Injection Moding

Η χύτευση με έγχυση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία παραγωγής.Χρησιμοποιώντας ένα εξειδικευμένο υδραυλικό ή ηλεκτρικό μηχάνημα, η διαδικασία λιώνει, εγχέεται και διαμορφώνει το πλαστικό σε σχήμα μεταλλικού καλουπιού που τοποθετείται στο μηχάνημα.

Η χύτευση με έγχυση πλαστικού είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία κατασκευής εξαρτημάτων για διάφορους λόγους, όπως:

Ευκαμψία:Οι κατασκευαστές μπορούν να επιλέξουν το σχέδιο καλουπιού και τον τύπο του θερμοπλαστικού που χρησιμοποιείται για κάθε εξάρτημα.Αυτό σημαίνει ότι η διαδικασία χύτευσης με έγχυση μπορεί να παράγει μια ποικιλία εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων εξαρτημάτων που είναι πολύπλοκα και πολύ λεπτομερή.

Αποδοτικότητα:Μόλις ρυθμιστεί και δοκιμαστεί η διαδικασία, οι μηχανές χύτευσης με έγχυση μπορούν να παράγουν χιλιάδες αντικείμενα ανά ώρα.

Συνοχή:Εάν οι παράμετροι της διαδικασίας ελέγχονται αυστηρά, η διαδικασία χύτευσης με έγχυση μπορεί να παράγει γρήγορα χιλιάδες εξαρτήματα σε σταθερή ποιότητα.

Οικονομική αποδοτικότητα:Μόλις κατασκευαστεί το καλούπι (που είναι το πιο ακριβό στοιχείο), το κόστος παραγωγής ανά εξάρτημα είναι σχετικά χαμηλό, ιδιαίτερα εάν δημιουργείται σε μεγάλους αριθμούς.

Ποιότητα:είτε οι κατασκευαστές αναζητούν εξαρτήματα ισχυρά, εφελκυστικά ή πολύ λεπτομερή, η διαδικασία χύτευσης με έγχυση είναι σε θέση να τα παράγει σε υψηλή ποιότητα επανειλημμένα.

Αυτή η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας, η αποδοτικότητα και η ποιότητα των εξαρτημάτων είναι μόνο μερικοί από τους λόγους για τους οποίους πολλές βιομηχανίες επιλέγουν να χρησιμοποιούν εξαρτήματα με έγχυση για τα προϊόντα τους.

Οικονομικός τρόπος δημιουργίας μεγάλου αριθμού ανταλλακτικών

Η χύτευση με έγχυση είναι ένας οικονομικά αποδοτικός τρόπος παραγωγής πολλών ανταλλακτικών, γεγονός που το καθιστά ιδανικό για βιομηχανίες που πρέπει να κατασκευάσουν πολλά αντικείμενα σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Πολύ ακριβής

Τα καλούπια έγχυσης κατασκευάζονται με πολύ στενές ανοχές και μπορούν να παράγουν εξαρτήματα με πολύ μικρή απόκλιση μεταξύ τους.Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να είστε σίγουροι ότι κάθε εξάρτημα θα είναι ακριβώς το ίδιο με το επόμενο, κάτι που είναι σημαντικό εάν αναζητάτε συνέπεια στα προϊόντα σας ή εάν θέλετε το προϊόν σας να ταιριάζει τέλεια με ένα άλλο κομμάτι από τη σειρά άλλου κατασκευαστή

Το πρώτο στάδιο της χύτευσης με έγχυση είναι η δημιουργία του ίδιου του καλουπιού.Τα περισσότερα καλούπια κατασκευάζονται από μέταλλο, συνήθως από αλουμίνιο ή χάλυβα, και κατεργάζονται με ακρίβεια ώστε να ταιριάζουν με τα χαρακτηριστικά του προϊόντος που πρόκειται να παραγάγουν.

Μόλις δημιουργηθεί το καλούπι από τον κατασκευαστή του καλουπιού, το υλικό για το εξάρτημα τροφοδοτείται σε ένα θερμαινόμενο βαρέλι και αναμιγνύεται χρησιμοποιώντας μια ελικοειδή βίδα.Οι ταινίες θέρμανσης λιώνουν το υλικό στο βαρέλι και το λιωμένο μέταλλο ή το λιωμένο πλαστικό υλικό τροφοδοτείται στη συνέχεια στην κοιλότητα του καλουπιού όπου ψύχεται και σκληραίνει, ταιριάζοντας με το σχήμα του καλουπιού.Ο χρόνος ψύξης μπορεί να μειωθεί με τη χρήση γραμμών ψύξης που κυκλοφορούν νερό ή λάδι από έναν εξωτερικό ελεγκτή θερμοκρασίας.Τα εργαλεία καλουπιών τοποθετούνται σε καλούπια πλάκας (ή «πλάκες»), τα οποία ανοίγουν μόλις στερεοποιηθεί το υλικό, έτσι ώστε οι πείροι του εκτοξευτήρα να μπορούν να βγάλουν το μέρος από το καλούπι.

Ξεχωριστά υλικά μπορούν να συνδυαστούν σε ένα μέρος σε έναν τύπο χύτευσης με έγχυση που ονομάζεται καλούπι δύο βολών.Αυτή η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσθέσετε μια απαλή πινελιά σε πλαστικά προϊόντα, να προσθέσετε χρώματα σε ένα εξάρτημα ή να δημιουργήσετε αντικείμενα με διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης.

Τα καλούπια μπορούν να κατασκευαστούν από μονή ή πολλαπλές κοιλότητες.Τα καλούπια πολλαπλών κοιλοτήτων μπορεί να έχουν πανομοιότυπα μέρη σε κάθε κοιλότητα ή μπορεί να είναι μοναδικά για να δημιουργούν μέρη διαφορετικών γεωμετριών.Τα καλούπια αλουμινίου δεν ταιριάζουν καλύτερα σε παραγωγή μεγάλου όγκου ή εξαρτήματα με στενές διαστάσεις ανοχές, καθώς έχουν κατώτερες μηχανικές ιδιότητες και μπορεί να είναι επιρρεπείς σε φθορά, παραμόρφωση και ζημιά λόγω των δυνάμεων έγχυσης και σύσφιξης.Ενώ τα καλούπια από χάλυβα είναι πιο ανθεκτικά, είναι επίσης πιο ακριβά από τα καλούπια αλουμινίου.

Η διαδικασία χύτευσης με έγχυση απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό, συμπεριλαμβανομένων του σχήματος και των χαρακτηριστικών του εξαρτήματος, των υλικών για το εξάρτημα και του καλουπιού και των ιδιοτήτων της μηχανής χύτευσης.Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν διάφορες εκτιμήσεις που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τη χύτευση με έγχυση.

Υπάρχουν ορισμένα σημεία που πρέπει να λάβετε υπόψη πριν ξεκινήσετε τη χύτευση με έγχυση:

1. Οικονομικά

Το κόστος εισόδου για την κατασκευή χύτευσης με έγχυση μπορεί να είναι υψηλό – δεδομένου του κόστους των μηχανημάτων και των ίδιων των καλουπιών.

2. Ποσότητα Παραγωγής

Είναι σημαντικό να καθορίσετε πόσα εξαρτήματα θέλετε να κατασκευάσετε, ώστε να αποφασίσετε εάν η χύτευση με έγχυση είναι η πιο οικονομική μέθοδος παραγωγής.

3. Παράγοντες Σχεδιασμού

Η ελαχιστοποίηση του αριθμού των εξαρτημάτων και η απλοποίηση της γεωμετρίας των αντικειμένων σας θα διευκολύνει τη χύτευση με έγχυση.Επιπλέον, ο σχεδιασμός του εργαλείου καλουπιού είναι σημαντικός για την αποφυγή ελαττωμάτων κατά την παραγωγή.

4. Θεωρήσεις Παραγωγής

Η ελαχιστοποίηση του χρόνου κύκλου θα βοηθήσει την παραγωγή όπως και η χρήση μηχανών με καλούπια θερμού δρομέα και καλά μελετημένα εργαλεία.Τέτοιες μικρές αλλαγές και η χρήση συστημάτων hot runner μπορεί να εξισώσει την εξοικονόμηση παραγωγής για τα ανταλλακτικά σας.Θα υπάρξει επίσης εξοικονόμηση κόστους από την ελαχιστοποίηση των απαιτήσεων συναρμολόγησης, ειδικά εάν παράγετε πολλές χιλιάδες ακόμη και εκατομμύρια ανταλλακτικά.

Η χύτευση με έγχυση μπορεί να είναι μια δαπανηρή διαδικασία, αλλά υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους μπορείτε να μειώσετε το κόστος του καλουπιού, όπως:

Εξαλείψτε τις υποκοπές

Αφαιρέστε τις περιττές λειτουργίες

Χρησιμοποιήστε μια προσέγγιση κοιλότητας πυρήνα

Μειώστε τα καλλυντικά φινιρίσματα

Σχεδιάστε εξαρτήματα που αυτοσυνδυάζονται

Τροποποιήστε και επαναχρησιμοποιήστε τα υπάρχοντα καλούπια

Παρακολούθηση ανάλυσης DFM

Χρησιμοποιήστε καλούπι πολλαπλών κοιλοτήτων ή οικογενειακού τύπου

Λάβετε υπόψη τα μεγέθη των ανταλλακτικών σας

Με περισσότερες από 85.000 διαθέσιμες εμπορικές επιλογές πλαστικών υλικών και 45 οικογένειες πολυμερών, υπάρχει ένας πλούτος διαφορετικών πλαστικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για χύτευση με έγχυση.Από αυτά, τα πολυμερή μπορούν να τοποθετηθούν ευρέως σε δύο ομάδες.θερμοσκληρυντές και θερμοπλαστικά.

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι πλαστικών που χρησιμοποιούνται είναι το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE) και το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE).Το πολυαιθυλένιο προσφέρει μια σειρά από πλεονεκτήματα, όπως υψηλά επίπεδα ολκιμότητας, καλή αντοχή σε εφελκυσμό, ισχυρή αντοχή στην κρούση, αντοχή στην απορρόφηση υγρασίας και δυνατότητα ανακύκλωσης.

Άλλα συνήθως χρησιμοποιούμενα πλαστικά με έγχυση περιλαμβάνουν:

1. Ακρυλονιτρίλιο βουταδιένιο στυρένιο (ABS)

Αυτό το σκληρό, ανθεκτικό στην κρούση πλαστικό χρησιμοποιείται ευρέως σε ολόκληρη τη βιομηχανία.Με καλή αντοχή σε οξέα και βάσεις, το ABS προσφέρει επίσης χαμηλούς ρυθμούς συρρίκνωσης και υψηλή σταθερότητα διαστάσεων.

2. Πολυανθρακικό (PC)

Αυτό το ισχυρό, ανθεκτικό στην κρούση πλαστικό έχει χαμηλή συρρίκνωση και καλή σταθερότητα διαστάσεων.Ένα διαφανές πλαστικό που διατίθεται σε διαφορετικούς οπτικά καθαρούς βαθμούς, ο υπολογιστής μπορεί να προσφέρει υψηλό καλλυντικό φινίρισμα και καλή αντοχή στη θερμότητα.

3. Αλειφατικές Πολυαμίδες (PPA)

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι PPA (ή νάιλον), καθένας από τους οποίους έχει τα δικά του πλεονεκτήματα.Σε γενικές γραμμές, τα νάιλον προσφέρουν υψηλή αντοχή και αντοχή στη θερμοκρασία, καθώς και χημικά ανθεκτικά, εκτός από τα ισχυρά οξέα και τις βάσεις.Ορισμένα νάιλον είναι ανθεκτικά στην τριβή και προσφέρουν καλή σκληρότητα και ακαμψία με καλή αντοχή στην κρούση.

4. Πολυοξυμεθυλένιο (POM)

Κοινώς γνωστό ως ακετάλη, αυτό το πλαστικό έχει υψηλή σκληρότητα, ακαμψία, αντοχή και σκληρότητα.Έχει επίσης καλή λιπαντικότητα και είναι ανθεκτικό σε υδρογονάνθρακες και οργανικούς διαλύτες.Η καλή ελαστικότητα και η ολισθηρότητα παρέχουν επίσης πλεονεκτήματα για ορισμένες εφαρμογές.

5. Μεθακρυλικός πολυμεθυλεστέρας (PMMA)

Το PMMA, γνωστό και ως ακρυλικό, παρέχει καλές οπτικές ιδιότητες, υψηλή γυαλάδα και αντοχή στις γρατσουνιές.Προσφέρει επίσης χαμηλή συρρίκνωση και λιγότερο βύθισμα για γεωμετρίες με λεπτές και σκεπτόμενες τομές.

6. Πολυπροπυλένιο (PP)

Αυτό το φθηνό υλικό ρητίνης προσφέρει υψηλή αντοχή στην κρούση σε ορισμένες ποιότητες, αλλά μπορεί να είναι εύθραυστο σε χαμηλές θερμοκρασίες (στην περίπτωση του ομοπολυμερούς προπυλενίου).Τα συμπολυμερή προσφέρουν μεγαλύτερη αντοχή στην κρούση, ενώ το PP είναι επίσης ανθεκτικό στη φθορά, εύκαμπτο και μπορεί να προσφέρει πολύ υψηλή επιμήκυνση, καθώς και ανθεκτικό σε οξέα και βάσεις.

7. Τερεφθαλικό πολυβουτυλένιο (PBT)

Οι καλές ηλεκτρικές ιδιότητες καθιστούν το PBT ιδανικό για εξαρτήματα ισχύος καθώς και για εφαρμογές αυτοκινήτων.Η αντοχή κυμαίνεται από μέτρια έως υψηλή ανάλογα με το γέμισμα του γυαλιού, με τους μη γεμισμένους βαθμούς να είναι σκληροί και εύκαμπτοι.Το PBT εμφανίζει επίσης καύσιμα, έλαια, λίπη και πολλούς διαλύτες και επίσης δεν απορροφά γεύσεις.

8. Πολυφαινυλσουλφόνη (PPSU)

Ένα διαστατικά σταθερό υλικό με υψηλή αντοχή, θερμοκρασία και αντοχή στη θερμότητα, το PPSU είναι επίσης ανθεκτικό στην αποστείρωση από την ακτινοβολία, τα αλκάλια και τα ασθενή οξέα.

9. Κετόνη πολυαιθέρα αιθέρα (PEEK)

Αυτή η ρητίνη υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής απόδοσης παρέχει αντοχή στη θερμότητα και επιβράδυνση φλόγας, εξαιρετική αντοχή και σταθερότητα διαστάσεων, καθώς και καλή χημική αντοχή.

10. Πολυθεραιμίδιο (PEI)

Το PEI (ή Ultem) προσφέρει αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και επιβράδυνση φλόγας, μαζί με εξαιρετική αντοχή, σταθερότητα διαστάσεων και χημική αντοχή.

Η χύτευση με έγχυση παράγει χαμηλούς ρυθμούς σκραπ σε σχέση με τις παραδοσιακές διαδικασίες παραγωγής, όπως η κατεργασία με CNC, η οποία αφαιρεί σημαντικά ποσοστά ενός αρχικού πλαστικού μπλοκ ή φύλλου.Ωστόσο, αυτό μπορεί να είναι αρνητικό σε σχέση με τις διαδικασίες παραγωγής προσθέτων, όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση, που έχουν ακόμη χαμηλότερα ποσοστά σκραπ.

Τα απόβλητα πλαστικού από την κατασκευή χύτευσης με έγχυση προέρχονται συνήθως από τέσσερις τομείς:

Το σπρούι

Οι δρομείς

Οι τοποθεσίες της πύλης

Οποιοδήποτε υλικό υπερχείλισης που διαρρέει από την ίδια την κοιλότητα του τμήματος (μια κατάσταση που ονομάζεται "φλας")

Το θερμοσκληρυνόμενο υλικό, όπως μια εποξειδική ρητίνη που σκληραίνει μόλις εκτεθεί στον αέρα, είναι ένα υλικό που σκληραίνει και θα καεί μετά τη σκλήρυνση εάν γίνει μια προσπάθεια να λιώσει.Το θερμοπλαστικό υλικό, αντίθετα, είναι ένα πλαστικό υλικό που μπορεί να λιώσει, να ψυχθεί και να στερεοποιηθεί και στη συνέχεια να λιώσει ξανά χωρίς να καεί.

Με τα θερμοπλαστικά υλικά, μπορούν να ανακυκλωθούν και να χρησιμοποιηθούν ξανά.Μερικές φορές αυτό συμβαίνει ακριβώς στο πάτωμα του εργοστασίου.Τρίβουν τα σπιράλ/διαδρομές και τυχόν απορριπτόμενα μέρη.Στη συνέχεια προσθέτουν αυτό το υλικό πίσω στην πρώτη ύλη που πηγαίνει στην πρέσα χύτευσης με έγχυση.Αυτό το υλικό αναφέρεται ως "εκ νέου άλεσμα".

Συνήθως, τα τμήματα ποιοτικού ελέγχου θα περιορίσουν την ποσότητα άλεσης που επιτρέπεται να τοποθετηθεί ξανά στην πρέσα.(Ορισμένες ιδιότητες απόδοσης του πλαστικού μπορεί να υποβαθμιστούν καθώς χυτεύεται ξανά και ξανά).

Ή, αν έχουν πολλά από αυτό, ένα εργοστάσιο μπορεί να πουλήσει αυτό το εκ νέου άλεσμα σε κάποιο άλλο εργοστάσιο που μπορεί να το χρησιμοποιήσει.Τυπικά, το υλικό επανατριβής χρησιμοποιείται για εξαρτήματα χαμηλής ποιότητας που δεν χρειάζονται ιδιότητες υψηλής απόδοσης.