Χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων

Η πλειονότητα των πλαστικών κατασκευάζεται με τη χρήση μεγάλων εξαρτημάτων που μορφοποιούνται με έγχυση. Η τάση για τη δημιουργία μεγάλων πλαστικών εξαρτημάτων με αυτή την τεχνική αυξάνεται μέρα με τη μέρα. Ξεκίνησε μετά την ανακάλυψη των μηχανών χύτευσης με έγχυση πλαστικού στα τέλη του δέκατου ένατου αιώνα. Η πρώτη μηχανή χύτευσης με έγχυση ήταν απλή. Έτσι χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή πλαστικών κουμπιών, χτενών και ορισμένων άλλων μίνι πλαστικών αντικειμένων. Τώρα όμως μπορεί να χυτεύει και πολύπλοκα υλικά, όπως μέταλλα και γυαλί. Η διαδικασία χύτευσης με έγχυση είναι η καλύτερη για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων πλαστικών εξαρτημάτων υψηλής ποιότητας. Ας ρίξουμε φως στο ρόλο της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση στην κατασκευή μεγάλων πλαστικών εξαρτημάτων.

Τι είναι η χύτευση με έγχυση μεγάλων τεμαχίων;

Όπως γνωρίζετε, η χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων διαδικασία παράγει γιγαντιαία πλαστικά μέρη. Επιτρέψτε μας να σας πούμε τις διαστάσεις ενός μεγάλου πλαστικού εξαρτήματος. Έτσι θα αποφύγετε τη σύγχυση. Τα πλαστικά μέρη που έχουν βάρος 100 κιλά και πλάτος 10 ίντσες θεωρούνται μεγάλα. Η χύτευση με έγχυση μεγάλων εξαρτημάτων δεν είναι απλώς μεγέθυνση μικρών εξαρτημάτων. Πρόκειται για μια πολύπλοκη διαδικασία. Απαιτεί προηγμένα εργαλεία και εξοπλισμό.

Υλικά που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία χύτευσης με μεγάλη έγχυση

Για την κατασκευή μεγάλων πλαστικών εξαρτημάτων που μορφοποιούνται με έγχυση χρησιμοποιούνται διάφορα υλικά. Δύο διαφορετικοί τύποι πλαστικών χρησιμοποιούνται στη χύτευση με έγχυση. Μπορεί να είναι άμορφα ή ημικρυσταλλικά. Τα άμορφα πλαστικά δεν έχουν σταθερό σημείο τήξης. Έτσι, μπορούν να διαστέλλονται και να συρρικνώνονται εύκολα. Από την άλλη πλευρά, τα ημικρυσταλλικά πλαστικά έχουν σταθερά σημεία τήξης. Έτσι, προτιμώνται έναντι των άμορφων. Μερικά από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά για την έγχυση μεγάλων εξαρτημάτων είναι:

1.    PEEK (Πολυαιθέρας-αιθέρας-κετόνη)

Το PEEK έχει εξαιρετικές θερμικές και μηχανικές ιδιότητες. Έχει υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό περίπου 90 MPA. Έτσι, είναι καλό για γιγαντιαία πλαστικά εξαρτήματα. Είναι επίσης ανθεκτικό στις χημικές ουσίες. Επιπλέον, δεν απορροφά την υγρασία. Έτσι, αποτρέπει τη διάβρωση. Αλλά το PEEK είναι ένα ακριβό υλικό. Από αυτό κατασκευάζονται εξαρτήματα υψηλής απόδοσης, όπως γρανάζια, βαλβίδες, ρουλεμάν αντλιών κ.λπ. Μάθετε περισσότερα για το Χύτευση με έγχυση πλαστικού PEEK.

2.    ULTEM (Πολυεθεριμίδιο)

Το ULTEM είναι ένα άμορφο στερεό. Η αντοχή του σε εφελκυσμό κυμαίνεται από 70 έως 80 MPA. Είναι ανθεκτικό στην υγρασία και τα χημικά. Επιπλέον, είναι θερμοσταθερό. Αντέχει σε δύσκολες καιρικές συνθήκες. Είναι φιλικό προς τον προϋπολογισμό. Επιπλέον, αποστειρώνεται. Μπορεί να καθαριστεί εύκολα χρησιμοποιώντας ακτινοβολία ή αυτόκαυστο. Έχει υψηλή θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης. Έτσι, προσφέρει τις ίδιες ιδιότητες με το PEEK σε προσιτή τιμή.

3.    Πολυμερές ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP)

Το CFRP είναι ένα σύνθετο υλικό. Αποτελείται από ίνες άνθρακα ενσωματωμένες στην πολυμερική μήτρα. Έχει υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος. Έτσι, είναι ιδανικό για χρήση σε μεγάλα εξαρτήματα. Οι ίνες άνθρακα υφαίνονται σε μονόδρομη κατεύθυνση. Έτσι, αποκτούν πρόσθετη αντοχή με αυτόν τον τρόπο.

4.    Πολυφαινυλοσουλφόνη (PPSU)

Αποτελείται από μια σουλφονική ομάδα συνδεδεμένη με δύο φαινυλικές ομάδες. Αντέχει σε κρούσεις και άλλες περιβαλλοντικές καταπονήσεις. Έτσι, έχει υψηλή αντοχή στα χτυπήματα. Επιπλέον, είναι ανθεκτικό στην υδρόλυση, τη χημική αποικοδόμηση και την απορρόφηση νερού. Αλλά αυτό το υλικό είναι λίγο ακριβό. Μάθετε περισσότερα για PPSU.

Προηγμένες διεργασίες για χύτευση με έγχυση μεγάλων τεμαχίων

Ακολουθούν οι σύγχρονες διεργασίες που έχουν πολλές εφαρμογές στη χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων

1. Μορφοποίηση με έγχυση με υποβοήθηση αερίου

Χύτευση με έγχυση με αέριο αποτελεί βελτίωση της συμβατικής χύτευσης πλαστικών με έγχυση. Εδώ, το αέριο άζωτο υψηλής πίεσης εγχέεται στο καλούπι μετά την έγχυση της επιλεγμένης ρητίνης. Είναι αρκετά ευεργετικό, καθώς επιτρέπει την ισοκατανομή του υλικού, ειδικά σε μεγάλα και περίπλοκα καλούπια. Βοηθά στην εξοικονόμηση υλικού και επίσης βελτιώνει την αισθητική και το χρόνο του τεμαχίου.

2. Εκτύπωση με ταμπόν

Η εκτύπωση με ταμπόν είναι ένα άλλο πολύτιμο δεύτερο στάδιο, το οποίο δημιουργεί λεπτομερείς εικόνες και λογότυπα στα πλαστικά προϊόντα που εγχέονται με έγχυση. Συνίσταται στη χρήση χημικών ουσιών για τη χάραξη ενός σχεδίου πάνω στη χάλκινη πλάκα. Έτσι, τη βουτάτε σε μελάνι, την κυλάτε σε ένα ταμπόν σιλικόνης με ελαστικό και, τέλος, κυλάτε το ταμπόν στην επιφάνεια του εξαρτήματος. Αυτή η μέθοδος προτιμάται επειδή μπορεί να εκτυπώσει επιλεκτικά σχήματα λεπτού πάχους και υφή επιφανειών με κατάλληλη ποιότητα και μονιμότητα.

3. Blow Molding

Η χύτευση με εμφύσηση είναι μια άλλη τεχνική που χρησιμοποιείται για την κατασκευή κοίλων εξαρτημάτων από πλαστικό. Ο προθερμασμένος πλαστικός σωλήνας (parison) εξωθείται μέσα στο καλούπι και στη συνέχεια, μέσω της έγχυσης αέρα, εξαναγκάζεται να πάρει το σχήμα της κοιλότητας του καλουπιού. Το υλικό αυτό έχει βρει αρκετές εφαρμογές στη χρήση του. Αυτές μπορεί να περιλαμβάνουν την παραγωγή μπουκαλιών, δοχείων και εξαρτημάτων αυτοκινήτων. Η διαδικασία αυτή παρέχει μεγαλύτερη παραγωγικότητα και οι λύσεις μπορούν να φιλοξενήσουν περίπλοκες μορφές. Επιπλέον, το κόστος του είναι σχετικά χαμηλό για την κατασκευή εξαρτημάτων μεγάλου όγκου.

Χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων έναντι κανονικής χύτευσης με έγχυση

Ίσως αναρωτηθείτε ποιοι παράγοντες διαφοροποιούν τα μεγάλα χυτά μέρη από τα κανονικά χυτά μέρη. Ορίστε, λοιπόν, μια λεπτομερής σύγκριση για την ευκολία σας.

1. Πολυπλοκότητα καλουπιού

Το καλούπι έχει απλή γεωμετρία στην κανονική χύτευση με έγχυση. Επιπλέον, έχει λιγότερες κοιλότητες. Το μέγεθος του καλουπιού στην κανονική χύτευση με έγχυση κυμαίνεται από 1000 έως 10.000 τετραγωνικές ίντσες. Ωστόσο, σε μεγάλο βαθμό, τα μεγέθη των καλουπιών χύτευσης με έγχυση κυμαίνονται από 10.000 έως 50.000 τετραγωνικές ίντσες. Το καλούπι, σε μεγάλο βαθμό, έχει πολύπλοκες γεωμετρίες. Έχει επίσης πολλαπλές κοιλότητες.

2. Μέγεθος μηχανής

Τα μεγάλα εξαρτήματα που μορφοποιούνται με έγχυση απαιτούν μηχανές με μεγαλύτερα μεγέθη. Το μέγεθος σύσφιξης κυμαίνεται συνήθως από 1000 έως 5000 τόνους. Έτσι, μπορεί να φιλοξενήσει μεγαλύτερα καλούπια. Από την άλλη πλευρά, μια κανονική μηχανή χύτευσης με έγχυση έχει μικρότερες πλάκες. Η δύναμή της σύσφιξης κυμαίνεται από 100 έως 1000 τόνους.

3. Επιλογή υλικού:

Τα μεγάλα εξαρτήματα χύτευσης με έγχυση χρησιμοποιούν ειδικά υλικά με υψηλή θερμική αντοχή. Τα υλικά αυτά περιλαμβάνουν PEEK, ULTEM και πολυμερή με πλήρωση γυαλιού. Αντίθετα, η κανονική διαδικασία χύτευσης με έγχυση χρησιμοποιεί τυποποιημένα πλαστικά όπως πολυκαρβονικά και πολυπροπυλένια.

4. Χρόνος ψύξης

Η χύτευση με έγχυση μεγάλων εξαρτημάτων είναι πιο πολύπλοκη. Έχει μεγαλύτερο μέγεθος. Έτσι, απαιτεί μεγαλύτερους χρόνους ψύξης. Διαρκεί έως και αρκετά λεπτά. Ο χρόνος κύκλου είναι επίσης μεγαλύτερος, έως και 30 λεπτά. Αντίθετα, η κανονική χύτευση με έγχυση έχει μικρότερο χρόνο ψύξης. Διαρκεί έως και μερικά δευτερόλεπτα. Ο χρόνος κύκλου κυμαίνεται επίσης από 1 έως 55 δευτερόλεπτα.

5.    Εκτίναξη

Η χύτευση με έγχυση σε μεγάλα τεμάχια απαιτεί εξειδικευμένα συστήματα εκτίναξης. Απαιτεί επίσης ένα προηγμένο σύστημα χειρισμού για το χειρισμό τόσο μεγάλων τεμαχίων. Ωστόσο, η κανονική χύτευση με έγχυση απαιτεί τυπικά συστήματα εκτίναξης. Ομοίως, απαιτεί επίσης γενικό εξοπλισμό χειρισμού για μικρότερα εξαρτήματα.

6.    Συντήρηση

Το μέγεθος του καλουπιού είναι μεγάλο. Έτσι, η χύτευση με έγχυση πλαστικού σε μεγάλα μέρη απαιτεί εκτεταμένη συντήρηση. Αντίθετα, η κανονική χύτευση με έγχυση χρειάζεται λιγότερη συντήρηση.

Έτσι, μπορεί να συνοψιστεί σε έναν πίνακα:

προσαρμοσμένη αδιάβροχη σκληρή θήκη

Μηχανή χύτευσης με έγχυση μεγάλου όγκου

Συζητήσαμε για τη χύτευση με έγχυση πλαστικού για μεγάλα εξαρτήματα. Η συζήτηση είναι ελλιπής χωρίς να γνωρίζουμε τη μηχανή έγχυσης μεγάλου όγκου. Πρόκειται για μια μηχανή κατάλληλη για την παραγωγή πολύπλοκων εξαρτημάτων. Η ικανότητα έγχυσης, η διάμετρος του κοχλία και το μέγεθος του καλουπιού καθορίζουν τη δυνατότητα της μηχανής. Η ικανότητα έγχυσης μετρά την ποσότητα του υλικού που μπορεί να εγχυθεί σε έναν μόνο γύρο. Η διάμετρος του κοχλία και το μέγεθος του καλουπιού καθορίζουν το μέγεθος των πλαστικών εξαρτημάτων που παράγονται. Ορισμένες από τις βασικές προδιαγραφές της μηχανής έγχυσης τόνου είναι οι εξής

• Χωρητικότητα έγχυσης: Η χωρητικότητα έγχυσης είναι 100 oz ή 2500g
• Μέγεθος καλουπιού: Το μέγεθος του καλουπιού κυμαίνεται από 1500 έως 4000 τετραγωνικές ίντσες.
• Διάμετρος βίδας: Η διάμετρος του κοχλία κυμαίνεται από 4 έως 12 ίντσες.
• Χωρητικότητα βαρελιού: Η ποσότητα πλαστικού που μπορεί να λιώσει και να εγχυθεί σε έναν ενιαίο κύκλο. Η χωρητικότητα του βαρελιού του είναι σχεδόν 550 λίβρες
• Σύστημα ελέγχου: Περιλαμβάνει ένα προηγμένο ηλεκτρονικό σύστημα που ελέγχει τη θερμοκρασία, την πίεση και την ταχύτητα.
• Πρόσθετα χαρακτηριστικά: Υδραυλικές κινήσεις, συστήματα ελέγχου θερμοκρασίας πολλαπλών ζωνών, συστήματα βαλβίδων και προηγμένη ασφάλεια είναι τα πρόσθετα χαρακτηριστικά του.

Εφαρμογές της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση μεγάλων τμημάτων

Η χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων είναι μια χρήσιμη διαδικασία. Ακολουθούν οι εφαρμογές της σε διάφορες βιομηχανίες:

1. Αυτοκινητοβιομηχανία

Η αυτοκινητοβιομηχανία βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στη χύτευση με έγχυση σε μεγάλη κλίμακα. Η χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων κατασκευάζει υλικό ανθεκτικό στους κραδασμούς. Έτσι, πολλά μεγάλα εξαρτήματα των αυτοκινήτων δημιουργούνται με αυτή τη μέθοδο.

• Προφυλακτήρες
• DashBoards
• Πάνελ πόρτας
• Χειρολαβές πόρτας
• Περίβλημα καθρέφτη
• Άλλα διακοσμητικά μέρη

2. Αεροδιαστημική βιομηχανία

Η χύτευση με έγχυση κατασκευάζει διάφορα χρήσιμα, μεγάλου όγκου προϊόντα της αεροδιαστημικής βιομηχανίας. Χρησιμοποιείται ευρέως καθώς παράγει ελαφριά προϊόντα. Πρόκειται επίσης για μια προσιτή μέθοδο. Έτσι, διάφορα αεροδιαστημικά προϊόντα διαμορφώνονται με τη χρήση της. Μερικά από αυτά είναι:

• Πίνακες αεροσκαφών
• Εσωτερικά εξαρτήματα
• Μέρη δορυφόρου
• Εξαρτήματα πυραύλων

3. Βιομηχανικός εξοπλισμός

Η χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων παράγει σκληρά κομμάτια εξοπλισμού. Μπορούν να αντέξουν ακραίες θερμοκρασίες. Έτσι, δημιουργούμε πολλά βιομηχανικά εξαρτήματα με τη χρήση της. Μερικά από αυτά είναι:

• Περιβλήματα μηχανών
• Σώματα βαλβίδων
• Εξαρτήματα αντλίας
• Κιβώτια ταχυτήτων
• Βιομηχανική ρομποτική

4. Ιατρικές συσκευές

Η χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων παράγει αποστειρωμένα προϊόντα. Έτσι, χρησιμοποιείται για την κατασκευή μεγάλου αριθμού ιατρικών συσκευών. Αυτές οι ιατρικές συσκευές καθαρίζονται εύκολα. Οι συσκευές είναι εξαιρετικά ακριβείς. Η διαδικασία είναι απαραίτητη για τη δημιουργία κρίσιμων εξαρτημάτων. Ορισμένες από τις σημαντικές ιατρικές συσκευές είναι:

• Εμφυτεύσιμες συσκευές (αντικατάσταση αρθρώσεων, οδοντικά εμφυτεύματα)
• Χειρουργικά εργαλεία (λαβές, θήκες)
• Διαγνωστικός εξοπλισμός (περίβλημα μηχανής)
• Εξοπλισμός ιατρικής απεικόνισης (μαγνητική τομογραφία, αξονική τομογραφία)
• Προσθετικές συσκευές

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χύτευσης με έγχυση μεγάλων τμημάτων;

Ακολουθεί ένας σύντομος πίνακας για την κατανόηση των πλεονεκτημάτων, των μειονεκτημάτων και των περιορισμών της χύτευσης με έγχυση μεγάλων τεμαχίων.

Προκλήσεις που σχετίζονται με τη χύτευση με έγχυση μεγάλων τεμαχίων

Τίποτα σε αυτόν τον κόσμο δεν είναι τέλειο. Όλα έχουν κάποιες ατέλειες και προκλήσεις που συνδέονται με αυτά. Ας μιλήσουμε λοιπόν για τους περιορισμούς του χύτευση με έγχυση μεγάλων εξαρτημάτων:

1.    Υψηλή επένδυση

Χρειαζόμαστε μεγάλα καλούπια για την κατασκευή μεγάλων εξαρτημάτων. Έτσι, η δημιουργία μεγάλων καλουπιών απαιτεί σημαντικές επενδύσεις και τεχνογνωσία. Επιπλέον, ο σχεδιασμός ενός καλουπιού με πολύπλοκη γεωμετρία είναι πρόκληση. Τα υλικά των καλουπιών πρέπει να μπορούν να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις.

2.    Συρρίκνωση

Τα μεγάλα μέρη είναι πιο ευάλωτα στη συρρίκνωση. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης, μπορεί να συρρικνωθούν ή να παραμορφωθούν. Η ανομοιόμορφη ψύξη μπορεί επίσης να οδηγήσει σε στρέβλωση. Αυτό μπορεί να παραμορφώσει την πλαστική δομή. Μπορεί επίσης να επηρεάσει τις διαστάσεις του εξαρτήματος.

3.    Συμβατότητα υλικών

Τα μεγάλα εξαρτήματα χρειάζονται υλικά με συγκεκριμένες ιδιότητες. Πρέπει να έχουν την επιθυμητή αντοχή και ακαμψία. Επιπλέον, πρέπει να είναι συμβατά με το καλούπι. Η ταυτόχρονη ικανοποίηση και των δύο αυτών απαιτήσεων αποτελεί πρόκληση.

4.    Δύσκολη εξαγωγή

Τα μεγαλύτερα μέρη είναι δύσκολο να εκτοξευθούν. Απαιτούν ένα εξειδικευμένο σύστημα εκτίναξης. Εάν δεν αφαιρεθεί σωστά, το διαμορφωμένο τεμάχιο μπορεί να παραμορφωθεί. Έτσι, η αποκόλληση πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά για να αποφευχθεί η παραμόρφωση. Η διαδικασία εκτίναξης πρέπει να ρυθμίζεται ώστε να λαμβάνονται προϊόντα υψηλής ποιότητας.

Συμπέρασμα:

Η χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων είναι μια διαδικασία που παράγει μεγάλα τμήματα από πλαστικό. Αυτή η μέθοδος είναι η καλύτερη για τη μαζική παραγωγή του επιθυμητού προϊόντος. Χρησιμοποιεί ως πρώτες ύλες εξαιρετικά ανθεκτικά πλαστικά, όπως PEEK ή ULTEM. Διαφέρει από την παραδοσιακή χύτευση με έγχυση με πολλούς τρόπους. Χρησιμοποιεί πιο περίπλοκα καλούπια και σχέδια σε σύγκριση με τα παραδοσιακά καλούπια. Παράγει μεγάλο όγκο προϊόντος χρησιμοποιώντας μια μηχανή χύτευσης με έγχυση τόνων. Οι περιορισμοί της είναι η συρρίκνωση, η στρέβλωση και η ασυμβατότητα των υλικών.

Συχνές ερωτήσεις

Q1. Ποιο είναι το μέγιστο μέγεθος για χύτευση με έγχυση μεγάλων τμημάτων;

Το μέγιστο μέγεθος για χύτευση με έγχυση μεγάλα μέρη κυμαίνεται από 10 έως 100 ίντσες. Εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Ο σχεδιασμός του καλουπιού και ο σχεδιασμός της μηχανής παίζουν επίσης ρόλο στον καθορισμό του μεγέθους.

Q2. Πώς εξασφαλίζετε την ακρίβεια των διαστάσεων σε μεγάλα χυτά μέρη με έγχυση;

Η ακρίβεια των διαστάσεων εξασφαλίζεται συνήθως με έναν ακριβή σχεδιασμό του καλουπιού. Επιπλέον, μπορούμε να ελέγξουμε την ακρίβεια των διαστάσεων χρησιμοποιώντας μεθόδους ποιοτικής επιθεώρησης, όπως η τρισδιάστατη σάρωση και η αξονική τομογραφία.