Spritzgießen großer Teile

Der größte Teil der Kunststoffe wird durch große Spritzgussteile hergestellt. Der Trend, große Kunststoffteile mit dieser Technik herzustellen, nimmt von Tag zu Tag zu. Er begann nach der Entdeckung der Kunststoffspritzgießmaschinen im späten neunzehnten Jahrhundert. Die erste Spritzgießmaschine war einfach. Sie wurde für die Herstellung von Kunststoffknöpfen, Kämmen und anderen Mini-Kunststoffartikeln verwendet. Inzwischen können aber auch komplexe Materialien wie Metalle und Glas geformt werden. Das Spritzgießverfahren eignet sich am besten für die Herstellung großer Mengen hochwertiger Kunststoffteile. Im Folgenden wird die Rolle des Spritzgießverfahrens bei der Herstellung großer Kunststoffteile erläutert.

Was ist Großteile-Spritzgießen?

Wie Sie wissen, ist die Großteiles Spritzgießen Prozess macht riesige Kunststoffteile. Wir wollen Ihnen die Abmessungen eines großen Kunststoffteils nennen. Damit vermeiden wir Verwirrung. Kunststoffteile mit einem Gewicht von 100 Pfund und einer Breite von 10 Zoll gelten als groß. Das Spritzgießen großer Teile ist nicht einfach eine Vergrößerung kleiner Teile. Es handelt sich um ein komplexes Verfahren. Er erfordert fortschrittliche Werkzeuge und Ausrüstungen.

Materialien für das Großspritzgussverfahren

Für die Herstellung großer Kunststoffspritzgussteile wird eine Vielzahl von Materialien verwendet. Beim Spritzgießen werden zwei verschiedene Arten von Kunststoffen verwendet. Sie können amorph oder teilkristallin sein. Amorphe Kunststoffe haben keinen festen Schmelzpunkt. Daher können sie sich leicht ausdehnen und schrumpfen. Teilkristalline Kunststoffe hingegen haben einen festen Schmelzpunkt. Daher werden sie den amorphen Kunststoffen vorgezogen. Einige der am häufigsten verwendeten Materialien für das Spritzgießen großer Teile sind:

1.    PEEK (PolyetheretherKeton)

PEEK hat außergewöhnliche thermische und mechanische Eigenschaften. Es hat eine hohe Zugfestigkeit von etwa 90 MPA. Es ist also gut für riesige Kunststoffteile geeignet. Es ist auch beständig gegen Chemikalien. Außerdem nimmt es keine Feuchtigkeit auf. So verhindert es Korrosion. Aber PEEK ist ein teures Material. Aus ihm werden Hochleistungskomponenten wie Zahnräder, Ventile, Pumpenlager usw. hergestellt. Erfahren Sie mehr über PEEK-Kunststoff-Spritzguss.

2.    ULTEM (Polyetherimid)

ULTEM ist ein amorpher Feststoff. Seine Zugfestigkeit reicht von 70 bis 80 MPA. Es ist feuchtigkeits- und chemikalienbeständig. Außerdem ist es thermostabil. Es kann rauen Wetterbedingungen widerstehen. Es ist preisgünstig. Außerdem ist es sterilisierbar. Es kann leicht durch Bestrahlung oder im Autoklaven gereinigt werden. Es hat eine hohe Glasübergangstemperatur. Somit bietet es die gleichen Eigenschaften wie PEEK zu einem erschwinglichen Preis.

3.    Kohlenstofffaserverstärktes Polymer (CFRP)

CFK ist ein Verbundwerkstoff. Er besteht aus Kohlenstofffasern, die in die Polymermatrix eingebettet sind. Er hat ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Daher eignet es sich perfekt für große Teile. Die Kohlenstofffasern sind unidirektional gewebt. Auf diese Weise erhält es zusätzliche Festigkeit.

4.    PolyPhenylSulfon(PPSU)

Es besteht aus einer Sulfongruppe, die mit zwei Phenylgruppen verbunden ist. Es kann Stöße und andere Umweltbelastungen vertragen. Es hat also eine hohe Schlagfestigkeit. Außerdem ist es resistent gegen Hydrolyse, chemischen Abbau und Wasseraufnahme. Allerdings ist dieses Material ein wenig teuer. Erfahren Sie mehr über PPSU.

Fortschrittliche Verfahren für das Spritzgießen großer Teile

Nachfolgend sind die modernen Verfahren aufgeführt, die beim Großteile-Spritzgießen zahlreiche Anwendungen finden

1. Gasunterstütztes Spritzgießen

Gasunterstütztes Spritzgießen ist eine Verbesserung des konventionellen Kunststoff-Spritzgießens. Hier wird das Hochdruck-Stickstoffgas nach der Infusion des gewählten Harzes in die Form injiziert. Dies ist sehr vorteilhaft, da es eine gleichmäßige Verteilung des Materials ermöglicht, insbesondere bei großen und komplizierten Formen. Es hilft, Material zu sparen und verbessert außerdem die Ästhetik des Teils und die Zeit.

2. Tampondruck

Der Tampondruck ist ein weiterer wertvoller zweiter Schritt, mit dem detaillierte Bilder und Logos auf die gespritzten Kunststoffprodukte aufgebracht werden. Beim Tampondruck werden Chemikalien verwendet, um ein Design auf eine Kupferplatte zu gravieren. Dazu wird die Platte in Tinte getaucht, auf einem gummierten Silikonkissen abgerollt und schließlich auf der Oberfläche des Teils abgerollt. Dieses Verfahren wird bevorzugt, weil es dünnschichtige Formen und strukturierte Oberflächen selektiv mit angemessener Qualität und Dauerhaftigkeit bedrucken kann.

3. Blasformen

Blasformen ist eine weitere Technik zur Herstellung von Hohlkörpern aus Kunststoff. Der vorgewärmte Kunststoffschlauch (Vorformling) wird in die Form extrudiert und dann durch Einblasen von Luft gezwungen, die Form des Formhohlraums anzunehmen. Für dieses Material gibt es verschiedene Anwendungen. Dazu gehört die Herstellung von Flaschen, Behältern und Autoteilen. Dieses Verfahren ermöglicht eine höhere Produktivität, und die Lösungen können auch komplizierte Formen annehmen. Außerdem sind die Kosten für die Herstellung von Großserienteilen relativ niedrig.

Spritzgießen von großen Teilen im Vergleich zum normalen Spritzgießen

Sie fragen sich vielleicht, welche Faktoren große Spritzgussteile von normalen Spritzgussteilen unterscheiden. Hier ist ein detaillierter Vergleich zu Ihrer Erleichterung.

1. Komplexität der Form

Die Form hat beim normalen Spritzgießen eine einfache Geometrie. Außerdem hat sie weniger Hohlräume. Die Formgröße beim normalen Spritzgießen reicht von 1000 bis 10.000 Quadratzoll. Beim Spritzgießen liegen die Formgrößen jedoch größtenteils zwischen 10.000 und 50.000 Quadratzoll. Die Form hat zum großen Teil komplexe Geometrien. Außerdem hat sie mehrere Kavitäten.

2. Maschine Größe

Große spritzgegossene Teile erfordern Maschinen mit größeren Abmessungen. Ihre Schließkraft reicht normalerweise von 1000 bis 5000 Tonnen. Sie kann also auch größere Formen aufnehmen. Eine normale Spritzgießmaschine hat dagegen kleinere Platten. Ihre Schließkraft reicht von 100 bis 1000 Tonnen.

3. Auswahl des Materials:

Für große Spritzgussteile werden spezielle Materialien mit hoher Wärmebeständigkeit verwendet. Zu diesen Materialien gehören PEEK, ULTEM und glasgefüllte Polymere. Im Gegensatz dazu werden beim normalen Spritzgießverfahren Standardkunststoffe wie Polycarbonate und Polypropylene verwendet.

4. Abkühlzeit

Das Spritzgießen großer Teile ist komplexer. Sie haben ein größeres Format. Daher sind längere Kühlzeiten erforderlich. Sie dauert bis zu mehreren Minuten. Auch die Zykluszeit ist mit bis zu 30 Minuten länger. Im Gegensatz dazu hat das normale Spritzgießen eine kürzere Abkühlzeit. Sie dauert bis zu einigen Sekunden. Die Zykluszeit liegt ebenfalls zwischen 1 und 55 Sekunden.

5.    Auswurf

Das Spritzgießen von großen Teilen erfordert spezielle Auswerfersysteme. Außerdem ist ein fortschrittliches Handhabungssystem für die Handhabung solch großer Teile erforderlich. Für das normale Spritzgießen sind jedoch Standard-Auswerfersysteme erforderlich. In ähnlicher Weise werden auch allgemeine Handhabungsgeräte für kleinere Teile benötigt.

6.    Wartung

Die Form ist sehr groß. Daher erfordert das Kunststoffspritzgießen von großen Teilen eine umfangreiche Wartung. Im Gegensatz dazu erfordert das normale Spritzgießen weniger Wartung.

Sie kann also in einer Tabelle zusammengefasst werden:

Aspekt	Großteile-Spritzgießen	Normales Spritzgießen
Kosteneffizienz	Niedrige Kosten pro Teil in der Massenproduktion	Niedrige Kosten pro Teil in der Massenproduktion
Ursprüngliche Formkosten	Hoch	Hoch
Präzision und Reproduzierbarkeit	Hoch	Hoch
Materialvielfalt	Vielseitige Materialoptionen	Vielseitige Materialoptionen
Produktionsgeschwindigkeit	Schnelle Produktionszyklen	Schnelle Produktionszyklen
Arbeitskosten	Reduziert durch die Automatisierung	Reduziert durch die Automatisierung
Fähigkeit zu komplexer Geometrie	Ja	Ja
Stärke und Haltbarkeit	Robuste und langlebige Teile	Robuste und langlebige Teile
Vorlaufzeit für Werkzeugbau	Lang	Lang
Komplexität der Formgestaltung	Komplex und anspruchsvoll	Weniger komplex
Anforderungen an die Maschine	Erfordert große, teure Maschinen	Erfordert Standardmaschinen
Materialabfälle	Potenzial für Materialverschwendung	Potenzial für Materialverschwendung
Grenzwerte für Teilegrößen	Begrenzt durch Maschine und Werkzeuggröße	Begrenzt durch Maschine und Werkzeuggröße
Abkühlzeit und Verzug	Längere Kühlzeiten, Gefahr des Verziehens	Kürzere Kühlzeiten, geringeres Risiko des Verziehens

Großtonnage-Spritzgießmaschine

Wir haben über das Kunststoffspritzgießen für große Teile gesprochen. Die Diskussion ist unvollständig, wenn man nicht über die Großtonnage-Spritzgießmaschine Bescheid weiß. Es handelt sich um eine Maschine, die für die Herstellung komplexer Teile geeignet ist. Die Einspritzleistung, der Schneckendurchmesser und die Werkzeuggröße bestimmen die Leistungsfähigkeit der Maschine. Die Einspritzleistung ist die Menge an Material, die in einer einzigen Runde eingespritzt werden kann. Schneckendurchmesser und Werkzeuggröße bestimmen die Größe der hergestellten Kunststoffteile. Einige der wichtigsten Spezifikationen der Tonnage-Spritzgießmaschine sind

• Einspritzleistung: Die Einspritzkapazität beträgt 100 Unzen oder 2500 g.
• Größe der Form: Die Formgröße reicht von 1500 bis 4000 Quadratzoll.
• Durchmesser der Schraube: Der Schneckendurchmesser variiert zwischen 4 und 12 Zoll.
• Fassungsvermögen: Die Menge an Kunststoff, die in einem einzigen Zyklus geschmolzen und gespritzt werden kann. Sein Fassungsvermögen beträgt fast 550 lbs
• Kontrollsystem: Es besteht aus einem fortschrittlichen, computergesteuerten System, das Temperatur, Druck und Geschwindigkeit kontrolliert.
• Zusätzliche Merkmale: Hydraulische Antriebe, Multizonen-Temperaturregelungssysteme, Nadelverschlusssysteme und fortschrittliche Sicherheit sind seine zusätzlichen Merkmale

Anwendungen des Großteile-Spritzgießverfahrens

Das Spritzgießen von großen Teilen ist ein nützliches Verfahren. Hier sind seine Anwendungen in verschiedenen Branchen:

1. Autoindustrie

Die Automobilindustrie ist in hohem Maße auf das Großspritzgießen angewiesen. Beim Großflächenspritzguss wird stoßfestes Material hergestellt. Daher werden viele große Bauteile von Kraftfahrzeugen mit diesem Verfahren hergestellt. Einige von ihnen sind:

• Stoßstangen
• DashBoards
• Türverkleidungen
• Türdrücker
• Spiegelgehäuse
• Andere dekorative Teile

2. Luft- und Raumfahrtindustrie

Im Spritzgussverfahren werden verschiedene nützliche Produkte für die Luft- und Raumfahrtindustrie hergestellt, die in großen Stückzahlen produziert werden. Dieses Verfahren ist weit verbreitet, da es leichte Produkte erzeugt. Außerdem ist dieses Verfahren kostengünstig. Daher werden verschiedene Produkte für die Luft- und Raumfahrtindustrie auf diese Weise hergestellt. Einige von ihnen sind:

• Luftfahrzeug-Paneele
• Innere Komponenten
• Satellitenteile
• Raketenkomponenten

3. Industrielle Ausrüstung

Beim Großteile-Spritzgießen werden robuste Geräte hergestellt. Sie können extremen Temperaturen standhalten. Deshalb stellen wir viele industrielle Komponenten damit her. Einige von ihnen sind:

• Maschinengehäuse
• Ventilkörper
• Komponenten der Pumpe
• Getriebekästen
• Industrielle Robotik

4. Medizinische Geräte

Beim Großteile-Spritzgießen werden sterile Produkte hergestellt. Daher wird es zur Herstellung einer großen Anzahl von Medizinprodukten verwendet. Diese medizinischen Geräte sind leicht zu reinigen. Die Geräte sind hochpräzise. Das Verfahren ist für die Herstellung kritischer Komponenten unerlässlich. Einige der wichtigsten medizinischen Geräte sind:

• Implantierbare Geräte (Gelenkersatz, Zahnimplantate)
• Chirurgische Instrumente (Griffe, Etuis)
• Diagnostische Geräte (Maschinengehäuse)
• Medizinische Bildgebungsgeräte (MRI, CT)
• Prothetische Geräte

Was sind die Vor- und Nachteile des Spritzgießens großflächiger Teile?

Hier ist eine kurze Tabelle, um die Vorteile, Nachteile und Grenzen des Spritzgießens großer Teile zu verstehen.

Vorteile	Nachteile
Niedrige Kosten pro Teil in der Massenproduktion	Hohe anfängliche Formkosten
Hohe Präzision und Wiederholbarkeit	Lange Vorlaufzeit für die Erstellung von Formen
Vielseitige Materialoptionen	Komplexer und anspruchsvoller Formenbau
Schnelle Produktionszyklen	Erfordert große, teure Maschinen
Geringere Arbeitskosten durch Automatisierung	Potenzial für Materialverschwendung
Fähigkeit zur Erstellung komplexer Geometrien	Begrenzung der Teilegröße
Robuste und langlebige Teile	Gefahr des Verziehens und lange Abkühlzeiten

Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Spritzgießen großer Teile

Nichts auf dieser Welt ist perfekt. Alles hat einige Unvollkommenheiten und Herausforderungen. Sprechen wir also über die Grenzen von Spritzgießen großer Teile:

1.    Hohe Investitionen

Wir brauchen große Formen, um große Teile herzustellen. Die Herstellung großer Formen erfordert also erhebliche Investitionen und Fachwissen. Außerdem ist die Konstruktion einer Form mit komplexer Geometrie eine Herausforderung. Die Werkstoffe der Formen müssen hohen Temperaturen und Druck standhalten können.

2.    Schwindung

Große Teile sind anfälliger für Schrumpfung. Während des Abkühlprozesses können sie schrumpfen oder sich verformen. Eine ungleichmäßige Abkühlung kann auch zu Verzug führen. Dadurch kann sich die Kunststoffstruktur verziehen. Auch die Abmessungen des Teils können dadurch beeinträchtigt werden.

3.    Materialverträglichkeit

Große Teile benötigen Materialien mit besonderen Eigenschaften. Sie müssen die gewünschte Festigkeit und Steifigkeit aufweisen. Außerdem sollten sie mit der Form kompatibel sein. Diese beiden Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, ist eine Herausforderung.

4.    Schwerer Auswurf

Größere Teile lassen sich nur schwer auswerfen. Sie erfordern ein spezielles Auswerfersystem. Wenn sie nicht ordnungsgemäß entnommen werden, kann sich das geformte Teil verformen. Daher muss die Entformung sorgfältig kontrolliert werden, um Verformungen zu vermeiden. Der Entformungsprozess muss reguliert werden, um qualitativ hochwertige Produkte zu erhalten.

Abschluss:

Das Spritzgießen großer Teile ist ein Verfahren, mit dem große Teile aus Kunststoff hergestellt werden. Dieses Verfahren eignet sich am besten für die Massenproduktion des gewünschten Produkts. Es verwendet hochbeständige Kunststoffe wie PEEK oder ULTEM als Rohmaterial. Es unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht vom traditionellen Spritzgießen. Im Vergleich zu herkömmlichen Formen werden kompliziertere Formen und Designs verwendet. Mit einer Tonnage-Spritzgießmaschine wird ein großes Produktvolumen hergestellt. Die Einschränkungen sind Schrumpfung, Verzug und Materialunverträglichkeit.

Häufig gestellte Fragen

Q1. Was ist die maximale Größe für das Spritzgießen großer Teile?

Die maximale Größe für Spritzgießen große Teile reichen von 10 bis 100 Zoll. Sie hängt von verschiedenen Faktoren ab. Auch die Konstruktion der Form und der Maschine spielt eine Rolle bei der Bestimmung der Größe.

Q2. Wie stellen Sie die Maßgenauigkeit bei großen Spritzgussteilen sicher?

Die Maßgenauigkeit wird in der Regel durch einen genauen Formenentwurf gewährleistet. Außerdem können wir die Maßgenauigkeit mit Qualitätsprüfungsmethoden wie 3D-Scannen und CT-Scannen überprüfen.