Procesul de producție în domeniul fabricării s-a schimbat într-un ritm ridicat în ultimele câteva decenii, iar printre cei mai importanți contribuitori la dezvoltarea domeniului se numără dezvoltarea uneltelor de turnare prin injecție a plasticului. Sculele sunt importante în dezvoltarea componentelor din plastic care sunt utilizate în diverse industrii, cum ar fi industria auto, sănătatea, electronica de consum și industria ambalajelor. Uneltele avansate conduc la precizie, repetabilitate și eficiență, care reprezintă piatra de temelie a producției actuale de plastic.

Atunci când companiile investesc în instrumente de turnare prin injecție a plasticului, acestea investesc pe baza calității produselor lor. Acestea ajută la stabilirea formei finale, a finisajului și a preciziei dimensionale a pieselor turnate. Chiar și cele mai bune mașini de turnare nu pot produce aceleași rezultate în absența unor echipamente bine concepute matriță de injecție din plastic scule.

Ce sunt instrumentele de turnare prin injecție a plasticului?

Simpla injectare a plasticului topit într-o matriță, răcirea și ejectarea, ideea de turnare prin injecție este cea mai simplă. Eficiența performanței uneltelor de turnare prin injecție a plasticului influențează în mod direct eficiența acestui proces. Sculele cuprind matrițe, inserții, miezuri, cavități și sisteme de răcire care constituie structura care modelează materialul plastic.

Producătorii utilizează așa-numitele unelte de turnare prin injecție a plasticului, astfel încât să poată crea mii sau, în unele cazuri, milioane de piese identice. Durata ciclului, volumul producției și întreținerea pe termen lung sunt determinate de durabilitatea și designul acestor scule. Acesta este motivul pentru care o alegere adecvată a partenerului în ceea ce privește sculele pentru matrițe de injecție de plastic este esențială pentru orice operațiune de producție.

Forme de scule pentru matrițe de injecție

Sculele pentru matrițe de injecție sunt disponibile în diferite tipuri pentru a satisface cerințele de producție, complexitatea pieselor și costul accesibil. Matrița potrivită va garanta eficiența, calitatea pieselor și rentabilitatea.

• Matrițe cu o singură cavitate: modelează o piesă în fiecare ciclu, ceea ce este potrivit atunci când există o producție de volum redus sau prototipuri. Acestea sunt ușoare și mai puțin costisitoare, dar mai puțin rapide în producția de masă.
• Matrițe cu cavități multiple: produc mai multe piese identice într-un singur ciclu, ceea ce este cel mai bine atunci când urmează să fie fabricate volume mari. Acestea economisesc costul pieselor, deși necesită un design exact pentru a se umple uniform.
• Mucegaiuri de familie: Piesele sunt produse într-un singur ciclu de matrițe familiale, ceea ce minimizează discrepanțele de asamblare. Este mai dificil de proiectat o astfel de cavitate, deoarece fiecare cavitate se poate umple în moduri diferite.
• Matrițele Hot Runner: rețin plasticul în formă topită în interiorul canalelor încălzite, minimizând astfel deșeurile și durata ciclului. Acestea sunt potrivite pentru producția în masă de înaltă calitate.
• Matrițe Cold Runner: permit rulmenților să fie turnate împreună cu piesa, ceea ce este mai ușor și mai ieftin, dar creează deșeuri de mai multe deșeuri.
• Matrițe cu două plăci și matrițe cu trei plăci: Modelele comune de matrițe sunt matrițele cu două plăci și matrițele cu trei plăci. Matrițele cu două plăci sunt ușor și ieftin de fabricat, în timp ce matrițele cu trei plăci permit separarea automată a canalelor pentru a obține piese mai curate.
• Inserați matrițele: înglobează sistemele de metale sau alte piese în componentă, ceea ce elimină necesitatea asamblării. Supramoletul preia un material și îi conferă un altul, care îl izolează sau îi conferă aderență.
• Prototipuri (soft) Unelte: Acesta este utilizat în cazul testelor sau al producției de volum redus, în timp ce sculele dure, realizate din oțel, sunt robuste în cazul producției de volum mare. Stack Molds sporesc producția prin turnarea mai multor straturi de piese în același timp.

Alegerea uneltelor adecvate variază în funcție de volumul de producție, complexitatea piesei și materialul, ceea ce va contribui la eficiența și calitatea rezultatului.

Tabelul 1: Tipuri de scule pentru matrițe de injecție

Avantajele sculelor pentru matrițe de înaltă calitate

Investiția în scule de înaltă calitate pentru matrițe de injecție din plastic are mai multe avantaje pe termen lung. În primul rând, asigură o calitate stabilă a pieselor în loturi mari de producție. În al doilea rând, reduce timpii morți din cauza defectării sculelor sau a întreținerii inutile. În cele din urmă, sporește eficiența producției prin optimizarea răcirii și optimizarea fluxului de materiale.

Companiile care se concentrează pe producția de instrumente durabile de turnare prin injecție a plasticului tind să obțină un nivel mai scăzut al deșeurilor și venituri mai mari. De asemenea, uneltele de turnare prin injecție a plasticului construite corespunzător au capacitatea de a susține forme elaborate și toleranțe stricte, permițând organizațiilor să fie inovatoare fără performanțe.

Factori de proiectare în sculele pentru matrițe

Una dintre cele mai importante cerințe în procesul de creare a sculelor pentru matrițe de injecție din plastic este proiectarea. Inginerii trebuie să ia în considerare alegerea materialelor, grosimea peretelui, unghiul de tragere și performanța de răcire. Un design bun reduce punctele de stres și prelungește durata de viață a sculelor.

Complexitatea pieselor este un alt factor determinant al costului sculelor de turnare prin injecție a plasticului. Formele complexe sau adânciturile pot implica utilizarea de acte laterale, dispozitive de ridicare sau matrițe cu cavități multiple. Aceste caracteristici cresc timpul de proiectare și costurile de fabricație, dar sunt de obicei necesare cu componente de înaltă performanță.

Deoarece este necesar ca sculele de turnare prin injecție a plasticului să fie capabile să reziste la presiuni și temperaturi ridicate, alegerea materialelor este crucială. În funcție de volumul de producție și de necesitățile de utilizare, se folosesc oțeluri pentru scule, aluminiu și aliaje speciale.

Părți și componente ale uneltelor de turnare prin injecție

Uneltele utilizate în turnarea prin injecție sunt un mecanism complicat care constă din numeroase părți proiectate la cel mai înalt nivel. Ambele componente au un anumit efect în procesul de turnare a plasticului topit într-un articol finit și de asigurare a preciziei, eficienței și repetabilității. Aceste caracteristici sunt utile în înțelegerea modului în care piesele din plastic de înaltă calitate pot fi produse cu consecvență în volume mari.

Cavitatea matriței

Cavitatea care formează forma exterioară a piesei din plastic se numește cavitatea matriței. Plasticul topit este injectat în matriță și umple ulterior această cavitate și se întărește pentru a obține produsul final. Dimensiunea pieselor, finisarea suprafeței și aspectul pieselor depind de designul cavității. Rata de contracție și unghiurile de tragere trebuie calculate de ingineri pentru a se asigura că piesa iese fără defecte.

Miezul matriței

Geometria interioară a piesei este alcătuită din miezul matriței. Acesta dezvoltă caracteristici precum găuri, adâncituri și canale interioare, care sunt esențiale pentru funcționalitate și o scădere a greutății. În cazul matrițelor simple, miezurile sunt fixe, în timp ce piesele mai complicate trebuie să aibă miezuri glisante sau pliabile pentru a permite eliberarea de decupaje în timpul procesului de ejecție. Miezul și cavitatea sunt perfect aliniate, ceea ce asigură precizia dimensională.

Sistemul Runner

Sistemul de rulare este un sistem de canale care direcționează duza de plastic topit de la mașina de injecție către matriță. Un canal de rulare eficient este proiectat astfel încât fluxul să fie echilibrat pentru a umple uniform toate cavitățile. Defectele în cazul proiectării necorespunzătoare a canalelor includ urme de scufundare, lovituri scurte sau deformare.

Canale de curgere

Canalele de curgere sunt definite ca fiind căile individuale ale sistemului de canale prin care plasticul se mișcă în matriță. Aceste canale trebuie să reducă rezistența și să nu permită răcirea prematură a materialului. Designul adecvat al canalelor este potrivit pentru a menține materialul rezistent și pentru a asigura că grosimea peretelui piesei rămâne constantă.

Poarta

Poarta este mica gaură prin care plasticul topit este injectat în cavitate. Deși este mică, are o contribuție semnificativă la calitatea pieselor. Locația, dimensiunea și stilul porții influențează modul în care se umple matrița, distribuția presiunii și cantitatea de marcă a porții care va fi vizibilă pe piesa finită. Selectarea unui design adecvat al porții este o modalitate de a evita semnele de tensiune și defectele estetice.

Sistem ejector

Sistemul de ejecție trimite piesa afară folosind sistemul de ejecție după ce plasticul s-a răcit. Piesa este forțată să iasă prin știfturile, manșoanele sau plăcile ejectoare în mod uniform, fără rupere sau deformare. Ejectoarele trebuie plasate și comandate corespunzător, în special pentru componentele delicate sau complicate.

Sistem de răcire

Sistemul de răcire controlează temperatura matriței prin pomparea apei sau a uleiului prin sistem. Răcirea este unul dintre cele mai importante procese din timpul turnării prin injecție, deoarece influențează în mod direct durata ciclului și stabilitatea pieselor. Răcirea neregulată poate duce la contracții, deformări sau tensiuni interne. Matrițele de înaltă tehnologie pot aplica canale de răcire conforme care urmăresc forma piesei pentru a fi mai eficiente.

Alinieri și caracteristici de montare

Elementele de aliniere, precum știfturile de ghidare și bucșele, asigură închiderea perfectă a jumătăților matriței la fiecare ciclu. Elementele de montare, cum ar fi clemele și șuruburile, sunt utilizate pentru a ține matrița în mașină. Alinierea adecvată va elimina sclipirile, uzura neuniformă și deteriorarea matriței și va produce piese de calitate constantă.

Aerisire

Aerisirea permite aerului ambiant și gazelor să fie eliberate din cavitatea matriței pe măsură ce plasticul umple matrița. Defecte cum ar fi urme de arsură sau umpluturi pe jumătate pot avea loc fără o aerisire corespunzătoare. Ventilațiile sunt mici, dar necesare în realizarea unor piese curate și corecte.

Glisiere și ridicătoare

Glisierele și elevatoarele sunt procesele care ajută matrițele să formeze piese cu decupaje sau efecte secundare. Unghiurile glisierelor se mișcă, iar elevatoarele, în timpul ejecției, sar pentru a expulza geometrii complicate. Aceste elemente sporesc posibilitățile de proiectare și elimină necesitatea prelucrării secundare.

Materiale pentru matrițe

Materialele pentru scule au efecte asupra durabilității, performanței și costului. Producția de volum mare se realizează cu oțel pentru scule călit, deoarece acesta poate rezista la uzură și poate fi precis. Matrițele din aluminiu sunt mai ieftine și mai comune pentru prototipuri sau producția de volum redus. Finisajele de înaltă performanță pot spori uzura și eliberarea pieselor.

Inserții

Inserțiile sunt părți detașabile ale unei matrițe care sunt utilizate în producerea unei anumite caracteristici, cum ar fi un fir, un logo sau o textură. Ele permit modificarea sau fixarea matrițelor fără a fi necesară schimbarea sculei. Substituibilitatea inserțiilor permite utilizarea acestora pentru a crea o varietate de produse din aceeași bază de matriță.

Pini de bază

Pinii de miez sunt componente mai subțiri care sunt utilizate pentru a crea găuri sau conducte interne în componentele turnate. Acestea trebuie să fie bine prelucrate și trebuie să fie suficient de robuste pentru a rezista presiunii injecțiilor fără să se îndoaie sau să se rupă.

Tabelul 2: Componente de scule pentru matrițe de injecție

Difuzoare de răcire, difuzoare și colectoare de apă

Fluxul agentului de răcire în matriță este ghidat de deflectoare și difuzoare pentru a asigura un model uniform de temperatură. Colectorii de apă servesc ca element de distribuție prin care agentul de răcire poate fi direcționat către diferitele părți ale matriței. O combinație a acestor elemente îmbunătățește răcirea, precum și minimizarea duratei ciclurilor.

Textura mucegaiului

Textura matriței este finisajul suprafeței cavității care a fost aplicat piesei pentru a produce anumite modele sau finisaje pe piesă. Textura poate îmbunătăți aderența, minimiza strălucirea sau promova aspectul unui produs. Metodele sunt gravarea chimică, texturarea cu laser și sablarea mecanică.

Bucșă pentru tuburi

Duza de injecție este utilizată pentru a conecta duza mașinii de injecție la sistemul de canal. Este calea principală prin care plasticul topit este introdus în matriță. Bucșa de injecție trebuie să fie proiectată corespunzător pentru a asigura un flux continuu de materiale și pentru a evita scurgerile sau pierderea de presiune.

Placă de reținere a cavității

Placa cu inserțiile cavității este fixată ferm în placa de fixare a cavității. Aceasta își menține poziția, ajută la presiunea de injecție și contribuie la crearea rezistenței generale a matriței. Proiectarea corectă a plăcii garantează durabilitatea matrițelor pe termen lung și uniformitatea pieselor.

Cunoașterea costurilor de scule

Una dintre cele mai frecvente întrebări adresate de producători se referă la costul sculelor de turnare prin injecție a plasticului. Costul sculelor depinde de dimensiunea, complexitatea, materialul și volumul anticipat al producției. Cheltuielile inițiale pot părea costisitoare, dar uneltele de calitate pentru turnarea prin injecție a plasticului se pot răsplăti cu durabilitate pe termen lung și producție constantă.

Aspectele care influențează costul sculelor de turnare prin injecție a plasticului sunt:

- Numărul de cavități

- Specificații privind finisarea suprafeței.

- Complexitatea sistemului de răcire

- Niveluri de toleranță

- Materialul sculei

Deși întreprinderile pot fi tentate să economisească bani și să utilizeze soluții mai ieftine, cum ar fi matrițele de turnare prin injecție a plasticului, acest lucru va duce, pe termen lung, la o întreținere sporită și la o calitate scăzută a produselor.

Tehnologia modernă de scule

Acest lucru se datorează software-ului avansat și tehnologiilor de prelucrare, care au transformat dezvoltarea turnare prin injecție a plasticului instrumente. Simularea și proiectarea asistată de calculator (CAD) pot ajuta inginerii să testeze fluxul matriței, eficiența răcirii și integritatea structurală înainte de începerea producției.

Prelucrarea CNC, EDM (prelucrare prin descărcare electrică) și frezarea de mare viteză sunt utilizate pentru a se asigura că sculele de turnare prin injecție de plastic sunt realizate cu toleranțe strânse. Astfel de tehnologii reduc timpul de execuție și îmbunătățesc repetabilitatea și, prin urmare, este cel mai fiabil instrument modern de turnare prin injecție a plasticului decât oricând înainte.

Utilizarea automatizării este, de asemenea, asociată cu optimizarea costului sculelor de turnare prin injecție a plasticului. Producătorii vor putea realiza mai multă valoare fără a compromite calitatea prin reducerea muncii manuale și îmbunătățirea eficienței proceselor.

Întreținere și longevitate

Întreținerea uneltelor de turnare prin injecție a plasticului este necesară pentru a le prelungi durata de viață. Uzura și coroziunea sunt prevenite prin curățare, inspecție și lubrifiere regulată. Observarea canalelor de răcire și a sistemelor de ejecție promovează funcționarea stabilă.

Neîntreținerea sculelor poate crește semnificativ costul sculelor de turnare prin injecție de plastic prin reparații sau înlocuire timpurie. Companiile care adoptă programe de întreținere preventivă nu numai că își acoperă investiția în domeniul sculelor de turnare prin injecție de plastic, dar se asigură și că calendarul de producție este menținut constant.

Uneltele durabile de turnare prin injecție a plasticului sunt, de asemenea, aplicabile în operațiunile de volum mare cu un ciclu de producție lung.

Selectarea unui partener de scule adecvat

Alegerea unui furnizor de încredere de scule pentru matrițe de injecție din plastic este la fel de crucială ca și proiectarea. Producătorii avansați de scule sunt conștienți de comportamentul materialelor, de cerințele de producție și de măsurile de optimizare a costurilor.

Un colaborator eficient ajută la crearea unui echilibru între calitate și costul sculelor de turnare prin injecție a plasticului, iar sculele ar trebui să fie la înălțimea așteptărilor de performanță. Lucrul în echipă la nivelurile de proiectare reduce greșelile, precum și minimizarea timpului de dezvoltare a uneltelor de turnare prin injecție de plastic .

Indicatorii unui bun furnizor de scule pentru matrițe de injecție din plastic includ comunicarea, abilitățile tehnice și abilitățile ridicate de producție.

Tendințe în viitoarele scule de turnare prin injecție

Inovarea este viitorul sculelor de turnare prin injecție a plasticului. Fabricarea aditivă, canalele de răcire conforme și senzorii inteligenți modifică procesul de construcție și monitorizare a matrițelor. Aceste inovații reduc timpul de ciclu și îmbunătățesc calitatea pieselor.

Având în vedere importanța tot mai mare a sustenabilității, eficiența matriță de injecție din plastic contribuie la reducerea risipei de materiale și a consumului de energie. Proiectele mai bune reduc, de asemenea, costul sculelor de turnare prin injecție de plastic pe durata de viață a unei scule prin creșterea duratei de viață a sculei și reducerea costului reparațiilor.

De un avantaj competitiv se bucură companiile care utilizează instrumente de turnare prin injecție a plasticului de ultimă generație, care au performanțe îmbunătățite, o viteză sporită de producție și, de asemenea, capacitatea de a proiecta.

Concluzie

Calitatea turnare prin injecție a plasticului uneltele este vitală pentru succesul oricărei operațiuni de turnare prin injecție. Proiectarea și alegerea materialelor, întreținerea și inovarea sunt câteva dintre aspectele legate de scule care afectează eficiența producției și calitatea produselor. Deși prețul sculelor de turnare prin injecție a plasticului este, de asemenea, un factor de luat în considerare considerabil, valoarea pe termen lung va fi obținută prin durabilitate, precizie și fiabilitate. Producătorii pot garanta consecvența rezultatelor, reducerea timpilor morți și un randament ridicat al investiției prin acordarea unei importanțe investițiilor în modernizare, în scule de turnare prin injecție de plastic și prin colaborarea cu parteneri calificați.