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. Hogere productie-efficiëntie: Door één spuitgietmachine voor afzonderlijke producten te gebruiken, kunt u de tijd voor meertrapsbewerkingen optimaliseren en zo de productie-efficiëntie verbeteren. Met een draaitafelmatrijs kunt u meerdere matrijzen en varianten op verschillende posities maken, wat uiteindelijk de productie van meerdere modellen en specificaties verbetert.
2. Kostenbesparing: Door producten met meerdere matrijzen te vervaardigen, bespaart u de aanschafkosten van andere spuitgietmachines en verlaagt u ook de kapitaalinvestering.
3. Lagere productiekosten: Meervoudig spuitgieten biedt het voordeel dat meerdere vormen tegelijk worden geproduceerd. Dit bespaart stilstandtijd en de kosten van defecte producten en verlaagt zo de productiekosten.
4. Betere productkwaliteit: De eigenschappen van meerdere matrijzen zorgen voor gelijkmatigere wrijving, waardoor minder mechanische slijtage tijdens het openen en sluiten optreedt, de stabiliteit van de matrijs in productie toeneemt en de levensduur ervan wordt verlengd.
5. Lagere eisen aan spuitgietapparatuur: Multi-matrijsspuitgieten benut de productiecapaciteit van spuitgietmachines volledig, verkort productiecycli en verlengt de levensduur van de machine.
Nadelen
1. Lange matrijswisseltijden: Bij verschillende matrijzen moet u ertussen wisselen, en dat kost tijd.
2. Hoger storingspercentage: Wanneer in het spuitgietproces meer dan één matrijs wordt gebruikt, worden de machines zwaarder belast. Dit kan de onderhouds- en reparatieprocessen ernstig verstoren.
Overwegingen bij het gebruik van meerdere mallen
1. Vakbekwame operators vereist: Het gebruik van meerdere matrijzen maakt de bediening van de spuitgietmachine complexer. Daarom zijn ervaren operators nodig om ongevallen te voorkomen.
2. Onderhoud van apparatuur: Bij het gebruik van meerdere matrijzen moet de matrijzenmaker extra aandacht besteden aan het onderhoud van de spuitgietmachine en de normale werking van de matrijzen, om frequente productieonderbrekingen te voorkomen en de levensduur van de matrijzen te verlengen.
3. Productieplanning: In dit geval is het belangrijk meerdere matrijzen te gebruiken om producten vóór op schema te maken, zodat het productieplan soepel verloopt.
4. Machinecompatibiliteit: Niet alle spuitgietmachines zijn uitgerust om meerdere matrijzen tegelijk te gebruiken. Fabrikanten moeten controleren of hun apparatuur alle taken voor een productie met meerdere matrijzen kan uitvoeren.
5. Uitlijning en synchronisatie van matrijzen: Een nauwkeurige passing en koppeling van de matrijzen is belangrijk voor consistente onderdeelafmetingen en om defecten zoals braamvorming en kromtrekken te voorkomen.
6. Matrijskosten: De aanschaf van een matrijzenset voor een complex of zeer nauwkeurig onderdeel kan erg duur zijn. Fabrieken moeten de belangrijkste haalbaarheidsindicatoren, de levensduur van de matrijs en afschrijvingsfactoren beoordelen.
7. Onderhoud en stilstand: Meerdere matrijzen tegelijk op één machine gebruiken vergroot de kans op slijtage, waardoor vaker onderhoud nodig kan zijn en mogelijke stilstand voor reparatie en onderhoud ontstaat.
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.
Een offerte nodig voor uw spuitgietproject?Ontvang concurrerende prijzen, DFM-feedback en een productieplanning van het engineeringteam van ZetarMold.
Vraag een gratis offerte aan → Bekijk onze Complete gids voor spuitgieten voor een uitgebreid overzicht.
