Vbrizgavanje

Vbrizgavanje (brizganje v ZDA) je proizvodni postopek za izdelavo delov z vbrizgavanjem materiala v kalup. Injekcijsko brizganje lahko izvajamo z množico materialov, vključno s kovinami (za katere postopek imenujemo diecasting), kozarci, elastomeri, slaščicami in najpogosteje s termoplastičnimi in termoreaktivnimi polimeri. Materiali za del se dovajajo v ogrevan sod, mešajo in silijo v kalupno votlino, kjer se ohladi in strdi do konfiguracije votline. Potem, ko izdelek oblikuje ponavadi industrijski oblikovalec ali inženir, kalupe izdela izdelovalec kalupov (ali orodjarjev) iz kovine, običajno bodisi iz jekla ali aluminija, in natančno obdelane, da tvorijo lastnosti želenega dela. Injekcijsko brizganje se pogosto uporablja za izdelavo različnih delov, od najmanjših komponent do celotnih karoserijskih plošč avtomobilov. Napredek tehnologije 3D-tiska z uporabo fotopolimerov, ki se med brizganjem nekaterih termoplastov z nižjo temperaturo ne topijo, lahko uporabimo za nekatere preproste kalupe za brizganje.

Deli, ki jih je treba vbrizgati, morajo biti zelo previdno zasnovani tako, da olajšajo postopek oblikovanja; upoštevati je treba material, ki se uporablja za del, želeno obliko in značilnosti dela, material kalupa in lastnosti stroja za oblikovanje. Ta širina oblikovnih pomislekov in možnosti je olajšana vsestranskost brizganja.

Aplikacije

Vbrizgavanje se uporablja za ustvarjanje mnogih stvari, kot so žičnati tuljave, embalaža, pokrovčki za steklenice, avtomobilski deli in sestavni deli, Gameboys, žepni glavniki, nekateri glasbeni inštrumenti (in njihovi deli), enodelni stoli in majhne mize, posode za shranjevanje, mehanski deli (vključno z zobniki) in večina drugih izdelkov iz plastike, ki so danes na voljo. Vbrizgavanje je najpogostejša sodobna metoda izdelave plastičnih delov; je idealen za proizvodnjo velikih količin istega predmeta.

Značilnosti procesa

Vbrizgavanje za brizganje uporablja brizgalni ali vijačni bat plastike material v kalupno votlino; ta se strdi v obliko, ki ustreza konturi kalupa. Najpogosteje se uporablja za obdelavo termoplastičnih in termoreaktivnih polimerov, pri čemer je bila uporabljena količina teh znatno večja. Termoplasti so prevladujoči zaradi lastnosti, zaradi katerih so zelo primerni za brizganje, kot so enostavnost recikliranja, njihova vsestranskost, ki omogoča njihovo uporabo v najrazličnejših aplikacijah, in njihovo sposobnost mehčanja in pretoka pri segrevanju. Termoplastika ima tudi element zaščite pred termoseti; če se termoreaktivnega polimera ne izbriše pravočasno iz vbrizgalne cevi, lahko pride do kemičnega zamreženja, zaradi česar se vijak in protipovratni ventili zataknejo in lahko poškodujejo stroj za brizganje.

Injekcijsko brizganje je sestavljeno iz visokotlačnega vbrizgavanja surovine v kalup, ki polimer oblikuje v želeno obliko. Kalupi so lahko iz ene votline ali več votlin. V več kalupih za votlino je lahko vsaka votlina enaka in tvori iste dele ali pa je unikatna in tvori več različnih geometrij v enem samem ciklu. Kalupi so praviloma izdelani iz orodnih jekel, toda nerjavna jekla in aluminijasti kalupi so primerni za nekatere namene. Aluminijasti kalupi so običajno neprimerni za velikoserijsko proizvodnjo ali dele z ozko dimenzijskimi tolerancami, saj imajo slabše mehanske lastnosti in so bolj nagnjeni k obrabi, poškodbam in deformacijam med cikli vbrizgavanja in vpenjanja; vendar so aluminijasti kalupi stroškovno učinkoviti pri majhnih količinah, saj se stroški in čas izdelave kalupov znatno zmanjšajo. Številni jekleni kalupi so zasnovani tako, da v življenju obdelajo več kot milijon delov, njihova izdelava pa lahko stane več sto tisoč dolarjev.

Kdaj termoplastika se oblikujejo, običajno peletizirana surovina se skozi lijak dovaja v ogrevan sod z batnim vijakom. Ob vstopu v sod se temperatura poveča in Van der Waalsove sile, ki se upirajo relativnemu pretoku posameznih verig, oslabijo zaradi povečanega prostora med molekulami pri višjih stanjih toplotne energije. Ta postopek zmanjša njegovo viskoznost, kar polimeru omogoča pretok z gonilno silo injekcijske enote. Vijak dovaja surovino naprej, meša in homogenizira toplotne in viskozne porazdelitve polimera ter zmanjša mehanski čas segrevanja z mehanskim striženjem materiala in polimeru doda znatno količino trenja. Material se skozi povratni ventil podaja naprej in se na sprednji strani vijaka zbira v prostornino, imenovano a shot. Strel je prostornina materiala, ki se uporablja za polnjenje votline kalupa, kompenzacijo krčenja in zagotavlja blazino (približno 10% celotne prostornine strele, ki ostane v cevi in ​​preprečuje, da bi se vijak spustil navzdol) za prenos tlaka od vijaka do votline kalupa. Ko se zbere dovolj materiala, se material z visokim pritiskom in hitrostjo potisne v votlino, ki tvori del. Da bi preprečili skoke tlaka, postopek običajno uporablja položaj prenosa, ki ustreza 95–98% polni votlini, kjer se vijak preusmeri s konstantne hitrosti na nadzor konstantnega tlaka. Pogosto so časi vbrizgavanja manj kot 1 sekundo. Ko vijak doseže položaj prenosa, se začne pakirati tlak, ki zaključi polnjenje kalupa in kompenzira termično krčenje, ki je za termoplastike precej veliko glede na številne druge materiale. Pakirni tlak se izvaja, dokler se vrata (vhod v votlino) ne strdijo. Zaradi majhnosti so vrata običajno prvo mesto, ki se strdijo v celotni debelini. Ko se vrata strdijo, v votlino ne more vstopiti več materiala; v skladu s tem se vijak vrne in pridobi material za naslednji cikel, medtem ko se material v kalupu ohladi, tako da ga je mogoče odstraniti in biti dimenzijsko stabilen. To trajanje hlajenja se močno zmanjša z uporabo hladilnih vodov, ki krožijo vodo ali olje iz zunanjega regulatorja temperature. Ko je dosežena zahtevana temperatura, se kalup odpre in niz zatičev, tulcev, odstranjevalcev itd. Se premakne naprej, da se izdelek odlije. Nato se plesen zapre in postopek se ponovi.

Za termosete se običajno v sod vbrizgajo dve različni kemični komponenti. Te komponente takoj začnejo nepovratne kemijske reakcije, ki sčasoma material povežejo v eno samo povezano mrežo molekul. Ko pride do kemične reakcije, se dve komponenti tekočine trajno pretvorita v viskoelastično trdno snov. Strjevanje v vbrizgalni cevi in ​​vijaku je lahko problematično in ima finančne posledice; zato je bistvenega pomena zmanjšanje strjevanja s termosetom v cevi. To običajno pomeni, da sta čas zadrževanja in temperatura predhodnikov kemikalij v injekcijski enoti čim manjša. Čas zadrževanja lahko zmanjšate tako, da zmanjšate prostornino cevi in ​​povečate čas cikla. Ti dejavniki so privedli do uporabe toplotno izolirane enote za hladno vbrizgavanje, ki vbrizgava reakcijske kemikalije v toplotno izoliran vroč kalup, kar poveča hitrost kemičnih reakcij in povzroči krajši čas, potreben za strjevanje termoreaktivne komponente. Ko se del strdi, se ventili zaprejo za izolacijo sistema za vbrizgavanje in predhodnikov kemikalij, kalup pa se odpre za izmet oblikovanih delov. Nato se plesen zapre in postopek se ponovi.

Predoblikovane ali obdelane sestavne dele lahko vstavite v votlino, ko je kalup odprt, kar omogoča, da se material, ki se vbrizga v naslednjem ciklu, tvori in strdi okoli njih. Ta postopek je znan kot Vstavite oblikovanje in omogoča, da posamezni deli vsebujejo več materialov. Ta postopek se pogosto uporablja za ustvarjanje plastičnih delov s štrlečimi kovinskimi vijaki, ki omogočajo njihovo večkratno pritrjevanje in odpenjanje. Ta tehnika se lahko uporablja tudi za etiketiranje v kalupu, pokrovi folije pa se lahko pritrdijo tudi na oblikovane plastične posode.

Na končnem delu so običajno prisotne ločilne črte, vtičnice, oznake vrat in ejektorski zatiči. Nobena od teh značilnosti običajno ni zaželena, vendar se ji je zaradi narave postopka neizogibno. Oznake vrat se pojavijo na vratih, ki povezujejo kanale za dovajanje taline (vtič in vodnik) v votlino, ki tvori del. Oznake ločilne črte in ejektorja so posledica drobnih neusklajenosti, obrabe, plinastih zračnikov, zračnosti za sosednje dele v relativnem gibanju in / ali razlik v dimenzijah parnih površin, ki se dotikajo vbrizganega polimera. Razlike v dimenzijah lahko pripišemo neenakomerni deformaciji, ki jo povzroča pritisk med vbrizgom, tolerancam obdelave ter neenakomernemu termičnemu raztezanju in krčenju komponent kalupa, ki med fazami vbrizgavanja, pakiranja, hlajenja in izmeta postopka hitro ciklirajo. . Deli kalupa so pogosto izdelani iz materialov z različnimi koeficienti toplotnega raztezanja. Teh dejavnikov ni mogoče hkrati upoštevati brez astronomskih povečanj stroškov načrtovanja, izdelave, obdelave in spremljanja kakovosti. Spreten oblikovalec kalupov in delov bo te estetske škodljive elemente po možnosti postavil na skrita območja.

Zgodovina

Ameriški izumitelj John Wesley Hyatt je skupaj s svojim bratom Isaiah patentiral prvi stroj za brizganje leta 1872. Ta stroj je bil v primerjavi s stroji, ki se danes uporabljajo, razmeroma preprost: deloval je kot velika podkožna igla in z batom vbrizgal plastiko skozi ogrevano valj v kalup. Industrija je z leti počasi napredovala in proizvajala izdelke, kot so ogrlice, gumbi in glavniki za lase.

Nemška kemika Arthur Eichengrün in Theodore Becker sta leta 1903 izumila prve topne oblike celuloznega acetata, ki so bile veliko manj vnetljive od celuloznega nitrata. Na koncu je bil na voljo v obliki praška, iz katerega je bilo takoj oblikovano vbrizgavanje. Arthur Eichengrün je prvo stiskalnico za brizganje razvil leta 1919. Leta 1939 je Arthur Eichengrün patentiral brizganje plastificiranega celuloznega acetata.

Industrija se je v 1940. letih hitro širila, ker je druga svetovna vojna ustvarila ogromno povpraševanje po poceni serijsko izdelanih izdelkih. Leta 1946 je ameriški izumitelj James Watson Hendry zgradil prvi stroj z vijačnimi vijaki, ki je omogočil veliko natančnejši nadzor nad hitrostjo vbrizgavanja in kakovostjo proizvedenih izdelkov. Ta stroj je dovolil tudi mešanje materiala pred vbrizgavanjem, tako da je bilo mogoče barvi ali reciklirani plastiki dodati neokrnjen material in temeljito premešati, preden ga injicirate. Danes stroji za vijačenje vijakov predstavljajo večino vseh strojev za vbrizgavanje. V sedemdesetih letih je Hendry nadaljeval z razvojem prvega plinskega injekcijskega brizganja, ki je omogočil izdelavo zapletenih votlih izdelkov, ki so se hitro ohladili. To je močno izboljšalo prilagodljivost oblikovanja ter trdnost in dokončanje izdelanih delov, hkrati pa zmanjšalo čas proizvodnje, stroške, težo in odpadke.

Industrija brizganja plastike se je v zadnjih letih razvila od proizvodnje glavnika in gumbov do izdelave širokega nabora izdelkov za številne panoge, vključno z avtomobilsko, medicinsko, letalsko, vesoljsko, potrošniško opremo, igračami, vodovodom, embalažo in gradbeništvom.

Primeri polimerov, ki so najbolj primerni za postopek

Uporabi se lahko večina polimerov, včasih imenovanih tudi smole, vključno z vso termoplastiko, nekaj termosetov in nekaj elastomerov. Od leta 1995 se je skupno število razpoložljivih materialov za brizganje povečalo s hitrostjo 750 na leto; ob začetku tega trenda je bilo na voljo približno 18,000 materialov. Razpoložljivi materiali vključujejo zlitine ali mešanice predhodno razvitih materialov, zato lahko oblikovalci izdelkov iz širokega izbora izberejo material z najboljšim naborom lastnosti. Glavna merila za izbiro materiala so trdnost in funkcija, ki sta potrebna za zaključni del, pa tudi stroški, vendar ima tudi vsak material različne parametre za oblikovanje, ki jih je treba upoštevati. Pogosti polimeri, kot sta epoksi in fenol, so primeri termoreaktivne plastike, medtem ko so najlon, polietilen in polistiren termoplastični. Do razmeroma pred kratkim plastične vzmeti niso bile mogoče, a napredek v lastnostih polimerov jih naredi zdaj zelo praktične. Aplikacije vključujejo zaponke za pritrjevanje in odklapljanje trakov zunanje opreme.

oprema

Stroji za brizganje so sestavljeni iz zalogovnika za material, vbrizgalnega valja ali batnega vijaka in grelne enote. Znani tudi kot stiskalnice, imajo kalupe, v katerih so sestavni deli. Stiskalnice so ocenjene glede na tonažo, kar izraža količino vpenjalne sile, ki jo lahko izvaja stroj. Ta sila med postopkom vbrizgavanja drži kalup zaprt. Tonaža se lahko giblje od manj kot 5 ton do več kot 9,000 ton, pri čemer se višji podatki uporabljajo v razmeroma malo proizvodnih postopkih. Skupna potrebna sila vpenjala se določi glede na projicirano površino oblikovanega dela. Ta predvidena površina se pomnoži s silo objemke od 1.8 do 7.2 tone za vsak kvadratni centimeter predvidenih površin. Praviloma 4 ali 5 ton / in² se lahko uporablja za večino izdelkov. Če je plastični material zelo trd, bo za polnjenje kalupa potreben večji pritisk vbrizgavanja in s tem več tonaže objemke, da bo kalup zaprt. Zahtevano silo lahko določimo tudi glede na uporabljeni material in velikost dela; večji deli zahtevajo večjo vpenjalno silo.

Plesen

Plesen or umreti so pogosti izrazi, ki se uporabljajo za opis orodja, ki se uporablja za izdelavo plastičnih delov pri oblikovanju.

Ker so bili kalupi dragi za izdelavo, so jih običajno uporabljali le v množični proizvodnji, kjer so izdelovali na tisoče delov. Tipični kalupi so izdelani iz kaljenega jekla, predhodno kaljenega jekla, aluminija in / ali zlitine berilij-baker. Izbira materiala za izdelavo kalupa je predvsem ekonomija; na splošno gradnja jeklenih kalupov stane več, vendar bo njihova daljša življenjska doba nadomestila višje začetne stroške zaradi večjega števila delov, izdelanih pred obrabo. Predkaljeni jekleni kalupi so manj odporni proti obrabi in se uporabljajo za manjše zahteve glede prostornine ali večje komponente; njihova tipična trdota jekla je 38–45 na lestvici Rockwell-C. Kalji iz kaljenega jekla se po obdelavi toplotno obdelajo; ti so daleč boljši glede obrabne odpornosti in življenjske dobe. Običajna trdota se giblje med 50 in 60 Rockwell-C (HRC). Aluminijevi kalupi lahko stanejo bistveno manj, kadar so zasnovani in obdelani s sodobno računalniško opremo, so lahko ekonomični za oblikovanje deset ali celo sto tisoč delov. Berilijev baker se uporablja na področjih plesni, ki zahtevajo hitro odstranjevanje toplote, ali na območjih, kjer je največ ustvarjene strižne toplote. Kalupi so lahko izdelani bodisi s CNC obdelavo bodisi z uporabo električnih postopkov obdelave.

Oblikovanje plesni

Kalup je sestavljen iz dveh glavnih sestavnih delov, injekcijskega kalupa (A plošča) in izmetalnika (B plošče). Te sestavine se imenujejo tudi oblikovalec in izdelovalec kalupov. Plastična smola vstopi v kalup skozi a smreka or vrata v injekcijski kalup; puša mora biti tesno tesnjena ob šobi brizgalne sode oblikovalnega stroja in omogočiti, da se staljena plastika pretaka iz sode v kalup, znan tudi kot votline. Ležajna puša usmerja staljeno plastiko na slike votline skozi kanale, ki so obdelani na ploskvah plošč A in B. Ti kanali omogočajo, da plastika teče vzdolž njih, zato jih imenujemotekači. Staljena plastika teče skozi vodilo in vstopi v eno ali več specializiranih vrat in v geometrijo votline, da tvori želeni del.

Količina smole, ki je potrebna za napolnitev lijaka, vodnika in votlin kalupa, je "strel". Ujet zrak v kalupu lahko uhaja skozi zračne odprtine, ki so ozemljene v ločilni liniji kalupa, ali okoli ejektorskih zatičev in drsnikov, ki so nekoliko manjši od lukenj, ki jih zadržujejo. Če ujeti zrak ne sme uiti, ga stisne tlak vstopajočega materiala in stisne v vogale votline, kjer preprečuje polnjenje in lahko povzroči tudi druge napake. Zrak se lahko celo tako stisne, da vname in zažge okoliški plastični material.

Da bi omogočili odstranjevanje oblikovanega dela iz kalupa, se lastnosti kalupa ne smejo previsoko prekrivati ​​v smeri, da se kalup odpre, razen če so deli plesni oblikovani tako, da se premikajo med takimi previsi, ko se kalup odpre (z uporabo komponent, imenovanih dvižniki ).

Strani dela, ki se pojavljajo vzporedno s smerjo vlečenja (os ležišča (luknja) ali vstavka je vzporedna gibanju kalupa navzgor in navzdol, ko se odpira in zapira) so običajno rahlo nagnjeni, imenovani ugrez, da olajšajo sprostitev dela iz kalupa. Nezadosten prepih lahko povzroči deformacije ali poškodbe. Osnutek, potreben za sprostitev plesni, je odvisen predvsem od globine votline: globlje kot je votlina, več vleka je potrebnega. Pri določanju zahtevanega ugreza je treba upoštevati tudi krčenje. Če je koža pretanka, se bo oblikovani del ponavadi skrčil na jedra, ki nastanejo med hlajenjem in se oprijemajo teh jeder, ali pa se lahko del popači, zvije, pretisne ali razpoka, ko se votlina odvleče.

Kalup je običajno zasnovan tako, da oblikovani del ob odprtju zanesljivo ostane na strani izmeta (B) kalupa in potegne vodilo in vtič s strani (A) skupaj z deli. Nato del prosto pade, ko se izvrže s strani (B). Tunelska vrata, znana tudi kot podmorska ali plesniva vrata, se nahajajo pod ločilno črto ali površino plesni. Odprtina je obdelana na površini kalupa na ločilni liniji. Oblikovani del se izreže (s kalupom) iz vodilnega sistema ob izmetu iz kalupa. Ejektorski zatiči, znani tudi kot izmetni zatiči, so krožni zatiči, nameščeni v polovico kalupa (običajno polovica ejektorja), ki potiskajo končni oblikovani izdelek ali vodilni sistem iz kalupa. Izmet izdelka z zatiči, rokavi, odstranjevalci itd. Lahko povzroči neželene vtise ali popačenja, zato je treba biti pri oblikovanju kalupa previden.

Standardna metoda hlajenja je prehajanje hladilne tekočine (običajno vode) skozi vrsto lukenj, izvrtanih skozi ploščice za oblikovanje in povezane s cevmi, da tvorijo neprekinjeno pot. Hladilno sredstvo absorbira toploto iz plesni (ki je absorbirala toploto iz vroče plastike) in ohranja kalup na ustrezni temperaturi, da se plastika strdi z najbolj učinkovito hitrostjo.

Za lažje vzdrževanje in odzračevanje so votline in jedra razdeljena na koščke, imenovane vstaviin podsestave, imenovane tudi vstavi, blokiali lovijo bloke. Z enim samim kalupom lahko zamenjamo različne zamenljive vložke.

Zapletenejši deli so oblikovani s pomočjo bolj zapletenih kalupov. Lahko imajo odseke, imenovane diapozitivi, ki se premikajo v votlino, pravokotno na smer vlečenja, da tvorijo previsne značilnosti delov. Ko se kalup odpre, se drsniki odstranijo iz plastičnega dela s pomočjo nepremičnih kotnih zatičev na mirujoči polovici kalupa. Ti zatiči vstopijo v režo na drsnikih in povzročijo, da se drsniki premikajo nazaj, ko se odpre gibljiva polovica kalupa. Del se nato izvrže in kalup se zapre. Zapiralno telo kalupa povzroči, da se drsniki premikajo naprej pod kotnimi zatiči.

Nekateri kalupi omogočajo vstavljanje predhodno oblikovanih delov, da se okoli prvega dela oblikuje nova plastična plast. To pogosto imenujemo preoblikovanje. Ta sistem lahko omogoča izdelavo enodelnih pnevmatik in platišč.

Kalupi z dvema ali več streli so zasnovani tako, da se v enem samem kalupu »preoblikujejo« in jih je treba obdelati na specializiranih brizgalnih strojih z dvema ali več brizgalnimi enotami. Ta postopek je pravzaprav postopek brizganja, izveden dvakrat, zato ima veliko manjšo napako. V prvem koraku je osnovni barvni material oblikovan v osnovno obliko, ki vsebuje prostore za drugi posnetek. Nato se v te prostore vbrizga drugi material, drugačne barve. Na primer tipke in tipke, izdelane po tem postopku, imajo oznake, ki se ne morejo obrabiti in so ob intenzivni uporabi čitljive.

Kalup lahko v enem "posnetku" izdela več kopij istih delov. Število "odtisov" v kalupu tega dela se pogosto napačno imenuje kavitacija. Orodje z enim odtisom se pogosto imenuje kalup z enim odtisom (votlina). Kalup z 2 ali več votlinami istih delov bo verjetno označen kot plesen z več vtisi. Nekateri izredno veliki proizvodni kalupi (kot tisti za pokrovčke za steklenice) imajo lahko več kot 128 votlin.

V nekaterih primerih orodje z več votlinami oblikuje vrsto različnih delov v istem orodju. Nekateri izdelovalci orodij imenujejo te kalupe družine, saj so vsi deli povezani. Primeri vključujejo komplete iz plastičnih modelov.

Shranjevanje plesni

Proizvajalci se zaradi visokih povprečnih stroškov zelo dobro zaščitijo plesni po meri. Odlična temperatura in vlažnost se vzdržujeta, da zagotovimo najdaljšo možno življenjsko dobo vsakega plesni po meri. Kalupi po meri, kot so tisti, ki se uporabljajo za brizganje gume, so shranjeni v okolju, ki je pod nadzorom temperature in vlage, da se prepreči izkrivljanje.

Materiali za orodje

Pogosto se uporablja orodno jeklo. Blago jeklo, aluminij, nikelj ali epoksi so primerni samo za prototipe ali zelo kratke proizvodne cikle. Sodobni trdi aluminij (zlitine 7075 in 2024) s pravilno zasnovo kalupa lahko z ustreznim vzdrževanjem kalupa enostavno izdela kalupe, ki imajo 100,000 ali več delne življenjske dobe.

strojna

Kalupi so zgrajeni po dveh glavnih metodah: standardni obdelavi in ​​EDM. Standardna obdelava v svoji običajni obliki je bila v preteklosti metoda gradnje injekcijskih kalupov. S tehnološkim razvojem je CNC obdelava postala prevladujoče sredstvo za izdelavo bolj zapletenih kalupov z natančnejšimi detajli plesni v krajšem času kot tradicionalne metode.

Pri izdelavi plesni se je široko uporabljala električna obdelava razelektritve (EDM) ali iskro erozija. Poleg tega, da omogoča oblikovanje oblik, ki jih je težko obdelovati, postopek omogoča oblikovanje predhodno utrjenih kalupov, tako da ni potrebna toplotna obdelava. Spremembe kaljenega kalupa z običajnim vrtanjem in rezkanjem običajno zahtevajo žarjenje, da se kalup zmehča, čemur sledi toplotna obdelava, da se ponovno strdi. EDM je preprost postopek, pri katerem se oblikovana elektroda, običajno iz bakra ali grafita, zelo počasi spušča na površino plesni (v več urnih urah), ki je potopljena v parafinsko olje (kerozin). Napetost med orodjem in plesni povzroči iskrenje erozije površine plesni v obratni obliki elektrode.

strošek

Število vdolbin, vgrajenih v kalup, bo neposredno povezano s stroški oblikovanja. Manj vdolbin zahteva veliko manj orodjarskega dela, zato bo omejevanje števila vdolbin v zameno povzročilo nižje začetne stroške izdelave za izdelavo injekcijskega kalupa.

Ker ima število votlin ključno vlogo pri stroških oblikovanja, tako tudi zapletenost zasnove dela. Kompleksnost lahko vključimo v številne dejavnike, kot so zaključna obdelava površine, tolerančne zahteve, notranji ali zunanji navoji, drobni detajli ali število spodrezov, ki jih je mogoče vključiti.

Nadaljnje podrobnosti, kot so podrezki ali katere koli lastnosti, ki povzročajo dodatno orodje, bodo povečale stroške plesni. Površinska obdelava jedra in votline kalupov bo še dodatno vplivala na stroške.

Postopek vbrizgavanja gume ustvarja visok donos trajnih izdelkov, zaradi česar je najučinkovitejša in stroškovno najučinkovitejša metoda oblikovanja. Dosledni postopki vulkanizacije, ki vključujejo natančno regulacijo temperature, znatno zmanjšajo vse odpadne snovi.

Postopek vbrizgavanja

Z injekcijskim prelivom se granulirana plastika dovaja s prisilnim ovnom iz košare v ogrevan sod. Ko se zrnca počasi premikajo naprej z vijačnim batom, se plastika prisili v ogrevano komoro, kjer se topi. Ko se bata napreduje, se stopljena plastika potisne skozi šobo, ki se naslanja na plesen, kar ji omogoča, da vstopi v votlino v kalupu skozi zaporni sistem in nosilec. Kalup ostane hladen, zato se plastika strdi skoraj takoj, ko se kalup napolni.

Cikel vbrizgavanja

Zaporedje dogodkov med brizganjem plastičnega dela imenujemo cikel brizganja. Cikel se začne, ko se plesen zapre, čemur sledi vbrizgavanje polimera v kalupno votlino. Ko je votlina napolnjena, se vzdržuje zadrževalni tlak za kompenzacijo krčenja materiala. V naslednjem koraku se vijak obrne in dovede naslednji strel na sprednji vijak. Zaradi tega se vijak umakne, ko se pripravi naslednji strel. Ko se del dovolj ohladi, se kalup odpre in del se izvrže.

Znanstveno proti tradicionalnemu oblikovanju

Tradicionalno je bil injekcijski del postopka oblikovanja izveden z enim konstantnim pritiskom, da se je votlina napolnila in zapakirala. Ta metoda pa je omogočila velike razlike v dimenzijah od cikla do cikla. Zdaj se bolj pogosto uporablja znanstveno ali ločeno oblikovanje, metoda, ki jo je uvedel RJG Inc. Pri tem se vbrizgavanje plastike "loči" v stopnje, da se omogoči boljši nadzor dimenzij delov in več ciklov do ciklov (običajno imenovanih strel do -shot v industriji) doslednost. Najprej se votlina napolni na približno 98%, z uporabo nadzora hitrosti (hitrosti). Čeprav bi moral tlak zadoščati za želeno hitrost, so omejitve tlaka v tej fazi nezaželene. Ko je votlina napolnjena 98%, stroj preklopi z nadzora hitrosti na nadzor tlaka, kjer je votlina "zapakirana" s konstantnim tlakom, kjer je potrebna zadostna hitrost, da dosežemo želene tlake. To omogoča nadzor dimenzij delov z natančnostjo do tisočinke palca ali več.

Različne vrste postopkov brizganja

Čeprav je večina postopkov vbrizgavanja zajeta v zgoraj opisanem običajnem opisu postopka, obstaja več pomembnih različic vlivanja, ki vključujejo, vendar niso omejene na:

• litja
• Kovinsko brizganje
• Tlačno brizganje s tanko steno
• Vbrizgavanje tekoče silikonske gume

Tu je obširen seznam postopkov brizganja:

Proces odpravljanja napak

Kot vsi industrijski postopki lahko tudi pri brizganju nastanejo pomanjkljivi deli. Na področju brizganja se odpravljanje težav pogosto izvede s pregledom okvarjenih delov za določene okvare in reševanjem teh pomanjkljivosti z zasnovo kalupa ali značilnostmi samega postopka. Preskusi se pogosto izvajajo, preden se celotna proizvodnja začne, da bi napovedali pomanjkljivosti in določili ustrezne specifikacije, ki jih je treba uporabiti v postopku vbrizgavanja.

Pri prvem polnjenju novega ali neznanega kalupa, kjer velikost posnetka tega kalupa ni znana, lahko tehnik / nastavitelj orodja izvede poskusni zagon pred celotnim proizvodnim ciklom. Začne z majhno težo udarca in polni postopoma, dokler kalup ni napolnjen od 95 do 99%. Ko je to doseženo, bo uporabljena majhna količina zadrževalnega tlaka in čas zadrževanja se bo povečeval, dokler ne bo prišlo do zamrznitve vrat (čas strjevanja). Čas zamrznitve vrat lahko določimo s podaljšanjem časa zadrževanja in nato tehtanjem dela. Ko se teža dela ne spremeni, je takrat znano, da so vrata zmrznila in se v del ne vbrizga več materiala. Čas strjevanja vrat je pomemben, saj določa čas cikla ter kakovost in konsistenco izdelka, kar je samo po sebi pomembno vprašanje v ekonomiji proizvodnega procesa. Zadrževalni tlak se povečuje, dokler se deli ne odstranijo in ne doseže teža dela.

Napake kalupov

Brizganje je zapletena tehnologija z možnimi težavami pri proizvodnji. Lahko jih povzročijo bodisi napake v kalupih, pogosteje pa tudi sam postopek oblikovanja.

Metode, kot je industrijsko CT skeniranje, lahko pomagajo pri iskanju teh pomanjkljivosti tako zunaj kot znotraj.

Tolerance

Toleranca na oblikovanje je določen dodatek za odstopanje parametrov, kot so dimenzije, uteži, oblike ali koti itd. Za maksimalen nadzor pri nastavitvi toleranc je običajno najmanjša in največja meja debeline glede na uporabljeni postopek. Injekcijsko brizganje običajno ima dovoljena odstopanja, enakovredna IT stopnji približno 9–14. Možna toleranca termoplasta ali termoseta je ± 0.200 do ± 0.500 milimetrov. V specializiranih aplikacijah se pri množični proizvodnji dosežejo tolerance do ± 5 µm na premere in linearne lastnosti. Dosežemo površinske obloge od 0.0500 do 0.1000 µm ali boljše. Možne so tudi hrapave ali prodnate površine.

Zahteve za napajanje

Moč, potrebna za ta postopek brizganja, je odvisna od mnogih stvari in se razlikuje med uporabljenimi materiali. Referenčni priročnik za proizvodne procese navaja, da so zahteve glede moči odvisne od "specifične teže materiala, tališča, toplotne prevodnosti, velikosti dela in hitrosti oblikovanja." Spodaj je tabela na strani 243 iste reference kot prej omenjena, ki najbolje prikazuje značilnosti, ki ustrezajo moči, ki je potrebna za najpogosteje uporabljene materiale.

Robotsko oblikovanje

Avtomatizacija pomeni, da manjša velikost delov omogoča mobilnemu nadzornemu sistemu, da hitreje pregleda več delov. Poleg namestitve pregledovalnih sistemov na avtomatske naprave lahko večosni roboti odstranijo dele iz kalupa in jih pozicionirajo za nadaljnje procese.

Posebni primeri vključujejo odstranjevanje delov iz kalupa takoj po izdelavi delov, pa tudi nanašanje sistemov strojnega vida. Del primi robot po iztegnitvi zatičev za izmet, da del osvobodi kalupa. Nato jih premakne bodisi na gospodarstvo bodisi neposredno na inšpekcijski sistem. Izbira je odvisna od vrste izdelka in splošne postavitve proizvodne opreme. Vision sistemi, nameščeni na robotih, so močno izboljšali nadzor kakovosti vstavljenih oblikovanih delov. Mobilni robot lahko natančneje določi natančnost namestitve kovinske komponente in pregleda hitreje kot človek.

Galerija