijning onvolkomenheden in het eindproduct kan veroorzaken.
Injectie
Thermohardende polymeren komt in plastic korrels wordt in de cilinder van de machine gevoerd. In de cilinder past het systeem van schroeven of plunjers hitte toe. Het zorgt ervoor dat het element smelt tot plastic. Het gesmolten plastic wordt onder hoge druk in de holte van de mal gespoten. Onjuiste luchtregeling kan resulteren in defecten zoals holtes en onvolledige onderdelen.
Koelsysteem bij spuitgieten
Door het proces van injectie begint het plastic af te koelen en te harden in de holte binnenin de mal. Uniforme stolling wordt verzekerd door de juiste koeling. Het behoudt de geometrie en de vorm van het onderdeel.
Echter, ongelijkmatige koeling kan leiden tot defecten zoals kromtrekken en krimpen. Deze stap vindt plaats op verschillende tijdsbestekken vanwege het materiaaltype en de dikte van het gegoten onderdeel.
uitwerping
Nadat het onderdeel volledig is uitgehard, gaat de mal open en duwen uitwerppennen of platen het onderdeel eraf. Het onderdeel wordt voorzichtig uitgeworpen om schade te voorkomen. De mal reset en de cyclus herhaalt zichzelf.
Classificaties van spuitgietmachines
hydraulische machines
Daarom zijn de hydraulische spuitgietmachines de machines die hydraulische bewerkingen gebruiken voor verschillende processen. Deze machines worden vaak gebruikt voor het produceren van grote plastic onderdelen.
Ze worden over het algemeen gebruikt in toepassingen waarbij hoge druk van belang is, zoals in de automobiel- en zware-machinebouwindustrie.
Elektrische Machines
Elektrische machines bieden een hoge mate van precisie en energie-efficiëntie. Ze werken sneller dan hydraulische machines. U kunt eenvoudig kleine en complexe onderdelen produceren. Ze worden vaak gebruikt voor complexere ontwerpen, omdat ze stiller zijn en niet veel onderhoud nodig hebben.
Hoe beïnvloedt CAD het ontwerp van mallen?
Mallen worden meestal ontworpen met CAD-software, die ingenieurs uitgebreid gebruiken. Voordat er een enkele deur wordt gebouwd, bieden CAD-tools nauwkeurige modellering van de mallensimulatie. Het gebruik van deze simulaties is een manier om problemen in een vroeg stadium te verhelpen, zoals korte doorstroming of koeling.
CAD maakt het mogelijk om mallen op computers te testen. Het vermindert fouten en bespaart tijd.
Het belang van matrijsontwerp
Een mal van goede kwaliteit zorgt ervoor dat de procedure soepel verloopt en dat de componenten van topkwaliteit zijn. Een malontwerp van slechte kwaliteit kan leiden tot defecten, afval en hogere productiekosten. Elke mal moet volgens de specificaties worden ontworpen, getest en geconstrueerd voor consistente en betrouwbare productie.
Specificatie onderdeel definiëren
Het begint allemaal met het vaststellen van de behoeften van het product. Het verifiëren van onderdeelafmetingen, oppervlakteafwerking en functionele toleranties is de taak van de engineers. Een component zoals een tandwiel moet bijvoorbeeld doorgaans binnen nauwe grenzen worden getolereerd om goed te kunnen functioneren.
Maar het ontwerp wordt ook deels bepaald door de omgeving waarin het onderdeel terechtkomt. U hoeft bijvoorbeeld alleen bepaald materiaal of een bepaalde wanddikte te gebruiken voor componenten die worden blootgesteld aan chemicaliën of hoge temperaturen.
Ontwerp 3D-model van het onderdeel
Ingenieurs maken een 3D-model met CAD-software (bijvoorbeeld SolidWorks of Fusion 360). Een CAD-model is een model met alle benodigde parameters, zoals lossingshoeken en uniforme wanddikte.
Uitwerpen zonder schade vereist 1°–2° ontwerphoeken. Interne spanningen en defecten worden vermeden met een uniforme wanddikte. Dunne, uniforme wanden en ingewikkelde contouren zijn essentieel, bijvoorbeeld in medische apparatuurgevallen.
Ontwerp van de malholte en kern
Het holle deel en de kern vormen het centrum van een mal. Ze vertegenwoordigen de buiten- en binnenoppervlakken van het product. Deze worden door ingenieurs ontwikkeld op het 3D-model. Duurzame materialen zoals staal zijn ontworpen voor grootschalige productie.
Maar als je een prototype wilt maken, of iets dat je misschien in een heel klein volume gaat maken, dan werken aluminium mallen prima. Krimppercentages worden ook meegenomen, omdat kunststoffen zoals polypropyleen en nylon anders krimpen. Met deze variatie wordt rekening gehouden in het ontwerp.
Maak lopers, poorten en ventilatieopeningen
Runners en gates leiden vloeibaar plastic in de holte. Hun ontwerp beïnvloedt hoe gelijkmatig de mal vult en hoe soepel het plastic stroomt. Ze verschillen in termen van of je het plastic gesmolten moet houden (hot runner-systemen) of dat ze het betaalbaarder maken (cold runners).
Typische temperaturen
- Spruitstuk 180-240°C
- Mondstuk 200-260°C
- Smeltpunt: 220-300°C.
Afhankelijk van de vorm en grootte van het product selecteren ingenieurs de soorten gates (pin- of edge gates) die ze gebruiken. Lucht kan uit de mal worden afgevoerd tijdens de injectie.
Ontwerp van de aandrijfkanalen
Belangrijkste punten Koelkanalen spelen een belangrijke rol bij de warmtecontrole van de mal. Deze kanalen laten water of olie circuleren om de warmte van het gesmolten plastic te absorberen. Wat betreft ingewikkelde mallen, worden conforme koelkanalen vaak 3D-geprint.
Implementatie van het uitwerpsysteem
Nadat het onderdeel is afgekoeld, halen uitwerppennen/platen het onderdeel uit de mal. Ze moeten zo worden geplaatst dat ze geen sporen achterlaten op functionele plekken in het onderdeel. Luchtuitwerpsystemen of coatings om een specifieke oppervlakteafwerking te produceren, worden gebruikt voor producten met complexe details.
Dit is van cruciaal belang omdat onjuiste uitwerping het onderdeel kan beschadigen, wat leidt tot meer afval tijdens de productie.
Simuleren en testen van de mal
Ingenieurs simuleren de componenten die in de assemblage worden gebruikt om een mal te ontwerpen voor productie met behulp van software zoals Autodesk Moldflow vóór de productie. Simulaties onderzoeken hoe gesmolten plastic door de mal stroomt en identificeren defecten.
Bijvoorbeeld, het punt waar twee plastic stromen elkaar ontmoeten kan een zwakke plek creëren. U moet dit aanpakken tijdens ontwerpaanpassingen. Het vermindert fouten en kosten die worden gemaakt bij het produceren van een matrijsontwerp met behulp van virtuele tests.
Maak de mal
Het uiteindelijke ontwerp wordt vertaald naar technische tekeningen die geschikt zijn voor bewerking. De mal wordt gesneden en gevormd met behulp van CNC-machines en Electrical Discharge Machining (EDM). Deze processen vereisen veel precisie, omdat elke kleine onvolkomenheid in de mal kan leiden tot onjuiste onderdelen. De mal wordt vervolgens gepolijst of getextureerd om de gewenste oppervlakteafwerking te bereiken.
Software voor matrijsontwerp
Modern matrijsontwerp is sterk afhankelijk van CAD en simulatietools. Met behulp van programma's als Siemens NX en SolidWorks kunnen ingenieurs een uiterst nauwkeurig ontwerp ontwikkelen en stromingspatronen modelleren. SolidWorks Plastics voorspelt bijvoorbeeld de stroming van kunststof in de holte en signaleert mogelijke problemen zoals korte schoten.
Materialen die worden gebruikt bij spuitgieten
Spuitgieten: Het type plastic dat wordt gebruikt, is afhankelijk van de toepassing. De eerste is de belangrijkste typen waarin ze worden ingedeeld: thermoplasten en thermoharders:
thermoplasten
Voorbeelden van thermoplasten zijn PP, ABS, PE etc. Deze kunststoffen zijn recyclebaar, duurzaam en buigzaam. Ze smelten bij verhitting en worden vast bij afkoeling. Andere kunststoffen die zelfs 100% nieuw materiaal bevatten, zijn thermoplasten. Thermoplasten worden veel gebruikt in consumptiegoederen en ev-onderdelen.
Thermohardende kunststoffen
Hittebestendigheid is belangrijk om op maat gemaakte spuitgietonderdelen te maken. Epoxy- en fenolharsen zijn hittebestendige thermohardende kunststoffen. Eenmaal uitgehard kunnen ze niet opnieuw worden gevormd of hervormd. Deze materialen zijn het beste voor elektronische componenten.
Toepassingen van spuitgieten
Spuitgietonderdelen die in verschillende sectoren worden gebruikt. Deze industrieën variëren van elektrische voertuigen tot de medische sector. :
Automotive Industry
Dashboardpanelen, bumpers, motorkappen en andere auto-onderdelen worden gemaakt met behulp van kunststof spuitgieten. Hun componenten wegen minder dan metaal, waardoor het gasverbruik van auto's afneemt. Het proces is in staat om complexe vormen te produceren. Het minimaliseert de hoeveelheid componenten die in een auto gaan. ABS en polypropyleen zijn thermisch stabiele en zeer duurzame kunststoffen.
Medische sector
In de medische sector wordt plastic spuitgieten gebruikt om injectiespuiten, chirurgische instrumenten en verpakkingen van medische apparaten te maken. Polycarbonaat is het gangbare materiaal om dergelijke producten te maken.
Het is veilig voor gebruik in het lichaam en kan worden gesteriliseerd. In feite maakt spuitgieten ook een grotere massaproductie van wegwerpartikelen mogelijk.
Consumer Products
Kunststof spuitgieten wordt ook vaak gebruikt om huishoudelijke producten te maken. De meest voorkomende voorbeelden zijn speelgoed, keukengerei en elektronische behuizingen. Het biedt fabrikanten een manier om deze hoogwaardige artikelen tegen een lagere prijs te produceren.
Conclusie
Spuitgieten op maat geeft u veel voordelen, maar u moet contact opnemen met een gerenommeerd bedrijf. Waarom? Dit is belangrijk om problemen zoals hoge kosten en ontwerpstoringen tegen te gaan.
rjcmold is een toonaangevend spuitgietbedrijf in China. Het biedt volledig geïntegreerde en end-to-end spuitgietoplossingen. Wij ontwerpen, maken gereedschappen en produceren. Ons bedrijf is gespecialiseerd in insert- en overmolding. Het is een expert in medische en LSR-vormstuk.
Veelgestelde vragen
Wat is kunststof spuitgieten?
Operator van een machine voor kunststof spuitgieten spuit gesmolten kunststof in een mal om onderdelen te maken. Dit is een productieproces met een hoog volume.
Wat zijn de kosten van een spuitgietmatrijs op maat?
Laagste einde (ongeveer $ 1,000 - $ 5,000 voor gereedschap). Hoogste einde ($ 80,000 of meer voor gereedschap). De complexiteit van de mal, het materiaal van de mal, het ontwerp van de mal en de oppervlakteafwerking zijn de drie belangrijkste factoren die de uiteindelijke kosten van een plastic mal bepalen.
Is kunststof spuitgieten moeilijk?
Voor professionele bedrijven is het niet moeilijk. U moet echter wel expertise hebben in ontwerp, gereedschap en verwerking.
Welk plastic wordt gebruikt bij spuitgieten?
Veel soorten, waaronder ABS, polycarbonaat, polypropyleen en polyethyleen.
Wat is het verschil tussen kunststof extrusie en spuitgieten?
Met plastic extrusie kun je doorlopende vormen maken. Spuitgieten maakt echter discrete onderdelen.
