Jak zrobić formę do plastiku

Formy są kluczowe dla wszystkich typów produkcji. Pomagają uzyskać podobne kształty i wzory z wysoką dokładnością i precyzją w przypadku produkcji wielkoseryjnych. Ponadto formy te mogą mieć różne kształty i być wykonane z wielu materiałów, tj. aluminium, stali, żelaza, plastiku itp. W tym artykule omówimy formy do tworzyw sztucznych. Oprócz tego nauczymy się, jak wykonać formę do tworzyw sztucznych, jej zastosowań i zalet w różnych dziedzinach.

Czym są formy plastikowe?

Formy plastikowe są powszechnie używane w przemyśle do tworzenia małych produktów, od przyborów kuchennych po małe części do urządzeń gospodarstwa domowego i dużych maszyn. Jest to lepsze podejście, ponieważ umożliwia tworzenie unikalnych form. Poza tym wiąże się z mniejszymi kosztami w dłuższej perspektywie i tworzy formy do prototypowych projektów komercyjnych lub osobistych. Ten kompleksowy artykuł wyjaśni, jak wykonać formę do plastiku i rozważy ważne czynniki oraz wskazówki i triki, które pomogą Ci zrobić to bezproblemowo. Przejdź do technologia form plastikowych strona, na której dowiesz się więcej o formach do tworzyw sztucznych.

Rodzaje form plastikowych

Zanim przejdziemy do tego, jak wykonać formę do tworzyw sztucznych, omówmy kilka rodzajów form do tworzyw sztucznych:

1. Formy wtryskowe

Formy wtryskowe są stosowane w przemyśle do tworzenia dużej liczby obiektów. Zazwyczaj odbywa się to za pomocą wtryskiwania ciekłego materiału polimerowego do wnęki formującej. Pomaga w produkcji skomplikowanych produktów, takich jak zabawki, materiały opakowaniowe i szczegółowe części samochodowe. Ponadto technika ta charakteryzuje się wysokimi wskaźnikami wydajności, precyzją i pomijalnym czasem wymaganym w postprodukcji.

2. Formy kompresyjne

Formy kompresyjne wykorzystują tworzywa termoutwardzalne, są umieszczane w gnieździe formy i wystawiane na działanie ciepła i ciśnienia. Ta metoda jest najbardziej odpowiednia do zastosowań wymagających wysokiej jakości i odpornych na ciepło komponentów. Mogą to być części samochodowe i urządzenia elektroniczne. Dlatego jest ekonomiczna w przypadku małych serii produkcyjnych i idealna do tworzenia grubszych części, zwłaszcza tych dużych.

3. Formy rozdmuchowe

Formy rozdmuchowe mają szerokie zastosowanie w formowaniu pustych części, takich jak butelki i pojemniki. Działa to w ten sposób, że plastik jest najpierw zamieniany w rurkę zwaną parison. Następnie pozwala się mu nadmuchać między dwiema formami, aby utworzyć końcowy pusty produkt. Jednym z głównych zastosowań form rozdmuchowych jest to, że są one szeroko stosowane w PVC do produkcji lekkich i pustych części w dużych ilościach.

 

4. Formy silikonowe do żywicy

Formy silikonowe są elastyczne i bardziej popularne wśród początkujących, a także są używane w małych projektach DIY. Poza tym mają wiele zastosowań, nawet podczas pracy z żywicą. Takie formy mogą zachować drobne i złożone struktury. Ponadto są wielokrotnego użytku, co czyni je odpowiednimi do rzemiosła, pracy z żywicą i prototypowania. Są przyjemne w użyciu i można je wykorzystywać na wiele sposobów do innych artystycznych przedsięwzięć.

Właściwości materiałów stosowanych do form plastikowych

 

Tworzywo	Zamiar	Typowe typy	Kluczowe właściwości	Wartości typowe/zakres
Materiał formy	Pomaga w formowaniu struktury formy	Stal, aluminium, silikon	Trwałość, odporność na ciepło, obrabialność	Wytrzymałość na rozciąganie: 250-1500 MPa (stal), 90-300 MPa (aluminium)
Środek uwalniający	Zapobiega przywieraniu materiału do formy	Spray silikonowy, wosk, PTFE	Nieprzywierająca, wysoka odporność na ciepło	Maksymalna temperatura: 120°C-200°C, współczynnik tarcia: <0,05
Podstawa/rama formy	Utrzymuje materiał formy na miejscu	Drewno, Plastik, Metal	Siła, sztywność	Gęstość: 0,9-1,3 g/cm³ (plastik), 2,7 g/cm³ (aluminium)
Obiekt główny/model CAD	Nadaje kształt formie	Model 3D, Prototyp	Precyzja, Gładkość, Złożoność	Dokładność CAD: ±0,005 mm, Wykończenie powierzchni: Ra 0,8-1,6 μm
Narzędzia do mieszania	Miesza składniki materiału formy	Pręty mieszające, mieszalniki mechaniczne	Równomierne mieszanie, bez pęcherzyków powietrza	RPM: 300-1200 (miksery mechaniczne), Objętość: Zmienna

Przewodnik krok po kroku po wytwarzaniu form do tworzyw sztucznych

Poniżej przedstawiono kompletny proces wytwarzania form do tworzyw sztucznych.

1. Projektowanie formy

Uzyskaj wstępny projekt formy i rozważ potrzebę części z tworzywa sztucznego, którą chcesz wygenerować. Jeśli masz złożone kształty, użyj oprogramowania CAD do projektowania w sposób, który pomoże w obróbce CNC formy. Niektóre z cech obejmują geometrię części, grubość ścianek części i kąty pochylenia. Ułatwiają one usuwanie dodatkowego materiału z formy. Wybór materiału formy, takiego jak aluminium lub stal, zależy od wymaganej żywotności formy. Oprócz tego wybór materiału zależy również od ilości produktów, które chcesz wyprodukować.

2. Tworzenie skrzynki lub ramy formy

W przypadku produkcji form z tworzyw sztucznych należy stworzyć skrzynkę lub ramę formy, która będzie trzymać materiał podczas odlewania. Skrzynki formy do form obrabianych CNC są zazwyczaj wykonane z wytrzymałych materiałów. Mogą zawierać metal / twardy plastik itp. Dlatego podczas produkcji należy upewnić się, że skrzynka została dobrze zamknięta, aby uniknąć wycieków w procesie odlewania. Ponadto należy upewnić się, że skrzynka została wzmocniona, aby wytrzymać ciśnienie i temperaturę podczas procesu formowania.

3. Przygotowanie modeli CAD i obróbka CNC formy

Zwykle w Obróbka CNC obiekt główny to plik CAD o dokładnych wymiarach i bez podcięć na wnękach formy. Tak więc, jeśli materiały, których używasz, mają różne kształty i struktury. Obróbka CNC pomoże Ci oczyścić i poddać obróbce powierzchni. Środek antyadhezyjny jest używany, aby zapobiec przywieraniu plastiku do formy. Maszyna CNC przechodzi dalej do wykonania dokładnego cięcia formy, aby uzyskać odpowiednio frezowane i wykończone ścianki. Jest to ważne, aby zminimalizować ryzyko wystąpienia wad. Ponadto umożliwia płynny przepływ plastiku i łatwe wyrzucanie końcowej części.

4. Mieszanie i wlewanie materiału do formy

Po uformowaniu formy za pomocą CNC, stopiony materiał z tworzywa sztucznego wlewa się do wnęki formy. Jeśli używasz tworzywa termoplastycznego lub żywicy, upewnij się, że materiał, którego używasz, ma odpowiednią temperaturę i dobrze się rozpływa. Jeśli używasz formowania wtryskowego, podgrzej i rozpuść materiał z tworzywa sztucznego obecny w granulkach. Ponadto upewnij się, że poświęcasz czas na wlewanie, aby zminimalizować pęcherzyki powietrza, które jeśli dostaną się do mieszanki, zmniejszą wytrzymałość produktu końcowego.

5. Utwardzanie pleśni

Tak więc pozwól materiałowi ostygnąć i uformować ciało stałe w formie przygotowanej z materiału z tworzywa sztucznego. W zależności od rodzaju użytego tworzywa sztucznego, utwardzanie może trwać od kilku minut do kilku godzin. Na tym etapie ważne jest, aby obserwować, czy nie tworzą się żadne pęcherzyki ani żadne inne wady w formie. Jeśli chodzi o utwardzanie form obrabianych CNC, utwardzanie jest zazwyczaj szybsze i dokładniejsze, ponieważ formy są utwardzane w kontrolowanych warunkach.

6. Wypełnienie formy i uwolnienie z formy

Gdy plastik osiągnie punkt utwardzania, wyjmij część z formy. Jeśli prawidłowo nałożysz środek antyadhezyjny, część powinna wyskoczyć i nie przykleić się do powierzchni formy. Oprócz tego możesz przyciąć lub wykończyć materiał w zależności od wymagań. Dodatkowe wykończenie może być wykonane na przedmiotach za pomocą maszyn, jeśli dalsze polerowanie jest potrzebne do produkcji seryjnej.

Rozważania dotyczące projektowania i budowy niestandardowych form z tworzyw sztucznych

Przy projektowaniu i budowie, zwłaszcza niestandardowych, form plastikowych, należy wziąć pod uwagę następujące ważne aspekty:

• Wybór materiałów: Wybierz materiał formy, taki jak stal lub aluminium, ze względu na jego trwałość, koszt i wielkość produkcji. Formy stalowe są zazwyczaj długimi rozwiązaniami pod względem wytrzymałości i produkcji objętościowej. Podczas gdy formy aluminiowe są tańsze w przypadku produkcji o mniejszej liczbie egzemplarzy.
• Geometria części: Aspekt projektu formy powinien być informowany o wszystkich cechach części z tworzywa sztucznego, w szczególności skomplikowanych szczegółach, podcięciach i kątach pochylenia. Dzięki temu mogą one ułatwić wyjmowanie z formy.
• Kanały chłodzące: Skrócenie czasu cyklu musi nastąpić przy jednoczesnym zintegrowaniu kanałów chłodzących z konstrukcją formy.
• Tolerancje formy: Zrozum, że dokładne wymagania wymiarowe oznaczają lepszą kontrolę w formie. Dzięki temu można zminimalizować ilość wykańczania po formowaniu, szczególnie gdy szczegóły projektu są skomplikowane.
• Analiza przepływu formy: Przeprowadź krótką analizę wyglądu wnęk i sposobu przepływu materiału formy w wnęce. Sprawdź niektóre anomalie, które mogą wystąpić, takie jak odkształcenia, kurczenie się lub tworzenie kieszeni powietrznych. Jest to skuteczne w wspomaganiu projektowania formy samochodu, a także poprawia wydajność produkcji.

Wybór żywicy do produkcji form plastikowych

Przyjrzyjmy się różnym rodzajom żywic dostępnych do produkcji form plastikowych.

1. Żywice epoksydowe: Żywice epoksydowe organiczne są wytrzymałe, dzięki czemu mogą być stosowane do produkcji form w gałęziach przemysłu, w których podczas formowania wymagana jest wysoka temperatura i ciśnienie.
2. Żywice poliuretanowe: Są elastyczne i trwałe, więc najlepiej nadają się do form, które będą używane tam, gdzie ma być wykonywana umiarkowana ilość produkcji. Dzięki temu możemy uzyskać tę odporność i pewien stopień elastyczności.
3. Żywice silikonowe: Silikon jest bardzo elastyczny i może być bardzo wygodny w użyciu na ciasnych, małych i skomplikowanych formach, a także nadaje się do majsterkowania lub do kilku cykli.
4. Żywice poliestrowe: Są tańsze i preferowane do dużych form z mniejszą liczbą szczegółów. Poza tym oferują przyzwoitą wytrzymałość, ale stosunkowo niską elastyczność w porównaniu do silikonu i poliuretanu.
5. Żywice termoutwardzalne: Czasami nazywane tworzywami termoutwardzalnymi, te żywice stają się trwale stałe i sztywne po wystawieniu na działanie ciepła. Dlatego nadają się do trudnych zastosowań, takich jak przemysł inżynieryjny.

Wykańczanie i polerowanie formy plastikowej

Przy wykańczaniu i polerowaniu form plastikowych należy zawsze przestrzegać następujących zasad.

1. Wiercenie formy i polerowanie

Gładkie krawędzie, aby rozpocząć produkcję właściwej części. Tutaj forma jest najpierw poddawana inspekcjom, aby sprawdzić, czy ma ostre krawędzie lub nierówne powierzchnie. Ostrożnie szoruj za pomocą cienkiego papieru lub specjalnych maszyn, które zapewniają polerowanie, aby ustalić korpus formy. Rezultatem jest gładkie wykończenie ostatniego produktu z tworzywa sztucznego i ponowne użycie formy bez powodowania uszkodzeń odlewanych części.

2. Dokonywanie napraw, jeśli to konieczne

Na powierzchni podłoża występują już wady, takie jak drobne pęknięcia,

nierówności lub widoczne pęcherzyki. Należy je koniecznie wyeliminować za pomocą odpowiednich materiałów wypełniających, tj. żywic epoksydowych lub silikatów. Wykrycie i korekta tych problemów pozwala producentowi zapobiegać wadom w gotowych formowanych częściach, przejdź do wykończenie powierzchni formowania wtryskowego aby dowiedzieć się więcej.

Najczęstsze błędy i jak ich unikać

Oto kilka typowych błędów, które popełniamy podczas produkcji form do tworzyw sztucznych.

1. Pęcherzyki powietrza w formie

Jednym z powszechnych problemów przy produkcji form jest uwięzienie pęcherzyków powietrza w materiale formy. Możemy tego uniknąć, zapewniając powolne dodawanie materiału i po wlaniu ulatnianie się uwięzionego w nim powietrza. Innym sposobem na usunięcie pęcherzyków jest zastosowanie komory próżniowej i garnka ciśnieniowego.

2. Niewłaściwe zastosowanie środka antyadhezyjnego

Nieodpowiednie zastosowanie środka oddzielającego jest kolejnym sposobem na spowodowanie uszkodzeń, ponieważ ostateczna część może później przykleić się do formy. Ważne jest, aby pamiętać, że środek oddzielający jest nakładany równomiernie i szczegółowo, ze szczególnym uwzględnieniem skomplikowanych obszarów.

3. Odkształcanie się podczas utwardzania

Odkształcenie to deformacja produktu, która pojawia się w wyniku niedokładnego procesu utwardzania lub normalnych procedur chłodzenia cewki. Należy temu zapobiec, regulując środowisko utwardzania i zapewniając odpowiednią temperaturę utwardzania. Oprócz tego należy również upewnić się, że materiał ma wystarczająco dużo czasu na dokładne utwardzenie.

Wniosek

Podsumowując, jak wykonać formę do plastiku, Formowanie ma znaczenie w wielu branżach kreatywnych, w których wykluwają się pomysły i powstają wynalazki, począwszy od produkcji przemysłowej po rzemiosło domowe. Poznanie formowania, dostępnych materiałów i wymagań przedstawionych w tym artykule pomoże w produkcji dokładnych i trwałych form do produkcji części z tworzyw sztucznych. W tym przypadku wymagane wykończenie i wykończenie są wykonywane perfekcyjnie, a niestandardowe formy mają szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach.

Często zadawane pytania

P1. Jakie materiały są powszechnie stosowane do form plastikowych?

Stal i aluminium to jedne z najlepszych materiałów na formy przemysłowe, ponieważ są odporne na zużycie. Kauczuk silikonowy jest najczęściej używany na małą skalę i do projektów typu „zrób to sam”.

P2.Jak długo wytrzymuje forma?

Użytkowalność formy stalowej jest mierzona faktem, że może ona działać przez miliony cykli. Na przykład aluminium ma dziesiątki tysięcy cykli, w zależności od stopnia intensywności produkcji.

P3. Jak zapobiegać powstawaniu pęcherzyków powietrza w formie?

Wybierz niską prędkość mieszania dla materiału formy i zwróć uwagę na wlewanie materiału. Następnie użyj komory próżniowej lub garnka ciśnieniowego, aby usunąć uwięzione powietrze.

P4. Jaki jest najlepszy środek oddzielający do form plastikowych?

Lakierowanie lub nakładanie silikonowych sprayów również tych, które składają się z PTFE lub politetrafluoroetylenSą to najbardziej odpowiednie środki antyadhezyjne zapobiegające przywieraniu plastiku do form.

P5. Jaki rodzaj formy jest najlepszy do produkcji masowej?

Formy wtryskowe powinny być preferowane do produkcji masowej. Umożliwiają one tworzenie dużej liczby podobnych części zamiennych z dużą dokładnością.

P6. Czy można naprawić uszkodzoną pleśń?

Tak, proste uszkodzenia, takie jak pęknięcia na elewacji, małe otwory, a nawet szorstkość powierzchni, można łatwo naprawić za pomocą materiałów epoksydowych lub wypełniaczy. Jeśli zakres uszkodzeń jest duży, jedynym dostępnym rozwiązaniem może być wymiana całej formy.