Czym różni się formowanie wtryskowe dużych części od tradycyjnego formowania wtryskowego?

Formowanie wtryskowe jest koniem pociągowym produkcji w niezliczonych branżach. Wytwarza wszystko, od klocków Lego po panele karoserii, wykorzystując te same podstawowe zasady: podgrzanie plastiku do stanu ciekłego, wstrzyknięcie go do formy, schłodzenie do stałego kształtu.

Jednak nie wszystkie maszyny do formowania wtryskowego są sobie równe. Tradycyjne wtryskarki są zazwyczaj mniejsze i nastawione na wysokonakładową produkcję małych części. Formowanie wtryskowe dużych części wymaga ciężkich maszyn do produkcji ponadgabarytowych komponentów, takich jak palety, skrzynie, meble i obudowy urządzeń.

Jeśli potrzebujesz wykonać duże części z tworzyw sztucznych, kuszące może być po prostu zwiększenie rozmiaru z tradycyjnego do formowanie wtryskowe dużych częścig. Nie jest to jednak tak proste, jak skalowanie w górę - istnieje kilka kluczowych różnic, które należy wziąć pod uwagę przed pociągnięciem dźwigni "start".

Czym jest formowanie wtryskowe dużych części?

Zacznijmy od kilku kluczowych pojęć. Tradycyjne formowanie wtryskowe ogólnie odnosi się do maszyn, które produkują małe komponenty - na przykład etui na telefony komórkowe lub pojemniki na żywność. Formowanie wtryskowe dużych części skaluje się do większych elementów mierzonych w stopach, a nie w calach lub mniejszych.

Nie ma sztywnej granicy, od której zaczyna się formowanie wtryskowe "dużych części". Ale ogólnie rzecz biorąc, formy o długości ponad 3 stóp w dowolnym kierunku przekraczałyby "duże" oznaczenie. Komponenty powyżej 1 stopy sześciennej o cienkich ściankach o grubości mniejszej niż 1⁄4 cala również wymagają bardziej wyspecjalizowanego sprzętu do dużych części.

Formowanie wtryskowe dużych części stało się modne w latach 80-tych, gdy producenci zorientowali się, jak ekonomicznie skalować proces dla coraz większych komponentów.

Obecnie formowanie wtryskowe dużych części odbywa się bezpośrednio w domu:

• Palety
• Skrzynie
• Torby
• Zderzaki samochodowe
• Kadłuby kajaków
• Obudowa urządzenia
• Meble

I wiele więcej. Zasadniczo, jeśli potrzebujesz dużego plastikowego elementu, formowanie wtryskowe dużych części jest prawdopodobnie w menu.

Jeśli chodzi o sam proces, formowanie wtryskowe dużych części działa podobnie do tradycyjnego formowania wtryskowego. Plastikowe granulki są podawane grawitacyjnie z górnego leja do komory wtryskowej. Śruba wytłaczarki miesza i ścina materiał, podgrzewając go do stanu ciekłego.

Gdy tworzywo sztuczne staje się stopione, śruba przesuwa się do przodu, wtryskując materiał pod wysokim ciśnieniem do formy. Połówki formy zaciskają się, aby zapobiec wyciekom, gdy materiał wypełnia otwartą wnękę.

Po okresie chłodzenia forma oddziela się, a ramiona robotów z przyssawkami chwytają i wyciągają stwardniałe plastikowe części. Schłodzone części spadają po zjeżdżalni do pojemników w celu zapakowania i wysyłki lub wtórnego wykończenia.

Czym różni się formowanie wtryskowe dużych części od tradycyjnego formowania wtryskowego?

Chociaż zasadniczo podobne, przejście na formowanie wtryskowe dużych części wymaga kilku poprawek sprzętu i dodatkowych rozważań w porównaniu z tradycyjnym formowaniem wtryskowym. Oto niektóre z kluczowych różnic.

1. Tonaż

Jeśli chodzi o formowanie wtryskowe, tonaż odnosi się do siły zacisku, jaką może wywierać maszyna. Siła ta utrzymuje połówki formy razem podczas wtrysku, aby zapobiec wyciekom.

Większa powierzchnia po bokach części oznacza większą wymaganą siłę całkowitą. Zasadniczo należy spodziewać się 1 tony nacisku na każdy cal kwadratowy powierzchni części.

Formowanie wtryskowe dużych części wymaga naprawdę mocnych maszyn, aby zapewnić wystarczającą siłę zacisku. Tradycyjne wtryskarki często osiągają nacisk poniżej 500 ton. Maszyny do formowania wtryskowego dużych części zaczynają się od około 500 ton, a największe potwory wywierają nacisk ponad 4000!

Cały ten dodatkowy nacisk wymaga wytrzymałych płyt formujących, które są w stanie wytrzymać siłę bez zginania, a także mocniejszych ram, które są w stanie poruszać i manipulować tymi ciężkimi formami.

2. Konstrukcja formy

Kolejna istotna różnica wynika ze znacznie większych połówek form wymaganych do pracy z dużymi częściami. Tworzenie tych masywnych kawałków obrabianej stali trwa znacznie dłużej.

Tradycyjna forma wtryskowa może wykorzystywać bloki o wymiarach około 36 na 30 cali. Popularne formy wtryskowe do dużych części często rozciągają się na 72 na 60 cali, a niektóre są nawet większe. Ręczne rzeźbienie takich wnęk wymaga specjalistycznego sprzętu i znacznie dłuższego czasu realizacji.

Duże formy kosztują również 5-10 razy więcej ze względu na zwiększone wymagania dotyczące materiałów, obróbki, wysyłki i obsługi. Każdy mały błąd projektowy przekłada się na ogromne problemy z jakością. Projektowanie narzędzi do dużych części wymaga znacznych nakładów pracy inżynieryjnej.

3. Czasy realizacji

Mówiąc o czasie realizacji, w grę wchodzą tutaj kwestie planowania. Formowanie wtryskowe dużych części trwa średnio 16-20 tygodni po zatwierdzeniu projektu. Tradycyjne formy wtryskowe są często wysyłane w ciągu 14 tygodni.

Wyrzeźbienie tych monstrualnych form wymaga więcej czasu, w tym specjalistycznych umiejętności, maszyn i sprzętu do przenoszenia materiałów. Dostępność stali może również spowolnić projekty, jeśli zabraknie zasobów.

Jak zawsze, jeśli jesteś w stanie zapłacić dodatkową opłatę, usługi przyspieszone mogą wycisnąć 1-4 tygodnie z harmonogramu. Należy tylko pamiętać, że zamówienia niestandardowe powodują opóźnienia we wszystkich istniejących pozycjach kolejki, które już znajdują się w harmonogramie!

4. Koszt części

Wraz ze wzrostem kosztów form wtryskowych i koniecznością stosowania bardziej wydajnych maszyn do formowania wtryskowego, koszt jednej części znacznie wzrasta w przypadku formowania wtryskowego dużych części. Jednak wtórne etapy wykańczania często się zmniejszają.

Na przykład tradycyjna część z tworzywa sztucznego może wymagać tampodruku w celu nadania marki lub tekstury. Duże plastikowe komponenty często mają te szczegóły uformowane bezpośrednio.

Zawsze zalecam przeprowadzenie szczegółowej analizy kosztów z podziałem na poszczególne części. Upewnij się, że uwzględniasz amortyzację kosztów formy, wydatki na sprzęt, redukcje wtórnego wykończenia, wysyłkę, podatki i cła, jeśli mają zastosowanie.

Jest to prawdą niezależnie od wielkości i ilości części. Jednak w przypadku formowania wtryskowego dużych części, niewielkie różnice w kosztach na część stają się ogromne w cyklach produkcyjnych liczących setki tysięcy sztuk.

Co wpływa na wymagania dotyczące siły zacisku?

Określenie dokładnego tonażu zacisku wymaga zaawansowanych obliczeń inżynierii mechanicznej. Jednak trzy proste dane wejściowe zapewniają przybliżony obraz wymagań:

• Grubość ścianki części - Grubsze ścianki wymagają większego ciśnienia do wypełnienia bez zapadania się niż elementy cienkościenne.
• Geometria części - Proste kształty wymagają mniejszej siły przepływu niż złożone geometrie z konturami i kątami.
• Lepkość materiału - Wysoka lepkość żywice Opór przepływu w porównaniu z materiałami o niskiej lepkości

Poprawki projektowe zmieniające którykolwiek z tych elementów przyczyniają się do zmian ciśnienia wtrysku i zapotrzebowania na tonaż zacisku. Nieprawidłowe działanie grozi niepełnym wypełnieniem wnęki oraz wyciekiem, jeśli ciśnienie przekroczy limity hermetyzacji.

Wnioski

Zasadniczo formowanie wtryskowe dużych części działa jak każdy inny proces formowania wtryskowego. Jednak unikalny sprzęt, wydłużony czas realizacji i względy inżynieryjne odróżniają go od tradycyjnego formowania wtryskowego.

Jeśli potrzebujesz dużych komponentów z tworzyw sztucznych, zrozumienie tych kluczowych różnic pomoże ustalić realistyczne oczekiwania. Przygotowani kierownicy projektów omijają potencjalne pułapki dzięki odpowiedniemu planowaniu i mądremu doborowi form i maszyn.

Świat opiera się na dużych i małych częściach z tworzyw sztucznych. Niezależnie od tego, czy chodzi o tradycyjne, czy wielkogabarytowe formowanie wtryskowe, zrozumienie dostępnych opcji zapewnia najlepszą szansę na sukces produkcyjny.

A teraz wybaczcie, ale moje klocki Lego wymagają posortowania - w końcu plastikowe części nie robią się same! Daj mi znać w komentarzach, czy pomogło to wyjaśnić różnice w formowaniu wtryskowym dużych części. Zawsze chętnie porozmawiam o produkcji!