Ce este turnarea prin inserție? Proces, utilizări și beneficii

Turnarea prin inserție este o tehnologie relevantă în producția actuală. Aceasta este utilizată pentru atașarea metalului sau a altor elemente la plastic. Procesul oferă o componentă unificată, rezistentă și puternică. Ca alternativă la tehnica pas cu pas de asamblare a pieselor după turnarea lor, tehnica de turnare prin inserție le îmbină. Acest lucru va economisi forță de muncă, timp și va spori calitatea produsului.

China este un mamut în turnarea inserțiilor. Aceasta asigură o producție eficientă din punct de vedere al costurilor. Fabrici de nivel înalt și forță de muncă calificată au fost stabilite în țară. China este un producător de materiale universale. Aceasta conduce producția globală.

Această lucrare va discuta despre turnarea inserțiilor, procesul său, tipurile de inserții, materialele, proiectarea, orientările disponibile, utilizarea, avantajele și comparația cu procesele de turnare în producția contemporană.

Ce este turnarea prin inserție?

Turnarea prin inserție este un proces de turnare a plasticului. O piesă care a fost asamblată, de obicei o piesă metalică, este plasată într-o matriță. Următorul pas este injectarea plasticului topit în jurul acesteia. Când plasticul se întărește, inserția din plastic devine o componentă a produsului final. Tehnica este utilizată în industria electronică și auto, precum și în industria echipamentelor medicale.

Marele avantaj al turnării prin inserție este rezistența și stabilitatea. Piesele din plastic cu inserție metalică sunt mai puternice din punct de vedere al rezistenței mecanice. De asemenea, acestea pot fi înșurubate și uzate mai puțin pe măsură ce trece timpul. Acest lucru este esențial în special în acele piese care ar trebui să fie înșurubate sau bolțuite de mai multe ori.

Tipuri de inserții

Inserțiile utilizate în turnarea inserțiilor au diferite varietăți, care sunt utilizate în funcție de scop.

Inserții metalice

Inserțiile metalice sunt cele mai răspândite. Acestea sunt fie din oțel, alamă sau aluminiu. Acestea sunt utilizate pe găurile filetate pentru rezistență structurală sau mecanică.

Inserții electronice

Componentele electronice care pot fi turnate pentru a apărea sub formă de plastic sunt senzori, conectori sau circuite mici. Acest lucru garantează siguranța acestora și reducerea proceselor de asamblare.

Alte materiale

Unele dintre inserții sunt fabricate din ceramică sau compozite pentru a fi utilizate în scopuri speciale. Acestea sunt utilizate în cazurile în care este necesară rezistența la căldură sau izolarea.

Alegerea inserției potrivite

Decizia depinde de rolul piesei și de tipul de plastic. Cele mai importante sunt compatibilitatea, rezistența și durabilitatea.

Procesul de turnare prin inserție

Turnarea într-o singură etapă presupune încorporarea unui metal sau a altui element cu o unealtă din plastic. Inserția este introdusă în produsul final. Acesta este un proces mai puternic și mai rapid comparativ cu asamblarea pieselor care urmează.

Pregătirea inserției

Inserția este clătită pentru a extrage toată murdăria, grăsimea sau rugina. De asemenea, ocazional, este acoperită sau întărită, astfel încât să fie lipită de plastic. Acesta nu va fi distrus de plasticul fierbinte atunci când este preîncălzit la 65-100 °C.

Plasarea inserției

Inserția este plasată cu multă grijă în matriță. Roboții o pot introduce în fabricile mari. Pini sau cleme o țin ferm. Poziționarea din dreapta va împiedica mișcarea atunci când are loc turnarea.

Injectarea plasticului

Acest lucru se realizează prin injectarea plasticului topit pentru a înconjura inserția. Intervalul lor de temperatură este cuprins între 180 și 343°C. Presiunea este de 50-150 MPa. Pentru a fi puternică, presiunea de menținere trebuie să fie de 5-60 de secunde.

Răcire

Este o solidificare a plasticului. Componentele mai mici au nevoie de 10-15 secunde, iar componentele mai mari au nevoie de 60 de secunde sau mai mult. Canalele de răcire previn încălzirea.

Ejectarea piesei

Matrița și pinii de ejecție forțează ieșirea piesei. Ar putea urma apoi o mică finisare sau decupare.

Puncte importante

Expansiunea metalului și a plasticului nu este aceeași. Preîncălzirea și temperatura constantă controlată a matriței scade stresul. Acest lucru se realizează prin utilizarea de senzori în mașinile moderne pentru a obține uniformitatea rezultatelor în ceea ce privește presiunea și temperatura.

Parametrii cheie:

Tipuri de injecții obișnuite care urmează să fie modelate 

Există diferite tipuri de inserții aplicate în turnarea prin injecție, iar acestea se bazează pe utilizare. Fiecare dintre tipuri contribuie la rezistența și performanța piesei finale.

Inserții metalice filetate

Inserțiile filetate pot fi din oțel, alamă sau aluminiu. Acestea permit potențialul de a înșuruba și de a înșuruba de mai multe ori fără ca plasticul să fie rupt. Acesta din urmă este comun în automobile, aparate electrocasnice și electronice.

Inserții cu montare prin presare

Inserțiile prin presare sunt cele care sunt instalate într-o componentă turnată fără niciun atașament suplimentar. Pe măsură ce plasticul se răcește, acesta reține inserția și o stabilizează foarte bine și puternic.

Inserții cu fixare termică

Aceasta este urmată de procesul de termofixare a inserțiilor. Atunci când este lăsată să se răcească, inserția fierbinte va fuziona cu plasticul înconjurător într-o anumită măsură, creând o legătură foarte puternică. Acestea sunt utilizate în general în termoplastice, de exemplu, nailon.

Inserții ultrasonice

Într-o vibrație, sunt instalate inserții cu ultrasunete. Plasticul se topește în regiunea din jurul inserției și devine dur pentru a crea o potrivire strânsă. Este o metodă precisă și rapidă.

Alegerea inserției potrivite

Alegerea din dreapta și din stânga se face în funcție de tipul de plastic, de designul piesei și de sarcina anticipată. Alegerea inserțiilor metalice a fost făcută pe baza rezistenței, iar inserțiile speciale, cum ar fi inserțiile termofixate și inserțiile cu ultrasunete, au fost evaluate pe baza preciziei și durabilității.

Reguli de proiectare în industria de turnare prin injecție a inserțiilor

Proiectarea pieselor care urmează să fie inserate prin turnare trebuie să fie planificată în mod corespunzător. Proiectarea precisă asigură o aderență ridicată, precizie și permanență.

Plasarea inserției

Inserțiile vor fi introduse acolo unde se vor afla într-o poziție bună pentru a fi susținute de plastic. Acestea nu trebuie să fie foarte aproape de pereți sau de margini subțiri, deoarece acest lucru poate duce la fisuri sau deformări.

Grosimea plasticului

Asigurați-vă întotdeauna că pereții care înconjoară inserția au aceeași grosime. Din cauza unei schimbări bruște a grosimii, se pot produce răciri și contracții neuniforme. Inserția va avea de obicei o grosime de 2-5 mm, care este suficientă în ceea ce privește rezistența și stabilitatea.

Compatibilitatea materialelor

Luați plasticul și umpleți-l cu materiale adezive. Un exemplu este un nailon care poate fi utilizat cu inserții din alamă sau oțel inoxidabil. Trebuie evitate amestecurile care devin excesive în căldură.

Proiectarea matrițelor

Adăugați la matriță o poziție bună a porții și aranjamente de răcire. Plasticul trebuie să se poată mișca liber în jurul inserției și nu trebuie să prindă aer. Temperaturile sunt stabilizate prin canale și împiedicate să se deformeze.

Toleranțe

Toleranțe corecte ale componentelor inserției din proiect. Este nevoie doar de un mic spațiu liber de 0,1-0,3 mm pentru ca inserția să se potrivească perfect, fără a fi slăbită sau dură.

Caracteristici de ranforsare

Inserția trebuie să fie susținută cu ajutorul nervurilor, bosajelor sau burdufurilor. Atunci când sunt utilizate, aceste proprietăți se distribuie pe scară largă, împiedicând astfel fisurarea sau mișcarea inserțiilor.

Materiale de supramuiere nepotrivite pentru a fi utilizate într-un proces de turnare prin inserție

Procesul ideal este turnarea inserției; cu toate acestea, plasticul este ușor de topit și curge cu ușurință pe parcursul procesului de turnare. De asemenea, plasticul trebuie să fie atașat la inserție pentru a crea o piesă robustă. Se acordă preferință termoplasticelor, deoarece acestea posedă caracteristicile corecte de topire și de curgere.

Styrene Acrilonitril Butadien Styrene

ABS nu este doar dimensional, ci este și ușor de prelucrat. Se aplică cel mai bine produselor electronice de larg consum, printre alte produse care necesită un nivel ridicat de precizie și stabilitate.

Nylon (poliamidă, PA)

Nylon-ul este puternic și flexibil. De obicei, este sudat la inserții metalice la un produs structural, de exemplu, suporturi auto sau componente de construcție.

Policarbonat (PC)

Policarbonatul nu numai că nu crapă, dar este și rezistent. Este aplicabil mai ales în furnizarea de carcase electronice și echipamente medicale, precum și alte echipamente care necesită durabilitate.

Poliestertercetonă (PEEK)

PEEK are un avantaj competitiv asupra căldurii și a substanțelor chimice. Acesta s-ar aplica în domeniile ingineriei de înaltă performanță, aerospațial și medical.

Polipropilenă (PP)

Polipropilena nu este vâscoasă și nici nu reacționează la un număr mare de substanțe chimice. Este utilizată la bunuri de uz casnic și de larg consum, precum și la piese auto.

Polietilenă (PE)

Polietilena este ieftină și, de asemenea, elastică. Principala utilizare a acesteia este în iluminat, de exemplu, ambalaje sau cutii de protecție.

Poliuretan termoplastic (TPU) și elastomer termoplastic (TPE)

TPU și TPE sunt asemănătoare cauciucului, moi și elastice. Acestea sunt perfecte pentru supramodelarea mânerelor, garniturilor sau pieselor care necesită absorbția impactului.

Alegerea materialului potrivit

Alegerea materialului de supramuiere este dictată de funcționalitatea piesei, de sarcina inserției și de funcționarea acesteia. De asemenea, ar trebui să fie un material plastic care să asigure o bună curgere a inserției, pe lângă faptul că oferă rezistența și flexibilitatea necesare.

Geometria pieselor și plasarea inserțiilor:

 Această caracteristică se aplică tuturor pieselor.

 Geometria pieselor și plasarea inserțiilor:

 Este o caracteristică care ar putea fi aplicată la orice piesă.

Reținerea inserției depinde de forma piesei. Poziționarea inserției trebuie să fie astfel încât să existe suficient plastic în jurul acesteia. Asigurarea nu trebuie să fie prea aproape de margini sau de pereți înguste, deoarece se poate fisura sau îndoi.

Plasticul care înconjoară inserția trebuie să aibă o grosime uniformă. O modificare bruscă a grosimii poate duce fie la răcire neuniformă, fie la contracție. În cazul inserției, o grosime normală de 2-5 mm a plasticului este suficientă în ceea ce privește rezistența și stabilitatea.

Caracteristicile de proiectare care pot fi utilizate pentru a susține inserția sunt nervurile, proeminențele și burdufurile. Pe măsură ce sunt utilizate, acestea ajută la dispersarea stresului și la inhibarea mișcării. Odată ce inserția este corect instalată, se asigură că piesa este la locul ei și că funcționează eficient.

Comparație tehnică a termoplasticelor pentru turnare prin inserție

Avantajele turnării prin inserție

Piese puternice și durabile

Un proces de turnare prin inserție implică combinarea plasticului și a metalului într-o singură entitate. Acest lucru face ca componentele să fie rezistente, robuste și să poată fi utilizate în mod repetat.

Adunare și muncă reduse

Inserția va fi introdusă în plastic și nu va fi necesară nicio asamblare suplimentară. Acest lucru economisește timp și forță de muncă și reduce posibilitatea erorilor în timpul asamblării.

Precizie și fiabilitate

Inserția este fixată ferm pe matriță. Acest lucru garantează că dimensiunile sunt aceleași și că rezistența mecanică este crescută pentru a spori fiabilitatea pieselor.

Flexibilitate de proiectare

Fabricarea de modele complexe cu ajutorul turnării prin inserție ar fi dificil de realizat prin asamblare convențională. Este posibil ca metalul și plasticul să fie utilizate într-o combinație nouă pentru a îndeplini cerințele funcționale.

Cost-eficacitate

Turnarea prin inserție va reduce, de asemenea, risipa de materiale, precum și costurile de asamblare în volume mari de producție. Îmbunătățește eficiența și calitatea generală a produselor, prin urmare rentabilitatea pe termen lung.

Aplicațiile matriței de inserție

Industria auto

Industria automobilelor este o aplicație tipică a turnare inserție. Componentele din plastic au inserții metalice, care conferă rezistență componentelor, cum ar fi suporturile, piesele motorului și conectorii. Acest lucru va face asamblarea mai ușoară și durabilitatea mai mare.

Electronică

Electronică. Avantajul turnării prin inserție aici este că este posibil să se adauge conectori, senzori și circuite la o carcasă din plastic. Acest lucru va garanta siguranța componentelor fragile și va face procesul de asamblare relativ ușor.

Dispozitive medicale

Tehnologia de turnare a inserțiilor este foarte utilizată în aparatele medicale care necesită un grad ridicat de precizie și longevitate. Aceasta este aplicată în producția de echipamente chirurgicale, echipamente de diagnosticare și combinații durabile de plastic-metal.

Produse de larg consum

Bunurile de larg consum, cum ar fi uneltele electrice, aparatele electrocasnice și echipamentele sportive sunt turnate în cea mai mare parte prin turnare cu inserție. Aceasta consolidează și simplifică asamblarea procesului și face posibile modele ergonomice sau complexe.

Aplicații industriale, aerospațiale.

The turnare inserție este, de asemenea, utilizat în industria grea și aerospațială. Materialele plastice de înaltă performanță care sunt umplute cu metal au componente ușoare și puternice, care sunt rezistente la căldură și la uzură.

Materiale utilizate

Acțiunea modului de turnare cu inserție necesită materiale adecvate pentru plastic și inserție. Alegerea va conduce la putere, stabilitate și randament.

Inserții metalice

Utilizarea inserțiilor metalice se face în mod normal deoarece acestea sunt brute și durabile. Acesta cuprinde în principal oțel, alamă și aluminiu. În piesele cu sarcină, oțelul poate fi utilizat, alama nu poate fi corodată, iar aluminiul este ușor.

Inserții din plastic

Inserțiile din plastic sunt rezistente la coroziune și ușoare. Acestea sunt utilizate în aplicații cu sarcină redusă sau aplicații în piese care sunt neconductoare. Inserțiile din plastic pot fi, de asemenea, modelate în forme complexe.

Inserții ceramice și compozite.

Inserțiile ceramice și compozite sunt utilizate pentru a obține căldură, uzură sau rezistență chimică. Acestea sunt utilizate în mod normal în domeniile aerospațial, medical și industrial. Ceramica este rezistentă la temperaturi ridicate, iar materialele compozite sunt, de asemenea, rigide, dar au o dilatare termică scăzută.

Supramodele termoplastice

Împrejurimile inserției sunt un material termoplastic care este, în general, un plastic. Opțiunile disponibile includ ABS, Nylon, Policarbonat, PEEK, Polipropilenă, Polietilenă, TPU și TPE. ABS este modelabil, stabil, nailonul este flexibil și puternic, iar policarbonatul este un material rezistent la impact. TPU și TPE sunt materiale moi și cauciucate care sunt utilizate ca garnituri sau mânere.

Compatibilitatea materialelor

Plasticul și metalul trebuie să crească în raport unul cu celălalt pentru a elimina tensiunea sau deformarea. Materialele plastice trebuie să fie lipite de inserție în cazul în care acestea nu ar trebui să se separe. În cazul inserțiilor din plastic, materialul de supramuiere trebuie să dobândească adeziv pentru a se asigura că devine rezistent.

Sfaturi pentru selectarea materialelor

Luați în considerare expunerea la sarcină, temperatură, substanțe chimice și designul piesei. Inserțiile metalice sunt durabile, inserțiile din plastic sunt ușoare, iar materialele ceramice pot rezista la condiții extreme. Materialul de supramuiere trebuie să aibă capacitatea de a îndeplini toate cerințele funcționale. 

Analiza costurilor

Plasticul inserat va permite economisirea banilor care ar fi fost folosiți pentru atașarea pieselor individuale. Reducerea nivelurilor de asamblare va însemna o scădere a numărului de muncitori și o viteză de producție mai mare.

Costurile inițiale de turnare și scule sunt mai ridicate. Matrițele multiplex care au un set de inserții într-o anumită poziție sunt mai scumpe. Cu toate acestea, costul unitar este mai mic atunci când nivelul de producție este mare.

Alegerea materialului este, de asemenea, un factor de cost. Inserțiile din plastic sunt mai puțin costisitoare decât inserțiile din metal. PEEK este un plastic de înaltă performanță care este costisitor în comparație cu materialele plastice utilizate pe scară largă, inclusiv ABS sau polipropilenă.

În general, prețul turnării prin inserție va fi minim în cazul volumului de producție mediu spre mare. Aceasta va economisi timp de asamblare, va îmbunătăți calitatea pieselor și va reduce costurile de producție pe termen lung.

Problemele cu turnarea inserțiilor

În ciuda eficacității ridicate a turnării prin inserție, aceasta are și problemele sale:

Expansiune termică: Vom avea diferențe de rată și, prin urmare, deformare în metal și plastic.

Introduceți mișcarea: Inserțiile se pot mișca, deja în procesul de injectare, dacă nu sunt fixate ferm.

Compatibilitatea materialelor: Nu toate materialele plastice pot fi compatibile cu toate metalele.

Costuri de instalare și scule pentru matrițe de serie mică: Uneltele și configurarea matrițelor pot fi costisitoare la cantități foarte mici.

Aceste probleme sunt reduse la minimum prin proiectarea corectă, pregătirea matriței și controlul procesului.

Viitorul turnării prin inserție

Turnarea prin inserție este în faza de dezvoltare. Noi materiale, mașini îmbunătățite și automatizare sunt utilizate pentru a crește eficiența, iar imprimarea 3D și procesele de fabricație hibride devin, de asemenea, oportunități. Capacitatea sa de a produce piese ușoare, rezistente și precise datorită necesității pieselor este că turnarea prin inserție va fi un proces de producție semnificativ.

Când vine vorba de asistență cu Sincere Tech

În cazul turnării prin inserție și a supramodelării, oferim soluții de turnare de înaltă calitate, corecte și fiabile de turnare la Sincere Tech. Tehnologia noastră și lucrătorii noștri artizanali se vor asigura că fiecare piesă va fi conform specificațiilor dvs. Suntem puternici în matrițele de lungă durată, complicate și economice pentru automobile, electronice, medicale și bunuri de consum. Procesul dvs. de fabricație este ușor și eficient, iar acest lucru se datorează termenelor noastre de răspuns și serviciului excelent pentru clienți. Vă mutați la Sincere Tech, iar cu compania va lucra în conformitate cu precizia, calitatea și succesul dvs. Aveți încredere în noi și aveți desenele dvs. devin realitate pentru noi corect, fiabil și la standardele industriei.

Concluzie

Inserție turnare este un proces de producție care este flexibil și eficient. Acesta permite proiectanților să utilizeze o singură componentă puternică care este o combinație de metal și plastic. Utilizarea turnării prin inserție în industrii de-a lungul anilor se datorează avantajelor sale care includ putere, precizie și costuri reduse. Dar devine din ce în ce mai încrezătoare odată cu progresele în materie de materiale și automatizare. Soluția pentru fabricarea prin turnare prin inserție este economisirea timpului, reducerea costurilor și produse de înaltă calitate în contextul producției moderne.