Výroba forem pro plasty jsou klíčové pro všechny typy výroby. Pomáhají získat podobné tvary a vzory s vysokou přesností a precizností pro velkosériovou výrobu. Tyto formy navíc mohou mít různé tvary a mohou být vyrobeny z mnoha materiálů, tj. z hliníku, oceli, železa, plastu atd. V tomto článku se budeme zabývat plastovými formami. Kromě toho se dozvíme, jak se formy na plasty vyrábějí, jejich použití a výhody v různých oborech.
Co jsou plastové formy?
Plastové formy se běžně používají v průmyslu k výrobě malých výrobků, od nádobí až po malé díly pro domácí spotřebiče a velké stroje. Tento přístup je lepší, protože umožňuje vytvářet jedinečné formy. Kromě toho je z dlouhodobého hlediska spojen s menšími náklady a vytváří formy pro prototypové komerční nebo osobní projekty. V tomto obsáhlém článku se dozvíte, jak vyrobit formu na plast, a zvážíte důležité faktory a tipy a triky, které vám pomohou, abyste to zvládli bez problémů. Přejít na technologie plastových forem Chcete-li se dozvědět více informací o plastových formách.
Typy plastových forem
Než přejdeme k tomu, jak vyrobit formu na plast, probereme několik typů forem na plast;
1. Vstřikovací formy
Vstřikovací formy se používají v průmyslu k vytváření velkého množství předmětů. Obvykle se provádí pomocí vstřikování tekutého polymerního materiálu do tvarové dutiny. Pomáhá vyrábět složité výrobky, jako jsou hračky, obalové materiály a detailní automobilové díly. Tato technika se navíc vyznačuje vysokou výstupní rychlostí, přesností a zanedbatelnou dobou potřebnou k následnému zpracování.
2. Lisovací formy
Tlakové formy používají termosetové plasty, které se vkládají do dutiny formy a jsou vystaveny teplu a tlaku. Tato metoda je nejvhodnější pro aplikace, které vyžadují kvalitní a tepelně stabilní součásti. Může jít například o automobilové díly a elektronické přístroje. Je tedy ekonomická při nízkých výrobních sériích a ideální pro vytváření silnějších dílů, zejména těch velkých.
3. Vyfukovací formy
Vyfukovací formy mají široké uplatnění při vstřikování dutých dílů, jako jsou láhve a nádoby. Funguje to tak, že se plast nejprve promění v trubku označovanou jako parison. Poté se nechá nafouknout mezi dvěma formami a vytvoří konečný dutý výrobek. Jednou z hlavních aplikací vyfukovacích forem je to, že se ve velké míře používají v PVC pro výrobu lehkých a prázdných dílů ve velkém množství.
4. Silikonové formy na pryskyřici
Silikonové formy jsou pružné a pro začátečníky běžnější a používají se v malých kutilských projektech. Kromě toho mají mnoho využití i při práci s pryskyřicí. Takové formy dokáží zachovat jemné a složité struktury. Navíc jsou opakovaně použitelné, takže jsou vhodné pro řemeslné práce, práci s pryskyřicí a výrobu prototypů. Příjemně se s nimi pracuje a lze je využít mnoha způsoby při dalších uměleckých činnostech.
Vlastnosti materiálů používaných pro plastové formy
| Materiál | Účel | Běžné typy | Klíčové vlastnosti | Typické hodnoty/rozsah |
| Materiál formy | Pomáhá vytvářet strukturu formy | Ocel, hliník, silikon | Trvanlivost, tepelná odolnost, obrobitelnost | Pevnost v tahu: 250-1500 MPa (ocel), 90-300 MPa (hliník) |
| Agent pro uvolnění | Zabraňuje přilepení materiálu k formě. | Silikonový sprej, vosk, PTFE | nepřilnavý povrch, vysoká tepelná odolnost | Maximální teplota: 120°C-200°C, koeficient tření: <0.05 |
| Základna/rám formy | Tím se materiál formy udrží na místě | Dřevo, plast, kov | Pevnost, tuhost | Hustota: 0,9-1,3 g/cm³ (plast), 2,7 g/cm³ (hliník) |
| Hlavní objekt/model CAD | Vytváří tvar formy | 3D model, prototyp | Přesnost, plynulost, složitost | Přesnost CAD: ±0,005 mm, Povrchová úprava: Ra 0,8-1,6 μm |
| Míchací nástroje | míchá složky materiálu formy | Míchací tyče, mechanické míchačky | Rovnoměrné míchání, žádné vzduchové bubliny | OTÁČKY: Objem: 300-1200 otáček (mechanické míchačky), Objem: . |
Průvodce výrobou forem pro plasty krok za krokem
Následuje kompletní postup pro výroba forem pro plasty.
1. Navrhování formy
Pořiďte si hrubý návrh formy a zvažte potřebu plastového dílu, který chcete vyrobit. Pokud máte složité tvary, použijte software CAD k návrhu způsobem, který pomůže při CNC obrábění formy. Mezi tyto funkce patří geometrie dílu, tloušťka stěn dílu a úhly tahu. Usnadňují odebírání přebytečného materiálu z formy. Výběr materiálu formy, jako je hliník nebo ocel, závisí na požadované životnosti formy. Kromě toho výběr materiálu závisí také na množství výrobků, které chcete vyrábět.
2. Vytvoření rámečku formy nebo rámu
Pro výrobu plastových forem vytvořte krabičku nebo rám formy, který bude držet materiál během odlévání. Formovací boxy pro CNC obráběné formy jsou obvykle vyrobeny z robustních materiálů. Mohou zahrnovat kov / tvrdý plast atd. Během výroby si tedy ověřte, zda byla krabice dobře a správně uzavřena, aby nedošlo k úniku při lití. Kromě toho se ujistěte, že krabice byla vyztužena, aby odolala tlaku a teplotě během procesu lití.
3. Příprava modelů CAD a CNC obrábění formy
Obvykle v CNC obrábění předlohou je soubor CAD s přesnými rozměry a bez podřezání dutin formy. Pokud tedy použité materiály mají různé tvary a struktury. CNC obrábění vám pomůže vyčistit a podrobit povrchové úpravě. Aby se zabránilo přilepení plastu k formě, používá se separační prostředek. CNC stroj dále pokračuje v přesném řezání formy, aby bylo dosaženo správného vyfrézování a hotových stěn. To je důležité pro minimalizaci pravděpodobnosti vzniku vad. Kromě toho umožňuje hladký tok plastu a snadné vyhazování konečného dílu.
4. Míchání a lití materiálu do formy
Po vytvarování formy pomocí CNC se roztavený plastový materiál vloží do dutiny formy. Pokud používáte termoplast nebo pryskyřici, ujistěte se, že materiál, který používáte, má správnou teplotu a dobře teče. Pokud používáte vstřikování, zahřejte a roztavte plastový materiál, přítomný v granulích. Kromě toho se ujistěte, že při nalévání nespěcháte, abyste minimalizovali vzduchové bubliny, které, pokud se dostanou do směsi, sníží pevnost konečného výrobku.
5. Vytvrzování formy
Nechte tedy materiál vychladnout a vytvořte pevnou hmotu ve formě připravené z plastového materiálu. V závislosti na typu použitého plastu může vytvrzení trvat několik minut až několik hodin. V této fázi je důležité sledovat, zda se ve formě netvoří bubliny nebo jiné vady. Pokud jde o vytvrzování forem vyrobených na CNC strojích, vytvrzování je obecně rychlejší a přesnější, protože formy jsou vytvrzovány za kontrolovaných podmínek.
6. Plnění a uvolňování forem
Jakmile plast dosáhne bodu vytvrzení, vyjměte díl z formy. Pokud jste správně nanesli separační prostředek, měl by díl vyskočit a nepřilnout k povrchu formy. Kromě toho můžete materiál oříznout nebo dokončit v závislosti na jeho požadavku. Pokud je pro sériovou výrobu zapotřebí další leštění, lze na předmětech provést další dokončovací práce prostřednictvím strojů.
Úvahy o návrhu a konstrukci plastových forem na zakázku
Mezi důležité aspekty, které je třeba zohlednit při návrhu a výrobě zejména zakázkových plastových forem, patří;
- Výběr materiálu: Materiál formy, jako je ocel nebo hliník, vybírejte podle jeho odolnosti, ceny a objemu výroby. Ocelové formy bývají dlouhodobým řešením pro pevnost a objem výroby. Vzhledem k tomu, že, hliníkové formy jsou levnější pro méně objemné výroby.
- Geometrie dílu: Při návrhu formy je třeba zohlednit všechny vlastnosti plastového dílu, zejména složité detaily, podříznutí a úhly tahu. Ty tak mohou usnadnit vyjmutí z formy.
- Chladicí kanály: Toto zkrácení doby cyklu musí být provedeno za současného začlenění chladicích kanálů do konstrukce formy.
- Tolerance formy: Pochopte, že přesné rozměrové požadavky znamenají přísnější kontrolu formy. Může tak minimalizovat množství nutných dodatečných úprav, zejména pokud jsou konstrukční detaily složité.
- Analýza toku formy: Proveďte stručnou analýzu vzhledu dutin a toho, jak bude materiál formy v dutině proudit. Zkontrolujte některé anomálie, které se mohou vyskytnout, například deformace, smršťování nebo tvorba vzduchových kapes. To účinně napomáhá návrhu formy automobilu a také zvyšuje efektivitu výroby.
Výběr pryskyřice pro výrobu plastových forem
Prozkoumejme různé typy pryskyřic pro výrobu plastových forem.
- Epoxidové pryskyřice: Organické epoxidové pryskyřice jsou pevné, a proto je lze použít k výrobě forem v odvětvích, která vyžadují vysoké teplo a tlak při lisování.
- Polyuretanové pryskyřice: Tyto formy jsou pružné a odolné, takže jsou nejvhodnější pro formy, které se budou používat při mírném objemu výroby. Můžeme tak získat tuto odolnost a určitou míru flexibility.
- Silikonové pryskyřice: Silikon je velmi pružný a může být velmi vhodný při práci s těsnými formami, které jsou malé a složité, a také vhodný pro kutily nebo několik sérií.
- Polyesterové pryskyřice: Jsou levnější a vhodnější pro velké formy s menším počtem detailů. Kromě toho mají ve srovnání se silikonem a polyuretanem slušnou pevnost, ale relativně nízkou pružnost.
- Termosetové pryskyřice: Tyto pryskyřice, někdy nazývané termosetové plasty, se působením tepla stávají trvale pevnými a tuhými. Jsou tedy vhodné pro náročné aplikace, například ve strojírenství.
Dokončování a leštění plastové formy
Při dokončování a leštění plastových forem vždy dodržujte následující aspekty.
1. Vrtání formy a leštění
Vyhlaďte hrany a začněte vyrábět vlastní díl. Zde se forma nejprve zkontroluje, zda nemá ostré hrany nebo nerovný povrch. Pečlivě vyčistěte pomocí jemného papíru nebo speciálního stroje, který poskytuje leštění, abyste zjistili, jaké je tělo formy. Výsledkem je hladký povrch posledního plastového výrobku a opětovné použití formy, aniž by došlo k poškození odlévaných dílů.
2. Provedení případných oprav
Na povrchu substrátu se předem vyskytují vady, například malé trhliny,
nerovnosti nebo viditelné bubliny. Ty je nutné odstranit pomocí vhodných výplňových materiálů, tj. epoxidových pryskyřic nebo silikátů. Odhalení a náprava těchto problémů umožňují výrobci předcházet vadám finálních výlisků, přejít na povrchová úprava vstřikováním a dozvíte se více.
Časté chyby a jak se vyhnout výrobě plísní pro plasty
Zde jsou uvedeny některé běžné chyby, kterých se obvykle dopouštíme při výrobě forem pro plasty.
1. Vzduchové bubliny ve formě
Jedním z častých problémů s výroba forem pro plasty je zachycení vzduchových bublin v materiálu formy. Můžeme se mu vyhnout tím, že zajistíme, aby se materiál přidával pomalu a po nalití z něj unikl zachycený vzduch. Dalším způsobem odstranění bublin je použití vakuové komory a tlakového hrnce.
2. Nevhodná aplikace uvolňovacího prostředku
Dalším způsobem, jak způsobit poškození, je nedostatečná aplikace separačního prostředku, protože finální díl se může později přilepit k formě. Je důležité si uvědomit, že separační prostředek se nanáší rovnoměrně a detailně se zvláštním zaměřením na složité oblasti.
3. Deformace během vytvrzování
Deformace je deformace výrobku, která vzniká v důsledku nepřesného vytvrzování nebo běžných postupů chlazení cívky. Tomu je třeba zabránit regulací vytvrzovacího prostředí a zajištěním správné vytvrzovací teploty. Kromě toho se také ujistěte, že máte dostatek času na důkladné vytvrzení materiálu.
Závěr
Závěrem, jak vyrobit formu na plast, Výroba forem má význam v mnoha kreativních odvětvích, kde se rodí nápady a vyrábějí vynálezy od průmyslové výroby až po domácí řemesla. Poznatky o výrobě forem, dostupných materiálech a požadavcích uvedených v tomto článku pomohou při výrobě přesných a dlouhotrvajících forem pro výrobu plastových dílů. V tomto případě jsou požadované úpravy a dokončovací práce provedeny dokonale a zakázkové formy mají široké využití v několika oblastech.
Často kladené otázky
Q1. Jaké materiály se běžně používají pro plastové formy?
Ocel a hliník jsou jedny z nejlepších materiálů pro průmyslové formy, protože jsou odolné. Silikonová pryž se většinou používá v malém měřítku a pro kutilské projekty.
Q2.Jak dlouho vydrží plíseň?
Provozuschopnost ocelové formy se měří tím, že může pracovat miliony cyklů. Například hliníková forma má desítky tisíc cyklů v závislosti na stupni intenzity výroby.
Q3. Jak zabráním vzniku vzduchových bublin ve formě?
Pro materiál formy zvolte pomalou rychlost míchání a věnujte pozornost nalévání materiálu. Poté použijte vakuovou komoru nebo tlakový hrnec k odstranění zachyceného vzduchu.
Q4. Jaký je nejlepší uvolňovací prostředek pro plastové formy?
Lakování nebo nanášení silikonových sprejů, také těch, které jsou složeny z PTFE, nebo polytetrafluorethylen. Jsou to nejvhodnější uvolňovací prostředky, které zabraňují přilnutí plastu k formám.
Q5. Jaký typ formy je nejlepší pro hromadnou výrobu?
Pro hromadnou výrobu by měly být upřednostňovány vstřikovací formy. Umožňují vytvářet velké množství podobných náhradních dílů s vysokou přesností.
Q6. Lze plíseň v případě poškození opravit?
Ano, jednoduchá poškození, jako jsou praskliny na vlečce, malé otvory nebo dokonce zdrsnění povrchu, lze snadno opravit pomocí epoxidových nebo plnicích materiálů. Pokud je rozsah poškození velký, pak jediným možným řešením může být výměna celé formy.