Narzędzie do formowania wtryskowego jest jednym z najważniejszych aspektów dzisiejszej produkcji szerokiej gamy części z tworzyw sztucznych. Poza tym ma kilka zastosowań na rynku. Produkty te mogą obejmować zarówno części samochodowe, jak i przybory domowe itp. Niniejszy artykuł pomoże w bardziej szczegółowej analizie narzędzi do formowania wtryskowego. Skupimy się na różnych kategoriach, tych obecnie dostępnych na rynku oraz wiodących producentach.

Czym jest oprzyrządowanie do formowania wtryskowego?

Oprzyrządowanie do formowania wtryskowego można zdefiniować jako sprzęt i narzędzia używane w procesie formowania wtryskowego. Pomagają one kształtować stopiony plastik w gotowe części. Poza tym proces ten jest bardzo ważny w masowej produkcji złożonych elementów z tworzyw sztucznych i oferuje wysoką precyzję i wydajność. Może to obejmować formowanie plastiku przy użyciu różnych projektów komponentów. Co więcej, zestaw narzędzi do formowania wtryskowego składa się z podstawy formy, jej rdzenia, kanałów chłodzących i płyty wnęki. Tak więc cała ta konfiguracja zapewnia, że stopiony plastik będzie dokładnie kształtował, a następnie schładzał i wyrzucał z formy.

Jak powstają narzędzia do formowania wtryskowego? Kompletny proces

Oto właściwy, szczegółowy proces formowania narzędzi wtryskowych.

1. Faza projektowania

●       Projekt koncepcyjny: Zaczyna się od opracowania przez inżynierów i projektantów koncepcyjnego projektu formy zgodnie ze specyfikacją produktu. Specyfikacje te mogą dotyczyć geometrii części, mediów przepływowych lub mediów chłodzących.

●       Modelowanie CAD: Następnie Narzędzie CAD służy do tworzenia precyzyjnego modelu 3D formy, która ma zostać wyprodukowana. Główne elementy obejmują układ komponentów, szkicowanie, wlew i system chłodzenia.

●       Przegląd projektu: Po zakończeniu i sprawdzeniu jest on ponownie sprawdzany, aby zagwarantować, że spełnia wymagania funkcjonalne i produkcyjne. Może to polegać na przewidywaniu przepływu metalu w formie, sposobu chłodzenia formy lub miejsca i sposobu wyrzucania części.

2. Prototypowanie

W tym przypadku prototypowa forma jest często wykonana z tańszego materiału, aluminium. Ta prototypowa forma jest zwykle używana do testowania projektu i potwierdzania funkcjonalności formy. Ten krok zazwyczaj pomaga zidentyfikować potencjalne problemy i wprowadzić poprawki przed ostateczną produkcją.

 3. Produkcja narzędzi

●       Wybór materiału: Po sfinalizowaniu projektu i jego specyfikacji, kolejnym krokiem jest wybór odpowiedniego materiału narzędziowego. Typowe materiały mogą obejmować stal narzędziową (np. P20, H13), stal nierdzewną lub aluminium. Ich wybór zależy od takich czynników jak wielkość produkcji, złożoność części i koszty.

●       Obróbka skrawaniem: Procesy obróbki CNC są następnie wykorzystywane do cięcia i kształtowania formowanych komponentów z wybranego materiału. Procesy te to zazwyczaj frezowanie, wiercenie i precyzyjne szlifowanie. Dzięki temu można uzyskać wymagane wymiary i wykończenie powierzchni.

●       Obróbka cieplna: Następnie, Niektóre materiały narzędziowe przechodzą przez procesy obróbki cieplnej, tj. hartowanie i odpuszczanie. Pomagają one zoptymalizować ich właściwości mechaniczne, takie jak twardość i wytrzymałość.

4. Montaż

●       Podstawa formy: Tuż po wyprodukowaniu, podstawa formy, gniazdo i inne komponenty są montowane. Obejmuje to przede wszystkim wkładki montażowe, prowadnice i wszelkie niezbędne mechanizmy do przeprowadzania procesów wyrzucania i chłodzenia części.

●       Dopasowanie i wyrównanie:  Tutaj komponenty są starannie dopasowane i wyrównane. Mogą więc pomóc w przeprowadzeniu precyzyjnych operacji podczas formowania wtryskowego.

5. Obróbka powierzchni

W tym przypadku krytyczne powierzchnie formy, tj. wnęka i rdzeń, przechodzą przez procesy wykańczania powierzchni. Dzięki temu mogą uzyskać wymaganą gładkość i teksturę. Może to obejmować polerowanie, obróbkę elektroerozyjną (EDM) lub procesy teksturowania. Wszystkie te procesy pomagają nadać formowanym częściom określone właściwości powierzchni.

6. Testowanie i walidacja

●       Przebiegi próbne: Po całkowitym przygotowaniu formy, jest ona poddawana próbom. Są one wykonywane przy użyciu docelowej wtryskarki i materiału w warunkach produkcyjnych. Faza ta potwierdza funkcjonalność formy, jakość części i wydajność.

●       Korekty: Jeśli występuje jakikolwiek problem z pleśnią lub powierzchnią, konieczne jest Można dokonać regulacji systemów chłodzenia, bramkowania lub wyrzucania. W ten sposób mogą pomóc zoptymalizować jakość części i czas cyklu.

Rodzaje narzędzi do formowania wtryskowego

Przyjrzyjmy się różnym rodzajom dostępnych narzędzi do formowania wtryskowego.

1. Formy z pojedynczą wnęką

Formy jednogniazdowe mogą tworzyć jedną część na raz w jednym ujęciu. Formy te są stosowane w przypadku produkcji krótkoseryjnej lub gdy istnieje potrzeba produkcji części prototypowych. Ze względu na swoją podstawową strukturę, formy jednogniazdowe są stosunkowo tańsze i łatwiejsze w budowie niż formy wielogniazdowe. Mimo to działają powoli, ponieważ tworzą część tylko raz, w jednym cyklu. Są one zwykle używane tam, gdzie istnieje potrzeba ścisłej tolerancji lub gdzie część może mieć oznaczenie, które jest trudne do utworzenia w formie wielogniazdowej.

2. Formy wielokomorowe

Formy wielogniazdowe mają wiele gniazd w tej samej formie, które zapewniają różne identyczne części w każdym cyklu wtrysku. Pomaga to zwiększyć wydajność produkcji, a także sprawia, że formy wielogniazdowe nadają się do produkcji wielkoseryjnej. Poza tym formy te są bardziej złożone i kosztowne w produkcji i projektowaniu w porównaniu do form jednogniazdowych. Pomagają one jednak zwiększyć produkcję i obniżyć koszty jednostkowe. Może to więc uzasadnić początkową inwestycję, jeśli chodzi o scenariusze produkcji masowej.

3. Formy rodzinne

Formy rodzinne tworzą kilka wnęk, które produkują różne części w tym samym czasie w jednym cyklu. Oznacza to, że każda wnęka formy tworzy część, co może być idealne dla środowisk montażowych, w których najczęściej potrzebne są liczne części jednocześnie. Formy rodzinne są często używane do formowania części należących do określonej grupy. Ponieważ umożliwiają one jednoczesne formowanie członków tej grupy, co skraca czas. Muszą być jednak bardzo dobrze zaprojektowane pod względem czasu napełniania i chłodzenia dla wszystkich wnęk w formie. Ten warunek może sprawić, że będą one trudniejsze w produkcji i utrzymaniu niż formy jednogniazdowe lub wielogniazdowe.

4. Formy dwustrzałowe

Formy dwustrzałowe lub formy wielomateriałowe lub wielokolorowe umożliwiają formowanie dwóch różnych materiałów lub kolorów w jednym cyklu. Technika ta jest najlepsza w wielu przypadkach, takich jak koła zębate wymagające zastosowania różnych kolorów lub materiałów. W ten sposób można uzyskać części z uchwytami lub wielokolorowymi obszarami. Proces obejmuje dwa oddzielne cykle wtrysku: pierwszy materiał jest wtryskiwany, a następnie częściowo chłodzony. Następnie materiał jest wtryskiwany nad lub wokół pierwszego materiału. Funkcjonalność i wygląd części można poprawić dzięki metodzie formowania dwustrzałowego. Proces ten wymaga jednak ekskluzywnego sprzętu i dokładnych projektów form.

5. Formy do gorących kanałów

Formy te wykorzystują system grzewczy, dzięki czemu mogą utrzymywać tworzywo sztuczne w stanie stopionym, gdy przepływa ono przez system kanałów do gniazd formy. Takie podejście do kopiowania odlewów zmniejsza ilość odpadów z tworzyw sztucznych, ponieważ nie ma już prowadnic, które należy odpiąć i poddać recyklingowi. Systemy gorących kanałów mogą skrócić czas cyklu i poprawić jakość części, ponieważ pomagają utrzymać ciągłość stopionego tworzywa sztucznego, poprawiając w ten sposób słabe wykończenie powierzchni. Systemy zimnokanałowe są łatwiejsze do zaprojektowania niż formy gorącokanałowe, ale te ostatnie są stosunkowo drogie zarówno w projektowaniu, jak i produkcji, a także w konserwacji.

6. Formy zimnokanałowe

Formy zimnokanałowe mają kanały, przez które przepływa stopione tworzywo sztuczne, zanim dostanie się do wnęk. Z kolei w systemach zimnokanałowych bloki kanalików zestalają się wraz z częścią i muszą być usuwane, a następnie często poddawane recyklingowi lub usuwane. Formy te są generalnie łatwiejsze i tańsze niż formy gorącokanałowe. Dlatego nadają się do powszechnego użytku. W związku z tym produkują więcej złomu, a czas cyklu może być dłuższy ze względu na konieczność ponownego stopienia i obsługi zestalonych prowadnic.

Różne kluczowe parametry i wartości związane z oprzyrządowaniem do formowania wtryskowego

Oto niektóre kluczowe parametry i wartości, które są ogólnie związane z Oprzyrządowanie do formowania wtryskowego.

Jakie są zalety oprzyrządowania do form wtryskowych?

●       Wysoka wydajność: Można jednak zauważyć, że po zaprojektowaniu i skonstruowaniu form, faktyczny proces wtryskiwania materiału do formy jest bardzo wydajny, co skutkuje stworzeniem wielu części w krótkim czasie.

●       Spójność i precyzja: Formowanie wtryskowe skutkuje również dokładnym i równomiernym uwalnianiem formy, zapewniając w ten sposób podobne tolerancje dla dużych serii tej samej części.

●       Geometrie złożone: Proces ten umożliwia projektantom tworzenie wielopłaszczyznowych i wyszukanych wzorów na częściach. Coś, co nie byłoby możliwe w przypadku innych technik.

●       Formy, Odmiana: Zarówno polimery termoplastyczne, jak i termoutwardzalne, a także elastomery, są preferowane jako większość materiałów. Ponieważ wykazują one elastyczność w doborze.

●       Niski poziom odpadów: Formowanie wtryskowe jest dziś przyjazne dla środowiska, głównie dzięki systemom gorących kanałów. Poza tym nie pozwala na marnowanie materiału.

●       Wytrzymałość i trwałość: Umożliwia to włączenie wypełniaczy do wtryskiwanego materiału w celu poprawy wytrzymałości i trwałości części.

●       Automatyzacja: Formowanie wtryskowe może wiązać się z wysokim poziomem automatyzacji; ma to zwykle wpływ na obniżenie kosztów pracy, a także zwiększenie wydajności.

Jakie są wady oprzyrządowania do form wtryskowych?

Oto kilka wad i ograniczeń oprzyrządowania do form wtryskowych.

●       Wysoki początkowy koszt oprzyrządowania: Tworzenie i rozwój form wiąże się z dużymi kosztami, ponieważ projekty mogą być złożone, co często prowadzi do bardzo wysokich kosztów.

●       Długi czas realizacji zamówienia: Od projektu do produkcji może minąć dużo czasu, co jest, prawdę mówiąc, czasochłonne w przypadku projektów o napiętych harmonogramach.

●       Ograniczenia projektowe: Wymiana form jest kosztowna, a czasami wymaga zakupu nowych form. 

●       Maszyna; ma ograniczenia: W przypadku formowania wtryskowego nie jest możliwe użycie wszystkich materiałów, co zawęża rodzaj stosowanego materiału.

●       Ograniczenia rozmiaru części: Produkcja jest ograniczona rozmiarem formy i maszyny; jest to trudne w przypadku dużych części.

●       Kompleksowa konserwacja: Z drugiej strony, formy wymagają okresowej konserwacji, aby mogły zagwarantować wydajność i trwałość.

●       Wyzwania związane z kontrolą jakości: Może to być trudne do utrzymania, zwłaszcza przy wielu seriach produkcyjnych na obecnych rynkach światowych. 

●       Wpływ na środowisko: Jako proces produkcyjny, formowanie wtryskowe może wytwarzać tworzywa sztuczne, a tym samym odpady z tworzyw sztucznych, co wymaga środków usuwania odpadów. 

Wnioski

Podsumowując, narzędzia do formowania wtryskowego zajmują bardzo ważne miejsce w nowoczesnej produkcji. Zapewniają wszechstronność i wydajność w produkcji części z tworzyw sztucznych. Dlatego bardzo ważne jest, aby zrozumieć różne rodzaje narzędzi i czynniki wpływające na wybór odpowiedniego producenta. Oprócz tego, jakość i precyzja, obsługa klienta, koszt i czas realizacji są również bardzo ważnymi czynnikami przy wyborze producenta. Ponadto ta dziedzina formowania wtryskowego stale się rozwija i osiąga optymalną wydajność i zrównoważony rozwój w operacjach produkcyjnych.

Często zadawane pytania

Q1. Jak długo trwa produkcja oprzyrządowania do formowania wtryskowego?

Czas realizacji to czas potrzebny na wytworzenie produktu. Może on trwać od kilku tygodni do kilku miesięcy, w zależności od złożoności projektu. Poza tym może się on zmieniać w czasie.

Q2. Jakie czynniki należy wziąć pod uwagę przy wyborze producenta narzędzi?

Czynnikiem tym może być doświadczenie, jakość, obsługa klienta, cena, czas i zdolność do przetwarzania określonych materiałów. Poza tym należy również wziąć pod uwagę skomplikowane części.

Q3. Jakie są typowe problemy związane z formowaniem wtryskowym?

Takie problemy obejmują wady części, tj. wypaczenia lub ślady zapadania się, wahania jakości oraz wymóg lokalizacji dotyczący ścisłej kontroli czynników wtrysku.