Verktyg för formsprutning är en av de viktigaste aspekterna av dagens tillverkning av ett brett spektrum av plastdetaljer. Dessutom har den flera tillämpningar på marknaden. Dessa produkter kan sträcka sig från bildelar till hushållsredskap och så vidare. Den här artikeln hjälper dig att ge en mer detaljerad analys av formsprutningsverktyg. Vi kommer att fokusera på olika kategorier, de som för närvarande finns på marknaden och de ledande tillverkarna.

Vad är verktyg för formsprutning?

Verktyg för formsprutning kan definieras som den utrustning och de verktyg som används i formsprutningsprocessen. Så det kan hjälpa till att forma smält plast till färdiga delar. Förutom detta är denna process mycket viktig för massproduktion av komplexa plastartiklar och den erbjuder hög precision och effektivitet. Detta kan inkludera gjutning av plasten med en mängd olika komponentdesigner. Dessutom består formsprutningsverktygsuppsättningen av en formbas, dess kärna, kylkanaler och en kavitetsplatta. Så hela denna installation säkerställer att den smälta plasten kommer att forma exakt, sedan svalna och matas ut från formen.

Hur tillverkas formsprutningsverktyg? En komplett process

Här följer en korrekt och detaljerad process för hur formsprutningsverktyg formas.

1. Designfasen

●       Konceptuell design: Det börjar med att ingenjörerna och konstruktörerna gör den konceptuella formdesignen enligt produktspecifikationen. Dessa specifikationer kan vara delgeometri, flödesmedia eller kylmedia.

●       CAD-modellering: Därefter CAD-verktyget används för att bygga en exakt 3D-modell av den form som ska tillverkas. Viktiga komponenter är bland annat komponentlayouten, ritningen, grindarna och kylsystemet.

●       Designgranskning: När den är klar och granskad kontrolleras den igen för att garantera att den uppfyller funktions- och tillverkningskraven. Det kan handla om att förutsäga hur metallen flyter i en form, hur formen kyls eller var och hur delarna stöts ut.

2. Prototyptillverkning

Här tillverkas prototypformen ofta med hjälp av ett billigare material, aluminium. Denna prototypform används vanligtvis för att testa designen och bekräfta formens funktionalitet. Så detta steg hjälper vanligtvis till att identifiera potentiella problem och göra justeringar före slutproduktionen.

 3. Tillverkning av verktyg

●       Materialval: När du har slutfört konstruktionen och dess specifikationer är nästa steg att välja lämpligt verktygsmaterial. De vanligaste materialen kan vara verktygsstål (t.ex. P20, H13), rostfritt stål eller aluminium. Valet av material beror på faktorer som produktionsvolym, detaljens komplexitet och kostnadsaspekter.

●       Maskinbearbetning: CNC-bearbetningsprocesser används sedan för att skära och forma de gjutna komponenterna från det valda materialet. Dessa processer är vanligtvis fräsning, borrning och precisionsslipning. Så de kan uppnå de önskade dimensionerna och ytfinishen.

●       Värmebehandling: Efter det, Vissa verktygsmaterial genomgår värmebehandlingsprocesser, t.ex. härdning och anlöpning. De bidrar till att optimera deras mekaniska egenskaper, som hårdhet och seghet.

4. Montering

●       Mögelbas: Strax efter tillverkningen monteras formbasen, kaviteten och andra komponenter. Så det inkluderar främst monteringsinsatser, glider och alla nödvändiga mekanismer för att utföra delutmatnings- och kylprocesser.

●       Montering och inriktning:  Här är komponenterna noggrant monterade och inriktade. På så sätt kan de hjälpa till att utföra exakta operationer under formsprutningen.

5. Ytbehandling

Här passerar de kritiska ytorna på formen, dvs. hålrummet och kärnan, genom ytbehandlingsprocesser. Så att de kan få den nödvändiga jämnheten och strukturen. Så detta kan inkludera polering, EDM (elektrisk urladdningsbearbetning) eller textureringsprocesser. Alla dessa processer bidrar till att ge de gjutna delarna specifika ytegenskaper.

6. Testning och validering

●       Provkörningar: När formen är helt förberedd, upplever den provkörningarna. Dessa görs med hjälp av målformsprutningsmaskinen och materialet under produktionsförhållanden. Så den här fasen bevisar formfunktionalitet, delkvalitet och prestanda.

●       Justeringar: Om det finns några problem med mögel eller ytbeläggning, krävs Justeringar kan göras av kyl-, grind- eller utmatningssystem. På så sätt kan de bidra till att optimera detaljkvaliteten och cykeltiderna.

Olika typer av verktyg för formsprutning

Låt oss ta en titt på de olika typerna av formsprutningsverktyg som finns tillgängliga.

1. Gjutformar med enkel kavitet

Enkavitetsformar kan forma en detalj åt gången i ett enda skott. Dessa formar används vid korttidsproduktion eller när det finns ett behov av att tillverka prototypdelar. På grund av sin grundläggande struktur är enkelkavitetsformar jämförelsevis billigare och enklare att konstruera än flerkavitetsformar. De arbetar dock långsamt eftersom de bara skapar detaljen en gång, i en enda cykel. De används vanligtvis där det finns ett behov av snäva toleranser eller där detaljen kan ha en beteckning som är svår att skapa i en flerkavitetsform.

2. Gjutformar med flera kaviteter

Multikavitetsformar har flera kaviteter inom samma form som ger olika identiska delar i varje injektionscykel. Så det hjälper till att öka produktionseffektiviteten och gör också multikavitetsformar lämpliga för tillverkning av stora volymer. Förutom detta är dessa formar mer komplexa och dyra att tillverka och designa jämfört med formar med en enda kavitet. De bidrar dock till att öka produktionen och minska kostnaderna per del. Så det kan motivera den initiala investeringen när det gäller massproduktionsscenarier.

3. Familjeformar

Familjeformar skapar flera hålrum som producerar en mängd olika delar samtidigt i en cykel. Det innebär att varje hålrum i formen formar en del, och detta kan vara idealiskt för monteringsmiljöer där många delar oftast behövs på en gång. Familjeformar används ofta för att gjuta delar som tillhör en viss grupp. Eftersom de möjliggör samtidig gjutning av medlemmar i denna grupp, vilket minskar tiden. De måste dock vara mycket väl utformade när det gäller fyllnings- och kylningstid för alla hålrum i formen. Detta förhållande kan göra dem svårare att producera och underhålla än formar med en eller flera kaviteter.

4. Formar för två skott

Formar med två skott eller formar med flera material eller färger gör det möjligt att gjuta två olika material eller färger i en cykel. Denna teknik är bäst för många fall, som kugghjul som kräver införlivande av olika färger eller material. Så de kan komma med delar med handtag eller flerfärgade områden. Processen omfattar två separata injektionscykler: det första materialet injiceras, sedan kyls det delvis. Därefter injiceras materialet över eller runt det första materialet. Delarnas funktion och utseende kan förbättras med hjälp av two-shot-gjutmetoden. Denna process kräver dock exklusiv utrustning och noggrann design av formarna.

5. Gjutformar för varmkanalsystem

Dessa formar använder ett värmesystem så att de kan hålla plasten i ett smält tillstånd när den flyter genom kanalsystemet till formhålorna. Denna metod för gjuten kopiering minskar mängden plastskrot eftersom det inte längre finns några löpare som måste lossas och återvinnas. Varmkanalsystem kan minska cykeltiderna och förbättra kvaliteten på detaljen eftersom de hjälper till att upprätthålla kontinuiteten i den smälta plasten och därmed förbättrar den dåliga ytfinishen. Kallkanalsystem är enklare att konstruera än varmkanalsformar, men de senare är relativt dyra både vad gäller konstruktion, tillverkning och underhåll.

6. Kallkanalsformar

Kallkanalsformar har kanaler genom vilka plastsmältan rinner innan den hamnar i hålrummen. I kallkanalsystem däremot stelnar kanalblocken med detaljen och måste tas bort och ofta återvinnas eller kasseras. Dessa formar är i allmänhet enklare och billigare än varmkanalsformar. Därför är de lämpliga för utbredd användning. De ger dock mer skrot och cykeltiden kan bli längre på grund av att de stelnade löparna måste smältas om och hanteras.

Olika nyckelparametrar och värden i samband med verktyg för formsprutning

Här är några viktiga parametrar och värden som i allmänhet förknippas med formsprutning verktyg.

Vilka är fördelarna med verktyg för formsprutning?

●       Hög effektivitet: Det kan dock noteras att när formarna väl har utformats och konstruerats är själva processen med att injicera materialet i formen mycket effektiv, vilket resulterar i att många delar kan skapas på kort tid.

●       Konsekvens och precision: Formsprutning resulterar också i en exakt och jämn formsläppning, vilket ger liknande toleranser för den stora serien av samma detalj.

●       Komplexa geometrier: Processen gör det möjligt för formgivarna att ta fram mångfacetterade och detaljerade mönster på delarna. Något som inte skulle vara möjligt med andra tekniker.

●       Gjutformar, Variety: Både termoplastiska och härdbara polymerer samt elastomerer föredras som de flesta materialen. Eftersom de är flexibla i sitt val.

●       Lite avfall: Formsprutning är miljövänligt idag, främst på grund av varmkanalsystemen. Dessutom tillåter det inte materialavfall.

●       Styrka och hållbarhet: Det gör det möjligt att införliva fyllmedel i det injicerade materialet för att förbättra delarnas styrka och uthållighet.

●       Automation: Formsprutning kan innebära en hög grad av automatisering, vilket tenderar att ha en inverkan på såväl sänkta arbetskostnader som ökad produktivitet.

Vilka är nackdelarna med verktyg för formsprutning?

Här är några nackdelar och begränsningar med formsprutningsverktyg.

●       Hög initialkostnad för verktyg: Skapande och utveckling av formar är mycket kostsamt eftersom konstruktionerna kan vara komplexa, vilket ofta leder till mycket höga kostnader.

●       Långa ledtider: Från design till produktion kan det ta lång tid; det är sanningen att säga tidskrävande när det gäller projekt med snäva tidsplaner.

●       Begränsningar i konstruktionen: Att byta formar är kostsamt, och ibland krävs det att man skaffar helt nya formar. 

●       Maskin; den har begränsningar: Det är inte möjligt att använda alla material när det gäller formsprutning, vilket begränsar vilken typ av material som ska användas.

●       Begränsningar av delstorleken: Produktionen begränsas av formens och maskinens storlek; det är svårt för stora delar.

●       Komplex underhåll: Å andra sidan behöver gjutformar regelbundet underhåll för att garantera produktivitet och hållbarhet.

●       Utmaningar med kvalitetskontroll: Det kan vara en utmaning att underhålla, särskilt med de många produktionsserierna på dagens världsmarknader. 

●       Miljöpåverkan: Som tillverkningsprocess kan formsprutning producera plast och därmed skapa plastavfall, vilket kräver åtgärder för avfallshantering. 

Slutsats

Sammanfattningsvis har formsprutningsverktyg en mycket viktig plats i modern tillverkning. Det ger mångsidighet och effektivitet vid tillverkning av plastdelar. Så det är mycket viktigt att förstå de olika typerna av verktyg och faktorerna för att välja rätt tillverkare. Förutom detta är kvalitet och precision, kundsupport, kostnad och leveranstid också mycket viktiga överväganden när man väljer en tillverkare. Dessutom utvecklas detta område för formsprutning kontinuerligt och uppnår optimal prestanda och hållbarhet i tillverkningsverksamheten.

Vanliga frågor och svar

Q1. Hur lång tid tar det att tillverka verktyg för formsprutning?

Ledtiden är den tid det tar att tillverka produkten. Det kan ta från några veckor till flera månader, beroende på hur komplex konstruktionen är. Dessutom kan den förändras över tiden.

Q2. Vilka faktorer bör beaktas vid val av verktygstillverkare?

Dessa faktorer kan vara erfarenhet, kvalitet, kundservice, pris, tid och förmåga att bearbeta vissa material. Utöver detta bör även invecklade delar tas i beaktande.

Q3. Vilka är de vanligaste problemen med verktyg för formsprutning?

Sådana problem är t.ex. defekter i detaljerna, t.ex. skevhet eller sjunkmärken, kvalitetsvariationer och lokaliseringens krav på strikt kontroll av insprutningsfaktorer.