The majority of plastic is manufactured using large injection-molded parts. The trend toward creating large plastic parts using this technique is increasing day by day. It started after the discovery of plastic injection molding machines in the late nineteenth century. The first injection molding machine was simple. So it was used to make plastic buttons, combs, and some other mini-plastic items. But now it can also mold complex materials such as metals and glass. The injection molding process is best for producing large volumes of high-quality plastic parts. Let’s shed light on the role of the injection molding process in manufacturing large plastic parts.
Mi az a nagyméretű alkatrészek fröccsöntése?
Mint tudják, a nagyméretű alkatrészek fröccsöntése eljárás óriási műanyag alkatrészeket készít. Hadd mondjuk el egy nagyméretű műanyag alkatrész méreteit. Ezzel elkerülhetjük a félreértéseket. A 100 font súlyú és 10 hüvelyk szélességű műanyag alkatrészek nagynak számítanak. A nagyméretű alkatrészek fröccsöntése nem csak a kis alkatrészek felnagyítását jelenti. Ez egy összetett folyamat. Fejlett szerszámokat és berendezéseket igényel.
A nagyméretű fröccsöntési folyamatban használt anyagok
A variety of materials are used for manufacturing plastic injection-molded large parts. Two different types of plastics are used in injection molding. They can be amorphous or semi-crystalline. Amorphous plastics don’t have a fixed melting point. So, they can expand and shrink easily. On the other hand, semi-crystalline plastics have fixed melting points. Thus, they are preferred over the amorphous ones. Some of the most widely used materials for injection molding large parts are:
1. PEEK (poliéteréter-éter-keton)
PEEK has exceptional thermal and mechanical properties. It has a high tensile strength of about 90 MPA. So, it is good for giant plastic parts. It is also resistant to chemicals. Furthermore, it doesn’t absorb moisture. Thus, it prevents corrosion. But PEEK is an expensive material. It makes high-performance components such as gears, valves, pump bearings, etc. Lear more about PEEK műanyag fröccsöntés.
2. ULTEM (polieréterimid)
Az ULTEM amorf szilárd anyag. Szakítószilárdsága 70-80 MPA között mozog. Nedvesség- és vegyszerálló. Ezenkívül hőálló. Ellenáll a zord időjárási körülményeknek. Költségvetésbarát. Ezenkívül sterilizálható. Könnyen tisztítható sugárzással vagy autokláv segítségével. Magas üvegesedési hőmérséklettel rendelkezik. Így ugyanolyan tulajdonságokkal rendelkezik, mint a PEEK, megfizethető áron.
3. Szénszál-erősítésű polimer (CFRP)
A CFRP egy kompozit anyag. Polimer mátrixba ágyazott szénszálakból áll. Nagy szilárdság/tömeg aránnyal rendelkezik. Így tökéletesen alkalmas nagyméretű alkatrészekhez. A szénszálakat egyirányúan szövik. Tehát így további szilárdságot kap.
4. Polifenil-szulfon (PPSU)
Két fenilcsoporthoz kapcsolódó szulfoncsoportból áll. Elviseli a sokkhatásokat és más környezeti stresszhatásokat. Tehát nagy ütésállósággal rendelkezik. Továbbá ellenáll a hidrolízisnek, a kémiai lebomlásnak és a vízfelvételnek. Ez az anyag azonban egy kicsit drága. További információk PPSU.
Fejlett eljárások a nagyméretű alkatrészek fröccsöntéséhez
A következők a modern eljárások, amelyeknek számos alkalmazása van a nagyméretű alkatrészek fröccsöntésében
1. Gázasszisztált fröccsöntés
Gázrásegítésű fröccsöntés is an improvement on conventional injection molding of plastics. Here, the high-pressure nitrogen gas is injected into the mold after the infusion of the chosen resin. It is quite beneficial as it enables equal distribution of the material, especially in large and complicated molds. It helps save material and also enhances the part’s aesthetics and time.
2. Tamponnyomás
A tamponnyomás egy másik értékes második lépés, amely részletes képeket és logókat hoz létre a fröccsöntött műanyag termékeken. Ez abból áll, hogy vegyszerek segítségével rézlemezre vésik a mintát. Tehát tintába mártja, gumiból készült szilikonpárnára gördíti, végül a párnát az alkatrész felületére gördíti. Ezt a módszert azért részesítik előnyben, mert szelektíven, megfelelő minőségben és tartóssággal tud vékonyrétegvastagságú formákat és texturált felületeket nyomtatni.
3. Fúvóformázás
A fúvóformázás egy másik technika, amelyet üreges műanyag alkatrészek gyártására használnak. Az előmelegített műanyag csövet (parison) a szerszámba extrudálják, majd levegő befecskendezésével kényszerítik, hogy felvegye a szerszám üregének alakját. Ennek az anyagnak a felhasználása számos alkalmazási területet talált. Ezek közé tartozhat a palackok, tartályok és autóalkatrészek gyártása. Ez az eljárás nagyobb termelékenységet biztosít, és a megoldások bonyolult formák befogadására is alkalmasak. Ráadásul költségei viszonylag alacsonyak a nagy volumenű alkatrészgyártáshoz.
Nagyméretű alkatrészek fröccsöntése vs. normál fröccsöntés
Elgondolkodhat azon, hogy milyen tényezők különböztetik meg a nagyméretű fröccsöntött alkatrészeket a normál fröccsöntött alkatrészektől. Íme egy részletes összehasonlítás az Ön megkönnyítése érdekében.
1. Penész összetettsége
A szerszám geometriája egyszerű a normál fröccsöntésnél. Ráadásul kevesebb üreggel rendelkezik. A normál fröccsöntésben a szerszám mérete 1000 és 10 000 négyzetcentiméter között mozog. A fröccsöntéses szerszámméretek azonban nagyrészt 10 000 és 50 000 négyzetcentiméter között mozognak. A szerszám nagy részben összetett geometriával rendelkezik. Több üreggel is rendelkezik.
2. Gép mérete
A nagyméretű fröccsöntött alkatrészek nagyobb méretű gépeket igényelnek. A befogási méret jellemzően 1000 és 5000 tonna között mozog. Így nagyobb szerszámok befogadására is alkalmas. Másrészt egy normál fröccsöntőgép kisebb lemezekkel rendelkezik. A szorítóereje 100 és 1000 tonna között mozog.
3. Anyagválasztás:
A nagyméretű fröccsöntéses alkatrészekhez speciális, nagy hőállóságú anyagokat használnak. Ezek az anyagok közé tartozik a PEEK, az ULTEM és az üveggel töltött polimerek. Ezzel szemben a normál fröccsöntési eljárás olyan szabványos műanyagokat használ, mint a polikarbonátok és a polipropilének.
4. Hűtési idő
A nagyméretű alkatrészek fröccsöntése összetettebb. Nagyobb méretű. Így hosszabb hűtési időt igényel. Ez akár több percig is eltarthat. A ciklusidő is nagyobb, akár 30 perc is lehet. Ezzel szemben a normál fröccsöntésnél rövidebb a hűtési idő. Legfeljebb néhány másodpercig tart. A ciklusidő szintén 1 és 55 másodperc között mozog.
5. Kilövés
A nagyméretű alkatrészek fröccsöntése speciális kilövő rendszereket igényel. Az ilyen nagyméretű alkatrészek kezeléséhez fejlett kezelőrendszerre is szükség van. A normál fröccsöntéshez azonban szabványos kilövő rendszerekre van szükség. Hasonlóképpen, a kisebb alkatrészekhez is általános kezelőberendezésekre van szükség.
6. Karbantartás
A forma mérete nagy. Tehát a nagyméretű alkatrészek műanyag fröccsöntése kiterjedt karbantartást igényel. Ezzel szemben a normál fröccsöntés kevesebb karbantartást igényel.
Tehát egy táblázatban lehet összefoglalni:
egyedi vízálló kemény tok
| Aspect | Nagyméretű alkatrészek fröccsöntése | Normál fröccsöntés |
| Költséghatékonyság | Alacsony alkatrészenkénti költség tömeggyártás esetén | Alacsony alkatrészenkénti költség tömeggyártás esetén |
| Kezdeti penész költség | Magas | Magas |
| Pontosság és megismételhetőség | Magas | Magas |
| Anyag sokoldalúsága | Sokoldalú anyagválaszték | Sokoldalú anyagválaszték |
| Gyártási sebesség | Gyors gyártási ciklusok | Gyors gyártási ciklusok |
| Munkaügyi költségek | Csökkent az automatizálás miatt | Csökkent az automatizálás miatt |
| Komplex geometria képesség | Igen | Igen |
| Erő és tartósság | Erős és tartós alkatrészek | Erős és tartós alkatrészek |
| A szerszámok átfutási ideje | Hosszú | Hosszú |
| Szerszámtervezés összetettsége | Összetett és kihívást jelentő | Kevésbé összetett |
| Gépi követelmények | Nagy, drága gépeket igényel | Szabványos gépekre van szükség |
| Anyaghulladék | Anyagpazarlás lehetősége | Anyagpazarlás lehetősége |
| Alkatrészméret-határok | A gép és a szerszám mérete által korlátozott | A gép és a szerszám mérete által korlátozott |
| Hűtési idő és torzulás | Hosszabb hűtési idő, a vetemedés veszélye | Rövidebb hűtési idő, kisebb a vetemedés veszélye |
Nagy tömegű fröccsöntő gép
Megvitattuk a nagyméretű alkatrészek műanyag fröccsöntését. A megbeszélés nem teljes a nagyméretű fröccsöntőgépek ismerete nélkül. Ez egy olyan gép, amely alkalmas összetett alkatrészek gyártására. A befecskendezési kapacitás, a csiga átmérője és a szerszám mérete határozza meg a gép képességeit. A befecskendezési kapacitás az egy menetben befecskendezhető anyagmennyiséget méri. A csiga átmérője és a szerszám mérete határozza meg az előállított műanyag alkatrészek méretét. A tonnás fröccsöntőgép néhány kulcsfontosságú specifikációja a következő
- Injekciós kapacitás: A befecskendezési kapacitása 100 oz vagy 2500g.
- Formaméret: A szerszám mérete 1500 és 4000 négyzetcentiméter között mozog.
- Csavarátmérő: A csavar átmérője 4 és 12 hüvelyk között változik.
- Hordókapacitás: Az egyetlen ciklusban megolvasztható és befecskendezhető műanyag mennyisége. A hordó kapacitása közel 550 font
- Vezérlőrendszer: Ez egy fejlett számítógépes rendszert tartalmaz, amely szabályozza a hőmérsékletet, a nyomást és a sebességet.
- További jellemzők: Hidraulikus hajtások, többzónás hőmérséklet-szabályozó rendszerek, szelepes kapurendszerek és fejlett biztonság a további jellemzői.
A nagyméretű alkatrészek fröccsöntési folyamatának alkalmazásai
A nagyméretű alkatrészek fröccsöntése hasznos eljárás. Itt vannak a különböző iparágakban történő alkalmazásai:
1. Autóipar
Az autóipar nagymértékben támaszkodik a nagyméretű fröccsöntésre. A nagyméretű fröccsöntéssel ütésálló anyagot állítanak elő. Így az autók számos nagyméretű alkatrésze ezzel a módszerrel készül. Néhány ezek közül:
- Lökhárítók
- DashBoards
- Ajtó panelek
- Ajtókilincsek
- Tükörház
- Egyéb dekoratív alkatrészek
2. Repülőgépipar
A fröccsöntéssel különböző hasznos, nagy volumenű repülőgépipari termékeket állítanak elő. Széles körben alkalmazzák, mivel könnyű termékeket állít elő. Ez egy megfizethető módszer is. Így különböző repülőgépipari termékeket alakítanak ki ezzel. Néhány ezek közül:
- Air Craft Panelek
- Belső alkatrészek
- Műhold alkatrészek
- Rakéta alkatrészek
3. Ipari berendezések
A nagyméretű alkatrészek fröccsöntése strapabíró berendezéseket gyárt. Ezek képesek elviselni a szélsőséges hőmérsékleteket. Ezért számos ipari alkatrészt készítünk vele. Néhány ezek közül:
- Gépházak
- Szeleptestek
- Szivattyú alkatrészek
- Sebességváltók
- Ipari robotika
4. Orvostechnikai eszközök
A nagyméretű fröccsöntés steril termékeket állít elő. Így nagyszámú orvostechnikai eszköz gyártására használják. Ezek az orvostechnikai eszközök könnyen tisztíthatók. Az eszközök rendkívül pontosak. Az eljárás elengedhetetlen a kritikus alkatrészek előállításához. Néhány a fontos orvosi eszközök közül:
- Beültethető eszközök (ízületi pótlás, fogászati implantátumok)
- Sebészeti műszerek ( fogantyúk, tokok)
- Diagnosztikai berendezések ( gépház)
- Orvosi képalkotó berendezések (MRI, CT)
- Protetikai eszközök
Milyen előnyei és hátrányai vannak a nagyméretű alkatrészek fröccsöntésének?
Íme egy rövid táblázat a nagyméretű alkatrészek fröccsöntésének előnyeiről, hátrányairól és korlátairól.
| Előnyök | Hátrányok |
| Alacsony alkatrészenkénti költség tömeggyártás esetén | Magas kezdeti formaköltség |
| Nagy pontosság és megismételhetőség | Hosszú átfutási idő a szerszámkészítéshez |
| Sokoldalú anyagválaszték | Összetett és kihívást jelentő szerszámtervezés |
| Gyors gyártási ciklusok | Nagy, drága gépeket igényel |
| Csökkentett munkaerőköltségek az automatizálásnak köszönhetően | Anyagpazarlás lehetősége |
| Képes összetett geometriák létrehozására | Az alkatrészméretre vonatkozó korlátozások |
| Erős és tartós alkatrészek | A vetemedés és a hosszú hűtési idő kockázata |
A nagyméretű alkatrészek fröccsöntésével kapcsolatos kihívások
Nothing in this world is perfect. Everything has some imperfections and challenges associated with it. So let’s talk about the limitations of nagyméretű alkatrészek fröccsöntése:
1. Magas beruházás
A nagyméretű alkatrészek gyártásához nagyméretű szerszámokra van szükségünk. A nagyméretű szerszámok létrehozása tehát jelentős beruházást és szakértelmet igényel. Ráadásul egy összetett geometriájú szerszám megtervezése kihívást jelent. A szerszámanyagoknak magas hőmérsékletet és nyomást kell elviselniük.
2. Zsugorodás
Large parts are more vulnerable to shrinkage. During the cooling process, they may shrink or deform. Uneven cooling may also lead to warpage. This can distort the plastic structure. It may also affect the part’s dimensions.
3. Anyag kompatibilitás
A nagyméretű alkatrészek különleges tulajdonságokkal rendelkező anyagokat igényelnek. A kívánt szilárdsággal és merevséggel kell rendelkezniük. Ezenkívül kompatibilisnek kell lenniük a szerszámmal. E két követelmény egyidejű teljesítése kihívást jelent.
4. Nehéz kivetni
A nagyobb alkatrészeket nehéz kidobni. Speciális kilövő rendszerre van szükségük. Ha nem megfelelően távolítják el, a kialakított alkatrész deformálódhat. Ezért a kicsatolást gondosan ellenőrizni kell a torzulás elkerülése érdekében. A kilökési folyamatot szabályozni kell a kiváló minőségű termékek előállításához.
Következtetés:
A nagyméretű alkatrészek fröccsöntése olyan eljárás, amely nagyméretű műanyag alkatrészeket állít elő. Ez a módszer a legjobb a kívánt termék tömeggyártására. Nyersanyagként olyan rendkívül tartós műanyagokat használ, mint a PEEK vagy az ULTEM. Sok tekintetben különbözik a hagyományos fröccsöntéstől. A hagyományos szerszámokhoz képest bonyolultabb formákat és kialakításokat használ. Nagy mennyiségű terméket állít elő tonnás fröccsöntőgép segítségével. Korlátozó tényezői a zsugorodás, a vetemedés és az anyagok összeférhetetlensége.
Gyakran Ismételt Kérdések
Q1. Mi a maximális méret a nagyméretű alkatrészek fröccsöntéséhez?
A maximális méret a fröccsöntés a nagyméretű alkatrészek mérete 10 és 100 hüvelyk között mozog. Ez különböző tényezőktől függ. A méret meghatározásában szerepet játszik a szerszám és a gép kialakítása is.
Q2. Hogyan biztosítja a méretpontosságot a nagyméretű fröccsöntött alkatrészeknél?
A méretpontosság általában pontos szerszámtervezéssel biztosítható. Ezenkívül a méretpontosságot olyan minőségellenőrzési módszerekkel is ellenőrizhetjük, mint a 3D szkennelés és a CT szkennelés.