Naast de enkelvoudige tooling biedt de spuitgietmachine ook de optie van meervoudige mallen door retrofitting, zodat het aantal mallen kan worden verhoogd van vijf naar zes of meer. Dit verbetert de productie-efficiëntie van de spuitgietmachine aanzienlijk, wat tegemoet komt aan de behoefte van de moderne industrie aan een hogere productiviteit. De functie van een meervoudige spuitgietmachine die meerdere matrijzen tegelijk gebruikt, wordt meervoudige spuitgietproductie genoemd, waarmee een hoge snelheid, lage kosten en uiteindelijk een hogere productiviteit worden bereikt.

Spuitgieten is een van de manieren waarop we kunststof onderdelen maken. Het is een proces waarbij we kunststof smelten, in een matrijsholte injecteren en laten afkoelen en uitharden in de vorm die de matrijs bepaalt. Een van de meest voorkomende vragen die ik krijg als ik het over spuitgieten heb, is of een machine meer dan één matrijs tegelijk kan laten draaien. In dit artikel ga ik dieper in op het gebruik van meerdere matrijzen op een spuitgietmachine: Is het mogelijk? Wat zijn de voordelen? Voor welke uitdagingen kom je te staan? En waar moet je rekening mee houden?

Haalbaarheid van ondersteuning van meerdere mallen op een spuitgietmachine

Of een spuitgietmachine meerdere matrijzen aankan, hangt af van factoren zoals de capaciteit van de machine, de grootte van de matrijs en de complexiteit van de onderdelen die geproduceerd worden. Veel moderne spuitgietmachines zijn uitgerust met meervoudige matrijzen die meer dan één nabewerking aankunnen. Deze functies omvatten een CME, een draaitafel en spuitgietbare onderdelen die periodiek worden vervangen.

Voordelen en nadelen van het gebruik van meerdere mallen

Voordelen

1. Verbeterde productie-efficiëntie: Door één spuitgietmachine te gebruiken voor de productie van afzonderlijke onderdelen, kunt u de tijd die wordt besteed aan meertrapsbewerkingen optimaliseren, wat de productie-efficiëntie verbetert. Met een draaitafelmatrijs kunt u meerdere matrijzen en variaties in verschillende posities maken, wat uiteindelijk de productie van meerdere modellen en specificaties verbetert.

2. Kostenbesparingen: Door meerdere matrijzen te gebruiken om producten te maken, kun je besparen op de aanschaf van andere spuitgietmachines, wat ook de kapitaalinvestering vermindert.

3. Lagere productiekosten: Multi-shot spuitgieten heeft het voordeel dat er meerdere vormen tegelijk geproduceerd kunnen worden, waardoor er minder stilstand is en er minder defecte producten geproduceerd hoeven te worden, waardoor de productiekosten dalen.

4. Verbeterde productkwaliteit: De eigenschappen van meervoudige matrijzen zorgen voor een gelijkmatigere wrijving, waardoor er minder mechanische slijtage nodig is tijdens het openen en sluiten van de matrijs, de stabiliteit van de matrijs in de productie toeneemt en de levensduur van de matrijs wordt verlengd.

5. Minder vereisten voor spuitgietapparatuur: Meervoudig spuitgieten is een proces dat de productiecapaciteit van spuitgietmachines volledig benut, de productiecycli verkort en de levensduur van de machine verlengt.

Nadelen

1. Lange schakeltijden voor matrijzen: Als je verschillende mallen hebt, moet je ze afwisselen en dat kost tijd.

2. Verhoogde uitvalpercentages: Als je meer dan één matrijs hebt in het spuitgietproces, zet je meer druk op de machines en dat kan je onderhouds- en reparatiesystemen behoorlijk in de war sturen.

Overwegingen bij het gebruik van meerdere mallen

1. Ervaren operators vereist: Het gebruik van meerdere matrijzen in het spuitgietproces maakt de bediening van de spuitgietmachine ingewikkelder, dus zijn er ervaren operators nodig om ongelukken te voorkomen.

2. Onderhoud van apparatuur: Het gebruik van meerdere matrijzen betekent dat de matrijzenmaker meer aandacht moet besteden aan het onderhoud van de spuitgietmachine en de normale werking van de matrijs om frequente productieonderbrekingen te voorkomen en de levensduur van de matrijs te verlengen.

3. Productieplanning: In dit geval is de reden waarom het belangrijk is om meerdere matrijzen te gebruiken om producten eerder dan gepland te maken, dat het productieplan soepel verloopt.

4. Machinecompatibiliteit: Niet alle spuitgietmachines zijn uitgerust om meerdere matrijzen tegelijk te gebruiken. Fabrikanten moeten controleren of hun apparatuur, zoals spuitgietmachines, alle taken kunnen uitvoeren die nodig zijn voor het werken met meerdere matrijzen.

5. Uitlijning en synchronisatie van mallen: De nauwkeurige pasvorm en aansluiting van de matrijs zijn belangrijk voor het bereiken van een consistente productgrootte, het voorkomen van defecten zoals uitvloeiing en vervorming, enzovoort.

6. Schimmelkosten: De aanschafkosten van een set matrijzen voor een complex of zeer nauwkeurig onderdeel kunnen erg hoog zijn. Fabrieken moeten rekening houden met de belangrijkste haalbaarheidsindicatoren, de levensduur van de matrijs en afschrijvingsfactoren.

7. Onderhoud en stilstand: Door meerdere matrijzen tegelijkertijd op één machine te laten draaien, neemt de kans op slijtage toe, wat kan leiden tot frequentere onderhoudsbehoeften en mogelijke stilstand voor reparaties en onderhoud.

Casestudie: Tandem Molding Oplossing voor spuitgieten

Tandemspuitgieten is een proces waarbij twee identieke of gelijkaardige matrijzen op één spuitgietmachine worden gemonteerd. Ze werken in principe gelijktijdig om het gewenste resultaat te bereiken. De tijd die verstrijkt tussen het plaatsen van producten op de ene matrijs en de andere, wordt gebruikt voor het spuitgietproces van producten uit de andere matrijs en de machine gebruikt de tijd daartussen om te balanceren tussen de twee matrijzen, waardoor de productiviteit per bedrijfsuur wordt gemaximaliseerd.

De efficiëntie van Tandem Molding technologie is meestal ongeëvenaard, het kan de productoutput verhogen met 40-80% en 30-40% besparen op investeringen in apparatuur en automatisering als de procesomstandigheden en apparatuurconfiguraties geschikt zijn.

Toepasselijke scenario's

U kunt de Tandem Molding technologie gebruiken voor producten met cyclustijden van 30+ seconden, dezelfde materiaalcombinaties en afmetingen dicht bij elkaar of met gekoppelde moleculaire structuren. We hebben dit gedaan met "voorframe - schroefbehuizing" en "deksel-bodem" onderdelen met symmetrische producten, systeemengineering onderdelen die gestandaardiseerd zijn en waarbij meerdere sets matrijzen betrokken zijn, en vlakke grote frame onderdelen inclusief de holle structuur met eenvoudige installatie van stromingskanalen. U kunt deze onderdelen en matrijzen combineren en efficiënt produceren met behulp van ondiepe holtes.

Vereisten voor mallen

Bij Tandem Molding bestaat de matrijs uit twee delen: het ene is het hotrunnersysteem dat de shots afwisselt tussen de voorste en achterste matrijzen, en het andere is het sluitsysteem dat het openen en sluiten van de matrijzen afwisselt. Tandemspuitgieten daarentegen is gebaseerd op twee matrijzen die de injectie delen. De eenvoudigste manier om af te wisselen tussen de voorste en achterste matrijzen is om een hotrunnersysteem voor en achter te gebruiken.

Vandaag de dag ontwerpen de meeste hotrunnerfabrikanten hun producten voor tandemspuitgieten en ook voor goedkope cold runner-mallen die tandemspuitgieten aankunnen of zelfs voor bestaande twee mallen die achteraf kunnen worden aangepast voor gecombineerd gebruik. Al met al zit de complexiteit niet in het vormen, maar vooral in de hotrunner.

Eisen voor spuitgietmachines

Met Unilateral Molding hoef je geen ingewikkelde aanpassingen te doen aan de vormmachines. Je plaatst gewoon een plaat in de hydraulische matrijs die de dikte van het klemgedeelte van de matrijsmachine vergroot zodat de overlappende matrijzen passen. Meestal betekent dit dat je de klemdikte van de matrijs met ongeveer 20-25% moet vergroten ten opzichte van de standaard matrijscapaciteit.

Bij tandemspuiten moet je besturingssoftware gebruiken waarbij het besturingssysteem van de spuitgietmachine deze software bevat om de variabelen aan te passen die gebruikt worden bij het verwerken van matrijs A en matrijs B om verschillende producten te maken. Het stoppen en starten van de smelt en de hoeveelheid of het volume van de smelt zijn de belangrijkste kenmerken om de productie-efficiëntie te verbeteren.

Als je niet genoeg smeltcapaciteit hebt, kun je onafhankelijke houddrukapparaten gebruiken of de sproeikoppen sluiten om het plastificatieproces eerder te starten tijdens de houddruk. Deze toepassingen vereisen meestal niet de duurste apparatuur en de daaropvolgende verbeteringen verhogen de kosten van de apparatuur meestal slechts met 5-10% ten opzichte van wat je eerder had. Als een enkele machine even productief kan zijn als twee machines, heb je alleen maar kostenbesparingen zodra de matrijzen het kunnen bijhouden.

Verschillen tussen tandemvormen en stapelen

Als mensen voor het eerst stackmallen gaan gebruiken in plaats van enkelvoudige mallen, vragen ze me vaak naar het verschil in wat je ermee kunt maken. De eenvoudigste vorm van stapelen is gewoon om de beurt onderdelen maken in mal A en mal B. Dit wordt vooral gebruikt voor technische onderdelen die dik moeten zijn. Het is niet zoals flash molding, waarbij je een ingewikkeld onderdeel maakt (en het langer duurt om het te maken). Stack molding wordt gebruikt om dunne onderdelen of onderdelen met veel caviteiten te maken, waarbij de cyclustijd kort is (minder dan 10-15 seconden) en de koeltijd minder dan 5-6 seconden.

Stapelvormen is dus een proces waarbij je matrijzen A en B tegelijk moet openen, de middelste matrijs moet ophangen terwijl de matrijzen opengaan en dan te maken krijgt met zaken als positiestabiliteit, ondersteuning en synchronisatie als je te maken hebt met de matrijsstructuur. Het belangrijkste probleem is de behoefte aan sterkte, precisie en duurzaamheid in de mechanische onderdelen die worden gebruikt om onderdelen te maken onder productieomstandigheden met hoge snelheid. Matrijzenmakers die betrouwbare precisiematrijzen van hoge kwaliteit kunnen maken, zijn niet zoals andere matrijzenmakerijen. Ze vragen meestal meer voor hun matrijzen dan de gemiddelde matrijs.

Naarmate het aantal caviteiten toeneemt, stijgen de kosten. De hoge productiesnelheid resulteert in extreem hoge kosten door de stromingsbalans en sequentiële klepregeling. Om rekening te houden met de kwaliteit en de productiestabiliteit, kiest de matrijzenfabriek meestal voor hotrunners zoals Moldmaster of Husky, die duurder zijn. Uiteindelijk zullen de hoge matrijskosten het concurrentievermogen van het bedrijf in een project beïnvloeden. Bij het tandemspuitproces kan tijdens elke cyclus slechts één deelvlak van de matrijs tegelijk worden geopend, terwijl de andere helft relatief permanent op zijn plaats blijft. Wat deze methode waardevol maakt, is dat de lay-out van de matrijs vergelijkbaar is met die van een conventionele matrijs, zodat er geen probleem is met de hoge complexiteit van de matrijsstructuur.

Het stapelvormproces vereist hogere acceptatiecriteria voor precisie en machinale bewerking, langere vormcycli en lagere productiesnelheden in vergelijking met het kosteneffectieve en meer vergevingsgezinde vormproces. Bovendien geeft Tandem Molding niet de voorkeur aan ontwerpen met hoge holtes, dus vertrouwt het op de meer gangbare hotrunner-merken op de markt.

Tandemspuiten opent slechts één deelvlak tegelijk en één enkel deelvlak, in tegenstelling tot stapelspuiten waarbij je twee deelvlakken tegelijk moet openen en inspuiten. De machine moet dus een minimum aan laadruimte hebben binnen de vormsluiting (parallellisme) en een smelt- en injectiecapaciteit in het spuitgietgedeelte.

De spuitgietmachine die normaal gebruikt wordt bij stapelspuitgieten is in de meeste gevallen 1-2 specificaties hoger dan de machine die gebruikt wordt bij tandemspuitgieten voor hetzelfde aantal caviteiten. Het feit dat Tandem gravity molding een langere cycluslengte heeft, maar tegelijkertijd de apparatuur minder belast dan stack molding, maakt het vrij ideaal voor binnenlandse producten, terwijl de snelle stabiele productie van stack molding grote uitdagingen vormt voor binnenlandse merken.

Tandemspuitgieten is flexibeler. Halve vormen A en B kunnen verschillende producten maken met verschillende spuitgietprocessen, terwijl stapels vormen meestal één product maakt met dezelfde aantallen matrijsholten en spuitgietcondities. Tandemspuitgieten is in vergelijking met stapelspuitgieten minder flexibel door de verschillen in de productieapparatuur, de matrijzen en de productieprocessen. Daarom is deze methode eenvoudiger, economischer en praktischer om de productiviteit te verbeteren.

Conclusie

Samengevat hangt het van verschillende factoren af of het haalbaar is om een spuitgietmachine te hebben die meerdere matrijzen aankan, zoals de mogelijkheden van de machine, het ontwerp van de matrijs en de productievereisten. Er zijn veel voordelen aan het gebruik van meerdere matrijzen: het bespaart tijd en arbeid, het maakt het proces kosteneffectiever en het stelt je in staat om het eindproduct te veranderen. Deze machine is echter ook ingewikkeld om mee te werken, het kost tijd en een beetje vaardigheid om hem goed af te stellen, en tot slot moet je aan onderhoud denken. Eigenlijk moeten machinefabrikanten nadenken over wat ze nodig hebben en wat ze kunnen doen om te zien of een machine voor tweeërlei gebruik een goede optie is voor een meer geoptimaliseerd productieproces.