Co je vkládací lisování? Proces, použití a výhody

Vložkové lisování je v současné výrobě relevantní technologií. Používá se při upevňování kovových nebo jiných prvků na plast. Tento proces nabízí jednotnou, houževnatou a pevnou součást. Alternativou k postupné technice, kdy je nutné díly po vytvarování sestavit, je technika vkládacího lisování, která je spojuje. Tím se ušetří práce, čas a zvýší kvalita výrobku.

Čína je mamutem v oblasti lisování vložek. Zajišťuje nákladově efektivní výrobu. V zemi byly vybudovány továrny na vysoké úrovni a kvalifikovaná pracovní síla. Čína je výrobcem univerzálních materiálů. Vede celosvětovou produkci.

Tento článek pojednává o vstřikování vložek, jeho procesu, typech vložek, materiálech, konstrukci, dostupných návodech, jeho použití, výhodách a srovnání s procesy vstřikování v současné výrobě.

Co je vkládací lisování?

Vstřikování je proces lisování plastů. Sestavený díl, obvykle kovový, se vloží do formy. V dalším kroku se kolem ní vstřikuje roztavený plast. Když plast ztvrdne, plastová vložka se stane součástí konečného výrobku. Tato technika se používá v elektronickém a automobilovém průmyslu a také v průmyslu zdravotnických zařízení.

Velkou výhodou vkládacího lisování je pevnost a stabilita. Plastové díly s kovovou vložkou jsou z hlediska mechanické pevnosti pevnější. Lze je také závitovat a postupem času se méně opotřebovávají. To je zásadní zejména u těch dílů, které by měly být mnohokrát šroubovány nebo přišroubovány.

Typy vložek

Vložky používané při vstřikování mají různé druhy, které se používají podle účelu.

Kovové vložky

Nejrozšířenější jsou kovové vložky. Ty jsou buď ocelové, mosazné, nebo hliníkové. Používají se na závitové otvory kvůli konstrukční nebo mechanické pevnosti.

Elektronické vložky

Elektronické součástky, které lze tvarovat do podoby plastu, jsou senzory, konektory nebo malé obvody. To zaručuje jejich bezpečnost a zkrácení montážních procesů.

Ostatní materiály

Některé destičky jsou vyrobeny z keramiky nebo kompozitů, které se používají pro speciální účely. Používají se v případech, kdy je vyžadována tepelná odolnost nebo izolace.

Výběr správné vložky

Rozhodnutí by záviselo na roli dílu a typu plastu. Mezi hlavní patří kompatibilita, pevnost a trvanlivost.

Proces vstřikování

Jednostupňové lisování zahrnuje vložení kovového nebo jiného prvku do plastového nástroje. Vložka se vkládá do konečného výrobku. Jedná se o silnější a rychlejší proces ve srovnání s následnou montáží dílů.

Příprava vložky

Vložka se opláchne, aby se z ní odstranily všechny nečistoty, mastnota nebo rez. Občas se také přetře nebo zdrsní, aby se přilepila k plastu. Při předehřátí na teplotu 65-100 °C ji horký plast nezničí.

Umístění vložky

Vložka se do formy vkládá velmi opatrně. Roboti ji mohou vkládat do velkých továren. Pevně ji drží kolíky nebo svorky. Umístění vpravo zabrání pohybu při lisování.

Vstřikování plastů

Toho se dosáhne vstříknutím roztaveného plastu, který obklopí vložku. Jejich teplotní rozsah se pohybuje mezi 180 a 343 °C. Tlak je 50-150 MPa. Aby byl tlak pevný, měl by se udržovat 5 až 60 sekund.

Chlazení

Jedná se o ztuhnutí plastu. U menších součástí trvá 10-15 sekund, u větších součástí 60 sekund a více. Chladicí kanály zabraňují zahřívání.

Vysunutí dílu

Forma a vyhazovací kolíky vytlačí díl ven. Poté mohou následovat drobné dokončovací práce nebo ořezávání.

Důležité body

Roztažnost kovu a plastu není stejná. Předehřev a konstantní řízená teplota formy snižují napětí. Toho se dosahuje pomocí senzorů v moderních strojích, aby se dosáhlo jednotnosti výsledků z hlediska tlaku a teploty.

Klíčové parametry:

Typy běžných injekcí, které je třeba tvarovat 

Existují různé typy vložek používaných při vstřikování plastů, které závisí na použití. Každý z typů přispívá k pevnosti a výkonnosti konečného dílu.

Kovové vložky se závitem

Závitové vložky mohou být ocelové, mosazné nebo hliníkové. Umožňují potenciální několikanásobné šroubování a šroubování, aniž by došlo k porušení plastu. Ten je běžný v automobilech, domácích spotřebičích a elektronice.

Vložky pro lisování

Lisované vložky jsou takové, které se instalují do lisované součásti bez dalšího upevnění. Jak plast chladne, drží vložku a velmi dobře a silně ji stabilizuje.

Vložky s tepelným nastavením

Poté následuje proces tepelného vytvrzování vložek. Po vychladnutí se horká vložka do určité míry spojí s okolním plastem a vytvoří velmi pevný spoj. Obvykle se používají v termoplastech, např. v nylonu.

Ultrazvukové vložky

Při vibracích se instalují ultrazvukové vložky. Plast se v oblasti kolem vložky roztaví a ztvrdne, čímž se vytvoří těsné uložení. Jedná se o přesnou a rychlou metodu.

Výběr správné vložky

Volba pravé a levé strany závisí na typu plastu, konstrukci dílu a předpokládaném zatížení. Výběr kovových vložek byl proveden na základě pevnosti a speciální vložky, jako jsou tepelně nastavitelné vložky a ultrazvukové vložky, byly hodnoceny na základě přesnosti a trvanlivosti.

Konstrukční pravidla v oboru vstřikování plastů

Konstrukce dílů, které mají být vloženy pomocí lisování, by měla být řádně naplánována. Přesný návrh zajišťuje vysokou míru spojitelnosti, přesnosti a stálosti.

Umístění vložky

Vložky se vkládají tam, kde jsou v dobré poloze, aby je mohl podepřít plast. Nesmí být v těsné blízkosti stěn nebo tenkých hran, protože by mohlo dojít k prasklinám nebo deformaci.

Tloušťka plastu

Vždy se ujistěte, že stěny obklopující vložku mají stejnou tloušťku. V důsledku náhlé změny tloušťky může dojít k nerovnoměrnému ochlazení a smrštění. Vložka má obvykle tloušťku 2-5 mm, což je z hlediska pevnosti a stability dostatečné.

Kompatibilita materiálů

Vezměte plast a vycpěte jej lepicími materiály. Příkladem je nylon, který lze použít s mosaznými nebo nerezovými vložkami. Je třeba se vyvarovat směsí, které se nadměrně zahřívají.

Návrh formy

Přidejte do formy dobrou polohu vrat a chladicí zařízení. Plast se musí volně pohybovat po vložce a nesmí zachycovat vzduch. Teploty se stabilizují pomocí kanálků a zabraňují deformaci.

Tolerance

Správné tolerance vložených součástí konstrukce. K dokonalému usazení destičky bez vůle a tvrdosti stačí malý prostor vůle 0,1-0,3 mm.

Vlastnosti výztuže

Vložka by měla být podepřena žebry, vzpěrami nebo klíny. Při jejich použití se tyto vlastnosti široce rozloží, čímž se zabrání praskání nebo pohybu vložek.

Nevhodné materiály pro výrobu přetlaků pro použití v procesu vstřikování vložek

Ideálním postupem je vstřikování s vložkou; plast se však snadno taví a snadno teče po celou dobu vstřikování. Plast by měl být také připevněn k vložce, aby vznikl robustní díl. Přednost se dává termoplastům, protože mají správné tavné a tokové vlastnosti.

Styren akrylonitril butadien styren

ABS je nejen rozměrově výhodný, ale také se s ním snadno pracuje. Je nejlépe použitelný pro spotřební elektroniku a další výrobky, které vyžadují vysokou úroveň přesnosti a stability.

Nylon (polyamid, PA)

Nylon je pevný a pružný. Obvykle se svařuje s kovovými vložkami do konstrukčních prvků, např. automobilových držáků nebo stavebních dílů.

Polykarbonát (PC)

Polykarbonát je nejen odolný proti praskání, ale také houževnatý. Uplatňuje se především při výrobě krytů pro elektroniku a zdravotnické vybavení a dalších zařízení, která vyžadují odolnost.

Polyetheretherketon (PEEK)

PEEK má konkurenční výhodu oproti tepelným a chemickým. Uplatní se ve vysoce výkonném strojírenství, leteckém a lékařském průmyslu.

Polypropylen (PP)

Polypropylen není viskózní a nereaguje ani na velké množství chemických látek. Používá se na domácí a spotřební zboží a na automobilové díly.

Polyethylen (PE)

Polyethylen je levný a také pružný. Primárně se používá v osvětlovací technice, např. v obalech nebo ochranných pouzdrech.

Termoplastický polyuretan (TPU) a termoplastický elastomer (TPE)

TPU a TPE jsou měkké, pružné a podobné gumě. Jsou ideální pro přetváření rukojetí, těsnění nebo dílů, které vyžadují tlumení nárazů.

Výběr správného materiálu

Výběr materiálu pro výrobu výlisků je dán funkčností dílu, úkolem vložky a jejím fungováním. Kromě toho, že by měl poskytovat požadovanou pevnost a pružnost, měl by být také dobře tekutým plastem spojujícím vložku.

Geometrie dílu a umístění vložky:

 Tato funkce platí pro všechny díly.

 Geometrie dílu a umístění vložky:

 Jedná se o funkci, kterou lze použít na jakoukoli část.

Udržení destičky závisí na tvaru dílu. Umístění destičky by mělo být takové, aby kolem ní byl dostatečný plast. Člověk by neměl mít pojistku příliš blízko hran nebo úzkých stěn, protože by mohla prasknout nebo se ohnout.

Plast obklopující vložku by měl mít hladkou tloušťku. Náhlá změna tloušťky může mít za následek buď nerovnoměrné ochlazení, nebo smrštění. V případě vložky je s ohledem na pevnost a stabilitu dostatečná běžná tloušťka plastu 2-5 mm.

Konstrukčními prvky, které lze použít k podepření vložky, jsou žebra, průvlaky a klíny. Při jejich použití dochází k rozptýlení napětí a potlačení pohybu. Po správné instalaci vložky má člověk jistotu, že je díl na svém místě a že účinně funguje.

Technické srovnání termoplastů pro vkládací lisování

Výhody vkládacích výlisků

Silné a odolné díly

Proces vstřikování zahrnuje spojení plastu a kovu do jednoho celku. Díky tomu jsou součásti odolné, robustní a lze je používat opakovaně.

Snížená montáž a práce

Vložka se vloží do plastu a není nutná žádná další montáž. To šetří čas a práci a snižuje možnost chyb při montáži.

Přesnost a spolehlivost

Vložka je pevně spojena s lištou. Tím je zaručeno, že rozměry jsou stejné a mechanická pevnost se zvyšuje, čímž se zvyšuje spolehlivost dílů.

Flexibilita designu

Výroba složitých konstrukcí pomocí vstřikování by byla obtížná při běžné montáži. Pro splnění funkčních požadavků je možné použít kov a plast v nové kombinaci.

Nákladová efektivita

Vložkování také snižuje plýtvání materiálem a náklady na montáž při velkých objemech výroby. Zvyšuje efektivitu a celkovou kvalitu výrobků, a proto je dlouhodobě nákladově efektivní.

Použití vkládacích výlisků

Automobilový průmysl

Automobilový průmysl je typickou aplikací vkládání výlisků. Plastové součásti mají kovové vložky, které dodávají součástem, jako jsou držáky, části motoru a konektory, pevnost. Díky tomu je montáž méně náročná a trvanlivost větší.

Elektronika

Elektronika. Výhodou vkládaného lisování je, že je možné do plastového pouzdra přidat konektory, senzory a obvody. To zaručí bezpečnost křehkých součástek a relativně usnadní proces montáže.

Zdravotnické prostředky

Technologie vstřikování vložek je velmi využívaná v lékařských přístrojích, které vyžadují vysokou přesnost a dlouhou životnost. Uplatňuje se při výrobě chirurgických přístrojů, diagnostických zařízení a odolných kombinací plastů a kovů.

Spotřební zboží

Spotřební zboží, jako je elektrické nářadí, spotřebiče a sportovní vybavení, se většinou lisuje pomocí vkládacích forem. Zpevňuje a zjednodušuje montážní proces a umožňuje ergonomické nebo složité konstrukce.

Průmyslové aplikace, letectví a kosmonautika.

Na stránkách vkládání výlisků se používá také v těžkém průmyslu a letectví. Vysoce výkonné plasty plněné kovem mají lehké a pevné součásti, které jsou odolné proti teplu a opotřebení.

Použité materiály

Způsob vstřikování s vložkou vyžaduje vhodné materiály pro plast a vložku. Výběr povede k výkonu, stabilitě a výkonnosti.

Kovové vložky

Kovové vložky se obvykle používají proto, že jsou hrubé a odolné. Jedná se především o ocel, mosaz a hliník. U dílů se zatížením lze použít ocel, mosaz nemůže podléhat korozi a hliník je lehký.

Plastové vložky

Plastové vložky jsou odolné proti korozi a lehké. Používají se v aplikacích s nízkým zatížením nebo v dílech, které nejsou vodivé. Plastové vložky lze také tvarovat do složitých tvarů.

Keramické a kompozitní vložky.

Keramické a kompozitní destičky se používají k dosažení tepelné, otěruvzdorné nebo chemické odolnosti. Obvykle se používají v leteckém průmyslu, lékařství a průmyslu. Keramika je odolná vůči vysokým teplotám a kompozity jsou také tuhé, ale mají nízkou tepelnou roztažnost.

Termoplastické předlisky

Okolí vložky je z termoplastu, který je zpravidla plastem. Mezi dostupné varianty patří ABS, nylon, polykarbonát, PEEK, polypropylen, polyethylen, TPU a TPE. ABS je tvarovatelný, stabilní, nylon je pružný a pevný a polykarbonát je nárazuvzdorný materiál. TPU a TPE jsou měkké a gumovité materiály, které se používají jako těsnění nebo úchyty.

Kompatibilita materiálů

Předpokládá se, že plast a kov rostou ve vzájemném poměru, aby se eliminovalo pnutí nebo deformace. Plasty musí být k vložce přilepeny pro případ, že by se neměly oddělit. U plastových vložek by měl materiál přetlaku získat lepidlo, aby se zajistila jeho pevnost.

Tipy pro výběr materiálu

Zvažte zatížení, teplotu, chemické látky a expozici konstrukce dílu. Kovové vložky jsou odolné, plastové vložky jsou lehké a keramika odolá extrémním podmínkám. Materiál overmold musí být schopen splnit všechny funkční požadavky. 

Analýza nákladů

Vložený plast umožní ušetřit peníze, které by byly použity na upevnění jednotlivých dílů. Snížení úrovně montáže bude znamenat snížení počtu dělníků a zrychlení výroby.

Počáteční náklady na výrobu forem a nástrojů jsou vyšší. Multiplexní formy se sadou vložek v určité poloze jsou dražší. Jednotkové náklady jsou však nižší při velkém objemu výroby.

Volba materiálu je také faktorem nákladů. Plastové vložky jsou levnější než kovové. PEEK je vysoce výkonný plast, který je ve srovnání s běžně používanými plasty, včetně ABS nebo polypropylenu, nákladný.

Celkově bude cena vstřikování při středním až velkém objemu výroby minimální. Ušetří čas montáže, zlepší kvalitu dílů a sníží dlouhodobé výrobní náklady.

Problémy s lisováním vložek

Navzdory vysoké účinnosti vkládacích forem má i své problémy:

Tepelná roztažnost: U kovu a plastu se projeví rozdíly v rychlosti, a tedy i deformace.

Vložte pohyb: Vložky se mohou pohybovat již během vstřikování, pokud nejsou pevně zafixovány.

Kompatibilita materiálů: Ne všechny plasty jsou kompatibilní se všemi kovy.

Náklady na nástroje a seřízení malých forem: Nástroje a seřízení formy mohou být při velmi malých množstvích nákladné.

Tyto problémy jsou omezeny na minimum díky dobré konstrukci, přípravě formy a kontrole procesu.

Budoucnost vkládacích forem

Vkládací lisování je ve fázi vývoje. Ke zvýšení efektivity se využívají nové materiály, zdokonalené stroje a automatizace, příležitostí se stává také 3D tisk a hybridní výrobní procesy. Díky své schopnosti vyrábět lehké, pevné a přesné díly vzhledem k nutnosti dílů bude vstřikování významným výrobním procesem.

Pokud jde o asistenci s Sincere Tech

V případě vstřikování a přetlačování nabízíme vysoce kvalitní, správná a spolehlivá řešení vstřikování u Sincere Tech. Naše technologie a ruční pracovníci zajistí, že každý díl bude odpovídat vašim požadavkům. Jsme silní v oblasti dlouhodobých, složitých a úsporných výlisků pro automobily, elektroniku, zdravotnictví a spotřební zboží. Váš výrobní proces je snadný a efektivní, a to díky naší době realizace a skvělému zákaznickému servisu. Přecházíte k Sincere Tech a se společností budete pracovat v souladu s přesností, kvalitou a vaším úspěchem. Důvěřujte nám a nechte pro nás realizovat své návrhy správně, spolehlivě a podle průmyslových standardů.

Závěr

Vkládání výlisků je výrobní proces, který je flexibilní a efektivní. Umožňuje konstruktérům použít jedinou výkonnou součást, která je kombinací kovu a plastu. Využití vstřikování v průmyslu v průběhu let je způsobeno jeho výhodami, mezi které patří výkon, přesnost a nízké náklady. Spolu s pokrokem v oblasti materiálů a automatizace však získává stále větší jistotu. Řešení výroby pomocí vkládacích forem představuje v kontextu moderní výroby úsporu času, snížení nákladů a vysokou kvalitu výrobků.