Czym jest formowanie wtryskowe?
Formowanie wtryskowe to metoda, w której całkowicie stopione tworzywo jest mieszane ślimakiem w określonej temperaturze, wtryskiwane pod wysokim ciśnieniem do gniazda formy, a następnie chłodzone i utwardzane w celu uzyskania wyrobów formowanych.
Metoda ta jest odpowiednia do masowej produkcji części o złożonych kształtach i jest jedną z ważnych metod przetwarzania.
Dlaczego warto stosować formowanie wtryskowe?
1. Wysoka wydajność
Produkcja masowa z wykorzystaniem procesu formowania wtryskowego może osiągnąć wyższą wydajność przetwórczą; gdy użytkownik wybierze konkretną metodę wytwarzania dużych serii, proces formowania tworzyw sztucznych nie trwa długo, umożliwiając produkcję masową i poprawę jakości produktu.
2. Wysoka wytrzymałość tworzyw sztucznych
Zastosowanie dodatków z włókna szklanego jest bardzo powszechne, te wysoce zaprojektowane kompozytowe tworzywa sztuczne są bardzo trwałe i mogą spełniać cechy i funkcje wymagane przez różne produkty.
Co najważniejsze, podczas początkowego formowania tworzywo ma dużą gęstość i właśnie wtedy formowanie wtryskowe tworzyw zapewnia elastyczność, której nie oferują inne procesy formowania.
3. Niedrogie formy wtryskowe oferują imponujące wykończenie powierzchni
Jednocześnie wytrzymuje wysokie ciśnienie i charakteryzuje się dobrą jakością produktu oraz szczegółowym, doskonałym wyglądem.
Zatem formowanie wtryskowe może zapewnić doskonałe odwzorowanie detali formowanych części oraz zaoszczędzić czas i koszty na obróbce wtórnej.
4. Formowanie wtryskowe jest procesem wysoce powtarzalnym
Formowanie wtryskowe to proces o wysokiej powtarzalności, czyli druga wyprodukowana część będzie dokładnie taka sama jak pierwsza, co pozwala dobrze kontrolować spójność produktu i niezawodność komponentów w produkcji masowej.
Historia formowania wtryskowego
W 1872 roku amerykański wynalazca John Wesley Hyatt wraz ze swoim bratem Izajaszem opatentował pierwszą wtryskarkę.
Maszyna była stosunkowo prosta w porównaniu do obecnie używanych: przypominała gigantyczną igłę podskórną i używała tłoka do wtryskiwania plastiku do formy przez podgrzewany cylinder.
Przemysł rozwijał się powoli pod koniec XIX wieku, wytwarzając produkty takie jak kołnierzyki, guziki i grzebienie do włosów.
W 1903 roku niemieccy chemicy Arthur Eichengrün i Theodore Becker wynaleźli pierwszy rozpuszczalny polimer, octan celulozy, który był bardziej łatwopalny niż azotan celulozy.
Ostatecznie oferowano go w postaci proszku, co ułatwiało formowanie wtryskowe.
W 1919 roku Arthur Eichengrün opracował pierwszą wtryskarkę w prawdziwym tego słowa znaczeniu.
W 1939 roku Arthur Eichengrün otrzymał patent na plastyfikowane formowanie wtryskowe octanu. Formowanie wtryskowe gwałtownie rozwinęło się w latach 40. XX wieku, ponieważ II wojna światowa stworzyła ogromne zapotrzebowanie na tanie, masowo produkowane produkty.
W 1946 roku amerykański wynalazca James Watson Hendry zbudował pierwszą wtryskarkę ślimakową, która umożliwiała precyzyjniejszą kontrolę prędkości wtrysku i jakości produktu.
Maszyna ta pozwalała również na mieszanie materiału przed wtryskiem, umożliwiając dodawanie pigmentów do tworzywa sztucznego i dokładne mieszanie przed wtryskiem.
W latach 70. Hendry opracował pierwszy proces formowania wtryskowego wspomaganego gazem, który umożliwiał wytwarzanie złożonych, pustych produktów szybko się chłodzących.
Znacznie poprawiło to elastyczność projektowania, a także wytrzymałość i wykończenie produkowanych części, jednocześnie skracając czas produkcji, zmniejszając koszty, wagę i ilość odpadów.
Branża formowania wtryskowego tworzyw sztucznych ewoluowała na przestrzeni lat od produkcji grzebieni i guzików do wytwarzania szerokiej gamy produktów dla wielu branż, w tym motoryzacyjnej, medycznej, lotniczej, produktów konsumenckich, zabawek, hydrauliki, opakowań i budownictwa.
Produkty formowane wtryskowo można spotkać w wielu branżach, szczególnie w motoryzacyjnej, przemysłowej i w produktach gospodarstwa domowego.
Zalety formowania wtryskowego
1. Nadaje się do wytwarzania złożonych i precyzyjnych produktów
Jedną z głównych zalet technologii formowania wtryskowego tworzyw sztucznych jest łatwość projektowania złożonych precyzyjnych części i zespołów z tworzyw sztucznych.
W porównaniu z innymi technikami, formowanie wtryskowe charakteryzuje się bardzo wąskimi tolerancjami.
Z tego powodu jest również szeroko stosowany do produkcji części samochodowych.
2. Swoboda wyboru spośród szerokiej gamy materiałów
Istnieje duża liczba materiałów z tworzyw sztucznych dostępnych dla procesu formowania wtryskowego.
Istnieją materiały takie jak antystatyczne tworzywa sztuczne, guma termoplastyczna, tworzywa sztuczne odporne na chemikalia i materiały biokompostowalne z dopasowaniem kolorów lub barwieniem przedmieszki.
3. Zautomatyzowany proces redukujący koszty produkcji
Formowanie wtryskowe to proces zautomatyzowany. Jeden operator często może obsługiwać dwie lub więcej wtryskarek, zwłaszcza jeśli części formowane wtryskowo mogą być rozładowywane automatycznie, więc wymagany nakład pracy jest stosunkowo niski.
Większość procesów formowania wtryskowego wykonują maszyny i roboty. Ponieważ automatyzacja obniża koszty produkcji formowanych wyrobów, zmniejszają się również koszty pośrednie.
Ponadto, wraz ze zmniejszeniem nakładu pracy, zmniejsza się całkowity koszt wytworzenia produktu.
4. Wysoce wydajna metoda produkcji
W całej branży większość specjalistów od formowania zgadza się, że istnieją podstawowe elementy konstrukcyjne, które muszą wystąpić podczas procesu wtrysku, aby działał on prawidłowo.
Obejmują one grubość ścianek, konstrukcję żeber i występów, przejścia narożne, linie łączenia, położenie przewężek oraz prawidłowe rozmieszczenie odpowietrzeń.
Po wykonaniu formy wtryskowej zgodnie ze specyfikacją klienta i zaprogramowaniu wtryskarki sam proces formowania stosowany do produkcji części przebiega bardzo szybko.
Cały proces formowania obejmujący zamknięcie, napełnienie, uplastycznienie, wtrysk, otwarcie i wyformowanie jest realizowany przez działanie formowania wtryskowego, dzięki czemu proces produkcyjny formowania wtryskowego łatwo w pełni zautomatyzować i zrealizować sterowanie programowe.
W rezultacie z jednej formy można wyprodukować więcej wyrobów. Wysoka wydajność sprawia też, że usługa formowania wtryskowego tworzyw jest efektywna i opłacalna.
5. Produkuj mniej odpadów i postaw na ekologię
W formowaniu wtryskowym powtarzalność części jest bardzo wysoka. Odpady powstające podczas formowania można ponownie wykorzystać, dlatego formowanie wtryskowe powoduje bardzo małe straty surowca.
Podsumowanie
Z tego artykułu dowiedzieliśmy się, dlaczego formowanie wtryskowe nadaje się do produkcji dużych serii oraz że wraz ze wzrostem ilości cena jednostkowa produktu drastycznie spada.
Jeśli masz do wykonania dużą ilość produktów z tworzyw sztucznych, rozważ ten proces wytwarzania części plastikowych.
Oczywiście każdy produkt z tworzyw sztucznych wymaga długiego czasu, aby od momentu opracowania do popytu na rynku wzrósł.
Na wczesnym etapie rozwoju, gdy planowana liczba wyrobów nie jest jeszcze pewna, można wybrać jednogniazdową formę wtryskową; cena formy będzie wtedy niższa, a cena jednostkowa wyrobu względnie wyższa.
Gdy liczba wyrobów znacząco wzrośnie, można rozważyć wielogniazdowe formy wtryskowe, które nie tylko obniżą koszty masowej produkcji, lecz także znacznie zwiększą wydajność, pozwalając szybko zaspokoić popyt rynkowy.
Potrzebujesz wyceny projektu formowania wtryskowego?Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.
Poproś o bezpłatną wycenę → Zobacz nasz Kompletny przewodnik po formowaniu wtryskowym, aby uzyskać pełny przegląd.
