Что такое сверхформование?
многокомпонентное формование Это процесс литья под давлением с несколькими материалами, предназначенный для покрытия поверхности одного материала (основного, например, металлических или пластиковых деталей) другим материалом посредством литья под давлением. В результате получается интегрированное многокомпонентное композитное изделие, сочетающее эксплуатационные преимущества обоих материалов, такие как прочность основного материала и противоскользящие, герметизирующие или амортизирующие свойства формованного материала.
Применение многослойного формования
Методы многослойного формования широко используются во многих отраслях промышленности для повышения качества или функциональности продукции, в том числе:
- Рукоятки инструментов: жесткие пластиковые или металлические основания, покрытые мягкими материалами для повышения удобства захвата.
- Корпуса или компоненты электронных устройств: литье силиконовых прокладок на ПК или другие подложки для улучшения герметичности.
- Медицинские катетеры: литье резиновых уплотнителей на пластиковые трубки для повышения ударопрочности.
- Компоненты подлокотника сиденья: жесткие пластиковые подложки, покрытые полиуретановыми материалами для повышения мягкости и комфорта.
Поток процесса формования
Перед процессом многослойного формования также критически важен выбор материала для многослойного формования. Совместимость подложки и материала для многослойного формования влияет на качество склеивания и эксплуатационные характеристики конечного изделия. К наиболее часто используемым материалам для многослойного формования относятся: термопластичный эластомер, реактопластов, и резина, которые можно выбрать исходя из требуемых характеристик готового продукта.
После выбора подходящего материала для формования следующим ключевым шагом является реализация процесса формования.
1.Формование основного материала: Исходя из эксплуатационных требований к изделию или детали, выберите пластик для литья под давлением, чтобы сформировать основу, или получите металлическую основу из прототипа такими методами, как штамповка, резка проволокой или обработка на станках с ЧПУ. Основное назначение большинства базовых материалов — повышение прочности.
Если в процессе производства сформированная подложка не обеспечивает надёжного и бесшовного соединения с формованным материалом, необходимо пересмотреть конструкцию подложки. Обычно для повышения прочности и целостности формованной конструкции используются такие элементы, как выступы, углубления, фиксаторы, защёлки, пазы или отверстия.
2. Размещение подложки: Металлические подложки или охлаждённые, затвердевшие пластиковые подложки размещаются в заданной зоне пресс-формы. Методы размещения — ручные или роботизированные — выбираются в зависимости от требований к эффективности производства и размеров подложки, при этом важно обеспечить точное и аккуратное позиционирование.
В реальном производственном процессе могут возникнуть такие проблемы, как несоответствие подложки заданному положению формы или её неустойчивость. Такие ситуации могут снизить качество литья под давлением и даже привести к повреждению формы. Поэтому эти факторы необходимо тщательно учитывать при проектировании и изготовлении пресс-формы. Что ещё важнее, необходим строгий контроль допусков подложки.
3.Инжекционное формование: Формовочный материал (например, ТРП, силикон, ТПЭ или другие материалы, обеспечивающие гибкость, сопротивление скольжению, герметизирующие свойства и т. д.) расплавляется в условиях нагрева и давления в литьевой машине и впрыскивается в форму для литья под давлением, завершая процесс литья.
Материал для литья под давлением должен быть совместим с подложкой и иметь температуру плавления ниже, чем у подложки, чтобы предотвратить вторичное плавление и слипание. Некоторые сочетания материалов требуют добавления связующего. Строгое соблюдение технологических параметров, таких как температура и давление, крайне важно при литье под давлением.
4.Охлаждение и извлечение из формы: В соответствии с заданными параметрами времени охлаждения для различных материалов и форм, отформованное изделие или деталь охлаждается и затвердевает с помощью системы водяного охлаждения пресс-формы или других методов охлаждения. Затем изделие извлекается из формы. Некоторым изделиям требуется дополнительное время для застывания после извлечения из формы для предотвращения деформации. После визуального осмотра или ремонта отформованное изделие или деталь помещается в контейнеры для продукции.
Распространенные дефекты качества при многослойном формовании и их предотвращение
Процесс производства многослойных деталей порождает более сложные проблемы качества, чем литье под давлением в один этап. Помимо решения технологических проблем, необходимо также принимать меры по предотвращению дефектов качества формованных изделий. Ниже приведены некоторые распространённые дефекты и соответствующие меры контроля качества.
| № | дефект | Вызывать | Профилактические меры |
| 1 | Разделение интерфейса, плохая адгезия | 1. Масляные загрязнения или примеси на поверхности основания; 2. Подложка не прогрета предварительно; 3. Плохая совместимость двух материалов; 4. Недостаточная температура связующего слоя. |
1. Очистите поверхность основания; 2. Предварительно нагреть субстрат (40-80°С); 3. Выберите совместимые комбинации материалов; 4. Увеличить температуру плавления связующего слоя. |
| 2 | Неполный выстрел, недостаточное заполнение | 1. Недостаточное давление или скорость впрыска; 2. Температура ствола слишком низкая; 3. Плохая вентиляция плесени; 4. Неправильное расположение ворот; |
1. Увеличить давление и скорость впрыска; 2. Увеличить температуру ствола; 3. Добавить вентиляционные каналы формы; 4. Оптимизировать конструкцию ворот. |
| 3 | Flash | 1. Недостаточная сила зажима; 2. Чрезмерный зазор формы; 3. Давление впрыска слишком высокое; 4. Слишком высокая температура сварки. |
1. 1.Увеличить силу зажима; 2. Модифицировать форму, чтобы уменьшить зазор; 3. Уменьшить давление впрыска; 4. Соответствующим образом снизьте температуру сварки. |
| 4 | Пузыри | 1. Наличие влаги или летучих веществ в сырье; 2. Чрезмерная температура ствола, вызывающая разложение материала; 3. Плохая вентиляция плесени. |
1. Предварительно высушить сырье при температуре 80-120°С в течение 2-4 часов; 2. Снизить температуру ствола; 3. Оптимизировать структуру вентиляции пресс-формы. |
| 5 | сварной шов | После отвода расплава точки схода низкие, а скорость впрыска низкая. | 1. Увеличить температуру расплава; 2. Увеличить скорость впрыска; 3. Уменьшить отвод расплава; 4. Разместите вентиляционные отверстия по линии сварки. |
| 6 | Поверхностные утяжины | 1. Недостаточное давление или время выдержки; 2. Превышение температуры сварки; 3. Неравномерная толщина стенок изделия. |
1. Увеличить давление и время выдержки; 2. Снизить температуру сварки; 3. Проектируйте изделия с равномерной толщиной стенок. |
| 7 | коробления | 1. Значительная разница в скоростях усадки двух материалов; 2. Неравномерное охлаждение; 3. Температура формы слишком высокая. |
1. Выбирайте материалы с одинаковой скоростью усадки; 2. Оптимизировать систему охлаждения для равномерного охлаждения; 3. Снизьте температуру формы. |
| 8 | Отклонение размеров | 1. Недостаточная точность формовки; 2. Неправильные параметры давления выдержки; 3. Недостаточное охлаждение; 4. Колебания скорости усадки материала. |
1. Отремонтировать форму для повышения точности; 2. Отрегулируйте параметры давления удержания; 3. Отсрочка времени охлаждения; 4. Контролировать стабильность партии сырья. |
Расширенное обсуждение эффектов многослойного формования
В настоящее время на рынке представлены изделия, достигающие эффекта многослойного литья без использования специальных пресс-форм, например, для надежного соединения корпусов инструментов (стальных лезвий, керамических лезвий и т.д.) и ручек из мягкого пластика. Эти изделия используют принцип термического расширения и сжатия для обработки основного материала и многослойного компонента. Сборка при определенных температурных условиях и с использованием оснастки обеспечивает прочный и бесшовный эффект многослойного литья при комнатной температуре. Такой подход требует высокой совместимости свойств материалов и конструкции, но обеспечивает значительную экономию средств. Этот процесс требует дальнейшего изучения и исследований.
