Fröccsöntő szerszám a műanyag alkatrészek széles körének mai gyártása során az egyik legjelentősebb szempont. Emellett számos alkalmazása van a piacon. Ezek a termékek az autóalkatrészektől a háztartási eszközökig és így tovább terjedhetnek. Ez a cikk segít a fröccsöntő szerszámok részletesebb elemzésében. Különböző kategóriákra, a jelenleg a piacon lévőkre és a vezető gyártókra fogunk összpontosítani.

Mi az a fröccsöntéses szerszámozás?

Fröccsöntő szerszámok a fröccsöntési folyamat során használt berendezések és szerszámok. Tehát segíthet az olvadt műanyag kész alkatrésszé alakításában. Emellett ez a folyamat nagyon fontos az összetett műanyag tárgyak tömeggyártásában, és nagy pontosságot és hatékonyságot biztosít. Ez magában foglalhatja a műanyag fröccsöntését különböző alkatrész-kialakítások alkalmazásával. Ezenkívül a fröccsöntő szerszámbeállítás egy szerszámalapból, annak magjából, hűtőcsatornákból és egy üreglemezből áll. Tehát ez az egész beállítás biztosítja, hogy az olvadt műanyag pontosan formázza, majd lehűljön és kilökődjön a szerszámból.

Hogyan készülnek a fröccsöntő szerszámok? Egy teljes folyamat

Íme egy megfelelő, részletes folyamat a fröccsöntőszerszámok formázására.

1. Tervezési szakasz

●       Koncepcionális tervezés: Ez azzal kezdődik, hogy a mérnökök és a tervezők a termékleírásnak megfelelően elkészítik a koncepcionális szerszámtervet. Ezek a specifikációk lehetnek alkatrészgeometria, áramlási közeg vagy hűtőközeg.

●       CAD modellezés: Akkor a A CAD eszközt a gyártandó öntőforma pontos 3D-s modelljének elkészítéséhez használják. A főbb összetevők közé tartozik az alkatrészek elrendezése, a rajzolás, a kapuzás és a hűtőrendszer.

●       Tervezési felülvizsgálat: Miután elkészült és felülvizsgálják, ismét ellenőrzik, hogy garantálják, hogy megfelel a funkcionális és gyártási követelményeknek. Ez tehát állhat annak előrejelzéséből, hogy hogyan áramlik a fém a szerszámban, hogyan hűl a szerszám, vagy hol és hogyan lökődnek ki az alkatrészek.

2. Prototípusok készítése

Itt a prototípus öntőforma gyakran olcsóbb anyagból, alumíniumból készül. Ezt a prototípus szerszámot általában a tervezés tesztelésére és a szerszám működőképességének megerősítésére használják. Ez a lépés tehát általában segít azonosítani a lehetséges problémákat, és a végleges gyártás előtt kiigazításokat végezni.

 3. Szerszámgyártás

●       Anyagválasztás: Miután véglegesítette a tervet és annak specifikációit, a következő lépés a megfelelő szerszámanyag kiválasztása. Így a leggyakoribb anyagok közé tartozhat a szerszámacél (például P20, H13), a rozsdamentes acél vagy az alumínium. Kiválasztásuk olyan tényezőktől függ, mint a gyártási mennyiség, az alkatrész összetettsége és a költségmegfontolások.

●       Megmunkálás: Ezután CNC megmunkálási folyamatokat használnak a kiválasztott anyagból öntött alkatrészek kivágására és alakítására. Ezek az eljárások általában marás, fúrás és precíziós köszörülés. Így érik el a kívánt méreteket és felületi felületeket.

●       Hőkezelés: Ezután, egyes szerszámanyagok hőkezelési folyamatokon, azaz edzésen és edzésen mennek keresztül. Ezek segítenek optimalizálni mechanikai tulajdonságaikat, például a keménységet és a szívósságot.

4. Összeszerelés

●       Formabázis: Közvetlenül a gyártás után a szerszámalapot, az üreget és más alkatrészeket összeszerelik. Tehát elsősorban a szerelőbetéteket, a csúszkákat és az alkatrész-kidobási és hűtési folyamatok elvégzéséhez szükséges mechanizmusokat foglalja magában.

●       Beillesztés és igazítás:  Itt az alkatrészeket gondosan illesztik és igazítják egymáshoz. Így segítenek a precíz műveletek elvégzésében a fröccsöntés során.

5. Felületkezelés

Itt a szerszám kritikus felületei, azaz az üreg és a mag, felületkezelési eljárásokon mennek keresztül. Így kaphatják meg a kívánt simaságot és textúrát. Ez tehát magában foglalhat polírozást, EDM (Electrical Discharge Machining, elektromos kisüléses megmunkálást) vagy textúrázási eljárásokat. Ezek mind segítenek abban, hogy az öntött alkatrészeknek meghatározott felületi jellemzőket kölcsönözzenek.

6. Tesztelés és validálás

●       Próbafutások: Miután a penész teljesen elkészült, a próbafuttatásokat végzik. Ezeket a célzott fröccsöntőgép és anyag felhasználásával, gyártási körülmények között végzik. Ez a fázis tehát a szerszám működőképességét, az alkatrész minőségét és teljesítményét bizonyítja.

●       Beállítások: Ha bármilyen probléma merül fel a penész vagy a felszínborítás, szükséges a hűtés, a kapuzás vagy a kilövő rendszer beállításai elvégezhetők. Így segíthetnek az alkatrészminőség és a ciklusidő optimalizálásában.

A fröccsöntő szerszámok típusai

Nézzük meg a különböző típusú fröccsöntőszerszámokat.

1. Egy üregű szerszámok

Az egy üregű szerszámok egyszerre egy alkatrészt tudnak egyetlen lövéssel megformázni. Ezeket az öntőformákat akkor használják, ha kis sorozatban gyártanak, vagy ha prototípus alkatrészeket kell gyártani. Alapszerkezetükből adódóan az együregű öntőformák viszonylag olcsóbbak és könnyebben megépíthetők, mint a többüregű öntőformák. Mégis lassan dolgoznak, mert az alkatrészt csak egyszer, egyetlen ciklusban hozzák létre. Általában ott használják őket, ahol szoros tűrésre van szükség, vagy ahol az alkatrésznek olyan jelölése lehet, amelyet nehéz több üregű szerszámmal létrehozni.

2. Több üregű formák

A több üregű szerszámok több üreggel rendelkeznek ugyanazon a szerszámon belül, amelyek minden egyes fröccsöntési ciklusban különböző azonos alkatrészeket biztosítanak. Ez tehát hozzájárul a termelés hatékonyságának növeléséhez, és a több üregű szerszámokat nagy volumenű gyártásra is alkalmassá teszi. Emellett ezeket a szerszámokat összetettebb és drágább elkészíteni és megtervezni, mint az egy üregű szerszámokat. Ugyanakkor segítenek a termelés növelésében és az alkatrészenkénti költségek csökkentésében. Így tömeggyártási forgatókönyvek esetén indokolttá tehetik a kezdeti beruházást.

3. Családi penészgombák

A családi formák több üreget hoznak létre, amelyek egy ciklusban egyszerre többféle alkatrészt állítanak elő. Ez azt jelenti, hogy a szerszám minden egyes ürege egy-egy alkatrészt formáz, és ez ideális lehet olyan összeszerelési környezetekben, ahol leggyakrabban egyszerre számos alkatrészre van szükség. A családi öntőformákat gyakran használják egy adott csoportba tartozó alkatrészek öntésére. Mivel lehetővé teszik e csoport tagjainak egyidejű öntését, ami csökkenti az időt. Azonban nagyon jól meg kell tervezni őket a szerszám összes üregének töltési és hűtési ideje szempontjából. Ez a feltétel megnehezítheti a gyártásukat és fenntartásukat, mint az egy- vagy több üregű szerszámokét.

4. Kétlövetű formák

A kétlövetű öntőformák vagy a több anyagból vagy több színből készült öntőformák lehetővé teszik, hogy két különböző anyagot vagy színt egy ciklusban öntsenek. Ez a technika sok esetben a legjobb, például olyan fogaskerekek esetében, amelyek különböző színek vagy anyagok beépítését igénylik. Így olyan alkatrészek jöhetnek létre, amelyek fogantyúkkal vagy több színű területekkel rendelkeznek. A folyamat két külön fröccsöntési ciklust foglal magában: az első anyagot befecskendezik, majd részben lehűtik. Másodszor az anyagot az első anyag fölé vagy köré fecskendezik. A kétlövetű fröccsöntési módszerrel az alkatrészek funkciója és megjelenése javítható. Ez az eljárás azonban exkluzív berendezéseket és a szerszámok pontos kialakítását igényli.

5. Forró futószerszámok

Ezek a szerszámok fűtőrendszert használnak, hogy a műanyagot olvadt állapotban tudják tartani, miközben az a futórendszeren keresztül a szerszámüregekbe áramlik. Az öntvényként történő másolás ilyen megközelítése csökkenti a műanyaghulladék nagyságát, mivel már nincsenek olyan futók, amelyeket ki kell bontani és újrahasznosítani. A forrócsatornás rendszerek csökkenthetik a ciklusidőt és javíthatják az alkatrész minőségét, mivel segítenek fenntartani az olvadt műanyag folytonosságát, ezáltal javítva a rossz felületi felületre vonatkozó figyelmeztetéseket. A hidegcsatornás rendszereket könnyebb megtervezni, mint a melegcsatornás szerszámokat, de az utóbbiak viszonylag drágák mind a tervezés, mind a gyártás, mind a karbantartás terén.

6. Hideg futóformák

A hidegcsatornás szerszámok csatornákkal rendelkeznek, amelyeken keresztül a műanyag olvadék átfolyik, mielőtt az az üregekbe kerülne. Ezzel szemben a hidegcsatornás rendszereknél a csatornatömbök az alkatrésszel együtt megszilárdulnak, és azokat el kell távolítani, majd gyakran újrahasznosítani vagy el kell őket adni. Ezek a szerszámok általában egyszerűbbek és olcsóbbak, mint a melegcsatornás szerszámok. Ezért alkalmasak széles körű használatra. Így több selejt keletkezik belőlük, és a ciklusidő hosszabb lehet, mivel a megszilárdult futóelemeket újra kell olvasztani és kezelni kell.

A fröccsöntéses szerszámozással kapcsolatos különböző kulcsparaméterek és értékek

Itt vannak bizonyos kulcsfontosságú paraméterek és értékek, amelyek általában a következőkhöz kapcsolódnak fröccsöntő szerszámok.

Milyen előnyei vannak a fröccsöntéses szerszámozásnak?

●       Nagy hatékonyság: Megjegyzendő azonban, hogy miután a szerszámokat megtervezték és megépítették, az anyagnak a szerszámba történő befecskendezésének tényleges folyamata rendkívül hatékony, ami rövid időn belül sok alkatrész létrehozását eredményezi.

●       Következetesség és pontosság: A fröccsöntés emellett pontos és egyenletes formakiválasztást is eredményez, így hasonló tűréshatárokat biztosít ugyanazon alkatrész nagy sorozatban történő gyártása esetén.

●       Komplex geometriák: A folyamat lehetővé teszi a tervezők számára, hogy sokrétű és bonyolult formatervezéssel álljanak elő az alkatrészeken. Valami olyat, ami más technikákkal nem lenne lehetséges.

●       Formák, Fajta: A hőre lágyuló és hőre keményedő polimerek, valamint az elasztomerek egyaránt előnyben részesülnek, mint a legtöbb anyag. Mivel rugalmas választékot mutatnak.

●       Alacsony hulladék: A fröccsöntés ma már környezetbarát, főként a forrócsatornás rendszereknek köszönhetően. Emellett nem engedi meg az anyaghulladékot.

●       Erő és tartósság: Lehetővé teszi a töltőanyagok beépítését a fröccsöntött anyagba az alkatrészek szilárdságának és tartósságának javítása érdekében.

●       Automatizálás: A fröccsöntés nagyfokú automatizálással járhat; ez általában hatással van a munkaerőköltségek csökkentésére és a termelékenység növelésére.

Milyen hátrányai vannak a fröccsöntéses szerszámkészítésnek?

Íme néhány hátránya és korláta a fröccsöntéses szerszámozásnak.

●       Magas kezdeti szerszámköltség: A szerszámok létrehozása és fejlesztése sok költséggel jár, mivel a tervek összetettek lehetnek, ami gyakran nagyon magas költségeket eredményez.

●       Hosszú átfutási idő: A tervezéstől a gyártásig hosszú idő telhet el, ami az igazat megvallva időigényes, ha szoros ütemtervű projektekről van szó.

●       Tervezési korlátozások: A formák cseréje költséges, és időnként teljesen új formákat kell beszerezni. 

●       Gép; vannak korlátai: A fröccsöntés során nem lehet minden anyagot felhasználni, ami leszűkíti a felhasználandó anyagtípust.

●       Alkatrészméret-korlátozások: A gyártást a szerszám és a gép mérete korlátozza; a nagyméretű alkatrészek esetében ez nehézkes.

●       Komplex karbantartás: Másrészt a szerszámok rendszeres karbantartást igényelnek, hogy garantálni tudják a termelékenységet és a tartósságot.

●       Minőségellenőrzési kihívások: Kihívást jelenthet a fenntartása, különösen a jelenlegi világpiacokon a sok gyártás miatt. 

●       Környezeti hatás: A fröccsöntés, mint gyártási folyamat, műanyagot termelhet, és így műanyaghulladékot termelhet, ami hulladékkezelési intézkedéseket tesz szükségessé. 

Következtetés

Összefoglalva, a fröccsöntő szerszámok nagyon fontos helyet foglalnak el a modern gyártásban. Sokoldalúságot és hatékonyságot biztosít a műanyag alkatrészek gyártásában. Ezért nagyon fontos, hogy megértsük a különböző szerszámtípusokat és a megfelelő gyártó kiválasztásának tényezőit. Emellett a minőség és a pontosság, az ügyfélszolgálat, a költségek és az átfutási idő is nagyon fontos szempontok a gyártó kiválasztásakor. Ezenkívül a fröccsöntés ezen területe folyamatosan fejlődik, és optimális teljesítményt és fenntarthatóságot ér el a gyártási műveletekben.

Gyakran ismételt kérdések

Q1. Mennyi ideig tart a fröccsöntő szerszámok gyártása?

Az átfutási idő a termék gyártásához szükséges idő. Ez tehát a tervezés összetettségétől függően néhány héttől akár több hónapig is eltarthat. Emellett idővel változhat is.

Q2. Milyen tényezőket kell figyelembe venni a szerszámgyártó kiválasztásakor?

Ez a tényező lehet tapasztalat, minőség, ügyfélszolgálat, ár, idő és bizonyos anyagok feldolgozásának képessége. Emellett a bonyolult alkatrészeket is figyelembe kell venni.

Q3. Melyek a fröccsöntési szerszámok gyakori problémái?

Ilyen problémák közé tartoznak az alkatrészhibák, azaz a vetemedések vagy a süllyedésnyomok, a minőségi eltérések, valamint a lokalizációnak a befecskendezési tényezők szigorú ellenőrzésére vonatkozó követelménye.