Thermoplastisch spuitgietproces

Thermoplastisch spuitgieten is het meest toepasbare kunststofproductieproces geworden. Het staat bekend om het produceren van producten van hoge standaardkwaliteit met minimale doorlooptijd en grote hoeveelheden. De toenemende behoefte aan hoogwaardige kunststofproducten in verschillende sectoren heeft de toepassing van thermoplastische materialen gestimuleerd.

Deze materialen zijn gebaseerd op polymeerharsen en veranderen bij verhitting in een homogene vloeistof die bij afkoeling vast wordt. Spuitgieten maakt gebruik van thermoplasten en thermohardende kunststoffen of zelfs elastomere materialen om hoogwaardige, vormbare onderdelen of producten te vormen. Nieuwere technologieën in spuitgieten van thermoplasten en betere mallen hebben de kosten verlaagd, een beter uiterlijk en betere productievooruitzichten mogelijk gemaakt.

Waarom worden thermoplastische materialen gebruikt bij spuitgieten?

 

Thermoplasten worden gebruikt bij spuitgieten omdat ze smelten bij hoge temperaturen en kristalliseren bij lage temperaturen. Deze eigenschap maakt ze ideaal om te recyclen en te vormen tot verschillende vormen en structuren. Ze zijn de meest geprefereerde materialen in industrieën vanwege hun flexibiliteit en veelzijdigheid in gebruik.

Hoe worden spuitgegoten thermoplastische producten geproduceerd?

Thermoplastisch spuitgieten is een van de meest fundamentele processen in de hedendaagse productie. Het omvat de creatie van een verscheidenheid aan plastic producten door het gebruik van thermoplastische polymeren.

Stap 1. Geschikte materiaalkeuze

Het gebruikte materiaaltype bepaalt de functionaliteit, het uiterlijk en de duurzaamheid van het eindproduct. Selecteer materialen door rekening te houden met hun mechanische eigenschappen, hittestabiliteit en specifiek gebruik.

Stap 2. Materiaalvoorbereiding

Dit proces omvat het drogen van ruwe plastic pellets om vocht te verwijderen. Omdat vochtgehalte een aanzienlijke impact heeft op en destructief is voor het smeltproces en het gegoten onderdeel. Deze voorbereide pellets worden vervolgens via een transportband in de trechter van de spuitgietmachine voor thermoplast gevoerd.

Stap 3. Smelten

De plastic pellets worden gesmolten in een vat met een heen en weer gaande schroef. Deze pellets nemen dan de vorm aan van gesmolten lava of gloeiend hete vloeistof. Tijdens deze fase zijn temperatuurcontroles cruciaal om de juiste consistentie en de stroming van het gesmolten plastic naar de vereiste standaard te verkrijgen.

Stap 4. Injectie

Zoals de naam al doet vermoeden, wordt het gesmolten plastic in de matrijsholte gespoten door een zeer gecontroleerde injectiedruk toe te passen. De precieze controle over dit proces bepaalt de exacte specificaties en afwerkingen van het onderdeel. De resulterende onderdelen worden vervolgens afgekoeld en gestold onder optimale omstandigheden.

Stap 5. Uitwerpen

Het benodigde onderdeel wordt vervolgens uit de mal gehaald met behulp van uitwerppennen na het stollen. Dit proces moet worden getimed en gecontroleerd zodat het onderdeel niet wordt beschadigd en dat het op de juiste manier wordt losgelaten.

Stap 5. Nabewerking

Deze fase wordt doorgaans gebruikt om onderdelen in de gewenste vorm te snijden. De onderdelen kunnen worden geverfd, geanodiseerd, bijgesneden, gepolijst, etc., afhankelijk van de vereiste functionaliteit en esthetiek.

Wat zijn de kritische onderdelen van een thermoplastische spuitgietmachine?

Een thermoplastische spuitgietmachine bestaat uit verschillende onderdelen. Enkele veelvoorkomende onderdelen zijn:

Klemeenheid

De klemeenheid houdt de twee delen van de mal stevig vast om ervoor te zorgen dat ze niet opengaan tijdens de injectie. Het moet genoeg kracht uitoefenen om de kracht te weerstaan die wordt uitgeoefend door het gesmolten plastic dat wordt geïnjecteerd om ervoor te zorgen dat de mal niet opengaat en het onderdeel goed wordt gevormd.

Injectie-eenheid

De injectie-eenheid, waarvan gezegd wordt dat het het hart van de machine is, is verantwoordelijk voor het verwarmen van het plastic materiaal en het injecteren ervan in de malholte. Het heeft een verwarmde cilinder met een schroef die heen en weer beweegt om het plastic door een spuitmond in de mal te dwingen en een constante toevoer van materiaal te behouden.

Woon- en koelsysteem

Zodra het gesmolten plastic in de mal is gespoten, houdt het woon- en koelsysteem de druk vast om te garanderen dat het plastic alle malholtes inneemt en stolt in de juiste vorm. Koelen is een zeer belangrijk proces in het verkorten van de cyclustijd en het verbeteren van de kwaliteit van het eindproduct.

Uitwerpproces

Nadat het plastic is uitgehard, start het uitwerpproces. De mal wordt geopend en de uitwerppennen, die aan de zijkant van de mal zijn aangebracht, gooien het afgewerkte onderdeel uit de malholte. Dit proces moet zorgvuldig en op het juiste moment worden uitgevoerd, zodat het onderdeel niet wordt beschadigd en de verwijdering goed wordt uitgevoerd.

Vormgereedschap

De mal is een negatieve en is gemaakt van staal of aluminium en vormt het eindproduct. Het definieert de oppervlakteafwerking en de grootte van het product. De tool heeft twee helften die in het midden met elkaar verbonden zijn en die uit elkaar worden gespoten.

Welke materiaalsoorten worden gebruikt bij thermoplastisch spuitgieten?

Er zijn veel soorten thermoplastische spuitgietmaterialen die worden gebruikt om spuitgietproducten te maken, waaronder:

ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen) wordt gekenmerkt door een hoge slagvastheid, hoge stijfheid en lage krimp. Dit maakt het ideaal voor auto-onderdelen, consumentenelektronica en speelgoed waar duurzaamheid en mechanische stressbestendigheid van het grootste belang zijn. Lees meer over ABS-spuitgieten.

Polyamide (Nylon) heeft een hoge sterkte, thermische stabiliteit en slijtvastheid. Deze eigenschappen maken het ideaal voor gebruik in auto-onderdelen, mechanische producten en andere consumentenproducten die sterkte en prestaties vereisen. Lees meer over nylon spuitgieten.

Polyvinylchloride (PVC) heeft de voordelen van hoge sterkte, goede chemische bestendigheid en brandwerendheid. Enkele toepassingen zijn loodgietersbuizen, medische slangen en tuinmeubilair, wat het een materiaal maakt dat op veel gebieden kan worden gebruikt.

Polyethyleentereftalaat (PET) wordt gewaardeerd om zijn transparantie, mechanische eigenschappen en goedkeuring voor contact met voedsel. Dit materiaal wordt gebruikt in drankflessen, verpakkingsmaterialen en synthetische stoffen vanwege zijn sterkte en helderheid.

PMMA of Acryl biedt geluidslichttransmissie en wordt niet beïnvloed door verwering of UV-straling. Deze eigenschappen maken het geschikt voor borden, lampen en ramen waar transparantie en stevigheid gewenst zijn. Lees meer over PMMA-spuitgieten.

Polystyreen (PS) is een lichtgewicht materiaal, relatief goedkoop en wordt vaak gebruikt in wegwerpbestek, cd-hoesjes en isolatiematerialen omdat het makkelijk te vormen is en relatief goedkoop. Lees meer over PS-spuitgieten.

Thermoplastisch polyurethaan (TPU) wordt gekenmerkt door hoge elasticiteit, oliebestendigheid en slijtvastheid. Het wordt toegepast bij de productie van zolen en binnenzolen van schoenen, flexibele medische buizen, afdichtingen en pakkingen van auto's, enz. Lees meer over TPU-spuitgieten.

Polyoxymethyleen (POM) heeft een hoge stijfheid, lage slijtagesnelheid en goede weerstand tegen krimp en zwelling. Het is geschikt voor toepassingen die sterkte en nauwkeurigheid vereisen, zoals tandwielen en lagers, elektrische onderdelen en consumentenproducten. Lees meer over POM-spuitgieten.

Polybutyleentereftalaat (PBT) heeft goede elektrische eigenschappen, hitte- en chemische bestendigheid. Het wordt veel toegepast in elektrische onderdelen, auto-onderdelen en onderdelen onder de motorkap vanwege de hoge sterkte en hittebestendigheid.

Slagvast polystyreen (HIPS) wordt gekenmerkt door een hoge slagvastheid en goede verwerkbaarheid. Het wordt gebruikt in modelbouw, belettering en in de behuizing van consumentenelektronica waar sterkte en stabiliteit vereist zijn.

Thermoplastische elastomeren of TPE zijn materialen die eigenschappen hebben van zowel thermoplasten als rubber en die flexibel en elastisch zijn. Ze worden toegepast op afdichtings- en pakkingstoepassingen, zachte onderdelen in huishoudelijke artikelen en handgrepen. Lees meer over TPE-spuitgieten.

Polyfenyleenoxide (PPO)) staat bekend om zijn hittebestendigheid, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en elektrische isolatie. Het wordt toegepast in auto-onderdelen, elektrische onderdelen en apparaten die slijtvast en hittebestendig moeten zijn.

LCP wordt gekenmerkt door hoge mechanische sterkte, hoge temperatuurstabiliteit en goede chemische bestendigheid. Het wordt toegepast in hoogspannings elektrische contacten, magnetron onderdelen en andere kritische toepassingen.

Polyetherimide (PEI) heeft een hoge hitte-, sterkte- en vlambestendigheid. Het wordt gebruikt in onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur en andere plaatsen waar hoge spanningen voorkomen.

Polyetheretherketon (PEEK) wordt gekenmerkt door stabiliteit bij hoge temperaturen, chemische inactiviteit en mechanische eigenschappen. Het wordt toegepast in lucht- en ruimtevaartonderdelen, automobieltoepassingen en medische toepassingen waar sterkte en taaiheid nodig zijn. Lees meer over PEEK-spuitgieten.

Polyfenyleensulfide (PPS) heeft een hoge hittebestendigheid, chemische bestendigheid en lage thermische krimp. Het wordt gebruikt in de automobiel-, elektrische en elektronische sector en in coatings die chemische en hittestabiliteit vereisen. Lees meer over PPS-spuitgieten.

Styreen-acrylonitril (SAN) wordt geprefereerd vanwege de helderheid, stijfheid en bestendigheid tegen chemicaliën. Deze eigenschappen maken het geschikt voor gebruik in voedselcontainers, aangezien vetten en oliën enkele van de dingen zijn waar de containers tegen bestand moeten zijn. SAN wordt ook vaak toegepast in keukengerei vanwege de hoge hittebestendigheid en in badkameraccessoires vanwege de chemische bestendigheid.

Acetaal (Polyoxymethyleen, POM)) is zeer stijf, zelf-smerend en heeft een goede dimensionale stabiliteit. Acetaal wordt ook gebruikt in elektrische isolatoren en consumptiegoederen. Enkele veelvoorkomende voorbeelden zijn: ritsen en raamgrendels, waar sterkte en slijtvastheid vereist zijn.

Ethyleenvinylacetaat (EVA) staat bekend om zijn flexibiliteit, hoge impactsterkte en helderheid. Het is een rubberachtig materiaal dat kan worden gevormd en gerecycled en wordt gebruikt in schuimproducten die worden gebruikt in de vulling van sportuitrusting, schoeisel zoals zolen en inlegzolen, en flexibele verpakkingsfolies.

Polyurethaan (PU)) is een flexibel polymeer dat wordt toegepast op schuimmeubels en autostoelen vanwege het comfort en de stevigheid. Ook wordt PU gebruikt in wielen en banden van industriële en recreatieve voertuigen en auto-interieuronderdelen zoals dashboards.

PPSU is zeer hittebestendig, zeer taai en bestand tegen stoomsterilisatie, waardoor het geschikt is voor uitdagende omstandigheden. PPSU wordt veel gebruikt in medische instrumenten die vaak worden gesteriliseerd, vliegtuiginterieurs die worden blootgesteld aan hoge temperaturen en stress, en loodgieterswerk waar hitte en mechanische stress essentieel zijn. Lees meer over PPSU-spuitgieten.

Polyethyleennaftalaat (PEN) is een variant van PET, maar heeft betere barrière-eigenschappen, hitte- en chemische bestendigheid. PEN wordt toegepast in verpakkingsmaterialen die zeer sterk moeten zijn en goede barrière-eigenschappen moeten hebben en in elektronica waar onderdelen maatvast en elektrisch isolerend moeten zijn.

Polybutyleen Bijzondere eigenschappen, zoals hitte- en drukbestendigheid, maken het ideaal voor gebruik in leidingsystemen voor de distributie van warm en koud water en vloerverwarmingssystemen waarbij hoge temperaturen en druk vereist zijn.

Polymethylpenteen (PMP) is een vrij speciaal type thermoplast vanwege zijn transparantie en hittebestendigheid. PMP wordt gebruikt in laboratoriumapparatuur waar chemische bestendigheid en helderheid vereist zijn en in magnetronkookgerei vanwege zijn hittebestendigheid en kwalitatieve voedselbereiding.

Polysulfon (PSU) wordt gekenmerkt door een hoge hittebestendigheid, sterkte en transparantie. Deze kenmerken maken het ideaal voor gebruik in medische apparaten, met name die welke herbruikbaar zijn en gesteriliseerd moeten worden, waterfiltratiesystemen vanwege hun stabiliteit en sterkte, en elektrische onderdelen waar isolatie en hittebestendigheid belangrijk zijn.

Thermohardend versus thermoplastisch spuitgieten: belangrijkste verschillen

Thermoplastisch spuitgieten

Deze thermoplastische giettechniek gebruikt materialen zoals polyethyleen en nylon die opnieuw kunnen worden verhit en gerecycled voor een tweede gebruik. Het is perfect voor het produceren van talloze componenten die flexibiliteit, slagvastheid of helderheid vereisen.

Thermohardende spuitgiettechniek

Deze methode maakt gebruik van materialen zoals epoxy en polyester, die een chemische reactie ondergaan wanneer ze worden blootgesteld aan hitte en uitharden tot een specifieke vorm. Ze kunnen niet worden hervormd nadat ze zijn afgekoeld. Het wordt gebruikt waar hoge sterkte, hitte- of chemische bestendigheid vereist is, maar in tegenstelling tot thermoplasten kunnen ze niet worden gerecycled

Het grote verschil is dus dat thermoplasten gerecycled kunnen worden door ze te smelten, terwijl thermoharders permanent gegoten zijn en niet opnieuw gegoten kunnen worden. Hierdoor ontstaat een verschillende sterkte, afhankelijk van de vereisten.

Industriële toepassingen van thermoplastisch spuitgieten

Automobielindustrie: Thermoplastisch spuitgieten wordt veel toegepast voor het fabriceren van interieur- en exterieurcomponenten van auto's, zoals dashboardonderdelen, bumpers en deurpanelen van auto's. Het is ook nuttig voor het maken van onderdelen onder de motorkap, zoals vloeistofreservoirs en behuizingen, vanwege de sterkte en nauwkeurigheid.

Medische industrie: In de medicaresector is thermoplastisch spuitgieten erg belangrijk bij de productie van wegwerpspuiten, chirurgische instrumenten en behuizingen voor medische apparaten. Vanwege de precisie bij het ontwikkelen van complexe patronen is het essentieel om onderdelen te ontwikkelen die worden gebruikt in diagnostische hulpmiddelen en protheses.

Consumentenelektronica: In de elektronica wordt dit gietproces gebruikt bij de productie van behuizingen van smartphones, afstandsbedieningen en computeronderdelen, en nog veel meer. Het wordt ook gebruikt bij de fabricage van batterijbehuizingen en connectoren vanwege de sterkte en veelzijdigheid van de vorm.

Bouwsector: In de bouw wordt thermoplastisch spuitgieten toegepast bij de productie van pijpfittingen, loodgietersonderdelen en elektrische behuizingen vanwege de sterkte en duurzaamheid van het materiaal. Het wordt ook toegepast bij de productie van isolatiematerialen en raamkozijnen vanwege de sterkte en hittebestendigheid.

Speelgoed en recreatie: Dit gietproces wordt gebruikt bij het maken van actiefiguren, puzzels en bordspellen met complexe ontwerpen. Het wordt ook gebruikt bij de productie van buitenartikelen zoals tuingereedschap en speeltoestellen voor kinderen, omdat het sterke en veilige producten kan opleveren.

Huishoudelijke producten: Thermoplastisch spuitgieten is essentieel bij de productie van keukenapparatuur, containers en gebruiksvoorwerpen vanwege de hitte- en chemische bestendigheid. Het wordt ook gebruikt bij het maken van opbergbakken en schoonmaakgereedschappen vanwege de sterkte en eenvoud.

Thermoplastisch spuitgieten: veelvoorkomende defecten en oplossingen

Hieronder staan de typische uitdagingen die u tijdens het proces tegenkomt, en strategieën om deze effectief aan te pakken:

Onvoldoende vulling: Dit is het geval wanneer de mal niet volledig is gevuld. Om dit aan te pakken, kan men de injectiesnelheid of -druk verhogen, de temperatuur van het materiaal controleren of de grootte van de gate vergroten.

Flitsformatie: Dit is een conditie waarbij er een dunne laag plastic op de rand van het onderdeel ontstaat nadat het is gegoten. Dit kan worden opgelost door de injectiedruk of klemkracht te verlagen of door de mal te controleren op schade.

Kromtrekken: Als het onderdeel vervormt tijdens het afkoelen, houd dan rekening met een gelijkmatige koeltemperatuur en een cyclustijd tot de optimale staat is bereikt.

Zinksporen: Dit zijn kleine contouren op het oppervlak van het onderdeel en komen normaal gesproken in verschillende groottes voor. Om dit te voorkomen, verhoogt u de afkoeltijd of verlaagt u de houddruk.

Brandplekken: Deze ontstaan wanneer een materiaal oververhit raakt of er lucht ingesloten zit en kunnen zwarte of bruine verkleuring op het oppervlak van het onderdeel veroorzaken. Dit kan worden verholpen door de smelt- en maltemperatuur te verlagen en tegelijkertijd de injectiesnelheid te verhogen om oververhitting of de vorming van luchtzakken te voorkomen.

Dergelijke veranderingen moeten de kwaliteit en productiviteit van het spuitgietproces verbeteren.

Samenvattend

Thermoplastisch spuitgieten blijft een van de belangrijkste pijlers van innovatie die flexibiliteit en effectiviteit biedt bij het ontwikkelen van kwaliteitsproducten. Het wordt gebruikt in de automobiel- en medische industrie, consumentenelektronica en nog veel meer industrieën, wat zijn veelzijdigheid en efficiëntie bewijst.

Bedrijven zoals Sincer Tech zijn de beste voorbeelden van kunststof spuitgietdiensten die full-service oplossingen bieden met een focus op kwaliteit en nauwkeurigheid. Ons bedrijf is gespecialiseerd in overmolding en insert molding en gebruikt verschillende materialen om te garanderen dat elk product van de hoogste kwaliteit is.

Ze bieden een breed scala aan thermoplasten, en hun ervaring in prototypevorming en massaproductie maakt hen tot de besten. Of het nu gaat om een prototype of een massaproductieproject, de toewijding van Sincere Techs aan de vooruitgang van technologie en de productie van hoogwaardige producten is duidelijk zichtbaar in al hun werk.