Czym jest elektronika formowana wtryskowo

Elektronika formowana wtryskowo to elektroniczne komponenty plastikowe produkowane metodą formowania wtryskowego. Istnieje wiele urządzeń elektronicznych, które wykorzystują metodę formowania wtryskowego, w tym silniki sterujące, światła sygnalizacyjne, routery i wiele innych.

Oczekuje się, że globalny przemysł formowania wtryskowego będzie rósł ze złożoną stopą wzrostu wynoszącą 4,8 procent od 2023 do 2030 roku. Przemysł elektroniczny jest największym konsumentem tego przemysłu. Każde urządzenie, od smartfonów po laptopy, ma część z tworzywa sztucznego formowaną wtryskowo. Wiele ważnych komponentów elektronicznych jest wytwarzanych przy użyciu różnych technik formowania wtryskowego. Mogą to być formowanie wkładkowe, formowanie miniaturowe i formowanie wtryskowe. Rzucimy światło na zalety i kompletne procedury w przemyśle formowania wtryskowego elektroniki.

 

Materiały stosowane w przemyśle elektronicznym metodą wtrysku

Produkcja różnych urządzeń elektronicznych to skomplikowany proces. W elektronice stosujemy różne części z tworzyw sztucznych. Materiały z tworzyw sztucznych wytrzymują trudne warunki. Mogą tolerować wysokie temperatury i nie niszczeją łatwo. Porozmawiajmy o różnych materiałach z tworzyw sztucznych stosowanych w elektronice konstrukcyjnej formowanej wtryskowo. Oto niektóre z nich:

1.    Poliwęglan

Poliwęglan jest wytrzymałym i mocnym tworzywem termoplastycznym. Wydłuża więc żywotność urządzeń elektronicznych. Wytrzymuje wysokie temperatury. Jest więc stabilnym materiałem. Jest dobrą alternatywą dla elementów metalowych. Jest stosowany głównie w przełącznikach elektronicznych i płytach kompaktowych (CD). przejdź do Formowanie wtryskowe poliwęglanu aby dowiedzieć się więcej.

2.    Poliamid

Poliamid jest również znany jako nylon. Może wytrzymać temperatury do 250 °C. Jest więc odporny na ciepło. Ponadto jest odporny chemicznie. Może wytrzymać narażenie na substancje żrące, oleje i rozpuszczalniki. Jest izolatorem. Ta właściwość sprawia, że doskonale nadaje się do stosowania w elektronice. Jest najczęściej stosowany w adapterach, gniazdach i kablach.

3.    Polipropylen

Polipropylen jest drugim najczęściej produkowanym plastikiem po polietylenie. Ma dobre właściwości izolacyjne, podobnie jak poliamid. Ma wysoką temperaturę topnienia. W rezultacie utrzymuje stabilność termiczną. Jest głównie wykorzystywany w urządzeniach medycznych. Może być jednak również stosowany w złączach, gniazdach i elementach baterii. Przejdź do Formowanie wtryskowe PP aby dowiedzieć się więcej.

4.    Polietylen o wysokiej gęstości

Jak wskazuje nazwa, ma większą gęstość niż inne poliamidy. Ma temperaturę topnienia 260 °C. Nadaje się więc do zastosowań w wysokich temperaturach. Ponadto ma wysoką wytrzymałość mechaniczną. Nadaje się więc do elementów konstrukcyjnych. Ma niską absorpcję wilgoci. Zapobiega więc korozji. Jest stosowany głównie w powłokach przewodów i izolacji przewodów.

5.    Akrylonitryl-butadien-styren

ABS ma średnią wytrzymałość. Nie toleruje promieniowania UV. Dlatego nie jest polecany do urządzeń zewnętrznych. Jest to opcja przyjazna dla budżetu. Można go również sterylizować za pomocą promieniowania gamma. Jest stosowany do urządzeń takich jak obudowy komputerów, słuchawki telefoniczne i monitory.

6.    Uretan termoplastyczny

To elastyczny materiał. Może wytrzymać naprężenia i wibracje. Jest bardzo odporny na oleje i smary. Ponadto jest polimerem odpornym na zarysowania. Posiada również właściwości wiążące. Może łatwo przylegać do podłoży, takich jak metal i szkło. Jest szeroko stosowany w sektorze obuwniczym. Jest wykorzystywany w produkcji części obuwniczych. Nadaje się jednak również do elastycznych płytek drukowanych i elastycznych kabli płaskich.

Kompletny proces krok po kroku dotyczący formowania wtryskowego elementów elektronicznych konstrukcyjnych

Potrzeba mini-elektroniki wzrasta wraz ze wzrostem technologii. Stąd nowoczesne metody mogą być stosowane jako zamiennik starych technik. Omówmy zatem zaawansowaną technikę tworzenia elektroniki formowanej wtryskowo.

1.    Utwórz projekt

Pierwszym krokiem jest stworzenie projektu. Określimy kształt, rozmiar i cechy urządzenia. Dodatkowo weźmiemy pod uwagę jego wymagania elektryczne i termiczne. Następnie zoptymalizujemy projekt, aby uzyskać lepszą wydajność. Możemy użyć oprogramowania CAD, aby stworzyć projekt

2.    Utwórz formę

Po zaprojektowaniu pożądanego urządzenia, stwórz formę. Powinna mieć cechy i kształty zgodne z naszym projektem produktu. Upewnij się, że forma wytrzyma wysokie temperatury i ciśnienie. Możemy użyć obróbki CNC lub druku 3D, aby stworzyć formę.

3.    Wstrzykiwanie materiału

Następnym krokiem jest włożenie materiału z tworzywa sztucznego do maszyny do formowania wtryskowego. Podgrzejemy plastik. Więc się stopi. Teraz możemy wstrzyknąć go do formy. Zastosujemy wysokie ciśnienie, aby równomiernie wypełnić formę.

4.    Utwardzanie i chłodzenie

Forma zawiera określone kanały chłodzące. Plastik styka się z formą. W rezultacie konwekcja usuwa większość ciepła. Część ciepła jest tracona z powodu fal cieplnych, które promieniują. W miarę jak plastik stygnie, cząsteczki zbliżają się do siebie. W rezultacie następuje krzepnięcie. Plastik kurczy się podczas krzepnięcia. Następnie forma otwiera się. W ten sposób plastik jest wyrzucany.

5.    Metalizacja

Następnie następuje metalizacja. Oznacza to nałożenie cienkiej warstwy materiału przewodzącego na izolator. Musimy upewnić się, że materiał przewodzący jest równomiernie nałożony na powierzchnię plastiku. Materiał przewodzący może być srebrny lub miedziany. Następnie dodamy aktywator chemiczny, aby wzmocnić proces wiązania.

6.    Dodawanie elementów elektronicznych

Po metalizacji dodamy elementy elektroniczne do powierzchni. Możemy umieścić kondensatory i rezystory na metalizowanej strukturze. Możemy użyć technologii montażu powierzchniowego lub technologii montażu przewlekanego do umieszczania elementów elektronicznych.

7.    Dodanie materiału ochronnego

Teraz wytwarza się wtryskiwaną elektronikę strukturalną. Ostatnim krokiem jest pokrycie komponentów elektronicznych warstwą ochronną. Chroni ona komponenty elektroniczne przed naprężeniami środowiskowymi. Zapobiega również korozji chemicznej i uszkodzeniom.

Zalety formowania wtryskowego elektroniki

Dobrze znasz cały proces formowania wtryskowego elektroniki. Porozmawiajmy zatem o zaletach elektroniki formowanej wtryskowo

1.    Przyjazny dla budżetu

Proces ten może produkować dużą ilość produktów elektronicznych w przystępnej cenie. Części z tworzyw sztucznych wykorzystujemy w elektronice jako alternatywę dla innych materiałów. Na przykład możemy używać części stalowych zamiast plastiku. Ale stal jest bardzo droga. Dlatego stosowanie produktów z tworzyw sztucznych jest opłacalną strategią. Ponadto, w przeciwieństwie do stali lub metalu, proces formowania wtryskowego tworzyw sztucznych wymaga mniej energii.

2.    Izolacja

Urządzenia elektryczne są narażone na przegrzanie w fabrykach, biurach i domach. Według raportu, w ciągu ostatnich kilku lat w Kanadzie odnotowano 183 incydenty pożarowe. Są to przegrzania telefonów komórkowych i innych urządzeń elektronicznych. Plastik jest słabym przewodnikiem prądu. Zapobiega więc przegrzaniu urządzeń elektronicznych. W rezultacie może zmniejszyć liczbę incydentów pożarowych spowodowanych przez urządzenia elektroniczne.

3.    Długa żywotność

Metal może erodować. Każdy inny materiał jest podatny na korozję. Ale jeśli wybierzemy tworzywo sztuczne odporne na działanie chemikaliów, zapobiegnie to korozji. Jego termostabilna natura pozwala mu działać w trudnych warunkach pogodowych. W ten sposób zwiększy żywotność elektroniki formowanej wtryskowo.

4.    Produkty lekkie

Plastik jest lekkim materiałem. Używanie plastikowych materiałów w urządzeniach elektronicznych sprawia, że są one przenośne. Ponadto plastik jest łatwym do czyszczenia materiałem. Możemy więc łatwo usunąć z niego brud.

5.    Szybka produkcja

Produkcja plastiku nie jest procesem czasochłonnym. Czas cyklu waha się od 2 sekund do pięciu minut. Dzięki temu możemy wyprodukować dużą liczbę formowanych wtryskowo urządzeń elektronicznych w krótkim czasie.

Wady formowania wtryskowego elektroniki

Formowanie wtryskowe ma wiele zalet w produkcji obudów elektronicznych. Ma też pewne ograniczenia. Omówmy je tutaj.

1. Wysokie koszty początkowe

Formowanie wtryskowe może wymagać znacznych początkowych kosztów ze względu na projektowanie i produkcję form. Tak więc te złożone formy mogą być bardzo drogie i nadają się tylko do dużych wolumenów produkcji. Ponadto, jeśli zajdzie potrzeba modyfikacji projektów, formy zostaną przeprojektowane, co zwiększy koszty i będzie bardzo czasochłonne.

2. Czas realizacji

Czas potrzebny na wykonanie form, które będą używane w formowaniu wtryskowym, jest stosunkowo długi w tym procesie; stąd może minąć więcej czasu, zanim rozpocznie się produkcja. Dzieje się tak, ponieważ od koncepcji pomysłu do czasu jego wdrożenia proces w tego typu projektowaniu zajmuje czas. W końcu przechodzi on przez różne etapy prototypowania, aby móc osiągnąć pożądany wynik.

3. Ograniczenia materiałowe

Materiały, które można wykorzystać w formowaniu wtryskowym, mają pewne ograniczenia w zakresie wyboru. Początkowo materiał wybrany do zastosowania w autobusie musi mieć określone właściwości termiczne, elektryczne i mechaniczne, aby pasować do wymaganych podzespołów elektronicznych. Ponadto warto zaznaczyć, że niektóre materiały formowane wtryskowo mogą być trudne do recyklingu, co stwarza zagrożenie dla środowiska.

4. Złożoność projektowania form

Formowanie wtryskowe wiąże się z rygorystycznymi tolerancjami w procesie tworzenia, aby wytwarzać towary, które jak najdokładniej pasują do zamierzonego projektu, proces ten jest skomplikowany i wymaga zastosowania umiejętności. Wybrane projekty części mają pewne ograniczenia pod względem dozwolonych geometrii, aby uniknąć takich problemów, jak podcięcia i pewne ograniczenia kątów pochylenia, co oznacza, że swoboda projektowania i kreatywność mogą być problematyczne w niektórych przypadkach.

5. Problemy produkcyjne

W formowaniu wtryskowym można zaobserwować pewne standardowe wady, które mogą być widoczne na obudowach; obejmują one wypaczenia, ślady zapadnięć, linie przepływu itp. Jednakże formowanie wtryskowe jako technika produkcji może być dość wydajne pod względem czasu cyklu, to znaczy czasu potrzebnego na wyprodukowanie pojedynczej części; jednocześnie zarządzanie minimalizacją czasu cyklu i zagwarantowanie jakości wyprodukowanych części jest dość skomplikowanym zadaniem.

6. Odpad materiałowy

Marnowanie materiału jest również problemem, ponieważ znaczna część materiału formy używanego w gnieździe wlewowym i kanałach nie może być wykorzystana, chyba że złom zostanie ponownie przeszlifowany i użyty, a nie zawsze jest to możliwe, gdy używane są materiały o wysokiej wydajności. Ponadto nadmierne projekty, takie jak krzywizny, mogą wymagać więcej materiału, co oznacza więcej odpadów.

Wyzwania związane z formowaniem wtryskowym obudów urządzeń elektronicznych

Oto niektóre wyzwania związane z formowaniem wtryskowym elementów elektronicznych;

1. Zgodność materiałów: Jednym z istotnych wyzwań jest zapewnienie kompatybilności materiałowej. Materiał plastikowy musi być kompatybilny z komponentami elektronicznymi. Zapobiegnie to uszkodzeniom i korozji. Wybór odpowiedniego materiału to skomplikowany proces. Dlatego upewnij się, że wybierzesz materiał, który spełnia wymagania elektryczne i termiczne urządzeń elektronicznych.
2. Zarządzanie temperaturą: Zarządzanie termiczne to kolejne wyzwanie. Proces formowania wtryskowego generuje ciepło. To ciepło może uszkodzić elementy elektryczne. Dlatego projektowanie kanałów wentylacyjnych może pomóc w zarządzaniu termicznym.
3. Projektowanie i produkcja form: Produkcja złożonych form wiąże się z odpowiednio wysokimi początkowymi kosztami. Poza tym trudno jest zachować ścisłe tolerancje, co jest kluczowe dla zagwarantowania, że części pasują do siebie prawidłowo i działają prawidłowo. Ponadto wydajne kanały chłodzące są również ważne w celu skrócenia czasu cyklu i uniknięcia odkształceń.
4. Kontrola jakości: Bardzo trudno jest również zapewnić, że części zachowają swoje wymiary i nie skurczą się lub nie odkształcą po schłodzeniu. Poza tym wykończenie powierzchni, tj. gładkie i teksturowane, jest również bardzo trudne. Może również powodować problemy, takie jak ślady zapadnięć, pustki lub linie spawania.
5. Proces produkcyjny: Kiedy próbujemy zrównoważyć czas cyklu z jakością, może zwiększyć wydajność, ale prowadzić do wad. Tak więc staje się wyzwaniem utrzymanie spójnej jakości części w dużych seriach produkcyjnych. Poza tym wymaga to ścisłych kontroli procesu. Ponadto zarządzanie przepływem materiału w formie jest również dość trudne, więc można uniknąć problemów, takich jak linie przepływu lub niepełne wypełnienie.

Wniosek:

Podsumowując, przemysł elektroniki formowanej wtryskowo zyskuje na popularności. Generuje cenne małe elementy elektryczne. W elektronice formowanej wtryskowo wykorzystuje się różne materiały. Poliwęglan, nylon i polipropylen należą do najczęściej wykorzystywanych materiałów. Cały proces jest podzielony na liczne etapy. Urządzenie elektroniczne ma wbudowany element plastikowy. Ma on liczne zalety. Sprawia, że gadżety elektroniczne są lżejsze, bardziej izolowane i trwalsze. Wyzwania związane z procesem formowania wtryskowego elektroniki obejmują stabilność termiczną i kompatybilność materiałową.

Często zadawane pytania

P1. Czy możemy produkować urządzenia elektroniczne przy użyciu formy wtryskowej?

Tak, możemy produkować różne urządzenia elektroniczne, stosując techniki formowania wtryskowego. Do najczęściej używanych należą czujniki, anteny, płytki drukowane i złącza.

P2. Jakiego rodzaju elementy elektroniczne można produkować przy użyciu formy wtryskowej?

Zwykle każdy rodzaj obudowy elektronicznej i podzespołów można formować wtryskowo. Jeśli nie jesteś pewien, skontaktuj się z nami. Jesteśmy jedną z 10 najlepszych firm. Firmy zajmujące się formowaniem wtryskowym tworzyw sztucznych w Chinach, przejrzymy je i zaproponujemy Ci konkurencyjną cenę.

P3. Czym różni się formowanie wtryskowe urządzeń elektronicznych od tradycyjnego formowania wtryskowego?

Obydwa są formowanie wtryskowe Proces ten różni się jedynie celem końcowym. Jeśli masz jakiekolwiek pytania, skontaktuj się z nami.

P4. Czy formowanie wtryskowe urządzeń elektronicznych można stosować do produkcji wyrobów medycznych?

Tak, może produkować urządzenia medyczne, ponieważ wiele urządzeń medycznych jest wytwarzanych metodą formowania wtryskowego. Tworzy głównie urządzenia wszczepialne i sprzęt diagnostyczny.

P5. Jaki jest typowy okres trwałości urządzeń elektronicznych formowanych wtryskowo?

Typowy okres trwałości elektroniki formowanej wtryskowo wynosi od 3 do 5 lat. Zależy on również od materiałów użytych w pożądanym produkcie.