Z punktu widzenia rozwoju tej technologii praktyczne okazuje się formowanie wtryskowe szkieletu, a następnie wtryskiwanie przyjemnej w dotyku warstwy miękkiego tworzywa (metodą insert lub wtórną), ponieważ nie wymaga ono dalszej obróbki. Niskociśnieniowe formowanie wtryskowe tkaniny lub okładziny wymaga natomiast wielu operacji wykończeniowych.
Co to jest formowanie wtryskowe pod niskim ciśnieniem？
Formowanie wtryskowe niskociśnieniowe to proces wtryskiwania zamkniętego materiału do formy przy bardzo niskim ciśnieniu wtrysku i jego szybkiego utwardzania.
Niskociśnieniowe formowanie wtryskowe jest bezpiecznym i delikatnym procesem pośrednim między formowaniem wysokociśnieniowym a zalewaniem. Krótki czas cyklu i niskie ciśnienie sprawiają, że stanowi idealne rozwiązanie do zabezpieczania płytek drukowanych.
W przemyśle motoryzacyjnym proces ten jest wykorzystywany do formowania niektórych elementów wykończenia wnętrza samochodu i pakowania komponentów elektronicznych.
Przykłady zastosowań niskociśnieniowego formowania wtryskowego
Elementy wnętrza: Przy bardzo niskim ciśnieniu wtrysku (300-600 barów) do procesu formowania wprowadza się okładziny PVC lub dzianiny.
Powszechnie stosowane rodzaje materiałów obejmują: skórę, skórę PVC, skórę TPO z pianką PP, skórę PUR, dzianinę z włókniną i filc włóknisty, a także wtrysk kompozytowy między materiałem powierzchniowym a materiałem szkieletowym; wiele części wewnętrznych samochodów średniej i wysokiej klasy wykorzystuje proces formowania wtryskowego pod niskim ciśnieniem, takich jak Mercedes-Benz, wkładki do paneli drzwi BMW itp.
Hermetyzacja komponentów elektronicznych: Proces hermetyzacji wykorzystuje bardzo małe ciśnienie wtrysku (1,5 ~ 40 barów) do wstrzyknięcia materiału hermetyzującego do formy i szybko go utwardza (5 ~ 50 sekund).
Ciśnienie i temperatura stosowane w niskociśnieniowym formowaniu wtryskowym są znacznie niższe niż w zwykłym procesie formowania wtryskowego, a sam proces jest stosunkowo prosty i nie wymaga zaawansowanego sprzętu ani form.
Proces formowania wtryskowego pod niskim ciśnieniem
Proces ten wygląda następująco:
Niskociśnieniowe formowanie wtryskowe jest techniką montażu w formie, podobną do IMD, w której tkanina lub powłoka jest formowana bezpośrednio na produkcie (jeśli ciśnienie wtrysku jest zbyt wysokie, tkanina ulegnie uszkodzeniu).
Biorąc pod uwagę charakterystykę procesu formowania, istnieją dwa rodzaje niskociśnieniowego formowania wtryskowego: forma otwarta i forma zamknięta.
Różnica polega na tym, czy istnieje pewna szczelina między ruchomymi i nieruchomymi formami, gdy forma jest zamknięta.
W całym procesie napełniania precyzyjna ilość stopionego materiału jest wtryskiwana płynnie (przepływ stopionego tworzywa sztucznego na tkaninie jest znacznie wolniejszy niż na gładkiej wnęce formy), więc niskociśnieniowe formy wtryskowe do tkanin mają więcej bramek niż zwykłe formy.
Cechy formowania wtryskowego pod niskim ciśnieniem
1. Zalety
a. Wysoka wytrzymałość, materiał skóry jest zintegrowany z plastikowym materiałem bazowym, nie ma możliwości odpadnięcia
b. Wysoka wydajność formowania, bardziej przyjazny dla środowiska, brak konieczności stosowania kleju w procesie okładzin, poprawa jakości powietrza w samochodzie
c. Wewnętrzną strukturę można zaprojektować dowolnie, a swoboda modelowania powierzchni jest większa niż w przypadku procesu okładzinowego, cechy modelowania są wyraźniejsze, produkt jest piękny, a komfort jest wysoki.
2. Wady
a. Proces formowania niskociśnieniowego jest bardziej złożony, podatny na wpływ formy i ciągliwości tkaniny/powłoki PVC, a wskaźnik braków jest stosunkowo wysoki
b. Retencja wzoru, przy dużym rozciągnięciu, trójwymiarowość wzoru jest słaba
c. Wyższe koszty oprzyrządowania i droższe tkaniny
Uwzględniając powyższe zalety i wady, niskociśnieniowe formowanie wtryskowe ma następujące cechy.
Forma: powierzchnia rozdzielająca ze szczeliną zamykającą; brama jest sterowana przez zawór sekwencyjny (sterowany przez zawór typu gorącokanałowego)
Manipulator: zarówno funkcja zaciskania tkaniny, jak i podnoszenia produktu
Warstwa kompozytowa: PVC/PU; tkanina itp.
Materiał szkieletu: zmodyfikowany PP i PC/ABS o lepszej płynności itp.
Istotne czynniki wpływające na niskociśnieniowe formowanie wtryskowe
Tkanina; jej struktura może obejmować warstwę włókniny, gąbki, pianki, wierzchnią warstwę dzianiny lub warstwę miękkiego tworzywa (PVC).
Właściwości tkaniny: statyczne i trwałe wydłużenie wzdłużne oraz statyczne i trwałe wydłużenie poprzeczne. Tkanina o większej rozciągliwości jest mniej podatna na odkształcenia, lecz fałdy są na niej bardziej widoczne; tkanina o mniejszej rozciągliwości łatwiej się odkształca, ale jest mniej podatna na marszczenie.
Konstrukcja formy: Zwykle stosuje się sekwencyjnie sterowane zawory z przewężkami punktowymi, a liczba punktów wtrysku jest większa niż przy zwykłym formowaniu szkieletu. Dla produktu o całkowitej długości L = 1000 mm i grubości ścianki T = 2,5 mm zalecaną liczbę punktów wtrysku oblicza się jako 1000/2,5/FPP; wartość F powinna być mniejsza niż 100 dla materiału PP oraz mniejsza niż 80 dla ABS lub PC.
Projekt odpowietrzenia gniazda: Konstrukcja formy wtryskowej do okładzin PVC jest taka sama jak formy do tkanin, jednak szczególną uwagę poświęca się odpowietrzeniu przestrzeni między gniazdem a rdzeniem.
Inne wymagania techniczne: promień R w narożniku produktu nie może być mniejszy niż 3,0; warstwa tworzywa nie powinna być projektowana jako zbyt gruba, aby zapobiec skurczowi produktu.
Grubość końcówki ścięgna nie powinna przekraczać 3/5 grubości końcówki kleju; produkty z głębokimi otworami muszą być podzielone; krawędź wyglądu produktu musi odwracać miejsce pracy tkaniny, tył produktu nie powinien mieć końcówki ścięgna itp.
Płynność tworzywa w niskociśnieniowym formowaniu wtryskowym
Wskaźnikiem płynności tworzywa jest wartość indeksu płynięcia MI. Jak wiadomo, tworzywo przepływa po tkaninie znacznie wolniej niż po gładkim gnieździe formy, dlatego niskociśnieniowe formy wtryskowe z tkaniną mają więcej przewężek niż formy zwykłe.
Wolne tempo przepływu nieuchronnie wpłynie na inne problemy związane z wyglądem produktu, takie jak ślady klejenia, brakujący materiał itp.
Ogólnie rzecz biorąc, wartość MI materiału PP wynosi od 20 do 55, co oznacza, że nie powinniśmy ślepo korzystać z importowanych tkanin i importowanych cząstek plastiku przy opracowywaniu produktów.
Ponieważ są one potrzebne po zastosowaniu kombinacji, o ile i formy z dobrym, krajowym materiałem, jak zwykle, mogą wytwarzać kwalifikowane produkty do formowania niskociśnieniowego.
Struktura niskociśnieniowych form wtryskowych
Zwykle wyrzutnik tego rodzaju formy znajduje się w stałej formie, wykorzystując zasuwę zaworu do kontrolowania ilości materiału każdej bramy, stała forma ma prasowaną ramę z tkaniny, a stała forma ma sworzeń tkaniny lub przyssawkę powietrza do mocowania tkaniny.
Formowanie wtryskowe pod niskim ciśnieniem - typowe wady i sposoby postępowania
(1) Niedolew: Ostre narożniki produktu są szczególnie narażone na niedolewy.
(2) Przesiąkanie: W narożnikach produktu może dochodzić do przesiąkania. Przyczyną jest zbyt wysoka temperatura punktu wtrysku lub formy albo podawanie zbyt dużej ilości materiału przez punkt wtrysku w tym obszarze.
(3) Przebicie: W ostrym narożniku produktu łatwo może dojść do przebicia. Przyczyną jest szczelina na powierzchni podziału w narożniku; gdy wzrasta ilość lub prędkość podawania materiału do formowania niskociśnieniowego, stopione tworzywo przedostaje się przez szczelinę, najpierw przesuwa włókninę, a następnie przebija tkaninę wierzchnią.
Grubość ścianki w ostrych rogach jest zbyt gruba, więc grubość ścianki w ostrych rogach formy jest stosunkowo cienka, aby zapobiec przesiąkaniu materiału lub jego uszkodzeniu.
(4) Rozerwanie tkaniny pod naciskiem — przyczyna: Temperatura formy używanej do formowania niskociśnieniowego jest zwykle niska (10-15 stopni). Jeśli zabezpieczenie antykorozyjne jest niewystarczające, na ramie dociskającej tkaninę i powierzchni podziału suwaka powstają ogniska rdzy. Wywołują one nadmierny nacisk na tkaninę i ograniczają jej rozciągliwość, powodując rozerwanie.
Cechy niskociśnieniowego formowania wtryskowego skóry PVC
1. Charakter warstwy wierzchniej PVC
W porównaniu z tkaniną, istnieje wiele różnic między nimi. Po pierwsze, wydech: tkanina przypomina pory i traci strukturę, więc gaz łatwo wydostaje się z wnętrza; podczas gdy skóra PVC jest warstwą plastiku PVC na powierzchni, więc gazowi trudno jest wydostać się z wnętrza.
Po drugie, podłoże: podłoże z tkaniny jest włókniną, więc opór przepływu stopionego tworzywa sztucznego jest dość duży; podczas gdy podłoże z PVC jest warstwą pianki z tworzywa sztucznego, powierzchnia jest gładka, a opór przepływu stopionego tworzywa sztucznego jest niewielki.
Następnie jest plastyczność: przedłużenie tkaniny po szczelinie konstrukcyjnej jest duże, stopiony plastik łatwiej przenika; przedłużenie skóry PVC nadal ma dużą wytrzymałość, a stopiony plastik nie jest łatwy do penetracji.
2. Konstrukcja formy
W porównaniu z formowaniem wtryskowym tkaniny największa różnica dotyczy konstrukcji odpowietrzania gniazda. Konstrukcja formy wtryskowej do powłoki PVC jest taka sama jak formy do tkaniny, z wyjątkiem nacisku na odpowietrzanie przestrzeni między gniazdem a rdzeniem.
Ponieważ powietrze znajduje się wewnątrz rdzenia i wnęki po zamknięciu, gdy stopione tworzywo sztuczne jest wtryskiwane, powietrze wewnątrz jest powoli sprężane, jeśli gaz nie zostanie odprowadzony na czas, nieuchronnie spowoduje to duże kłopoty z wypełnieniem i wiele wad. Takie jak ślady klejenia, kurczenie się i przypalanie.
3. Typowe usterki i środki postępowania
(1) Skurcz powierzchni wyrobu
Przyczyna: Szczelina między powierzchniami podziału formy jest zbyt duża, co powoduje ucieczkę materiału, w wyniku czego materiał nie jest zagęszczany, a tym samym kurczy się;
Podobnie jak w zwykłym formowaniu wtryskowym, gruba ścianka wyrobu w miejscach występowania żeber wzmacniających jest słabo chłodzona, co powoduje skurcz objętościowy i powstawanie zapadnięć.
(2) Ślady płynięcia
Powód: Jeśli wnęka formy i rdzeń nie są dobrze odprowadzane, powietrze z przodu bramy, gdzie stykają się fronty, jest ściskane i nie może być naturalnie stopione, a kombinacja śladów może odbijać się na skórze, powodując oczywiste ślady fuzji i wpływając na wygląd.
Oczywiście, podobnie jak w zwykłym formowaniu wtryskowym tworzyw sztucznych, niska temperatura formy i stopionego tworzywa powoduje również wyraźne linie łączenia.
(3) Warstwa zewnętrzna jest zgnieciona
Przyczyna: Podobnie jak przy formowaniu tkanin temperatura niskociśnieniowej formy wtryskowej jest zwykle niska (10-15 stopni). Jeśli zabezpieczenie antykorozyjne jest niewystarczające, na ramie dociskowej i powierzchni podziału suwaka pojawiają się ogniska rdzy. Podczas produkcji powodują one nadmierny nacisk na okładzinę i ograniczają jej rozciągliwość, prowadząc do rozerwania.
(4) Przetopienie tworzywa przez tuleję wlewową
Przyczyna: Uplastycznione, stopione tworzywo jest wtryskiwane przez punkt wtrysku i poddawane ścinaniu oraz ogrzewaniu, przez co temperatura w jego środkowej części jest wysoka. Wtrysk przy uchylonej formie i zwiększenie odległości mogą skutecznie ograniczyć przebijanie stopionego tworzywa. Można również obniżyć temperaturę punktu wtrysku i formy, trzeba jednak uwzględnić płynność żywicy, aby nie spowodować niedolewu.
Potrzebujesz wyceny projektu formowania wtryskowego?Uzyskaj konkurencyjną wycenę, informacje zwrotne DFM i harmonogram produkcji od zespołu inżynierskiego ZetarMold.
Poproś o bezpłatną wycenę → Pełny przegląd znajdziesz w naszym Kompletnym przewodniku po formowaniu wtryskowym.
