Kunststoff-Spritzgusswerkzeug Die Herstellung von Kunststoff-Spritzgussformen ist heikel und kompliziert, so dass selbst eine einzige Form bis zu $5000 kosten kann. Bei diesem Herstellungsverfahren werden hochentwickelte Werkzeuge, moderne Technologie und erfahrene Formenbauer eingesetzt. Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge werden hauptsächlich in der Massenproduktion von Kunststoffprodukten eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden Spritzgussformen und geschmolzener Kunststoff verwendet, um genau spezifizierte Teile mit unterschiedlichen Formen und Größen herzustellen. Das Verfahren beginnt mit der Erwärmung des Kunststoffs, der oft in Form von Perlen vorliegt, und der Lieferung an das Werk.
Dieser geschmolzene Kunststoff wird in eine Spritzgießmaschine geleitet und in den Formhohlraum gespritzt. In Kunststoff-Spritzgießformen sorgen Kanäle dafür, dass Kühlmittel um den heißen Kunststoff in der Kavität herumfließen kann. Diese Zirkulation trägt auch zur Abkühlung des Kunststoffs bei, was für die Erhöhung der Erstarrungsrate und die Verbesserung der Produktion entscheidend ist.
Um zu verstehen, wie der Spritzgießprozess funktioniert, braucht man ein Grundwissen über Spritzgießwerkzeuge: was sie sind, wie sie funktionieren, wo man sie bekommt und welche Werkzeuge für bestimmte Anwendungen am besten geeignet sind. Dieser Artikel enthält alle wesentlichen Informationen, die der Leser vor dem Einsatz eines Spritzgießwerkzeugs benötigt.
Ein kurzer Überblick über Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge
Kunststoff-Spritzgussform Werkzeuge sind wichtige Bestandteile von Spritzgießmaschinen. Sie helfen, mehrere Teile gleichzeitig herzustellen. Diese einfachen oder komplexen Formen haben eine lange Lebensdauer und können während der Betriebszeit Tausende von Teilen herstellen.
Darüber hinaus bestehen diese Formen in der Regel aus hochfesten Materialien wie Stahl oder Aluminium und verfügen über Angusskanäle, die den Einspritzpunkt mit der Form verbinden, um den Fluss des geschmolzenen flüssigen Kunststoffs zu ermöglichen. Außerdem helfen Kühlmittelbohrungen bei der Abkühlung und Verfestigung des Kunststoffmaterials. Jede Form besteht aus zwei zentralen Platten: Platte Adas die Teile während des Spritzgießens fest an ihrem Platz hält, und Platte Bdie normalerweise zum Öffnen und Schließen der Form und zum Auswerfen der fertigen Teile oder Produkte verwendet wird.
Verschiedene Funktionalitäten von Spritzgießwerkzeugen
Wie bereits erwähnt, sind die Formwerkzeuge eine entscheidende Komponente beim Kunststoffspritzgießen und erfüllen mehrere grundlegende Funktionen:
Führen von geschmolzenem Kunststoff: Ein Kanal, durch den geschmolzener Kunststoff vom Einspritzzylinder (Zylinder) in den Formhohlraum fließen kann.
Kühlung: Sie kühlt das Formteil ab, bis es aushärtet und in der gewünschten Form und Größe erstarrt. Die Temperaturregelung der Form ist wichtig, damit das Formteil in der richtigen Geschwindigkeit abkühlt, um Verformungen und Spannungen zu vermeiden. Normalerweise fließt Wasser durch Kanäle in der Form, wie im Fall des Kühlsystems eines Automotors.
Belüftung: Wenn die Form geschlossen ist, bietet die Entlüftung einen Fluchtweg für die eingeschlossene Luft. Würde das Formteil nicht entlüftet, hätte es Hohlräume (Luftblasen oder Hohlräume), was zu einer schlechten Oberflächenqualität führen würde.
Teilauswurf: Auswerferstifte helfen dabei, das fertige Formteil aus der Form auszustoßen. Diese Funktionen zeigen die Bedeutung des Formwerkzeugs für die Erzielung einer hohen Qualität und die Vermeidung von Fehlern oder die Erhaltung von Kunststoffteilen.
Kompatible Materialien für die Herstellung von Spritzgießwerkzeugen
Werkzeugstahl-Spritzgießform
Die endgültige Wahl des Materials für Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge hängt von der Anzahl der herzustellenden Teile, der Art des zu verarbeitenden Kunststoffs und der Lebensdauer des Werkzeugs ab. Jedes Material, das in diesen Werkzeugen verwendet wird, hat seine eigenen Eigenschaften. Hier sind einige der gängigsten Materialien aufgeführt;
Stahl: Stahlwerkzeuge werden wegen ihrer Härte und Verschleißfestigkeit häufig beim Kunststoffspritzgießen verwendet. Sie sind relativ billig und leicht zu bearbeiten und daher für viele Zwecke geeignet. Von einfachen Merkmalen bis hin zu komplexen Formteilen sind diese Werkzeuge von unschätzbarem Wert. Ihr Einsatz ist in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie bei Innen- und Außenteilen unverzichtbar. Stahlformen können jedoch korrosionsanfällig sein, verschleißen unter rauen Bedingungen und müssen häufig gewartet werden.
Aluminium: Diese Werkzeuge werden bevorzugt, weil sie leicht sind und Korrosion widerstehen können. Sie sind leicht zu bearbeiten und eignen sich für die Herstellung verschiedener Produkte aus den Bereichen Medizin, Elektronik und Automobil. Allerdings sind Aluminiumformen nicht so haltbar wie Stahlformen und eignen sich möglicherweise nicht für Anwendungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck.
Kupfer: Wie viele wissen, ist Kupfer fest und elektrisch leitfähig. Es wird zur Herstellung von Gussformen für elektrische Teile und andere präzise Produkte verwendet. Kupfer ist außerdem relativ korrosions- und verschleißfest. Allerdings ist es im Vergleich zu anderen Metallen teuer und schwierig, Kupfer in großen Mengen zu verwenden.
Messing: Messing ist ein komplexes, starres Metall, das aus hohen Spuren oder % Kupfer besteht, fast 70%. Es wird häufig zur Herstellung von Gussformen für mechanische Teile und andere maßgenaue Produkte verwendet. Es ist sehr korrosionsbeständig und verschleißfest, aber im Allgemeinen teurer als andere Materialien.
Bronze: Wie Messing ist auch Bronze steif und widerstandsfähig. Es eignet sich besonders für Formen, die mechanische Teile herstellen, die hohe Präzision und Maßgenauigkeit erfordern. Es ist außerdem sehr korrosions- und verschleißfest, aber im Vergleich zu anderen Gussmetallen relativ teuer.
Plastik: Kunststoffformen werden für kleine, einfache Teile oder Prototypen verwendet und sind aus hochfesten, hitzebeständigen Materialien wie P20-Stahl oder Aluminium gefertigt. Sie sind in der Regel billiger als Metallformen, haben aber nicht die gleiche Festigkeit wie Metalle und können daher nicht in der Massenproduktion eingesetzt werden. Jedes dieser hochwertigen Materialien hat seine Vorteile und wird je nach den Anforderungen des Spritzgießverfahrens eingesetzt.
Warum ist die Materialauswahl im Formenbau so wichtig?
Die Materialauswahl ist von entscheidender Bedeutung, denn sie bestimmt die Art des Materials, das für die Herstellung eines bestimmten Produkts verwendet werden soll. Es ist von entscheidender Bedeutung, ein geeignetes Material für Ihre Spritzgusswerkzeuge auszuwählen. Die gewählten Materialien bestimmen die Qualität Ihrer Endprodukte, die Zuverlässigkeit Ihrer Teile, die Festigkeit Ihrer Werkzeuge und Ihre Gesamtkosten.
Aufrichtige Technik ist einer der führenden Formenhersteller in China die seit mehr als einem Jahrzehnt auf dem Gebiet der Technik tätig ist. Mit einem Team von qualifizierten Ingenieuren und technischen Experten setzen wir die besten 3D-CAD- und Moldflow-Simulationstechnologien ein, um Ihre Teilekonstruktionen optimal zu verbessern. Wir sind stolz darauf, mit den bekanntesten Polymer- und Elastomerherstellern, Additiv-Experten und Chemikern zusammenzuarbeiten und uns auf deren umfangreiche Erfahrung zu verlassen. So können wir Ihnen geeignete Materialien für Ihre Anwendung empfehlen und sicherstellen, dass Sie die beste Leistung zum günstigsten Preis erhalten.
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Beziehung zwischen engen Toleranzen und enger Werkzeugkomplexität
Die Präzision von Kunststoffspritzgusswerkzeugen ist ein heikler Balanceakt, der in der Regel vom geplanten Werkzeug, der Kavitätenkonstruktion und den verwendeten Materialien abhängt. Weniger komplizierte Formteile können eine bessere Toleranzkontrolle bieten als komplexe Teile. Werden weitere Parameter hinzugefügt, wie z. B. die Anzahl der Kavitäten, kann sich die Toleranz verringern.
Die Herstellung dünnwandiger symmetrischer oder zylindrischer Teile mit feinen Details wie Gewinden und Hinterschneidungen erfordert hochentwickelte Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge. In solchen Fällen können andere mechanische Teile, wie z. B. rotierende Zahnräder, erforderlich sein, um die Komplexität dieser Geometrien zu bewältigen. Die Komplexität der Werkzeuge, die Präzision und die Genauigkeit, die für das Kunststoffspritzgießen erforderlich sind, sind ein empfindliches Gleichgewicht, das zu optimalen Ergebnissen führt. Kunststoffspritzgießwerkzeuge sind wichtig, um Toleranzen von bis zu +/- 0.0005x.
Zentrale Teile von Kunststoff-Spritzgusswerkzeugen
Erläutern wir die wichtigsten Teile von Spritzgusswerkzeuge und ihre Rollen.
Führungsnadeln: Diese Stifte werden auf eine Formhälfte geschraubt und passen in die Löcher der anderen Hälfte, um eine korrekte Ausrichtung der Formen während des Einspritzens zu gewährleisten.
Läufer: Kanäle in der Form helfen dabei, den geschmolzenen Kunststoff von der Angussbuchse zu den verschiedenen Kavitäten zu befördern, um sicherzustellen, dass sie gleichmäßig versorgt werden, damit sie richtig geformt werden können.
Werkzeugtore: Der Punkt, an dem der Kunststoff in den Formhohlraum gelangt, wird als Anschnitt bezeichnet und bildet eine Formtrennlinie. Spritzgießformen haben in der Regel zwei Hauptangussarten: 1. An erster Stelle,
Automatische Trimmklappen: Diese Anschnitte öffnen sich selbstständig, so dass es kaum oder gar keinen Kontakt mit den Wänden gibt und folglich weniger Schäden oder Kratzer entstehen. Einige Beispiele für diese Anschnitte sind der Heißkanalanschnitt, der Nadelverschluss und der Auswerferstiftanschnitt.
Manuelle Trimmklappen: Diese Tore müssen manuell betätigt werden, um die Teile am Ende des Zyklus von den Kufen zu trennen. Einige Beispiele sind der Anguss, die Spinne, die Überlappungsschleuse und so weiter.
Angussbuchse: Dabei handelt es sich um einen größeren Eingang zum Werkzeug für das Einspritzen von geschmolzenem Kunststoff, der schrittweise verkleinert wird, um den Kunststofffluss in das Kanalsystem zu leiten.
Ortungsring: Achten Sie darauf, dass die Form auf der festen Aufspannplatte ausreichend verriegelt ist, damit die Einspritzdüse in der richtigen Position zur Angussbuchse steht.
Formhohlraum: Der Abschnitt der Form, der verwendet wird, bestimmt die Größe, Form und andere Merkmale des Endprodukts.
Auswerferstifte: Nach dem Abkühlen und Erstarren sollten das Formteil und der erstarrte Anguss aus der Form entfernt werden.
Der Schuss: Die Menge an geschmolzenem Kunststoff, die bei jedem Zyklus in die Form gespritzt wird, um eine Schicht auf den Kavitäten, Angüssen und dem Anguss zu bilden.
Anguss: Die Angussleiste ist der verfestigte Kunststoff, der nach dem Gießen in der Angussbuchse verbleibt. Er verbindet die Einspritzstelle mit dem Angusssystem und wird in der Regel entweder entfernt oder recycelt.
Zwei zentrale Phasen der Werkzeugherstellung
Die Herstellung von Werkzeugen für das Kunststoffspritzgießen erfolgt in der Regel in zwei Phasen.
Werkzeuge für die Produktion
Erstens sind Produktions- und Entwicklungswerkzeuge von zentraler Bedeutung für die Herstellung von Kunststoff-Spritzgießwerkzeugen. Die beim Spritzgießen verwendeten Produktionswerkzeuge bestehen aus durchgehärtetem Stahl mit einer Standardschusslebensdauer von einer Million Schuss. Sie sind ideal für die Massenproduktion von Hunderten und Millionen von Kunststoffteilen. Sincere Tech verwendet häufig hochbeständigen Edelstahl für konstruktionsbezogene Anwendungen, wie z. B. Hochleistungsstähle für medizinische Spritzgießwerkzeuge.
Die Integration der Technologie der konformen Kühlung in die additive Fertigung von Metallen optimiert die Zykluszeit. Die medizinische Form und das Heißkanalsystem sind ebenfalls unverzichtbar und langlebig, und auch die Werkzeuge für die medizinische Form müssen den technischen Anforderungen entsprechen. Was die Klasse und die strenge Qualitätssicherung anbelangt, so halten wir uns an die Standards der SPI-Klasse 101 und setzen sie in unserer Formenherstellung um. Außerdem führen unsere Fachleute während des Formenbaus Vorproduktions-, Zwischen- und Endkontrollen durch.
Entwicklungsphase des Werkzeugbaus
Die Empfehlung von Sincere Tech für die Entwicklungsphase ist die Herstellung eines Entwicklungswerkzeugs mit einem oder zwei Kavitäten, bevor ein vollständig gehärtetes Produktionswerkzeug mit mehreren Kavitäten hergestellt wird. Aluminium ist für Entwicklungswerkzeuge ungeeignet, da es an der Oberfläche leicht beschädigt werden kann, teuer und schwer zu bearbeiten ist und nicht wie P20-Stahl leicht verfügbar ist. P20-Stahl ist eine Stahlsorte, die Kohlenstoff, Chrom, Mangan und Molybdän enthält und sich ideal für die Bearbeitung, das Polieren und den Kunststoffspritzguss von Prototypen eignet.
H13-Stahl mit Nickel und Silizium weist dagegen eine höhere Wärmebeständigkeit, Festigkeit und Zähigkeit auf und eignet sich daher für die Massenproduktion mit ständiger Kühlung und Erwärmung sowie für die Herstellung von abrasiven Kunststoffteilen.
Sincere Tech Konstruktiver Ansatz für den Werkzeugbau
Beim Bau von Kunststoff-Spritzgusswerkzeugen sorgt unsere hauseigene Produktionsabteilung mit Hilfe von Qualitätskontrollmaßnahmen dafür, dass Ihre Formwerkzeuge nach Ihren Vorgaben hergestellt werden.
Entwurf und Prototyping
Die Kunden übermitteln uns ihre Gussformentwürfe und andere Details zu dem Produkt, das sie herstellen lassen möchten. Dann studieren unsere erfahrenen Ingenieure die Entwürfe der Kunden sorgfältig und erstellen mit Hilfe der Software für den Formenbau ein Modell. Dieser Prototyp wird dann einer Simulation unterzogen, um den Kunststofffluss und Defekte zu bewerten und das Endprodukt zu validieren.
Materialbeschaffung
Sobald das Design und der Prototyp fertiggestellt sind, verwenden unsere Formenbauer Materialien, die sich nach Ihrem begrenzten Budget und der erwarteten Lebensdauer der Form richten. Gehärteter Stahl hingegen ist haltbarer und hält länger als Aluminium. Er ist in der Regel sehr teuer im Vergleich zu Aluminium, das zwar nicht sehr hart, aber billiger ist.
Bearbeitung
Diese Entwürfe werden dann dem Projektleiter vorgelegt, der die CNC- und Erodierprogrammierer und Maschinenbediener beaufsichtigt. CNC-Maschinen schneiden das Metall in die gewünschte Form und Größe, und Bohrmaschinen werden eingesetzt, um Durchlässe für Kühlmittel und Löcher für Schrauben zu schaffen. Beim Erodieren werden dann kompliziertere Muster wie Kufen und Anschnitte weiter verfeinert. Auch die Arbeit an der Werkbank spielt eine wichtige Rolle bei der Erzielung eines guten Ergebnisses.
Visuelle Inspektion
Die fertigen Metallteile werden geprüft, um sicherzustellen, dass die Platten korrekt ausgerichtet sind. Wenn die Form genehmigt ist, geht sie in die nächste Phase.
Montage
Alle Formteile werden zusammengebaut, und die Form ist einsatzbereit und kann in eine Spritzgießmaschine eingebaut werden.
Testen
Diese zusammengebaute Form wird dann zu einer Spritzgießmaschine gebracht, um zu prüfen, ob sie die richtigen Produkte herstellt. Sobald die Form getestet wurde und bestätigt hat, dass sie die erwartete Funktion erfüllt, wird sie an den Käufer geschickt.
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Wichtigste Erkenntnisse
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die für die Herstellung von Kunststoff-Spritzgießwerkzeugen benötigte Zeit von der Einfachheit und Komplexität der Konstruktion abhängt. Die Herstellung einer einzigen Form kann einige Wochen bis mehrere Monate dauern. Die Website Formenbau Prozess ist in mehrere Schritte unterteilt: Entwurf, Herstellung und Erprobung. Jeder Prozess ist sehr heikel und muss angemessen durchgeführt werden, indem man die Formen nach bestem Wissen und Gewissen entwirft, denn im Kunststoffformenbau darf kein Fehler gemacht werden. Dennoch ist es sinnvoll, in dieses Verfahren zu investieren, da es kostengünstig und zeitsparend ist und so die Herstellung von Qualitätsprodukten ermöglicht.