Czym jest formowanie wtórne?

Wprowadzenie: w przemyśle wiele zastosowań wymaga różnych właściwości rdzenia i powierzchni. Nie można ich uzyskać z jednego materiału, dlatego w procesie formowania wtórnego nakładamy jeden materiał na drugi. Czym jednak jest formowanie wtórne? Czy można stosować elastyczne połączenia materiałów? Jak dobrze materiały te się integrują?

W tym artykule przyjrzymy się procesowi formowania wtórnego tworzyw sztucznych, rozważaniom dotyczącym projektowania form i jego wielu zastosowaniom.

Czym jest f**ormowanie wtórne****?**

Formowanie wtórne to fantazyjna nazwa formowania dwustrzałowego. Jest to proces, w którym dwa lub więcej komponentów jest formowanych jeden na drugim.

Jakie są etapy f**ormowania wtórnego?**

Operacje formowania wtórnego są wykonywane w następujących krokach.

Wybór materiału

Najważniejszą częścią jest wybór materiału. Należy wybrać materiał, który spełnia wymagania fizyczne produktu, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz.

Należy zastanowić się, do czego produkt będzie używany, np. czy musi być wygodny, czy musi absorbować wstrząsy, czy musi być wodoodporny lub odporny na ciepło. Same materiały muszą być ze sobą połączone, aby nie rozpadły się po uformowaniu.

Projektowanie i konfiguracja form

Konstrukcja formy musi uwzględniać właściwości i grubość obu materiałów, co wymaga innych rozważań niż w przypadku standardowej formy. Grubość ścianki powinna być jednolita (nie więcej niż 4 mm), a bramki muszą być umieszczone w najgrubszej części ścianki. Współczynnik przepływu musi być utrzymywany poniżej 150/L.

Podobnie jak inne formy wtryskowe, forma do formowania wtórnego jest obrabiana CNC i wykonywana z trwałych metali, takich jak stal lub aluminium, aby wytrzymać ciśnienie i temperaturę procesu formowania wtryskowego.

Konfiguracja formowania wtryskowego

Konfiguracja jest projektowana na zamówienie w oparciu o materiały i ich sekwencję warstw. W przypadku formowania wtórnego z dwóch materiałów, konfiguracja może wykorzystywać wiele jednostek wtryskowych. Jednostki te są skonfigurowane do obracania formy tak, aby każdy wtryskiwacz mógł dokładnie osadzić odpowiedni materiał.

Najpierw urządzenie nakłada warstwę materiału bazowego. Po ostygnięciu uzyskuje się sztywne, obtryskiwane podłoże. Następnie kolejny wtryskiwacz dodaje materiał na wierzch. W niektórych przypadkach podłoże jest wytwarzane oddzielnie w jednym urządzeniu, a następnie wtryskiwana jest warstwa elastomeru.

Wyrzucanie i kontrola

Po zakończeniu procesu formowania część jest wyjmowana z formy. Następnie sprawdzamy część pod kątem wszelkich wad, takich jak niepełne wiązanie, kieszenie powietrzne lub wady powierzchni.

Przetwarzanie końcowe

Proces ten daje solidną część, która jest kombinacją wszystkich użytych materiałów. Może się jednak okazać, że konieczne będzie przeprowadzenie obróbki końcowej. Na przykład, może być konieczne przycięcie dodatkowego materiału, wypolerowanie go, aby wyglądał ładnie, lub utwardzenie go, aby był mocniejszy. Celem jest uzyskanie części wyglądającej i działającej tak, jak chcesz.

Jakie materiały są powszechnie stosowane w f**ormowaniu wtórnym****?**

PC jest super wytrzymały i przezroczysty. Używa się go do produkcji kuloodpornych okien i sprzętu ochronnego. Jest mocny, wytrzymuje długo i nie blaknie. Ale łatwo się rysuje, brudzi i żółknie, jeśli jest wystawiony na działanie promieni słonecznych przez długi czas.

PE ma szeroki zakres zastosowań, od plastikowych toreb po pojemniki o wysokiej wytrzymałości. Jeśli chodzi o formowanie wtórne, HDPE i LDPE oferują różnorodne opcje, od sztywnych konstrukcji po elastyczne części.

Polietylen o wysokiej gęstości jest mocny, trwały i odporny na chemikalia. Używa się go do produkcji butelek do przechowywania, zabawek i wszystkiego, co musi być sztywne i wytrzymałe. Łatwo się jednak pali i źle znosi działanie promieni słonecznych.

LDPE jest bardziej miękki i elastyczny niż HDPE, dzięki czemu świetnie nadaje się do produkcji butelek wyciskanych i folii opakowaniowych. Jest również odporny na kwasy, zasady i oleje roślinne, co czyni go idealnym do pakowania żywności. Głównymi wadami LDPE jest to, że nie radzi sobie dobrze z wysokimi temperaturami i nie jest zbyt odporny na przebicie.

PP ma również doskonałą odporność chemiczną i właściwości mechaniczne. Powszechne zastosowania obejmują części samochodowe, towary konsumpcyjne i zawiasy, które wymagają wielokrotnego zginania. Jego odporność chemiczna czyni go dobrym wyborem do zastosowań higienicznych. PP ma jednak umiarkowaną odporność na promienie UV i wymaga dodatków stabilizujących go w zastosowaniach zewnętrznych.

ABS to wytrzymałe, wszechstronne tworzywo termoplastyczne stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Charakteryzuje się doskonałą odpornością na uderzenia, dobrą stabilnością termiczną i gładkim wykończeniem powierzchni. ABS jest łatwy do formowania i malowania - materiał ten najlepiej nadaje się do zastosowań estetycznych. Nie jest jednak odporny na chemikalia.

TPU to wszechstronny materiał, który łączy w sobie najlepsze cechy gumy i plastiku. Jest trwały, elastyczny i odporny na ścieranie, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań wymagających miękkiego dotyku, takich jak etui na telefony, uszczelki i uszczelnienia. Jest również odporny na olej i dobrze łączy się z tworzywami sztucznymi, takimi jak PC i ABS. Jedynym minusem jest jego wysoka cena.

TPE to rodzaj kopolimerów (mieszanek polimerów, zwykle plastiku i gumy), które łączą właściwości mechaniczne i termiczne tworzyw termoplastycznych z elastycznością elastomerów. Są dobre do zastosowań wtórnego formowania, które wymagają miękkiego uchwytu, takich jak uchwyty szczoteczek do zębów, uchwyty narzędzi i produkty do higieny osobistej.

Jakie są wskazówki dotyczące projektowania form wtórnych?

Podczas tworzenia formy należy wziąć pod uwagę wiele rzeczy. Oto kilka wskazówek, które pomogą Ci stworzyć dobrą formę.

Główną ideą korzystania z technologii formowania jest zaprojektowanie części z tworzywa sztucznego o pożądanych właściwościach. Na tej podstawie należy wybrać materiały. Ale pamiętaj, aby pomyśleć o tym, jak ze sobą współpracują i jakie mają właściwości fizyczne, np. jak bardzo się nagrzewają i rozszerzają.

Ponieważ oba materiały są różne, temperatura topnienia i współczynnik rozszerzalności mogą nie być podobne. Niektóre żywice kurczą się podczas osiadania, co może powodować wypaczenia. Aby rozwiązać ten problem, zaleca się użycie rdzenia (podłoża) o wyższym module sprężystości i temperaturze topnienia niż materiał dodatkowy.

Ważna jest również grubość. Grubsze warstwy elastomeru (TPE) zapewniają amortyzację i miękkość. Z kolei cienkie warstwy są sztywniejsze i są wybierane w przypadku struktur żebrowanych.

Konstrukcja formy musi umożliwiać wykonanie wielu części, więc ścianki muszą być tej samej grubości, od 1/16 do 1/8 cala. Żebra nie powinny być zbyt głębokie, a rogi zbyt ostre, ponieważ utrudni to przepływ plastiku.

Narożniki, które mają być ostre, powinny być mniejsze niż 1/64 cala. Zazwyczaj trzeba mieć 1 stopień kąta na każdy cal głębokości, aby wyjąć część z formy.

Materiały powinny idealnie łączyć się na poziomie molekularnym poprzez wiązania chemiczne. Aby uzyskać najlepsze wiązanie, temperatura kontaktu powinna być zbliżona do temperatury topnienia materiału.

Jeśli nie można wiązać chemicznie, można wiązać mechanicznie poprzez blokowanie. Inną opcją jest teksturowanie podłoża, aby żywica wypełniła szczeliny i przykleiła się.

Kiedy tworzysz rzeczy, chcesz uczynić je tak prostymi, jak to tylko możliwe. Chcesz, aby tworzenie części, tworzenie ich większej liczby i łączenie ich było jak najłatwiejsze. Jednym ze sposobów na to jest tworzenie mniejszej liczby części, aby mieć mniej kroków do ich połączenia.

Innym sposobem jest wykorzystanie komputerów, aby pomóc w ustaleniu, jak wykonać formę i jak wykonać części przed rozpoczęciem ich produkcji. Za pomocą komputera można określić, gdzie plastik ma trafić, a gdzie nie. Jeśli w jednym miejscu nie ma wystarczającej ilości plastiku, będzie on słaby.

Kolejną ważną rzeczą jest wybór materiałów. Wybrane materiały muszą nie tylko spełniać swoje zadanie, ale także dobrze ze sobą współpracować.

Załóżmy na przykład, że projektujesz uchwyt do elektronarzędzia. Potrzebujesz czegoś, co będzie sztywne wewnątrz, ale miękkie i przyczepne na zewnątrz. Możesz zaprojektować go z twardym plastikowym rdzeniem wykonanym z ABS dla zwiększenia wytrzymałości, a następnie owinąć go bardziej miękkim, wygodnym i antypoślizgowym materiałem, takim jak TPE.

Przygotuj się na wszystko, co musisz zrobić, aby wyglądał dobrze. Być może trzeba będzie go przyciąć, przeszlifować lub pomalować. Być może trzeba będzie zrobić z nim coś jeszcze, na przykład uczynić go odpornym na promieniowanie UV lub ogień.

Jakie są zalety f**ormowania wtórnego****?**

Producenci, którzy potrzebują designu, przyczepności i fajnego wyglądu, uwielbiają to, co formowanie wtórne robi dla ich produktów. Jest również tani i przez lata stawał się coraz lepszy, więc klienci go uwielbiają. Oto dlaczego warto korzystać z formowania wtórnego.

Formowanie wtórne polega na dodaniu innego materiału w celu ochrony głównej części przed uszkodzeniem lub zniszczeniem przez środowisko. Na przykład, gdy masz wodoodporną kamerę i umieścisz gumową uszczelkę na zewnątrz, aby chronić ją przed wodą i kurzem.

Może sprawić, że produkt będzie wygodniejszy w użyciu poprzez dodanie krzywizn i miękkich uchwytów, które pasują do sposobu, w jaki ludzie trzymają rzeczy. Na przykład gadżety kuchenne, takie jak blendery, mają uchwyty wykonane z miękkiego, gumowego materiału, który ułatwia ich trzymanie i sprawia, że są wygodniejsze w użyciu.

Połączenie dwóch materiałów w jednej formie pozwala uzyskać jedną część. Projektując każdy materiał osobno, zużywasz więcej materiału i wytwarzasz więcej odpadów podczas jego przetwarzania.

Piloty zdalnego sterowania wykorzystują wtórne formowanie, aby zintegrować miękkie przyciski, które są czułe i wygodne do naciśnięcia. Podobnie, elektronarzędzia mają solidny plastikowy uchwyt, który ułatwia trzymanie i używanie tych narzędzi.

Formowanie wtórne to sposób łączenia różnych materiałów w celu uzyskania części, które są lepsze niż części wykonane z jednego materiału. Przykładem może być umieszczenie miękkiego plastiku po wewnętrznej stronie elementów sterujących deski rozdzielczej, aby zapewnić lepsze wyczucie i dłuższą żywotność.

Jakie są ograniczenia f**ormowania wtórnego****?**

Proces ten jest świetny pod wieloma względami, ale istnieją pewne ograniczenia.

Nie wszystkie rzeczy nadają się do sklejania. Jeśli je skleisz, nie będą się dobrze trzymać. Stworzona rzecz pęknie po naciśnięciu, ponieważ nie jest dobrze sklejona.

Formowanie wtórne to proces, który wymaga wielokrotnych wtrysków i może obejmować różne materiały, co oznacza, że potrzebne są złożone projekty narzędzi. Ta złożoność oznacza dłuższy czas cyklu i specjalistyczne maszyny.

Proces ten wiąże się z wyższymi kosztami początkowymi, ponieważ wymaga wielu zapasów materiałów i specjalistycznych narzędzi do formowania wtórnego dla każdego materiału. Koszt jednostkowy jest więc również wyższy.

Formowanie wtórne jest nieco kłopotliwe, jeśli chodzi o projektowanie części i dobór materiałów. Niektóre kształty i materiały po prostu nie pasują do siebie, ponieważ mają różne temperatury topnienia i właściwości mechaniczne.

Jakie są zastosowania f**ormowania wtórnego?**

Producenci wykorzystują formowanie wtórne i formowanie wtryskowe do wytwarzania produktów dla szerokiego zakresu branż. Poniżej znajduje się kilka przykładów produktów, które są często wytwarzane przy użyciu jednego lub drugiego procesu lub kombinacji obu.

Rozejrzyj się po domu, a prawdopodobnie zobaczysz kilka plastikowych rzeczy, które są jednoczęściowe i mają różne kolory. Prawdopodobnie rzeczy te zostały wykonane przy użyciu formowania wtórnego. Jest to bardzo powszechny sposób wytwarzania wszelkiego rodzaju rzeczy, od kul do kręgli i bloków do gier dla dzieci po pojemniki do przechowywania i plastikowe pojemniki.

Szczoteczki do zębów, etui na telefony komórkowe i pamięci USB są często wykonywane przy użyciu formowania wtórnego. Formowanie wtórne może być używane do tworzenia różnych dwukolorowych mebli z tworzyw sztucznych, takich jak stołki lub leżaki. Plastikowe obudowy jednostek GPS i urządzeń nawigacyjnych często wymagają formowania wtórnego.

Formowanie wtórne jest wykorzystywane do produkcji wytrzymałych, dwukolorowych elementów wewnętrznych, takich jak drzwi i deski rozdzielcze, uchwyty, pokrętła i różne elementy sterujące.

Czasami producenci nakładają warstwę gumy na przewody, aby zwiększyć bezpieczeństwo słuchawek i ładowarek komputerowych. Czasami trzeba nałożyć warstwę gumy na więcej niż jeden przewód, a czasami trzeba rozdzielić przewody i nadać im różne kolory, na przykład niebieski i czerwony.

W tej branży często używamy formowania wtórnego, aby opakowania kosmetyczne wyglądały lepiej. Można tworzyć niestandardowe opakowania z różnych materiałów i w różnych kolorach. Za pomocą formowania wtórnego można tworzyć butelki na sypki proszek, pędzle do makijażu i butelki na perfumy.

Wnioski

Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.

Poproś o bezpłatną wycenę → Zapoznaj się z naszym Kompletnym przewodnikiem po formowaniu wtryskowym, aby uzyskać pełny przegląd zagadnienia.