Formowanie wtryskowe jest jednym z najczęściej stosowanych obecnie procesów produkcyjnych. Ta wszechstronna technika może produkować wszystko, od plastikowych klocków do budowy zabawek po panele karoserii samochodowych.
Czym jest formowanie wtryskowe
Mówiąc najprościej, Formowanie wtryskowe to proces wytwarzania części poprzez wtryskiwanie stopionego materiału do formy. Stopiony plastik następnie stygnie i zestala się, tworząc ostateczny kształt produktu.
Ale czym dokładnie jest formowanie wtryskowe i jak działa ten proces? Czytaj dalej, jako profesjonalista formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych Producent, pomogę ci się tego dowiedzieć.
Jak działa formowanie wtryskowe
Proces formowania wtryskowego można podzielić na następujące kluczowe etapy:
1. Wykonanie formy
Pierwszym krokiem jest stworzenie samej formy wtryskowej. Ta dwuczęściowa metalowa forma tworzy kształt, który przyjmie stopiony plastik.
Formy są zazwyczaj obrabiane CNC ze stali lub aluminium. Dwie połówki pasują do siebie, tworząc kształt plastikowej części po zaciśnięciu w maszynie do formowania wtryskowego.
2. Zaciskanie
Następnie dwie połówki formy są bezpiecznie zaciskane razem przez wtryskarkę. Ten niezbędny krok gwarantuje, że stopiony plastik nie wycieknie między dwiema połówkami formy podczas etapu wtrysku pod wysokim ciśnieniem.
3. Wstrzykiwanie
Po zaciśnięciu formy można rozpocząć proces wtrysku. Jednostka wtryskowa wtryskarki topi granulki tworzywa sztucznego za pomocą ciepła i ciśnienia. Następnie wtłacza stopione tworzywo sztuczne do formy poprzez wlewki i prowadnice, które podają materiał bezpośrednio do wnęk tworzących formowane części.
4. Chłodzenie i krzepnięcie
Na tym etapie kanały chłodzące wbudowane w metalową formę odprowadzają ciepło ze stopionego tworzywa sztucznego, powodując jego zestalenie się do ostatecznego kształtu części z tworzywa sztucznego. Ten cykl chłodzenia trwa zazwyczaj od 15 sekund do pół minuty przed otwarciem formy.
5. Wysuwanie
Po całkowitym schłodzeniu, dwie połówki formy rozdzielają się, a metalowe trzpienie wyrzucają stałe plastikowe części z rdzenia formy, spadając do kosza lub przenośnika pod prasą wtryskową.
Mycie, płukanie, powtarzanie! Następnie forma ponownie się zamyka, gotowa do następnego wtrysku, aby rozpocząć nowy cykl formowania.
W ten sposób powstała plastikowa część formowana wtryskowo. Oprócz początkowego kosztu oprzyrządowania do formowania maszynowego, koszt pojedynczej części przy użyciu formowania wtryskowego jest bardzo przystępny, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla dużych serii produkcyjnych.
Teraz, gdy omówiliśmy już podstawy, przyjrzyjmy się niektórym kluczowym zasadom projektowania form wtryskowych i różnym rodzajom procesów formowania wtryskowego.
Podstawy projektowania form wtryskowych
Prawidłowe projektowanie części do formowania wtryskowego ma kluczowe znaczenie dla wolnej od wad i opłacalnej produkcji części z tworzyw sztucznych.
Oto kilka podstawowych zasad projektowania, których należy przestrzegać:
Uniform Wall Stock - W miarę możliwości należy dążyć do zachowania jednolitej grubości. Nagłe zmiany z grubych na cienkie ścianki sprawiają, że części są podatne na wady, takie jak zapadnięcia lub wypaczenia.
Kąty zanurzenia - Powierzchnie pionowe powinny być lekko stożkowe, aby poprawić podatność na formowanie i wyrzucanie. Minimalny kąt pochylenia wynoszący 1 stopień sprawdza się w ogólnych zastosowaniach (0,5 stopnia dla trzpieni rdzeniowych).
Unikaj podcięć - Wszelkie szczegóły powierzchni lub geometrie, które uniemożliwiają proste otwieranie formy bez mechanizmów suwakowych, zwiększą koszty.
Zaokrąglone narożniki - Ostre rogi działają jak koncentratory naprężeń w plastikowych częściach, a także powodują szybkie zużycie form. Zaokrąglenie wszystkich krawędzi zapewnia lepszy przepływ i trwałość.
Wzmocnienie szefa - Powiększ średnice występów lub dodaj kliny, gdy wymagane jest gwintowanie lub łączniki w celu zwiększenia wytrzymałości.
Kołki wypychacza - Umieść kołki wypychacza na wewnętrznych płaskich obszarach części, unikając bardzo kosmetycznych powierzchni zewnętrznych.
Lokalizacja bramki - Umieść bramy wtryskowe wzdłuż linii podziału bez wpływu na powierzchnie kosmetyczne, aby zminimalizować prace wykończeniowe.
Rodzaje formowania wtryskowego
Oprócz standardowego formowania wtryskowego tworzyw termoplastycznych, istnieją również pewne wyspecjalizowane typy procesów formowania wtryskowego, w tym:
Formowanie wkładek
Formowanie wtryskowe łączy dwa różne materiały poprzez włożenie wstępnie uformowanego elementu do narzędzia do formowania wtryskowego przed wtryśnięciem wokół niego stopionego tworzywa sztucznego.
Typowe wkładki obejmują elementy metalowe, takie jak mosiężne wkładki gwintowane, umożliwiające formowanie punktów mocowania lub innych części o wyższej wydajności.
Formowanie wielostrzałowe
Wielostrzałowe formowanie wtryskowe wytwarza części z tworzyw sztucznych przy użyciu dwóch lub więcej różnych materiałów nakładanych na siebie etapami. Każdy wtrysk materiału odbywa się na różnych etapach cyklu formowania wtryskowego.
Często stosowane do łączenia różnych polimerów plastikowych lub kolorów, techniki wielostrzałowe tworzą trwałe, miękkie w dotyku lub ergonomiczne uchwyty i wykończenia.
Overmolding
Podobnie jak w przypadku formowania wielostrzałowego, obtrysk łączy dwa różne materiały w jedną plastikową część, często łącząc sztywną plastikową podstawę pokrytą elastycznym gumowanym materiałem.
Ta technika obtrysku sprawia, że części są zarówno sztywne, jak i odporne na uderzenia, dzięki czemu jest popularna w przypadku uchwytów narzędzi i produktów konsumenckich.
Materiały do formowania wtryskowego
Inżynierowie mogą wybierać spośród tysięcy tworzyw sztucznych do formowania wtryskowego dostosowanych do wymagań aplikacji.
Większość z nich należy do dwóch głównych kategorii:
Polimery termoplastyczne - Najpopularniejszy rodzaj tworzyw termoplastycznych obejmuje materiały takie jak akrylABS, nylon, polietylen i polipropylen. Tworzywa termoplastyczne topią się po podgrzaniu i krzepną po schłodzeniu.
Polimery termoutwardzalne - Tworzywa termoutwardzalne wykorzystują ciepło lub reakcje chemiczne do zestalenia się w ostateczne kształty. Typowe materiały termoutwardzalne obejmują żywice epoksydowe, silikonowe, poliuretanowe, poliestrowe i wulkanizowaną gumę. Nie mogą się one topić i zmieniać kształtu po początkowym formowaniu.
Oprócz podstawowych polimerów, istnieje wiele zaawansowanych opcji materiałów do formowania wtryskowego, w tym:
- Kompozyty - Materiały wzmocnione włóknami lub cząsteczkami dla zwiększenia wytrzymałości/sztywności
- Tworzywa sztuczne o wysokiej temperaturze - Wytrzymuje temperaturę ponad 500°F w zastosowaniach motoryzacyjnych
- Polimery przewodzące - Ekranowanie rozpraszające ładunki elektrostatyczne i elektromagnetyczne
- Biopolimery - Ekologiczne tworzywa sztuczne na bazie roślin
Wybór optymalnego materiału, który spełnia właściwości mechaniczne, temperaturę, kompatybilność chemiczną, właściwości kosmetyczne i inne wymagania dotyczące wydajności, jest niezbędnym pierwszym krokiem w kierunku wysokiej jakości części formowanych wtryskowo.
Kluczowe zalety formowania wtryskowego
Teraz, gdy znasz już podstawy procesu formowania wtryskowego, podsumujmy niektóre z kluczowych korzyści, które sprawiają, że jest to najpopularniejsza metoda produkcji masowej na świecie:
Niski koszt - Cena części o dużej objętości przy użyciu formowania wtryskowego jest bardzo przystępna
Wysoka prędkość produkcji - Cykle formowania mogą produkować części w kilka sekund
Elastyczność projektowania - Osiągalne są złożone geometrie o wąskich tolerancjach
Wszechstronność materiałów - Tysiące opcji materiałów z tworzyw sztucznych dostosowanych do specyfikacji
Konsolidacja montażu - Części mogą integrować wiele komponentów i elementów mocujących
Formowanie wtryskowe oferuje wydajne, wszechstronne i konkurencyjne cenowo rozwiązanie do produkcji części z tworzyw sztucznych dla branż produkcyjnych, od urządzeń medycznych po towary konsumpcyjne i motoryzację.
Wnioski
Mam nadzieję, że ten przewodnik dla początkujących zawiera pomocne objaśnienia dotyczące formowania wtryskowego. Podstawowe etapy procesu formowania wtryskowego są stosunkowo proste, ale opanowanie projektowania części z tworzyw sztucznych i optymalizacji produkcji rozwija się przez lata doświadczenia w formowaniu.
Jeśli chcesz wyprodukować niestandardowe części z tworzyw sztucznych, formowanie wtryskowe dla ilości powyżej 1000 sztuk jest dobrym punktem odniesienia, w którym staje się najbardziej opłacalną opcją. Poniżej tej ilości, obróbka CNC lub druk 3D mogą mieć większy sens ekonomiczny.
Podsumowując, formowanie wtryskowe oferuje niezrównaną elastyczność projektowania, precyzję i wartość w produkcji elementów z tworzyw sztucznych na dużą skalę. Słusznie zasługuje na tytuł konia pociągowego masowej produkcji na całym świecie w niezliczonych branżach.
Czy korzystałeś już z formowania wtryskowego, czy dopiero zaczynasz? Chętnie poznam Twoje doświadczenia lub pytania w komentarzach poniżej!
Polish 
English 
German 
Spanish 
French 
Italian