Niestandardowe usługi formowania wtryskowego: Kompletny przewodnik po produkcji precyzyjnej

W produkcji wtryskowej, firmy formierskie wytwarzają niestandardowe części poprzez włączenie procesu formowania wtryskowego. W tym procesie upłynniony materiał jest wtryskiwany do specjalnie zaprojektowanej formy. Niestandardowe formowanie wtryskowe tworzy części z tworzyw sztucznych poprzez wtryskiwanie stopionego tworzywa sztucznego do niestandardowej formy. Proces ten pozwala na skomplikowane projekty, wąskie tolerancje i stałą produkcję wielkoseryjną.

Zanim przejdziemy dalej, dowiedzmy się, co sprawia, że formowanie wtryskowe na zamówienie to najlepsze rozwiązanie do tworzenia wysokiej jakości produktów. Oto szczegóły procesu, konstrukcja formy, materiały i zastosowania. 

Przegląd procesu formowania wtryskowego

Kluczowe etapy procesu formowania wtryskowego

1. Wybór i przygotowanie materiału

Wybór materiału:

Wybór materiału jest pierwszym etapem produkcji wtryskowej. To tutaj wybiera się żywicę z tworzywa sztucznego. To nie wszystko; należy zwrócić uwagę na wytrzymałość, elastyczność, odporność na ciepło i kompatybilność chemiczną materiału.

Przygotowanie materiału:

Przygotowanie materiału to proces, w którym niektóre żywice są przekształcane w spójną, nadającą się do formowania fazę do wtrysku do gniazda formy.

• Usunąć wilgoć z materiałów; w tym celu można użyć pieców suszących lub suszarek ze środkiem osuszającym.
• Mielenie jest wykonywane, gdy trzeba zmniejszyć rozmiar granulek żywicy, aby mogły one konsekwentnie topić się i wpływać do formy wtryskowej.
• Dodanie koloru zwiększa atrakcyjność estetyczną.
• Łączenie różnych materiałów w procesie mieszania usprawnia procesy. Na przykład wzmocnienia, takie jak włókno szklane, są najważniejsze dla zwiększenia wytrzymałości. Stabilizator UV chroni części przed degradacją spowodowaną promieniowaniem UV wywołanym przez światło słoneczne.

2. Projektowanie i produkcja form

Najważniejszą częścią procesu formowania wtryskowego jest projektowanie i produkcja form. Jest to etap, na którym tworzymy i budujemy forma plastikowa. Formy te są tworzone w celu uzyskania takiego samego kształtu, jaki jest potrzebny do produkcji części aplikacyjnych.

• Korzystaj z najlepszego dostępnego oprogramowania, takiego jak CAD. Są one wystarczające do projektowania form o określonych kształtach z pożądaną grubością ścianek i podcięciami.
• Kąt zanurzenia to preferowany przez nas sposób wysuwania gotowej części formy przy użyciu zmniejszonego tarcia.
• Grubość kąta ciągu należy ustawić na około jeden stopień na cal. Rozmiar i kierunek zależą jednak całkowicie od kształtu części i rodzaju żywicy.
• Starannie wybierz najlepszy materiał, znając wymagania aplikacji.
• System wlewowy jest w rzeczywistości ścieżką przepływu stopionego materiału do gniazda formy.
• Systemy chłodzenia zajmują się regulacją temperatury formy, aby uniknąć jej wypaczenia.
• Wentylacja jest niezbędna do uwolnienia uwięzionego powietrza, które może powodować ślady oparzeń i puste przestrzenie.
• Testowanie form jest najczęściej wykonywane w celu sprawdzenia, czy forma tworzy część o dokładnym kształcie lub czy występują jakieś wady, takie jak niekompletne wypełnienia, przebłyski itp.

3. Wtrysk, chłodzenie i wyrzut

Zastrzyk:

Wchodzimy w fazę uplastyczniania, gdy podajemy plastikowe granulki do podgrzewanej beczki. Powoduje to stopienie materiału i jego homogenizację.

Faza wtrysku rozpoczyna się, gdy stopiony materiał jest wtryskiwany przez dyszę do formy pod wysokim ciśnieniem. W tym celu zwykle stosuje się śrubę lub tłok. Ciśnienie ma na celu zapewnienie równomiernego wypełnienia form.

Chłodzenie:

Jeśli mówimy o technikach chłodzenia, które mogą być wykonywane przez systemy na bazie oleju. Powoduje to zestalenie tworzywa sztucznego, a także wymaga odpowiedniego czasu; w przeciwnym razie istnieje ryzyko deformacji lub kurczenia się.

Wyrzucanie:

Kołki i płytki wypychacza pomagają w wysunięciu przygotowanej części z gniazda formy. W razie potrzeby środki do formowania mogą zapobiec przywieraniu, pokrywając część do czystego uwolnienia bez jej uszkodzenia. W celu zapewnienia jakości należy przyciąć nadmiar materiału z bram i prowadnic.

Zalety produkcji metodą formowania wtryskowego

Zalety niestandardowych usług formowania wtryskowego, które tutaj przedstawimy, są następujące: 

• Jest to niezrównana wszechstronność, która jest potrzebna do tworzenia ogromnych zakresów projektowych.
• Można je wybrać do tworzenia najbardziej złożonych i szczegółowych kształtów, oczywiście do zastosowań korelacyjnych.
• Jeśli chcesz wydać mniej, jest to proces, który jest bardzo opłacalny w przypadku produkcji wielkoseryjnej.
• Stworzone przez nich formy są wielokrotnego użytku, co obniża koszty jednostkowe.
• Możliwość recyklingu złomu tworzyw sztucznych i precyzyjna technika formowania minimalizują ilość odpadów materiałowych. Co więcej, otrzymujesz stałą jakość i precyzję przez cały czas, co jest oczywiście niezbędne w branży motoryzacyjnej, elektronicznej i opieki zdrowotnej.
• Poza tym, usługi formowania wtryskowego są odpowiednie dla szybkich cykli produkcyjnych i niezawodności.

Wyzwania związane z niestandardowym formowaniem wtryskowym

Złożony proces tworzenia form:

Proces produkcyjny zawsze wiąże się z pewnymi kwestiami technicznymi i trudnymi sytuacjami dla pracowników. Złożony proces tworzenia form jest najtrudniejszą częścią. Musi on wymagać specjalistycznej wiedzy z zakresu projektowania i inżynierii. Może to być przyczyną opóźnień w terminach produkcji.

Początkowe koszty niestandardowego oprzyrządowania:

Wysokie koszty początkowe niestandardowego oprzyrządowania faktycznie stawiają bariery przed małymi firmami. Mogą one napotkać trudności w utrzymaniu stałej jakości przy dużej produkcji. Błędy w formie mogą skutkować odrzuceniem produktu. Co ważniejsze, podczas łączenia dodatków z materiałem, ograniczenie materiału może się skurczyć lub wpłynąć na wydajność części.

Jednak wspomniane wyzwania i wszystkie inne poważne wady, takie jak przywieranie części lub awarie układu chłodzenia, można rozwiązać, stosując krytyczne zasady optymalizacji.

Materiały do niestandardowego formowania wtryskowego

Popularne tworzywa termoplastyczne

Są to powszechnie stosowane tworzywa sztuczne.

• Polietylen (PE): Może być wykorzystywany do zastosowań opakowaniowych, w których potrzebny jest elastyczny i tani materiał.
• Polipropylen (PP): Jest to wytrzymały i mocny materiał, zapewniający odporność chemiczną i wysoką temperaturę ugięcia.
• Akrylonitryl-butadien-styren (ABS): Zapewnia odporność na uderzenia. Tak więc, jeśli użyjesz tego materiału, możesz już tworzyć powierzchnie nadające się do malowania.
• Poliwęglan (PC): Jest to dowód na wytrzymałość i dobrą stabilność wymiarową.
• Nylon (PA): Łączy w sobie zalety wytrzymałości na rozciąganie i odporności na zużycie.
• Polichlorek winylu (PVC): Jest to bardzo szeroko stosowany materiał, najczęściej do produkcji elastycznych części.

Jak wybrać materiały do formowania wtryskowego?

Zanim przejdziesz do niestandardowych usług formowania wtryskowego, materiały są wybierane tak, aby sprostać wymagającym zastosowaniom. Na przykład wysokowydajne polimery. Peek (polieteroeteroketon) to rozwiązanie, którego można użyć ze względu na jego wysoką odporność na ciepło, stabilność chemiczną i wytrzymałość. Szczególnie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i sprzęcie medycznym.

Tymczasem TPU (termoplastyczny poliuretan) to opcja zapewniająca elastyczność, odporność na ścieranie i elastyczność obuwia, uszczelek i elektroniki.

Typowe materiały stosowane w formowaniu wtryskowym na zamówienie

Tworzywo	Stopień	Wytrzymałość na rozciąganie (MPa)	Udarność (kJ/m)	Moduł zginania (GPa)	Temperatura ugięcia cieplnego (°C)
ABS (akrylonitryl-butadien-styren)	Przeznaczenie ogólne	40-50	10-15	2.5-3.5	90-100
	Odporność na uderzenia	30-40	20-30	2.0-3.0	80-90
PC (poliwęglan)	Przeznaczenie ogólne	60-70	10-15	2.5-3.5	130-140
	Odporność na uderzenia	50-60	20-30	2.0-3.0	120-130
PA (poliamid, nylon)	Przeznaczenie ogólne	80-100	10-15	3.0-4.0	150-160
	Duży wpływ	60-80	20-30	2.5-3.5	140-150
POM (polioksymetylen, acetal)	Przeznaczenie ogólne	60-70	10-15	3.0-4.0	120-130
	Duży wpływ	50-60	20-30	2.5-3.5	110-120
HDPE (polietylen o wysokiej gęstości)	Przeznaczenie ogólne	20-30	5-10	1.0-2.0	80-90
	Wysoka masa cząsteczkowa	30-40	10-15	1.5-2.5	90-100
PP (polipropylen)	Przeznaczenie ogólne	20-30	5-10	1.0-2.0	80-90
	Odporność na uderzenia	15-25	10-15	0.8-1.8	70-80
TPU (termoplastyczny poliuretan)	Przeznaczenie ogólne	30-50	10-20	0.5-1.5	60-80
	Wysoka odporność na ścieranie	50-70	20-30	1.0-2.0	80-100
PET (politereftalan etylenu)	Przeznaczenie ogólne	50-70	10-15	2.5-3.5	120-130
	Duży wpływ	40-60	20-30	2.0-3.0	110-120

Uwaga:

1: Wytrzymałość na rozciąganie, udarność i moduł sprężystości są mierzone zgodnie z normami ISO 527, ISO 179 i ISO 178.
2: Temperatura ugięcia cieplnego jest mierzona zgodnie z normą ISO 75.

Zrównoważony rozwój w doborze materiałów

Zrównoważony rozwój to temat, do którego dążą producenci, aby sprostać wymaganiom ekologicznego środowiska.

Tworzywa sztuczne nadające się do recyklingu, takie jak polietylen (PE) i polipropylen (PP), są najpopularniejszymi opcjami wśród innych materiałów. Biotworzywa i ekologiczne alternatywy, takie jak kwas polimlekowy (PLA), są zwykle wytwarzane z materiałów podobnych do skrobi kukurydzianej.

Wykorzystanie w produkcji materiałów pochodzących z recyklingu promuje ekologiczną przyszłość. Techniki podprocesowe usprawniające ponowne przetwarzanie pomagają również producentom wytwarzać wysokiej jakości części do ponownego wykorzystania.

Zastosowania niestandardowego formowania wtryskowego

Przemysł motoryzacyjny

Producent form wtryskowych dla przemysłu motoryzacyjnego buduje takie części w niestandardowych formach wtryskowych. Muszą one być bezpieczne i trwałe. Powodem stosowania tworzyw sztucznych jest zastąpienie tych ciężkich metalowych części w celu poprawy efektywności paliwowej. Zazwyczaj części samochodowe to deski rozdzielcze i obudowy przekładni.

Medycyna i opieka zdrowotna

Narzędzia chirurgiczne, części diagnostyczne lub biokompatybilne implanty mogą być wykonane z poliwęglanu klasy medycznej. Zapewnia to bezpieczeństwo i sterylność. Proces ten jest szczególnie korzystny w przypadku protetyki i systemów dostarczania leków. 

Elektronika i towary konsumpcyjne

Proces wtrysku do urządzeń elektronicznych, takich jak obudowy smartfonów i sprzęt AGD, zapewnia precyzję. A jeśli chodzi o obudowy elektroniki, złącza i inne trwałe, odporne na ciepło części, może zaoferować estetyczne, funkcjonalne i trwałe rozwiązania.

Branże wschodzące

Sektory lotnictwa, robotyki i energii odnawialnej wykorzystują ten proces, ponieważ muszą budować złożone części o lekkich właściwościach. Coraz częściej drony, elementy turbin wiatrowych i przeguby robotów są tworzone w specjalnych formach, aby zapewnić im lepszą wydajność.

Znaczenie projektowania pod kątem możliwości produkcyjnych (DFM)

Design for Manufacturability (DFM) dla niestandardowych form wtryskowych: ma to na celu ustalenie wydajności i kosztów produktu. W ten sposób można poprawić jakość produktu i skrócić czas wprowadzania go na rynek.

Pozwala to producentom na proste tworzenie skomplikowanych projektów form i wydłużenie czasu produkcji. Przykładem tego jest unikanie podcięć w celu zmniejszenia problemów z tolingiem.

Inną funkcją jest szybkie wysuwanie części, chroniąc je przed uszkodzeniem podczas wprowadzania kątów pochylenia.

Zmniejsza ilość odpadów materiałowych, ponieważ utrzymuje jednolitą grubość ścianki na poziomie co najmniej 1,5 mm, w zależności od materiału. Ale w jakiś sposób formowanie wtryskowe cienkościenne materiały nadal wymagają wytrzymałości.

Dostosowywanie narzędzi i form

Zamiast korzystać z niedrogich standardowych narzędzi, należy wybrać wysokiej jakości narzędzia w niestandardowych usługach formowania wtryskowego. Wiąże się to z precyzją i trwałością. Ale nie można od razu przejść do tego samego materiału narzędziowego.

Formy stalowe są szczególnie odpowiednie do produkcji wielkoseryjnej. Opcja aluminiowa jest dobra dla prototypów lub małych partii. Ponieważ są one łatwe w obróbce i szybsze w produkcji.

Mówiąc o projektowaniu form, należy wziąć pod uwagę kilka czynników, takich jak współczynnik skurczu i grubość ścianek. Tymczasem systemy wlewowe będą kontrolować przepływ upłynnionych żywic do formy. Systemy chłodzenia w formie zwiększają wydajność termiczną, skracają czas produkcji dużych ilości i zmniejszają liczbę defektów w tworzonych częściach.

Prototypowanie części niestandardowych

Prototypowanie jest niezbędne do ulepszenia projektu i funkcjonalności części. Można to zrobić za pomocą druku 3D i metody miękkiego oprzyrządowania. Generalnie pomaga to w weryfikacji funkcjonalności, dopasowania i estetyki części. Przed rozpoczęciem produkcji na dużą skalę można łatwo dotrzeć do obszarów, w których występują problemy, czy to z chłodzeniem przepływu materiału, czy z wyrzutem.

Lista kontrolna dla projektantów, aby uniknąć wad w formowaniu wtryskowym

1. Uwagi dotyczące konstrukcji części

• Zapewnienie jednolitej grubości ścianki:
  • Projektuj części o stałej grubości ścianek. Pomoże to uniknąć wypaczeń i nierównomiernego chłodzenia.
• Dodaj kąty szkicu:
  • Należy uwzględnić co najmniej 1° do 2° zanurzenia na stronę. Zapewni to płynne wyrzucanie części z formy.

2. Optymalizacja przepływu i napełnianian

• Projektowanie zrównoważonych ścieżek przepływu:
  • Upewnij się, że lokalizacje bramek umożliwiają równomierne rozprowadzanie materiału.
• Unikaj cienkich sekcji:
  • Upewnij się, że ścianki są wystarczająco grube, aby umożliwić prawidłowy przepływ materiału.

3. Funkcje montażowe

• Tam, gdzie to możliwe, używaj konstrukcji zatrzaskowych
• Zapewnienie tolerancji dla pasowań wtłaczanych

4. Unikanie typowych wads

• Minimalizacja linii spawu:
  • Dostosuj położenie bramki, aby uniknąć słabych punktów.
• Zapobieganie powstawaniu śladów po zlewach:
  • Unikaj nadmiernej grubości ścianek; utrzymuj stosunek żeber i występów do grubości ścianek na poziomie 0,5:1 lub mniej.

Czynniki kosztowe w niestandardowym formowaniu wtryskowym

Koszty narzędzi i konfiguracji

Początkowa inwestycja w formy, w tym konfiguracje, najprawdopodobniej wyniesie od $3000 do $100000. Zależy to również od wybranego materiału i poziomu złożoności.

Strategie optymalizacji kosztów

Integracja skutecznej strategii może przynieść największe oszczędności, ponieważ można zaplanować generowanie w ilościach hurtowych. Skutkuje to zmniejszeniem kosztów jednostkowych, a oczywiście wydajność projektowania i wykorzystanie materiałów mogą również zminimalizować ilość odpadów.

Równoważenie kosztów i jakości

Najbardziej specyficzne narzędzia z tymi najwyższej jakości funkcjami kosztują więcej, więc wybierz Wisley, równoważąc umiarkowane, ale trwałe konfiguracje.

Jak wybrać odpowiednią usługę formowania wtryskowego?

Kryteria wyboru

Jeśli istnieją opcje wyboru najlepszego dostawcy usług formowania wtryskowego, wybierz najlepsze platformy, takie jak PCBasic. Zwróć uwagę na kryteria i doświadczenie w określonych branżach. Ponieważ zamierzasz uzyskać możliwości dostosowywania, weź również pod uwagę zakres materiałów i opcje o wysokiej wydajności.

Zapewnienie jakości w usługach

Dostawcy usług powinni zapewnić certyfikaty, takie jak normy ISO. Ma to na celu zapewnienie precyzji i powtarzalności w procesach produkcyjnych.

Dodatkowe usługi i wsparcie

Jako najbardziej wykwalifikowani producenci oferujemy kompleksowe wsparcie. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz nas w fazie projektowania, aby dopracować koncepcje, usługi postprodukcyjne, czy wsparcie logistyczne.

Skutecznie usprawniamy zarządzanie dostawami i zapasami. Dlatego współpraca z nami daje szansę na wysokowydajne przetwarzanie wtryskowe z dołączonymi usługami dodatkowymi.

Wniosek

W tym momencie dostawcy niestandardowych usług formowania wtryskowego odgrywają kluczową rolę w rozwoju nowoczesnej produkcji. Kluczowe wnioski są takie, że są to rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb, które zapewniają wysoką precyzję i efektywność kosztową. Technika ta napędza innowacje w różnych branżach.

Plastic Mold jest wiodącym producent form wtryskowych w Chinach. Nasza firma zapewnia bezpłatny system wyceny dla nieograniczonej liczby ofert dla forma odlewnicza, guma silikonowa, obróbka skrawaniem i komponenty elektroniczne.