Spuitgieten van grote onderdelen

Het merendeel van het plastic wordt geproduceerd met behulp van grote spuitgegoten onderdelen. De trend om grote plastic onderdelen te maken met behulp van deze techniek neemt met de dag toe. Het begon na de ontdekking van plastic spuitgietmachines in de late negentiende eeuw. De eerste spuitgietmachine was eenvoudig. Dus werd het gebruikt om plastic knopen, kammen en enkele andere mini-plastic items te maken. Maar nu kan het ook complexe materialen zoals metalen en glas vormen. Het spuitgietproces is het beste voor het produceren van grote volumes hoogwaardige plastic onderdelen. Laten we licht werpen op de rol van het spuitgietproces bij het produceren van grote plastic onderdelen.

Wat is grootformaat spuitgieten?

Zoals je weet, de spuitgieten van grote onderdelen proces maakt gigantische plastic onderdelen. Wij vertellen u de afmetingen van een groot plastic onderdeel. Dit voorkomt verwarring. Plastic onderdelen met een gewicht van 100 pond en een breedte van 10 inch worden als groot beschouwd. Spuitgieten van grote onderdelen is niet alleen het vergroten van kleine onderdelen. Het is een complex proces. Het vereist geavanceerde gereedschappen en apparatuur.

Materialen die worden gebruikt in het grootschalige spuitgietproces

Er worden verschillende materialen gebruikt voor het vervaardigen van grote spuitgegoten kunststof onderdelen. Er worden twee verschillende soorten kunststof gebruikt bij spuitgieten. Ze kunnen amorf of semi-kristallijn zijn. Amorfe kunststoffen hebben geen vast smeltpunt. Ze kunnen dus gemakkelijk uitzetten en krimpen. Semi-kristallijne kunststoffen hebben daarentegen vaste smeltpunten. Daarom worden ze verkozen boven de amorfe. Enkele van de meest gebruikte materialen voor spuitgieten van grote onderdelen zijn:

1.    PEEK (Polyetheretherketon)

PEEK heeft uitzonderlijke thermische en mechanische eigenschappen. Het heeft een hoge treksterkte van ongeveer 90 MPA. Het is dus goed voor gigantische plastic onderdelen. Het is ook bestand tegen chemicaliën. Bovendien neemt het geen vocht op. Het voorkomt dus corrosie. Maar PEEK is een duur materiaal. Het maakt hoogwaardige componenten zoals tandwielen, kleppen, pomplagers, enz. Lees meer over PEEK kunststof spuitgieten.

2.    ULTEM (Polyetherimide)

ULTEM is een amorfe vaste stof. De treksterkte varieert van 70 tot 80 MPA. Het is vocht- en chemicaliënbestendig. Bovendien is het thermostabiel. Het kan zware weersomstandigheden weerstaan. Het is budgetvriendelijk. Bovendien is het steriliseerbaar. Het kan eenvoudig worden gereinigd met straling of een autoclaaf. Het heeft een hoge glasovergangstemperatuur. Het biedt dus dezelfde eigenschappen als PEEK voor een betaalbare prijs.

3.    Koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP)

CFRP is een composietmateriaal. Het is gemaakt van koolstofvezels die in de polymeermatrix zijn ingebed. Het heeft een hoge sterkte-gewichtsverhouding. Het is dus perfect voor gebruik in grote onderdelen. De koolstofvezels zijn unidirectioneel geweven. Het krijgt op deze manier extra sterkte.

4.    Polyfenylsulfon (PPSU)

Het bestaat uit een sulfongroep die aan twee fenylgroepen is gekoppeld. Het kan schokken en andere omgevingsstress verdragen. Het heeft dus een hoge slagvastheid. Bovendien is het bestand tegen hydrolyse, chemische afbraak en waterabsorptie. Maar dit materiaal is een beetje duur. Lees meer over PPSU.

Geavanceerde processen voor spuitgieten van grote onderdelen

Hieronder staan de moderne processen die veel toepassingen hebben in het spuitgieten van grote onderdelen

1. Gasondersteund spuitgieten

Gasondersteund spuitgieten is een verbetering ten opzichte van conventionele spuitgiettechnieken voor kunststoffen. Hierbij wordt het stikstofgas onder hoge druk in de mal gespoten na de infusie van de gekozen hars. Het is zeer voordelig omdat het een gelijkmatige verdeling van het materiaal mogelijk maakt, vooral in grote en ingewikkelde mallen. Het helpt materiaal te besparen en verbetert ook de esthetiek en tijd van het onderdeel.

2. Tampondruk

Tampondruk is een andere waardevolle tweede stap, die gedetailleerde afbeeldingen en logo's op de geïnjecteerde plastic producten creëert. Het bestaat uit het gebruik van chemicaliën om een ontwerp op de koperen plaat te graveren. Dus, doop het in inkt, rol het op een rubberen siliconen pad en rol de pad ten slotte op het oppervlak van het onderdeel. Deze methode heeft de voorkeur omdat het dunne-film-dikke vormen en getextureerde oppervlakken selectief kan printen met passende kwaliteit en bestendigheid.

3. Blaasvormen

Blaasvormen is een andere techniek die wordt gebruikt bij het vervaardigen van holle onderdelen van kunststof. De voorverwarmde kunststofbuis (parison) wordt in de mal geëxtrudeerd en vervolgens wordt deze door de injectie van lucht gedwongen de vorm van de malholte aan te nemen. Dit materiaal heeft verschillende toepassingen gevonden in zijn gebruik. Ze kunnen de productie van flessen, containers en auto-onderdelen omvatten. Dit proces biedt een hogere productiviteit en de oplossingen kunnen ingewikkelde vormen accommoderen. Bovendien zijn de kosten relatief laag voor de productie van onderdelen in grote volumes.

Groot-onderdeel spuitgieten versus normaal spuitgieten

U vraagt zich misschien af welke factoren grote spuitgegoten onderdelen onderscheiden van normale spuitgegoten onderdelen. Hier is een gedetailleerde vergelijking voor uw gemak.

1. Schimmelcomplexiteit

De mal heeft een eenvoudige geometrie bij normaal spuitgieten. Bovendien heeft het minder holtes. De malgrootte bij normaal spuitgieten varieert van 1000 tot 10.000 vierkante inch. De grootte van de spuitgietmal varieert echter grotendeels van 10.000 tot 50.000 vierkante inch. De mal heeft grotendeels complexe geometrieën. Het heeft ook meerdere holtes.

2. Machinegrootte

Grote spuitgegoten onderdelen vereisen machines met grotere afmetingen. De klemgrootte varieert doorgaans van 1000 tot 5000 ton. Het kan dus grotere mallen bevatten. Een normale spuitgietmachine heeft daarentegen kleinere platen. De klemkracht varieert van 100 tot 1000 ton.

3. Materiaalkeuze:

Grote spuitgietonderdelen gebruiken speciale materialen met een hoge thermische weerstand. Deze materialen omvatten PEEK, ULTEM en glasvezelpolymeren. Het normale spuitgietproces gebruikt daarentegen standaardkunststoffen zoals polycarbonaten en polypropylenen.

4. Afkoeltijd

Spuitgieten van grote onderdelen is complexer. Het heeft een groter formaat. Dus vereist het langere koeltijden. Het duurt tot enkele minuten. De cyclustijd is ook langer, tot 30 minuten. Daarentegen heeft normaal spuitgieten een kortere koeltijd. Het duurt tot enkele seconden. De cyclustijd varieert ook van 1 tot 55 seconden.

5.    Uitwerpen

Spuitgieten in grote onderdelen vereist gespecialiseerde uitwerpsystemen. Het vereist ook een geavanceerd handlingsysteem voor het verwerken van zulke grote onderdelen. Normaal spuitgieten vereist echter standaard uitwerpsystemen. Evenzo vereist het ook algemene handlingapparatuur voor kleinere onderdelen.

6.    Onderhoud

De mal is groot. Dus vereist kunststof spuitgieten in grote onderdelen uitgebreid onderhoud. Daarentegen vereist normaal spuitgieten minder onderhoud.

Het kan dus in een tabel worden samengevat:

 

Aspect	Spuitgieten van grote onderdelen	Normaal spuitgieten
Kostenefficiëntie	Lage kosten per onderdeel bij massaproductie	Lage kosten per onderdeel bij massaproductie
Initiële malkosten	Hoog	Hoog
Precisie en herhaalbaarheid	Hoog	Hoog
Materiaal veelzijdigheid	Veelzijdige materiaalopties	Veelzijdige materiaalopties
Productiesnelheid	Snelle productiecycli	Snelle productiecycli
Arbeidskosten	Verminderd door automatisering	Verminderd door automatisering
Complexe geometrie-capaciteit	Ja	Ja
Sterkte en duurzaamheid	Sterke en duurzame onderdelen	Sterke en duurzame onderdelen
Doorlooptijd voor gereedschap	Lang	Lang
Complexiteit van het matrijsontwerp	Complex en uitdagend	Minder complex
Machinevereisten	Vereist grote, dure machines	Vereist standaardmachines
Materieel afval	Potentieel voor materiaalverspilling	Potentieel voor materiaalverspilling
Limieten voor onderdeelgrootte	Beperkt door machine- en matrijsgrootte	Beperkt door machine- en matrijsgrootte
Afkoeltijd en kromtrekken	Langere afkoeltijden, kans op kromtrekken	Kortere afkoeltijden, minder kans op kromtrekken

 

Machine voor spuitgieten met groot tonnage

We hebben het gehad over plastic spuitgieten voor grote onderdelen. De discussie is niet compleet zonder kennis over de grote-tonnage injectiemachine. Het is een machine die geschikt is voor het produceren van complexe onderdelen. De injectiecapaciteit, schroefdiameter en matrijsgrootte bepalen de capaciteit van de machine. De injectiecapaciteit meet de hoeveelheid materiaal die in één ronde kan worden geïnjecteerd. De schroefdiameter en matrijsgrootte bepalen de grootte van de geproduceerde plastic onderdelen. Enkele van de belangrijkste specificaties van de Tonnage Injection Machine zijn

• Injectiecapaciteit: De injectiecapaciteit is 100 oz of 2500 g
• Vormgrootte: De malgrootte varieert van 1500 tot 4000 vierkante inch.
• Schroefdiameter: De schroefdiameter varieert van 4 tot 12 inch
• Vatcapaciteit: De hoeveelheid plastic die in één cyclus gesmolten en geïnjecteerd kan worden. De capaciteit van het vat is bijna 550 lbs
• Controlesysteem: Het bestaat uit een geavanceerd computersysteem dat de temperatuur, druk en snelheid regelt.
• Extra functies: Hydraulische aandrijvingen, multizone temperatuurregelsystemen, klepsystemen en geavanceerde veiligheid zijn de extra functies

Toepassingen van het spuitgietproces voor grote onderdelen

Large Part Injection Molding is een nuttig proces. Hier zijn de toepassingen in verschillende industrieën:

 

1. Automobielindustrie

De automobielindustrie is sterk afhankelijk van grootschalige spuitgieten. Spuitgieten van grote onderdelen produceert schokbestendig materiaal. Veel grote onderdelen van auto's worden dus met deze methode gemaakt. Enkele daarvan zijn:

• Stootranden
• Dashboards
• Deurpanelen
• Deurgrepen
• Spiegelbehuizing
• Andere decoratieve onderdelen

2. Lucht- en ruimtevaartindustrie

Spuitgieten maakt verschillende nuttige, grootschalige producten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie. Het wordt veel gebruikt omdat het lichtgewicht producten produceert. Dit is ook een betaalbare methode. Dus worden verschillende lucht- en ruimtevaartproducten hiermee gevormd. Enkele daarvan zijn:

• Luchtvaartuigpanelen
• Interieurcomponenten
• Satelliet onderdelen
• Raketcomponenten

3. Industriële apparatuur

Large Part Injection Molding produceert taaie stukken apparatuur. Ze kunnen extreme temperaturen doorstaan. Dus maken we er veel industriële componenten mee. Een paar daarvan zijn:

• Machinebehuizingen
• Kleplichamen
• Pompcomponenten
• Versnellingsbakken
• Industriële robotica

4. Medische hulpmiddelen

Spuitgieten van grote onderdelen produceert steriele producten. Het wordt dus gebruikt om een groot aantal medische apparaten te maken. Deze medische apparaten zijn eenvoudig te reinigen. De apparaten zijn zeer nauwkeurig. Het proces is essentieel voor het maken van kritische componenten. Enkele van de belangrijke medische apparaten zijn:

• Implanteerbare apparaten (gewrichtsvervanging, tandheelkundige implantaten)
• Chirurgische instrumenten (handgrepen, koffers)
• Diagnostische apparatuur (machinebehuizing)
• Medische beeldvormingsapparatuur (MRI, CT-scan)
• Prothetische apparaten

Wat zijn de voor- en nadelen van spuitgieten van grote onderdelen?

Hieronder vindt u een korte tabel met de voordelen, nadelen en beperkingen van spuitgieten van grote onderdelen.

Voordelen	Nadelen
Lage kosten per onderdeel bij massaproductie	Hoge initiële malkosten
Hoge precisie en herhaalbaarheid	Lange doorlooptijd voor het maken van de mal
Veelzijdige materiaalopties	Complex en uitdagend matrijsontwerp
Snelle productiecycli	Vereist grote, dure machines
Lagere arbeidskosten door automatisering	Potentieel voor materiaalverspilling
Vermogen om complexe geometrieën te creëren	Limieten voor de grootte van onderdelen
Sterke en duurzame onderdelen	Risico op kromtrekken en lange afkoeltijden

Uitdagingen bij het spuitgieten van grote onderdelen

Niets in deze wereld is perfect. Alles heeft zijn imperfecties en uitdagingen. Laten we het dus hebben over de beperkingen van spuitgieten van grote onderdelen:

1.    Hoge investering

We hebben grote mallen nodig om grote onderdelen te maken. Het maken van grote mallen vereist dus aanzienlijke investeringen en expertise. Bovendien is het ontwerpen van een mal met complexe geometrie een uitdaging. Malmaterialen moeten bestand zijn tegen hoge temperaturen en druk.

2.    Krimp

Grote onderdelen zijn kwetsbaarder voor krimp. Tijdens het koelproces kunnen ze krimpen of vervormen. Ongelijkmatige koeling kan ook leiden tot kromtrekken. Dit kan de plastic structuur vervormen. Het kan ook de afmetingen van het onderdeel beïnvloeden.

3.    Materiaalcompatibiliteit

Grote onderdelen hebben materialen nodig met specifieke eigenschappen. Ze moeten de gewenste sterkte en stijfheid hebben. Bovendien moeten ze compatibel zijn met de mal. Het is een uitdaging om aan beide vereisten tegelijk te voldoen.

4.    Moeilijk uit te werpen

Grotere onderdelen zijn moeilijk uit te werpen. Ze vereisen een gespecialiseerd uitwerpsysteem. Als ze niet goed worden verwijderd, kan het gevormde onderdeel vervormen. Daarom moet het ontvormen zorgvuldig worden gecontroleerd om vervorming te voorkomen. Het uitwerpproces moet worden gereguleerd om producten van hoge kwaliteit te verkrijgen.

Conclusie:

Large Part Injection Molding is een proces dat grote delen plastic produceert. Deze methode is het beste voor massaproductie van het gewenste product. Het gebruikt zeer duurzame kunststoffen zoals PEEK of ULTEM als grondstoffen. Het verschilt op veel manieren van traditioneel spuitgieten. Het gebruikt ingewikkeldere mallen en ontwerpen in vergelijking met traditionele mallen. Het produceert een groot volume product met behulp van een tonnage spuitgietmachine. De beperkingen zijn krimp, kromtrekken en materiaalincompatibiliteit.

Veelgestelde vragen

Vraag 1. Wat is de maximale afmeting voor spuitgieten van grote onderdelen?

De maximale grootte voor spuitgieten grote onderdelen variëren van 10 tot 100 inch. Het hangt van verschillende factoren af. Het ontwerp van de matrijs en het ontwerp van de machine spelen ook een rol bij het bepalen van de grootte.

Vraag 2. Hoe waarborgt u de maatnauwkeurigheid van grote spuitgegoten onderdelen?

Dimensionale nauwkeurigheid wordt doorgaans verzekerd met een nauwkeurig matrijsontwerp. Bovendien kunnen we de dimensionale nauwkeurigheid controleren met behulp van kwaliteitsinspectiemethoden zoals 3D-scannen en CT-scannen.