Wprowadzenie

Przedmowa : Tworzywa sztuczne są wszędzie. Istnieją różne sposoby wytwarzania produktów z tworzyw sztucznych. Jednym z najpopularniejszych sposobów jest formowanie wtryskowe. Wtryskarka jest kluczowym sprzętem do produkcji form wtryskowych, producenci używają tego procesu, ponieważ jest tani i tworzy dobre części. Jakie rzeczy powstają w procesie formowania wtryskowego?

Istnieje wiele rzeczy i branż, które wykorzystują formowanie wtryskowe. Na przykład zabawki, zakrętki do butelek, narzędzia chirurgiczne, pudełka na biżuterię, a nawet części samochodowe, takie jak deski rozdzielcze. W tym artykule omówimy przykłady procesu formowania wtryskowego tworzyw sztucznych, zastosowania, produkty i korzyści płynące z procesu produkcji.

Jakie są przykłady produktów do formowania wtryskowego?

Teraz, gdy omówiliśmy branże zastosowań produktów formowanych wtryskowo, porozmawiajmy o kilku przykładach części formowanych wtryskowo.

Snap-Fits

Zatrzaski są doskonałym przykładem tworzyw sztucznych wykonanych metodą formowania wtryskowego. Są one stosowane w plastikowych częściach, aby zachować dobry wygląd projektu. Ponadto zatrzaski z formowania wtryskowego są zwykle bardziej elastyczne i mogą wytrzymać większe obciążenia podczas łączenia i rozbierania części.

Pasowania zatrzaskowe wykonane metodą formowania wtryskowego pomagają konstrukcjom powrócić do pozycji wolnej od naprężeń po połączeniu ze współpracującym elementem. Jeśli jednak powrót do pozycji wolnej od naprężeń nie jest możliwy, pasowanie zatrzaskowe formowane wtryskowo może pozostać pod wpływem naprężeń. Naprężenie to musi być jednak niższe niż maksymalne naprężenie dopuszczalne dla zaprojektowanego materiału, które zwykle wynosi 50% jego granicy sprężystości.

Ale dzięki formowaniu wtryskowemu inżynierowie opracowali zatrzaski, które można łatwo zatrzasnąć i zdjąć za pomocą prostego ruchu pchająco-ciągnącego.

Żywe zawiasy

Formowanie wtryskowe to najlepszy i najtańszy sposób na produkcję żywych zawiasów, zwłaszcza gdy produkuje się ich dużo. Istnieje kilka powodów, dla których ludzie używają formowania wtryskowego do produkcji żywych zawiasów.

Pierwszym powodem jest to, że przy użyciu tego procesu można wytwarzać żywe zawiasy znacznie szybciej niż przy użyciu jakiejkolwiek innej metody produkcji tworzyw sztucznych. Drugim powodem jest to, że żywe zawiasy wykonane przy użyciu tego procesu mają lepszą jakość powierzchni niż te wykonane przy użyciu obróbki CNC.

Nici

Gwinty są jednym z przykładów formowania wtryskowego tworzyw sztucznych. Często można je znaleźć na szyjkach pojemników i plastikowych butelek. Producenci wykorzystują formowanie wtryskowe do tworzenia zarówno gwintów wewnętrznych, jak i zewnętrznych.

Aby wykonać gwinty zewnętrzne za pomocą formowania wtryskowego, należy utworzyć formę, w której połowa gwintów znajduje się w plastikowym rdzeniu, a połowa we wnęce. Ułatwia to również oddzielenie uformowanego tworzywa sztucznego od narzędzia. W miejscu styku gwintów widać cienką linię, która pokazuje, gdzie łączą się dwie połówki formy.

Ale uzyskanie gwintów wewnętrznych to już inna historia. W tym przypadku używa się wyjmowanego rdzenia gwintu lub wnęki. Rdzeń z gwintem umieszcza się w formie i wtryskuje do niej tworzywo sztuczne. Tworzywo twardnieje i otrzymujemy gwinty.

Wkładki gwintowane

Wkładki gwintowane to rodzaj produktu formowanego wtryskowo, który pomaga zapewnić gwinty wielokrotnego użytku. Kolejną zaletą jest zachowanie integralności połączenia śrubowego podczas aplikacji. Zapewniają również, że nie dojdzie do zerwania gwintu, umożliwiając zastosowanie odpowiedniego momentu obrotowego do śrub.

Istnieją dwa główne rodzaje tworzyw sztucznych, których inżynierowie używają do montażu wkładek gwintowanych: tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne. Tworzywa termoutwardzalne obejmują żywice poliestrowe, mocznik, żywice epoksydowe i bakelit. Ten rodzaj plastiku jest odporny na ciepło i wytrzymały. Po uformowaniu nie można go przekształcić za pomocą ciśnienia i ciepła, ponieważ zmiana chemiczna jest nieodwracalna. Ten rodzaj tworzywa sztucznego jest idealny do produkcji wkładek wciskanych, formowanych i samogwintujących.

Z drugiej strony, tworzywa termoplastyczne są stałe w temperaturze pokojowej, ale miękną w wyższych temperaturach i mają temperaturę topnienia. Typowe tworzywa sztuczne w tej kategorii to ABS, poliamid, poliwęglan i polichlorek winylu. Inżynierowie wykorzystują tworzywa termoplastyczne do produkcji wkładek termicznych/ultradźwiękowych, wkładek wciskanych oraz wkładek formowanych i samogwintujących.

Mocowanie na wcisk

Pasowanie wtryskowe to świetny sposób na zaoszczędzenie czasu i pieniędzy podczas montażu. Jednym ze sposobów upewnienia się, że pasowanie wtryskowe jest udane, jest użycie formowanych wkładek. Wkładki te pomagają stworzyć naprawdę silne połączenie między formowanym tworzywem sztucznym a wkładką.

Living Caps

Living Hinges to zawiasy wykonane z tego samego materiału, co część macierzysta. Żywe zawiasy wykonane w procesie formowania wtryskowego są bardzo wytrzymałe. Mogą być zginane o 180 stopni lub ponad milion razy bez pęknięcia.

Ponadto, żywe czapki nie wymagają montażu różnych części, ponieważ są jednoczęściowe. Istnieją również cztery główne typy czapek: proste lub płaskie, zabezpieczone przed dziećmi, podwójne lub potrójne oraz motylkowe.

Obudowy urządzeń

Obudowy urządzeń to obudowy ochronne, zwykle wykonane z metalu lub tworzywa sztucznego, które chronią produkt. Produkcja obudów urządzeń przy użyciu procesu formowania wtryskowego jest tańsza niż przy użyciu jakiejkolwiek innej metody produkcji tworzyw sztucznych.

Jest to szczególnie ważne, gdy producenci chcą masowo produkować obudowy urządzeń. Ponadto, producenci wykorzystują ten proces do produkcji obudów dla urządzeń z różnych branż, od elektroniki komputerowej po urządzenia medyczne. Inną rzeczą, która sprawia, że obudowy urządzeń formowane wtryskowo są fajne, jest to, że łatwo jest dostać się do produktu, ponieważ można po prostu zdjąć obudowę.

Izolatory

Innym zastosowaniem procesu formowania wtryskowego jest produkcja izolatorów. To właśnie jest zadaniem części formowanych wtryskowo w produktach elektronicznych. Jako izolatory, części te pomagają rozdzielić przewodniki elektryczne, zatrzymując przepływ energii elektrycznej.

Na przykład produkujemy obudowy elektroniczne, przełączniki światła i inne komponenty elektryczne z tworzyw sztucznych, takich jak PC i ABS.

Łączniki pokładowe

Producenci łączników tarasowych wykorzystują formy wtryskowe do powlekania wkładek ze stali nierdzewnej mocnymi materiałami polimerowymi, takimi jak polipropylen i polietylen. Takie połączenie sprawia, że elementy mocujące są odporne na promienie UV, dzięki czemu są bardzo trwałe niezależnie od warunków pogodowych panujących w miejscu zamieszkania.

Kolejną zaletą formowanych wtryskowo elementów mocujących jest to, że umożliwiają one swobodne rozszerzanie się i kurczenie drewna pokładowego.

Panele instrumentów

Tablica przyrządów jest jedną z najczęstszych części w rozwoju samochodów. Formowanie wtryskowe ułatwia produkcję tej części. Struktury takie jak ramy poduszek powietrznych, panele wewnętrzne, kanały powietrzne, przenośne popielniczki, korpusy pod deską rozdzielczą, dolne korpusy deski rozdzielczej itp. są również łatwiejsze do zintegrowania.

Istnieją różne procesy formowania wtryskowego stosowane w produkcji samochodowych desek rozdzielczych. Obejmują one formowanie wtryskowe wspomagane gazem, sekwencyjny wtrysk zaworu i wtrysk mieszany. Inne procesy to formowanie wkładek deski rozdzielczej, dwukolorowe formowanie wtryskowe i dwukolorowe formowanie wtryskowe deski rozdzielczej.

Obudowy do telefonów

Etui na telefony to jedne z najpopularniejszych produktów wytwarzanych metodą formowania wtryskowego. Najpopularniejszymi tworzywami sztucznymi wykorzystywanymi w tym procesie są poliwęglan, poliuretan i polipropylen. Materiały te są również wykorzystywane do produkcji wytrzymałych etui na telefony.

Jakie są zalety formowania wtryskowego?

Istnieje wiele powodów, dla których producenci wybierają formowanie wtryskowe do produkcji części. Oto kilka z nich.

Stosunek jakości do ceny

Formowanie wtryskowe jest tanim procesem, który nie powoduje dużych strat, ponieważ maszyny do formowania wtryskowego minimalizują ilość odpadów, wykorzystując materiały nadające się do recyklingu. Plastik jest zwykle tańszy niż inne materiały, takie jak metal i guma, więc ludzie lubią go używać do wielu rzeczy. Ponadto, jeśli poddasz recyklingowi dodatkowy plastik, możesz go później użyć ponownie i zaoszczędzić jeszcze więcej pieniędzy.

Po pominięciu początkowych kosztów projektowania i wykonywania form wtryskowych, koszty pracy są zazwyczaj niskie. Jest to proces o wysokiej produktywności, więc można powiedzieć, że formy zwracają się z czasem. Dlatego jest to świetny sposób na wytwarzanie wysokiej jakości części z tworzyw sztucznych o dużej objętości.

Wszechstronność w projektowaniu

Formowanie wtryskowe to proces, który umożliwia producentom wytwarzanie części o złożonych kształtach. Aby upewnić się, że części wychodzą tak, jak chcą, producenci dostosowują ustawienia maszyny. Zmieniają m.in. szybkość, z jaką tworzywo sztuczne trafia do formy, temperaturę i siłę nacisku.

Ponadto, operatorzy maszyn mogą korzystać z oprogramowania symulacyjnego, automatyzacji i druku 3D. Technologie te pomagają projektować i testować formy, parametry procesu i formowane części. Wszechstronność projektowania form wtryskowych zależy jednak od tworzywa sztucznego, złożoności części i konstrukcji formy.

Działa z różnymi materiałami

Obecnie inżynierowie mają do wyboru ponad 50 materiałów do formowania wtryskowego. Dzięki tym wszystkim opcjom łatwiej jest znaleźć materiał o wymaganych właściwościach. Ponadto formowanie wtryskowe umożliwia łączenie dwóch lub więcej materiałów w celu uzyskania części o różnych właściwościach.

Oszczędność czasu

Cykl formowania wtryskowego może trwać od 10 sekund do 2 minut, w zależności od stopnia skomplikowania kształtu. Jest to korzystne, ponieważ można wykonać wiele kopii części w ciągu godziny i nie kosztuje to wiele.

Niski poziom odpadów

Proces formowania wtryskowego tworzyw sztucznych wytwarza bardzo mało odpadów poprodukcyjnych w porównaniu z tradycyjnym procesem produkcyjnym. Wszelkie odpady z tworzyw sztucznych zazwyczaj pochodzą z bram i prowadnic. Jednak wszelkie niewykorzystane lub zużyte tworzywa sztuczne można ponownie zmielić i poddać recyklingowi do wykorzystania w przyszłości.

Wysoka dokładność

Bez względu na to, jak skomplikowana jest geometria produkowanej części, formowanie wtryskowe jest bardzo dokładne. Proces ten może z łatwością osiągnąć tolerancje od 0,005 cala do 0,020 cala. Jednak, aby osiągnąć ten wynik w dłuższym okresie czasu, należy wziąć pod uwagę linie spawania, grubość ścianek, przejścia narożne oraz konstrukcję żeber i wypustek.

Produkcja na dużą skalę

Jedną z największych zalet formowania wtryskowego jest to, że można wyprodukować wiele części, zanim trzeba będzie cokolwiek zrobić z formą. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku korzystania z twardych narzędzi, których można używać przez ponad 100 000 cykli, zanim trzeba będzie cokolwiek z nimi zrobić.

Wysoka wydajność produkcji

Formowanie tworzyw sztucznych jest szybkie i wydajne. Świetnie nadaje się do robienia wielu rzeczy na raz, co pozwala zaoszczędzić pieniądze. Jest to również dobre rozwiązanie do tworzenia tych samych rzeczy w kółko, dzięki czemu nie marnuje się tak dużo materiału.

Pojedyncza forma może wyprodukować setki lub tysiące części, zanim będzie musiała zostać wymieniona. Wiele form aluminiowych wytrzymuje do 10 000 cykli, podczas gdy formy stalowe mogą wytrzymać ponad 100 000 cykli. Zapewnia to powtarzalny, wysokowydajny proces, który spełnia wymagania dotyczące tolerancji i estetyki. Należy pamiętać, że prędkość produkcji często zależy od rozmiaru i złożoności docelowej części formowanej wtryskowo.

Jakie są przemysłowe zastosowania formowania wtryskowego?

Części z tworzyw sztucznych są wszędzie. Są tanie, wytrzymałe, stabilne chemicznie, odporne na zużycie, izolujące i przewodzące ciepło. Właśnie dlatego formowanie wtryskowe jest stosowane w wielu branżach. Oto kilka przykładów.

Przemysł motoryzacyjny

Proces formowania wtryskowego jest wykorzystywany do produkcji części do samochodów i maszyn. Przemysł wykorzystuje te plastikowe części z wielu powodów. Jednym z głównych powodów jest ich długa żywotność. Części z tworzyw sztucznych nie zużywają się ani nie psują i zwykle mogą służyć przez długi czas.

Ponadto tworzywa sztuczne są lekkie w porównaniu z innymi materiałami. Ta lekkość pomaga samochodom zużywać mniej paliwa, ponieważ im cięższy samochód, tym więcej paliwa zużywa.

Ponadto, części z tworzyw sztucznych są odporne na promieniowanie UV i korozję, dzięki czemu doskonale nadają się do produkcji części samochodowych, takich jak elementy sterowania radiem, uchwyty na kubki, zderzaki i deski rozdzielcze.

Przemysł medyczny

Przemysł medyczny w dużym stopniu polega na formowanych wtryskowo częściach z tworzyw sztucznych. Branża ta często wymaga wysokonakładowej produkcji precyzyjnych części. Ponadto ceni produkcję masową, ponieważ większość wytwarzanych tu produktów z tworzyw sztucznych jest jednorazowego użytku, co pomaga zapobiegać rozprzestrzenianiu się chorób i bakterii oraz zachować sterylność.

Ponadto branża ta produkuje takie rzeczy jak jednorazowe plastikowe strzykawki i łączniki do kroplówek przy użyciu formowania wtryskowego. Wytwarzają także protezy i implanty dentystyczne, które można bezpiecznie umieszczać w ciele. Wytwarzane są także uchwyty i spusty, które można czyścić. Ponadto powszechnie stosowane tworzywa sztuczne klasy medycznej obejmują żywice plastikowe, takie jak silikon, polipropylen, polietylen i ABS

Elektronika

Tworzywa sztuczne nie przewodzą prądu, ale wciąż mają swoje miejsce w przemyśle elektronicznym. Przemysł ten wykorzystuje formowanie wtryskowe do produkcji paneli elektrycznych i innych urządzeń elektronicznych.

Ponadto tworzywa sztuczne stosowane przez producentów w przemyśle elektronicznym mają zwykle dużą odporność elektryczną i są trwałe. Zastosowania formowania wtryskowego obejmują tworzenie pilotów zdalnego sterowania, komputerów, instrumentów medycznych, telewizorów, breloków i innych.

Produkty rolne

Rolnictwo nadal potrzebuje części formowanych wtryskowo. Przemysł wykorzystuje produkty formowane wtryskowo z tworzyw sztucznych, które są wytrzymałe i mogą wytrzymać różne warunki środowiskowe.

Ponadto części wykonane metodą formowania wtryskowego mają wiele zalet dla przemysłu. Jedną z największych jest to, że są odporne na korozję, co ma duże znaczenie dla gospodarstw rolnych. W przeciwieństwie do metali, tworzywa sztuczne nie korodują pod wpływem deszczu. Są również lekkie, co oznacza, że są trwalsze i tańsze w produkcji dla rolnictwa.

Artykuły gospodarstwa domowego

Większość towarów konsumpcyjnych, które można znaleźć w domu, jest pakowana przy użyciu formowania wtryskowego. Ale dlaczego producenci stosują ten proces? Ponieważ produkty z tworzyw sztucznych wykonane w procesie formowania wtryskowego są na ogół bardzo wytrzymałe. Innym powodem jest to, że są one odporne na różne temperatury i warunki pogodowe. Można je również poddać recyklingowi, co pomaga producentom zaoszczędzić pieniądze na wytwarzaniu kolejnych produktów.

Formowanie wtryskowe jest również wykorzystywane do produkcji domowych produktów z tworzyw sztucznych, takich jak nakrętki do butelek, deski sedesowe, meble ogrodowe, napoje, akcesoria do grillowania i inne. Formowanie wtryskowe jest również wykorzystywane do produkcji trwałych, kolorowych i łatwych do czyszczenia artykułów gospodarstwa domowego, takich jak zabawki dla dzieci.

Towary konsumpcyjne

Przemysł dóbr konsumpcyjnych również wykorzystuje formowanie wtryskowe do produkcji części. Na przykład, produkuje się plastikowe karmniki dla ptaków i stojaki do przechowywania deskorolek, które są naprawdę wytrzymałe. Inne produkty konsumenckie wykonane przy użyciu formowania wtryskowego obejmują: etui na telefony komórkowe, blachy do pieczenia, kontrolery do gier, obudowy napędów USB itp.

Wnioski

Formowanie wtryskowe to tani i szybki sposób na wytwarzanie rzeczy z tworzyw sztucznych. Maszyny do formowania wtryskowego są wykorzystywane do produkcji szerokiej gamy produktów, w tym zabawek, zakrętek do butelek, części samochodowych i urządzeń medycznych. Fajną rzeczą jest to, że można bardzo szybko wykonać wiele skomplikowanych części, nie marnując przy tym dużej ilości materiału. Wykorzystuje się ją w wielu różnych branżach, takich jak motoryzacja, medycyna, elektronika i budownictwo.