Формование вставки - актуальная технология в современном производстве. Она используется для крепления металлических или других элементов к пластику. Процесс позволяет получить единый, прочный и крепкий компонент. В качестве альтернативы поэтапному методу сборки деталей после их формовки, метод формовки со вставками позволяет соединить их. Это позволяет сэкономить труд, время и повысить качество изделия.

Китай - мамонт в области формовки вкладышей. Он обеспечивает экономически эффективное производство. В стране созданы высококлассные заводы и квалифицированная рабочая сила. Китай - производитель универсальных материалов. Он занимает лидирующие позиции в мировом производстве.

В этой статье мы рассмотрим формование вставками, его процесс, типы вставок, материалы, конструкцию, доступные руководства, его использование, преимущества и сравнение с процессами формования в современном производстве.

Что такое вставное формование?

Формование со вставкой - это процесс литья пластмассы. Собранная деталь, обычно металлическая, помещается в пресс-форму. На следующем этапе вокруг нее впрыскивается расплавленный пластик. Когда пластик становится твердым, пластиковая вставка превращается в компонент конечного продукта. Этот метод используется в электронной и автомобильной промышленности, а также в производстве медицинского оборудования.

Большим преимуществом литья со вставками является прочность и стабильность. Пластиковые детали с металлическими вставками более прочные с точки зрения механической прочности. Кроме того, на них можно нарезать резьбу, и они меньше изнашиваются с течением времени. Это особенно важно для тех деталей, которые должны многократно прикручиваться или привинчиваться.

Типы вставок

Вставки, используемые при формовке, имеют различные разновидности, которые применяются в зависимости от назначения.

Металлические вставки

Наиболее распространены металлические вставки. Они бывают стальными, латунными или алюминиевыми. Они используются в резьбовых отверстиях для придания конструкции или механической прочности.

Электронные вставки

Электронные компоненты, которые могут быть отлиты в форме пластика, - это датчики, разъемы или небольшие микросхемы. Это гарантирует их безопасность и сокращение процессов сборки.

Другие материалы

Некоторые вставки изготавливаются из керамики или композитов и используются для специальных целей. Они используются в тех случаях, когда требуется термостойкость или изоляция.

Выбор правильной вставки

Выбор зависит от роли детали и типа пластика. Основные из них - совместимость, прочность и долговечность.

Процесс формования вставки

Одноэтапное формование подразумевает вставку металлического или другого элемента в пластиковый инструмент. Вставка вставляется в конечный продукт. Это более прочный и быстрый процесс по сравнению с последующей сборкой деталей.

Подготовка вставки

Вставка промывается, чтобы удалить всю грязь, жир или ржавчину. Кроме того, на нее иногда наносят покрытие или шершавую поверхность, чтобы она приклеилась к пластику. Она не разрушается под воздействием горячего пластика, если его предварительно нагреть до 65-100 °C.

Размещение вставки

Вставка с большой осторожностью помещается в форму. Роботы могут вставлять его на больших заводах. Штифты или зажимы прочно удерживают ее. Правильное расположение предотвращает смещение при формовке.

Инжекция пластика

Это достигается путем впрыскивания расплавленного пластика, который окружает вставку. Диапазон температур составляет от 180 до 343°C. Давление составляет 50-150 МПа. Для обеспечения прочности давление должно держаться 5-60 секунд.

Охлаждение

Это застывание пластика. Маленьким компонентам требуется 10-15 секунд, а большим - 60 секунд и более. Каналы охлаждения предотвращают нагрев.

Извлечение детали

Форма и выталкивающие штифты выталкивают деталь. После этого можно выполнить небольшую доводку или обрезку.

Важные моменты

Расширение металла и пластика не одинаково. Предварительный нагрев и постоянный контроль температуры пресс-формы снижают напряжение. Для этого в современных машинах используются датчики, позволяющие добиться однородности результатов по давлению и температуре.

Ключевые параметры:

Виды распространенных инъекций для придания формы 

Существуют различные типы вставок, применяемых при литье под давлением, и они зависят от сферы использования. Каждый из типов вносит свой вклад в прочность и производительность конечной детали.

Резьбовые металлические вставки

Резьбовые вставки могут быть стальными, латунными или алюминиевыми. Они позволяют вкручивать и выкручивать болты несколько раз без разрушения пластика. Последние часто используются в автомобилях, бытовой технике и электронике.

Вставки для прессового монтажа

Вставки с прессовой посадкой - это вставки, которые устанавливаются в формованный компонент без дополнительного крепления. Когда пластик остывает, он удерживает вставку и стабилизирует ее очень хорошо и мощно.

Вставки с термоустановкой

Затем следует процесс термозакрепления вставок. После остывания горячая вставка в определенной степени сплавляется с окружающим пластиком, образуя очень прочное соединение. Обычно они используются в термопластах, например, в нейлоне.

Ультразвуковые вставки

При вибрации устанавливаются ультразвуковые вставки. Пластик плавится в области вокруг вставки и становится твердым, создавая плотное прилегание. Это точный и быстрый метод.

Выбор правильной вставки

Выбор правой и левой вставки зависит от типа пластика, конструкции детали и предполагаемой нагрузки. Выбор металлических вставок основывается на прочности, а специальные вставки, такие как вставки с термоусадкой и ультразвуковые вставки, оцениваются по точности и долговечности.

Правила проектирования в индустрии литья под давлением со вставками

Конструкция деталей, которые будут вставляться с помощью формования, должна быть правильно спланирована. Точная конструкция обеспечивает высокое сцепление, точность и долговечность.

Размещение вставки

Вставки вставляются туда, где они будут хорошо держаться на пластике. Они не должны располагаться очень близко к стенам или тонким краям, так как это может привести к образованию трещин или деформации.

Толщина пластика

Всегда следите за тем, чтобы стенки, окружающие вставку, были одинаковой толщины. Резкое изменение толщины может привести к неравномерному охлаждению и усадке. Толщина вставки обычно составляет 2-5 мм, что достаточно для обеспечения прочности и стабильности.

Совместимость материалов

Возьмите пластик и набейте его клейкими материалами. Примером может служить нейлон, который можно использовать со вставками из латуни или нержавеющей стали. Следует избегать смесей, которые сильно нагреваются.

Дизайн пресс-формы

Обеспечьте хорошее положение затвора и охлаждение формы. Пластик должен свободно перемещаться по вставке и не захватывать воздух. Температура стабилизируется каналами и предотвращается от деформации.

Допуски

Правильные допуски компонентов конструкции вставки. Достаточно небольшого зазора в 0,1-0,3 мм, чтобы идеально подогнать вставку без рыхлости или жесткости.

Особенности усиления

Вставка должна быть укреплена с помощью ребер, бобышек или прокладок. При их использовании эти свойства широко распределяются, что предотвращает растрескивание или смещение вставок.

Неподходящие материалы Overmold для использования в процессе литья со вставкой

Идеальный процесс - формовка со вставкой, однако пластик легко плавится и легко течет в процессе формовки. Кроме того, пластик должен быть прикреплен к вставке, чтобы создать прочную деталь. Предпочтение отдается термопластам, поскольку они обладают правильными характеристиками плавления и текучести.

Стирол Акрилонитрил Бутадиен Стирол

АБС не только имеет нужные размеры, но и легко поддается обработке. Он лучше всего подходит для бытовой электроники и других изделий, требующих высокой точности и стабильности.

Нейлон (полиамид, PA)

Нейлон прочен и гибок. Обычно его приваривают к металлическим вставкам в конструкцию товара, например, автомобильного кронштейна или строительного элемента.

Поликарбонат (PC)

Поликарбонат не только не трескается, но и прочен. Он применяется в основном при изготовлении корпусов для электроники и медицинского оборудования, а также другого оборудования, требующего долговечности.

Полиэфирэфиркетон (PEEK)

PEEK обладает конкурентными преимуществами перед тепловыми и химическими. Он может применяться в высокопроизводительных инженерных, аэрокосмических и медицинских областях.

Полипропилен (PP)

Полипропилен не вязкий и не реагирует на большое количество химических веществ. Он используется для изготовления товаров бытового и потребительского назначения, а также автомобильных деталей.

Полиэтилен (ПЭ)

Полиэтилен дешев и эластичен. В основном он используется в светотехнике, например, в упаковке или защитных футлярах.

Термопластичный полиуретан (TPU) и термопластичный эластомер (TPE)

ТПУ и ТПЭ похожи на резину, мягкие и эластичные. Они идеально подходят для формования ручек, уплотнителей или деталей, требующих поглощения ударов.

Выбор подходящего материала

Выбор материала для овермолда диктуется функциональностью детали, задачей вставки и ее функционированием. Он также должен быть хорошо текучим пластиком, склеивающим вставку, и обеспечивать необходимую прочность и гибкость.

Геометрия деталей и размещение вставок:

 Эта функция применяется ко всем деталям.

 Геометрия деталей и размещение вставок:

 Эту функцию можно применить к любой детали.

Удержание вставки зависит от формы детали. Позиционирование вставки должно быть таким, чтобы вокруг нее было достаточно пластика. Не следует располагать страховку слишком близко к краям или узким стенкам, так как она может треснуть или погнуться.

Пластик, окружающий вставку, должен быть ровным по толщине. Резкое изменение толщины может привести к неравномерному охлаждению или сжатию. Для вставки достаточно 2-5 мм пластика с точки зрения прочности и стабильности.

Для поддержки вставки используются такие элементы конструкции, как ребра, бобышки и фермы. При их использовании они помогают рассеивать напряжение и препятствуют смещению. После правильной установки вставки можно быть уверенным, что деталь на месте и что она работает эффективно.

Техническое сравнение термопластов для литья со вставками

Преимущества формования вставками

Прочные и долговечные детали

Процесс литья со вставкой подразумевает соединение пластика и металла в единое целое. Это делает компоненты прочными, надежными и пригодными для многократного использования.

Сокращение расходов на сборку и трудозатраты

Вставка вставляется в пластик, и дополнительная сборка не требуется. Это экономит время и труд и снижает вероятность ошибок при сборке.

Точность и надежность

Вставка плотно прилегает к формовке. Это гарантирует неизменность размеров и повышение механической прочности для увеличения надежности деталей.

Гибкость конструкции

Изготовление сложных конструкций с помощью вставного литья было бы затруднено при обычной сборке. Возможно использование металла и пластика в новом сочетании для выполнения функциональных требований.

Экономическая эффективность

Вставное формование также позволит сократить отходы материалов, а также затраты на сборку при больших объемах производства. Это повышает эффективность и общее качество продукции, поэтому в долгосрочной перспективе является экономически выгодным.

Области применения вставной формовки

Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность - типичное применение формовка вкладышей. Пластиковые компоненты имеют металлические вставки, которые придают компонентам, таким как кронштейны, детали двигателя и разъемы, прочность. Это снижает трудоемкость сборки и увеличивает долговечность.

Электроника

Электроника. Преимущество литья со вставкой заключается в том, что в пластиковый корпус можно поместить разъемы, датчики и микросхемы. Это гарантирует сохранность хрупких компонентов и делает процесс сборки относительно простым.

Медицинские приборы

Технология формования вкладышей широко используется в медицинской аппаратуре, требующей высокой точности и долговечности. Она применяется при производстве хирургического оборудования, диагностической аппаратуры и прочных металлопластиковых комбинаций.

Потребительские товары

Потребительские товары, такие как электроинструменты, бытовая техника и спортивное оборудование, чаще всего изготавливаются методом литья со вставками. Она усиливает и упрощает процесс сборки, а также позволяет создавать эргономичные или сложные конструкции.

Промышленное применение, аэрокосмическая промышленность.

Сайт формовка вкладышей также используется в тяжелой промышленности и аэрокосмической отрасли. Высокоэффективные пластмассы с металлическим наполнителем - это легкие и прочные детали, жаропрочные и износостойкие.

Используемые материалы

Действие вставного способа формовки требует соответствующих материалов для пластика и вставки. От выбора зависит мощность, стабильность и производительность.

Металлические вставки

Металлические вставки обычно используются потому, что они грубые и прочные. В основном это сталь, латунь и алюминий. В деталях, испытывающих нагрузку, можно использовать сталь, латунь не подвержена коррозии, а алюминий легкий.

Пластиковые вставки

Пластиковые вставки устойчивы к коррозии и легки. Они используются при низких нагрузках или в непроводящих деталях. Пластиковым вставкам можно придать сложную форму.

Керамические и композитные вставки.

Керамические и композитные вставки используются для получения тепло-, износо- или химической стойкости. Они обычно используются в аэрокосмической, медицинской и промышленной отраслях. Керамика устойчива к высоким температурам, а композиты отличаются жесткостью и низким тепловым расширением.

Термопластичные пресс-формы

Окружающая вставка представляет собой термопластик, как правило, пластиковый. Доступны такие варианты, как ABS, нейлон, поликарбонат, PEEK, полипропилен, полиэтилен, TPU и TPE. АБС поддается формовке и устойчив, нейлон гибок и прочен, а поликарбонат - ударопрочный материал. TPU и TPE - мягкие и резиновые материалы, которые используются в качестве уплотнителей или захватов.

Совместимость материалов

Пластик и металл должны расти в соотношении друг с другом, чтобы исключить деформацию. Пластмасса должна быть приклеена к вставке, чтобы она не разъединилась. В пластиковых вставках материал овермолда должен иметь клей, чтобы обеспечить его прочность.

Советы по выбору материала

Учитывайте нагрузку, температуру, химическое воздействие и конструкцию детали. Металлические вставки долговечны, пластиковые - легки, а керамика может выдерживать экстремальные условия. Материал для наплавки должен отвечать всем функциональным требованиям. 

Анализ затрат

Вставляемый пластик позволит сэкономить деньги, которые были бы потрачены на крепление отдельных деталей. Снижение уровня сборки означает уменьшение количества рабочих и увеличение скорости производства.

Первоначальные затраты на формовку и оснастку выше. Многоместные пресс-формы с набором вставок в определенном положении стоят дороже. Однако при большом объеме производства стоимость единицы продукции ниже.

Выбор материала также является фактором стоимости. Пластиковые вставки дешевле металлических. PEEK - это высокопроизводительный пластик, который стоит дороже широко используемых пластмасс, включая ABS или полипропилен.

В целом, при средних и больших объемах производства цена литья со вставками будет минимальной. Это позволит сэкономить время сборки, улучшить качество деталей и снизить долгосрочные затраты на производство.

Проблемы с формовкой вставок

Несмотря на высокую эффективность вставного литья, у него есть и свои проблемы:

Тепловое расширение: Мы будем иметь разницу в скорости и, следовательно, деформацию в металле и пластике.

Вставка "Движение": Вставки могут смещаться уже в процессе впрыска, если они не закреплены прочно.

Совместимость материалов: Не все пластмассы могут быть совместимы со всеми металлами.

Стоимость изготовления и наладки пресс-форм для малых партий: Оснастка и настройка пресс-формы могут быть дорогими при очень малых объемах.

Эти проблемы сводятся к минимуму за счет правильного проектирования, подготовки форм и контроля процесса.

Будущее литья со вставками

Вставное литье находится на стадии развития. Для повышения эффективности используются новые материалы, усовершенствованные машины и автоматизация, а также появляются возможности 3D-печати и гибридных производственных процессов. Благодаря своей способности производить легкие, прочные и точные детали, обусловленной необходимостью деталей, формовка со вставкой станет важным производственным процессом.

Когда речь идет о помощи по Sincere Tech

В случае формовки со вставкой и литья заново мы предлагаем высококачественные, правильные и надежные решения по формовке в Sincere Tech. Наши технологии и ручная работа гарантируют, что каждая деталь будет соответствовать вашим требованиям. Мы сильны в производстве долговечных, сложных и экономичных пресс-форм для автомобилей, электроники, медицины и товаров народного потребления. Ваш производственный процесс будет легким и эффективным благодаря нашим срокам выполнения заказа и отличному обслуживанию клиентов. Вы переходите в Sincere Tech, и вместе с компанией будете работать в соответствии с точностью, качеством и вашим успехом. Доверьтесь нам, и пусть ваши замыслы воплотятся в жизнь правильно, надежно и в соответствии с отраслевыми стандартами.

Заключение

Формование вставки это гибкий и эффективный производственный процесс. Он позволяет дизайнерам использовать один мощный компонент, представляющий собой комбинацию металла и пластика. Использование литья со вставками в промышленности на протяжении многих лет обусловлено его преимуществами, среди которых мощность, точность и низкая стоимость. Но оно становится все более уверенным с развитием материалов и автоматизации. Решение о производстве методом литья со вставками - это экономия времени, снижение затрат и высококачественная продукция в контексте современного производства.