Productie van spuitgietmatrijzen
Kunststoffen zijn een materiaal dat veel wordt gebruikt voor producten in verschillende industrieën. Speelgoed, auto-onderdelen, medische apparaten, gereedschap en meer zijn allemaal gemaakt van plastic. Veel van de plastic voorwerpen die we in ons dagelijks leven tegenkomen, worden geproduceerd door gesmolten hars te manipuleren tot een specifiek ontwerp met een fabricageproces dat plastic spuitgieten wordt genoemd. Dit zeer efficiënte proces kan onderdelen in vele maten en vormen maken en kan hetzelfde onderdeel meerdere keren repliceren met dezelfde mal. De kern van dit proces is de matrijs, ook wel tooling genoemd. Een hoogwaardig fabricageproces voor matrijzen is essentieel voor het produceren van kwaliteitsonderdelen met behoud van kosteneffectieve prestaties. De kwaliteit van onderdelen zal omhoog gaan en de totale projectkosten zullen dalen als er wordt geïnvesteerd in de fabricage van matrijzen van hoge kwaliteit.
Spuitgietprocesstappen
Spuitgieten is een van de meest voorkomende productieprocessen die worden gebruikt om plastic goederen te produceren. Het is een veelgevraagd proces dat hetzelfde onderdeel duizenden keren kan reproduceren. Het proces begint met een Computer Aided Design (CAD)-bestand dat een digitale kopie van het onderdeel bevat. Het CAD-bestand wordt vervolgens gebruikt als een reeks instructies om te helpen bij het fabricageproces van de matrijs. De mal of het gereedschap is meestal gemaakt van twee stukken metaal. In elke zijde van de mal wordt een holte in de vorm van het onderdeel gesneden. Deze mal is meestal gemaakt van aluminium, staal of een legering.
Na de matrijsproductie is de volgende stap het selecteren van het juiste kunststofmateriaal. De materiaalkeuze hangt af van de manier waarop het laatste onderdeel zal worden gebruikt. Kunststofmaterialen hebben verschillende kenmerken waarmee rekening moet worden gehouden. Dit omvat alle uiterlijk en gevoel, evenals weerstand tegen chemicaliën, hitte en slijtage. Praat met de experts van DJmolding voor meer informatie over beschikbare plastic materialen voor spuitgieten.
Het geselecteerde materiaal begint als een plastic pellet die in een trechter op de spuitgietmachine wordt gevoerd. De pellets banen zich een weg door een verwarmde kamer waar ze worden gesmolten, samengeperst en vervolgens in de vormholte worden geïnjecteerd. Zodra het onderdeel is afgekoeld, gaan de twee helften van de mal open om het onderdeel uit te werpen. De machine wordt vervolgens gereset om het proces opnieuw te beginnen.
Welk materiaal wordt gebruikt voor het maken van mallen?
Matrijsproductie wordt gedaan met staal, aluminium of een legering. DJmolding gebruikt hoogwaardig staal voor de vervaardiging van matrijzen. De productie van stalen matrijzen is iets duurder dan het gebruik van aluminium of een legering. De hogere kosten worden doorgaans gecompenseerd door een veel langere levensduur van stalen matrijzen. Aluminium mallen zijn weliswaar goedkoper om te produceren, maar gaan niet zo lang mee als staal en moeten regelmatig worden vervangen. Stalen mallen gaan doorgaans ruim honderdduizend cycli mee. Aluminium mallen zullen veel vaker vervangen moeten worden. De productie van stalen matrijzen kan zeer complexe ontwerpen opleveren die niet haalbaar zijn met aluminium. Stalen mallen kunnen ook worden gerepareerd of aangepast door middel van lassen. Aluminium mallen moeten helemaal opnieuw worden bewerkt als de mal beschadigd is of om veranderingen op te vangen. Hoogwaardige stalen mallen kunnen duizenden, honderdduizenden en soms wel een miljoen cycli worden gebruikt.
Spuitgietcomponenten
De meeste spuitgietmatrijzen bestaan uit twee delen: een A-zijde en een B-zijde, of de holte en de kern. De kant met de holte is meestal de beste kant, terwijl de andere helft, de kern, enkele visuele onvolkomenheden zal hebben van de uitwerppennen die het afgewerkte onderdeel uit de mal duwen. Een spuitgietmatrijs bevat ook steunplaten, uitwerpbak, uitwerpstang, uitwerppennen, uitwerpplaten, aanspuitbus en een pasring.
Spuitgieten is een fabricageproces met veel bewegende delen. Hieronder vindt u een lijst met termen die veel van de stukken beschrijven die nodig zijn voor matrijzenproductie en spuitgieten. De tooling bestaat uit meerdere stalen platen binnen een frame. Het matrijsframe wordt in de spuitgietmachine geplaatst en met klemmen op zijn plaats gehouden. Een uitsnede van een spuitgietmatrijs, gezien vanaf de zijkant, lijkt op een sandwich met veel verschillende lagen. Bekijk onze spuitgietwoordenlijst voor een volledige lijst met termen.
Vormkader of vormbasis: Een reeks stalen platen die de matrijscomponenten bij elkaar houdt, inclusief holtes, kernen, lopersysteem, koelsysteem en uitwerpsysteem.
Een bord: De ene helft van de metalen mal. Deze plaat bevat geen bewegende delen. Kan holte of kern bevatten.
B-plaat: De andere helft van de metalen mal. De plaat bevat bewegende onderdelen of ruimte om bewegende onderdelen te laten communiceren met het voltooide onderdeel - meestal de uitwerppennen.
Steunplaten: Stalen platen in het vormframe die zorgen voor stabiliteit tijdens het vormproces.
Uitwerpdoos: Bevat het uitwerpsysteem dat wordt gebruikt om het voltooide onderdeel uit de mal te duwen.
Uitwerpplaten: Een stalen plaat die de uitwerpstang bevat. De uitwerpplaat beweegt om het afgewerkte product na het gieten uit te werpen.
Uitwerpstang: Een deel van de uitwerpplaat. De uitwerppennen zijn verbonden met de uitwerpstang.
Uitwerppennen: Stalen pinnen die contact maken met het afgewerkte onderdeel en het uit de mal duwen. Uitwerppennen zijn zichtbaar op sommige spuitgegoten items, meestal een ronde afdruk op de achterkant van het onderdeel.
Sprue ring: Het verbindingsstuk tussen de matrijs en de spuitgietmachine waar de gesmolten hars in de holte komt.
Spruit: De plek op het vormframe waar gesmolten hars de vormholte binnendringt.
Zoekring: Metalen ring die ervoor zorgt dat het mondstuk van de spuitgietmachine goed aansluit op de aanspuitbus.
Holte of matrijsholte: Concave afdruk in mal, die meestal het buitenoppervlak van het gevormde onderdeel vormt. Mallen worden aangeduid als enkele holte of meerdere holtes, afhankelijk van het aantal van dergelijke depressies.
Kern: Convexe afdruk in de mal, die meestal het binnenoppervlak van het gegoten onderdeel vormt. Dit is een verhoogd gedeelte van de mal. Het is het omgekeerde van de holte. Gesmolten hars wordt altijd in de holte geduwd en vult de ruimte. De gesmolten hars zal zich rond de verhoogde kern vormen.
Runner of Runner-systeem: Kanalen in de metalen vorm waardoor gesmolten hars van spruw-naar-holte of holte-naar-holte kan stromen.
Poort: Het einde van een loper waar de gesmolten hars de vormholte binnengaat. Er zijn verschillende poortontwerpen voor verschillende toepassingen. Veelgebruikte poorttypen zijn pin, spaak, waaier, rand, schijf, waaier, tunnel, banaan of cashewnoten en beitel. Het ontwerp en de plaatsing van de poort zijn belangrijke overwegingen voordat met het fabricageproces van de matrijs wordt begonnen.
Koelsysteem: Een reeks kanalen in de buitenste schil van de mal. Deze kanalen circuleren een vloeistof om het koelproces te ondersteunen. Onjuist gekoelde onderdelen kunnen verschillende oppervlakte- of structurele defecten vertonen. Het koelproces vormt meestal het grootste deel van de spuitgietcyclus. Het verkorten van de koeltijden kan de matrijsefficiëntie aanzienlijk verbeteren en de kosten verlagen. Fathom biedt Conformal Cooling voor veel spuitgiettoepassingen die de matrijsefficiëntie tot 60% verhogen
Productie van DJ-molding-matrijzen voor verschillende vormprocessen
Het kunststof spuitgietproces kan worden aangepast aan verschillende en complexe behoeften. Hoewel het ideaal is voor het vervaardigen van grote hoeveelheden eenvoudige kunststof onderdelen, kan het ook worden gebruikt om ongelooflijk ingewikkelde onderdelen met complexe geometrieën of samenstellingen te maken.
Schimmel met meerdere holtes of familie - Deze matrijs heeft meerdere holtes in een enkel matrijsframe die bij elke injectiecyclus meerdere van dezelfde of gerelateerde onderdelen produceren. Dit is een ideale manier om de oplagen te vergroten en de prijs per stuk te verlagen.
Overgieten - Deze spuitgietmethode wordt gebruikt om onderdelen te maken die zijn gemaakt met twee verschillende soorten plastic. Een goed voorbeeld hiervan is een draagbaar boorlichaam of een gamecontroller met een harde buitenschaal met zachte, rubberen grepen. Een eerder gegoten onderdeel wordt opnieuw in een speciaal gemaakte mal gestoken. De mal wordt gesloten en er wordt een tweede laag van ander plastic over het originele onderdeel aangebracht. Dit is een ideaal proces wanneer twee verschillende texturen gewenst zijn.
Invoegen Molding - Een spuitgietproces waarbij metalen, keramische of plastic stukken in het laatste onderdeel kunnen worden verwerkt. De metalen of keramische onderdelen worden in de vorm geplaatst en vervolgens wordt gesmolten plastic in de vorm gespoten om een naadloos stuk te creëren dat is gemaakt van twee verschillende materialen. Insert moulding is ideaal voor toepassingen in de auto-industrie, omdat het een innovatieve manier is om gewicht te verminderen en kostbaar materiaal zoals metaal te verminderen. In plaats van het hele stuk van metaal te maken, hoeven alleen de verbindingsstukken van metaal te zijn, terwijl de rest van het item van plastic wordt gemaakt.
Co-spuitgieten – Twee verschillende polymeren worden achtereenvolgens of gelijktijdig in een holte geïnjecteerd. Dit proces kan worden gebruikt om onderdelen te maken met een huid van de ene soort plastic met de kern van een andere.
Dunwandig gieten – Een vorm van spuitgieten die zich richt op kortere cyclustijden en hogere productiviteit om dunne, lichte en goedkope kunststof onderdelen te produceren.
Rubberen injectie – Rubber wordt in een mal gespoten met een proces dat vergelijkbaar is met kunststof spuitgieten. Rubberen onderdelen hebben meer druk nodig voor succesvol spuitgieten.
Keramische injectie - Spuitgietproces met keramisch materiaal. Keramiek is een van nature hard, chemisch inert materiaal dat in verschillende industrieën wordt gebruikt. Keramische injectie vereist verschillende extra stappen; inclusief het sinteren of uitharden van de nieuw gevormde onderdelen om de karakteristieke duurzaamheid te waarborgen.
Kunststof spuitgieten onder lage druk – Kunststof onderdelen die bij lagere drukken worden geproduceerd. Dit is met name handig voor taken waarbij delicate onderdelen moeten worden ingekapseld, zoals elektronica.
Neem contact op met DJmolding voor meer informatie over kunststof spuitgieten. Ons team van experts kan u helpen met uw kunststof spuitgietproject.
