Wprowadzenie: Formowanie wtryskowe to najlepszy sposób na wytwarzanie części z tworzyw sztucznych. Formowanie wtryskowe jest wykorzystywane do produkcji wielu rzeczy, takich jak etui na telefony, butelki, części samochodowe, grzebienie i prawie wszystko inne wykonane z tworzywa sztucznego. Formowanie wtryskowe świetnie nadaje się do produkcji wielu części, ponieważ można je wykonać w tym samym czasie przy użyciu specjalnej formy.

Formowanie wtryskowe ma wiele zalet. Umożliwia wytwarzanie części z dużą dokładnością i pozwala na wielokrotne wykonywanie tej samej części. Można używać wielu różnych materiałów. Do obsługi wtryskarki nie potrzeba wielu osób.

Nie marnuje się dużo materiału. Nie trzeba też dużo pracować nad częściami po ich wyjęciu z formy. Istnieje wiele zalet i wad formowania wtryskowego. Ten artykuł dotyczy dobrych stron formowania wtryskowego.

Czym jest formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych?

Termoplastyczne formowanie wtryskowe to standardowy proces wykorzystujący formę wypełnioną stopionym polimerem. Maszyna do formowania wtryskowego umożliwia ciśnienie i prędkość wtrysku, kontrolę jakości i niewielkie błędy, dzięki czemu produkt jest zwykle gotowy do wysyłki natychmiast po wyprodukowaniu.

Plastikowe granulki trafiają do cylindra, gdzie topią się, są zgniatane i trafiają do formy. Gorący materiał stygnie w formie, tworząc część. Wtrysk tworzywa sztucznego oznacza, że wyrzutnik ostatecznie wyrzuca część z formy, a część spada do kosza. Po zakończeniu serii części (lub seria wzorcowa) są pakowane w pudełka i wysyłane.

Jakie są etapy procesu formowania wtryskowego tworzyw sztucznych?

Projektowanie formy

Wykonanie formy to poważna sprawa. Obrabiarki wykorzystują projektowanie CAD i obróbkę CNC, aby określić szczegóły formy, takie jak rozmiar, kształt i tekstura powierzchni.

Forma jest zaprojektowana z takimi cechami, jak wnęka, rdzeń, brama, wlew, prowadnica, system wyrzucania i ruchome części. Wnęka jest stałą częścią, w której wtryskiwany jest stopiony plastik, podczas gdy rdzeń jest ruchomą częścią, która kształtuje końcową część.

Producenci zazwyczaj używają wysokiej jakości stali lub aluminium do tworzenia form, które są wystarczająco wytrzymałe, aby wytrzymać wiele serii produkcyjnych. W przypadku projektów krótkoterminowych druk 3D może pomóc obniżyć koszty produkcji. Ten etap wymaga wysokiego poziomu umiejętności i precyzji, a także rygorystycznych testów i symulacji, aby upewnić się, że forma spełnia określone wymagania.

Zaprojektowanie, wykonanie i zatwierdzenie formy zajmuje zwykle najwięcej czasu w procesie formowania wtryskowego, a jej uruchomienie może być kosztowne. Niektóre popularne typy narzędzi do form to: formy jednogniazdowe, formy wielogniazdowe, formy stosowe, formy wtryskowe 2K.

Wybór tworzyw sztucznych

Przed rozpoczęciem procesu formowania należy wybrać żywicę z tworzywa sztucznego, która będzie najlepsza dla części, którą chcesz wykonać. Podczas wyboru należy pomyśleć o tym, jak materiał i forma będą ze sobą współpracować, ponieważ niektóre żywice nie będą działać z niektórymi projektami form.

Ważne jest, aby przetestować wybrany materiał za pomocą narzędzia, aby upewnić się, że produkt końcowy będzie miał pożądane właściwości. Różne tworzywa sztuczne mają różne struktury molekularne, które nadają im różne właściwości mechaniczne i termiczne. Właściwości te określają, czy materiał będzie współpracował z formą i produktem.

Instalacja urządzenia

Jednym z najważniejszych etapów procesu formowania jest ustawienie wtryskarki. Instalacja formy wymaga starannej dbałości o szczegóły, aby upewnić się, że forma jest odpowiednio wyrównana i przymocowana do płyty maszyny. Przed zainstalowaniem formy ważne jest sprawdzenie specyfikacji maszyny, aby upewnić się, że poradzi sobie ona z rozmiarem i wagą formy.

Płyta maszyny powinna być czysta i wolna od zanieczyszczeń, które mogłyby zakłócić proces formowania lub uszkodzić formę. Gdy maszyna jest gotowa, forma jest ostrożnie umieszczana na płycie i wyrównywana z dyszą maszyny. Prawidłowe wyrównanie jest wymagane, aby zapewnić równomierny przepływ stopionej żywicy do gniazda formy, tworząc wysokiej jakości części o stałych wymiarach.

Po umieszczeniu go na miejscu i przykręceniu, zaciśnięciu lub w inny sposób przymocowaniu do płyty maszyny, bardzo ważne jest przeprowadzenie testów, aby upewnić się, że działa prawidłowo. Testowanie polega na przepuszczeniu stopionej żywicy przez maszynę do formowania w celu sprawdzenia, czy nie ma zatorów, wycieków lub innych problemów z granulatem.

Konfigurowanie wtryskarki jest umiejętnością. Musisz odpowiednio ustawić maszynę, aby część za każdym razem wychodziła dobrze i aby nie uszkodzić formy ani maszyny.

Proces formowania wtryskowego tworzyw sztucznych

Jest to cykl ciągły, który obejmuje kilka etapów. Po zamknięciu formy plastikowa żywica jest podgrzewana i podawana do maszyny. Po przyłożeniu odpowiedniego ciśnienia do narzędzia i ślimaka, brama otwiera się, a ślimak przesuwa się do przodu. Stopiony plastik jest następnie wtryskiwany do formy, wypełniając ją.

Gdy stopione tworzywo sztuczne dotrze do końca cylindra, mechanik zamyka zasuwę, która steruje wtryskiem tworzywa sztucznego. Następnie ślimak porusza się do tyłu i zasysa określoną ilość tworzywa sztucznego, wytwarzając ciśnienie w ślimaku w celu wtrysku.

Jednocześnie ciśnienie zaciskania pomaga utrzymać obie części formy razem. Równoważenie ciśnienia wtrysku i docisku ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że część jest prawidłowo uformowana i że tworzywo sztuczne nie wydostaje się z narzędzia podczas procesu wtrysku.

Chłodzenie i krzepnięcie

Po wypełnieniu formy (w tym jej wlewów, prowadnic, bram i innych elementów) tworzywem sztucznym, należy utrzymać ją w określonej temperaturze, aby materiał zestalił się równomiernie w pożądany kształt części. Utrzymywanie ciśnienia utrzymującego w tym czasie pomaga zapobiegać przepływowi wstecznemu do beczki i zmniejsza efekty skurczu.

Utrzymywanie ciśnienia jest ważne, aby upewnić się, że tworzywo sztuczne jest odpowiednio zapakowane i uformowane, dzięki czemu można uzyskać dobry produkt końcowy. Czas utrzymywania ciśnienia zależy od tego, jak duża i skomplikowana jest część, jakiego rodzaju plastiku używasz i kilku innych rzeczy.

Śruba cofa się po fazie przytrzymywania, zwalniając ciśnienie i pozwalając nowo uformowanej części ostygnąć w formie. Podczas tej fazy część pozostaje w formie, a temperatura formy pozostaje taka sama, aby zapewnić równomierne chłodzenie części.

Czas chłodzenia jest ważny, aby upewnić się, że plastikowa część ostygnie i zachowa swój kształt po wyjęciu z formy. Jeśli część zostanie wyjęta zbyt wcześnie, może się wygiąć lub zmienić kształt, co może spowodować problemy z wtryskiem. W zależności od tego, jak duża i skomplikowana jest część, czas ten może wynosić od kilku sekund do kilku minut.

Wyrzucanie części

Gdy plastikowa część ostygnie, forma otwiera się, a trzpień wypychacza lub płyta wypychacza wypycha gotową część z narzędzia. Uformowana część jest umieszczana w pojemniku lub na przenośniku, aby poczekać na wykończenie. Wykończenie może polegać na polerowaniu, malowaniu lub przycinaniu. Polerowanie może pomóc wygładzić szorstkie miejsca lub defekty na części, podczas gdy malowanie może dodać kolor do części.

Inspekcja i kontrola jakości

Po wyprodukowaniu części są one sprawdzane, aby upewnić się, że mają odpowiedni rozmiar i kształt. Jeśli tak nie jest, konieczne może być ich ponowne wyprodukowanie lub wyrzucenie. Jeśli mają odpowiedni rozmiar i kształt, można je umieścić w pudełkach i wysłać do sklepów i osób, które ich używają.

Jakie są zalety formowania wtryskowego?

Zapewnia złożone projekty części

Formowanie wtryskowe doskonale nadaje się do tworzenia złożonych części, utrzymywania spójności i tworzenia milionów części, które są prawie dokładnie takie same. Fakt, że duże ilości formowanie wtryskowe działa tak dobrze, a części są coraz dokładniejsze i coraz lepszej jakości, co oznacza, że podczas projektowania części należy pomyśleć o kilku ważnych kwestiach.

Projektowanie części w celu maksymalizacji wydajności formowania wielkoseryjnego ma kluczowe znaczenie. Dzięki odpowiedniemu projektowi można tworzyć części o wysokiej jakości bez poświęcania złożoności.

Zwiększenie wydajności i szybkości produkcji

Istnieje wiele dobrych powodów, dla których jest to bardziej powszechna i wydajniejsza forma formowania. Po pierwsze, proces formowania wtryskowego jest szybszy niż inne metody, a wysoka wydajność produkcji czyni go bardziej wydajnym.

Szybkość zależy od złożoności i wielkości formy, ale między każdym cyklem formowania jest tylko około 15-120 sekund. Dzięki krótszemu czasowi między cyklami można wyprodukować więcej części formowanych wtryskowo w danym czasie produkcji.

Większa siła

Na przestrzeni lat tworzywa sztuczne stały się znacznie mocniejsze i wytrzymalsze. Nowoczesne, lekkie tworzywa termoplastyczne mogą wytrzymać uderzenia równie dobrze jak części metalowe, a w niektórych przypadkach nawet lepiej niż metal.

Ponadto do wyboru jest ponad 25 000 materiałów inżynieryjnych do złożonych zastosowań formowania wtryskowego. Możesz nawet tworzyć wysokowydajne mieszanki tworzyw sztucznych i hybrydy, aby spełnić określone wymagania i właściwości części, takie jak wysoka wytrzymałość na rozciąganie.

Elastyczność kolorów i materiałów

Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych jest świetne, ponieważ jest tak elastyczne. Możesz zmienić używany plastik lub kolor plastiku, aby dopasować go do swojego projektu. Najlepszą rzeczą w formowaniu wtryskowym tworzyw sztucznych jest to, że możesz zrobić wszystko, co chcesz, w przeciwieństwie do metalu. Można użyć wielu różnych materiałów.

W procesie formowania można uzyskać przezroczyste części lub różne kolory, dostosowując tworzywo sztuczne, dodatki i biokompatybilność, aby uzyskać żądany kolor. Jeśli jednak potrzebujesz produktu w wielu kolorach, możesz to zrobić za pomocą overmoldingu.

Zmniejsz ilość odpadów

Proces formowania wtryskowego tworzyw sztucznych wytwarza bardzo mało odpadów poprodukcyjnych w porównaniu z tradycyjnymi procesami produkcyjnymi. 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.

Niskie koszty pracy

Operacje formowania wtryskowego mają niskie koszty pracy w porównaniu z innymi rodzajami procesów formowania. Zdolność do wytwarzania wysokiej jakości części przy wysokim tempie produkcji pomaga obniżyć koszty produkcji dzięki wydajności i efektywności.

Urządzenia do formowania często są wyposażone w automatyczne bramkowanie, zautomatyzowane narzędzia procesowe, aby usprawnić operacje i umożliwić produkcję na dużą skalę przy mniejszym nadzorze.

Dostępne w różnych powierzchniach

Większość części formowanych wtryskowo ma gładkie wykończenie powierzchni, które jest zbliżone do pożądanego wyglądu. Jednak gładki wygląd nie jest odpowiedni dla wszystkich zastosowań.

W zależności od właściwości fizycznych i chemicznych zastosowanego tworzywa sztucznego, proces formowania wtryskowego tworzyw sztucznych tworzy wykończenie powierzchni, które nie wymaga dodatkowych operacji. Proces ten zapewnia elastyczność w obróbce powierzchni, od matowych powierzchni i unikalnych tekstur po grawerowanie.

Tworzenie lekkich produktów

Chociaż są one bardziej powszechne w przemyśle motoryzacyjnym, producenci OEM używają lekkich produktów formowanych wtryskowo z tworzyw sztucznych w wielu branżach. Stosowanie części z tworzyw sztucznych pomaga zmniejszyć wagę w porównaniu z częściami metalowymi. Obecnie wysokowytrzymałe, lekkie tworzywa termoplastyczne mogą zastąpić części metalowe przy niewielkiej różnicy w wytrzymałości lub trwałości, a jedynie w wadze.

Praca z wieloma rodzajami tworzyw sztucznych

Złożone projekty części często wymagają komponentów wykonanych z różnych materiałów. Choć może się to wydawać proste, bezpieczne łączenie tworzyw sztucznych może być bardzo złożone. W każdym przypadku specjalistyczna wiedza inżynierów ds. projektów form w zakresie tworzyw sztucznych zmniejsza liczbę wad, ryzyko obrażeń i roszczeń gwarancyjnych poprzez zapewnienie kompatybilności.

Spójność

Do produkcji wielu skomplikowanych części z tworzyw sztucznych potrzebny jest proces, który można powtarzać wielokrotnie, aby upewnić się, że części są takie same za każdym razem. Formowanie wtryskowe Jest to dobry sposób, ponieważ do produkcji każdej części używana jest ta sama forma, a maszyna, która wytwarza części, jest coraz lepsza.

Wysoka precyzja i dokładność

Nowoczesne urządzenia do szybkiego formowania wtryskowego mogą konsekwentnie produkować precyzyjnie formowane części z tworzyw sztucznych. Proces ten doskonale nadaje się do wytwarzania komponentów o tej samej jakości, o wąskich tolerancjach i stabilnych wymiarowo. W przypadku zastosowań, które muszą być naprawdę precyzyjne, takich jak koła zębate i złącza, formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych jest często najlepszym rozwiązaniem. Tolerancje mogą sięgać nawet +/-0,0002.

Ponadto producenci często umieszczają zaawansowane systemy sterowania na maszynach formujących. Te zautomatyzowane systemy obserwują i zmieniają parametry procesu w czasie rzeczywistym. Dzięki temu części z tworzyw sztucznych mogą być formowane zgodnie z dokładnymi specyfikacjami.

Skrócony czas opracowywania produktu

Inżynierowie form wtryskowych o zróżnicowanych umiejętnościach mogą pomóc producentom OEM w skróceniu czasu opracowywania produktów. Zapewnia to szybsze cykle produkcyjne i szybsze wprowadzanie na rynek części wolnych od wad, co jest decydującą przewagą konkurencyjną dla producentów.

Jakie są główne zastosowania części formowanych wtryskowo?

Formowanie wtryskowe to wszechstronna technologia produkcyjna, która jest niezbędna przy opracowywaniu szerokiej gamy produktów, w tym urządzeń gospodarstwa domowego, części samochodowych, urządzeń medycznych i innych.

Przemysł motoryzacyjny

Części z tworzyw sztucznych sprawiają, że samochody i części samochodowe są bardziej aerodynamiczne. Wraz ze zmianami w przemyśle motoryzacyjnym, producenci części samochodowych wykorzystują formowanie wtryskowe do produkcji części samochodowych.

Tworzy części, które są wytrzymałe i lekkie, dzięki czemu oszczędzają energię i ograniczają emisje. Pozostają również w tym samym rozmiarze i nie ulegają uszkodzeniom pod wpływem warunków atmosferycznych lub tarcia. Niektóre rzeczy wykonane metodą formowania wtryskowego w samochodach to deski rozdzielcze, zderzaki i małe części, takie jak obudowy lusterek, uchwyty na kubki i wiele innych rzeczy, które można zobaczyć w samochodach.

Przemysł opakowań

Przemysł opakowaniowy wykorzystuje komponenty, które są skuteczne w opracowywaniu kreatywnych projektów opakowań, które przemawiają do klientów. Oprócz atrakcyjnego wyglądu i estetyki, produkty muszą również spełniać surowe przepisy dotyczące bezpieczeństwa i higieny. Formowanie wtryskowe może poprawić ogólną jakość produktu bez powodowania większych problemów.

Przemysł medyczny

Komponenty medyczne wykorzystują niestandardowe części z tworzyw sztucznych o doskonałej jakości mechanicznej i najwyższej precyzji. Branża medyczna jest liderem w zakresie dokładności i zrównoważonego rozwoju. Produkcja części medycznych z tworzyw sztucznych podlega bardzo surowym przepisom. Części medyczne wymagają również odpowiednich związków i właściwości strukturalnych, aby były trwałe i odporne na wyższe temperatury.

Formowanie wtryskowe jest doskonałym wyborem, ponieważ jest bardzo trwałe, elastyczne, mocne i łatwe do zmiany. Są to wszystkie rzeczy, których potrzebujesz, jeśli tworzysz rzeczy dla branży opieki zdrowotnej. Za pomocą formowania wtryskowego tworzyw sztucznych można wytwarzać wszelkiego rodzaju części medyczne, takie jak protezy, sprzęt chirurgiczny, rzeczy przygotowujące do operacji i rzeczy pomagające w gojeniu się złamanych kości.

Przemysł dóbr konsumpcyjnych

Branża produkcji artykułów gospodarstwa domowego w dużym stopniu opiera się na technikach formowania tworzyw sztucznych. Główną zaletą tej metody w przypadku towarów konsumpcyjnych jest możliwość nadania im pożądanego wyglądu.

Części wykonane w tej technologii są zarówno trwałe, jak i wysokiej jakości. Odkąd produkty z tworzyw sztucznych stały się popularne, artykuły gospodarstwa domowego przyjęły ten proces, udowadniając jego szerokie zastosowanie. Produkty konsumenckie wykonane przy użyciu tej techniki obejmują wsporniki okienne, uchwyty na sztućce, klamki, półki itp.

Przemysł lotniczy

Przemysł lotniczy ma dość surowe przepisy dotyczące wytrzymałości strukturalnej i precyzji. Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych jest wykorzystywane do produkcji części aerodynamicznych dla większości współczesnych samolotów. Przemysł lotniczy zmienia zasady gry i wykorzystuje tę metodę do produkcji części.

Wiele rzeczy w przemyśle, od małych po duże części, jest wytwarzanych metodą formowania wtryskowego. Rzeczy takie jak łopatki i obudowy turbin, panele, części podwozia, panele, obudowy i tak dalej.

Podsumowanie

Produkcja z blachy to wydajna metoda produkcji polegająca na tworzeniu złożonych komponentów przy użyciu blachy, oferująca wysoką precyzję, dobrą wytrzymałość i opcje wykończenia powierzchni. Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych to wydajna metoda produkcji masowej szerokiej gamy części z tworzyw sztucznych. Jej zalety obejmują wysoką precyzję, spójność, szybką produkcję i niski poziom odpadów.

Proces ten obsługuje złożone projekty, różnorodność materiałów i dostosowywanie kolorów, jednocześnie zmniejszając koszty pracy i czas produkcji. Szeroko stosowany w branżach takich jak motoryzacyjna, opakowaniowa, medyczna i dóbr konsumpcyjnych, formowanie wtryskowe nie tylko zapewnia wysoką jakość, ale także poprawia wydajność produkcji.