Turnare prin injecție a pieselor mari

Cea mai mare parte a plasticului este fabricată folosind piese mari turnate prin injecție. Tendința de a crea piese mari din plastic folosind această tehnică crește de la o zi la alta. Aceasta a început după descoperirea mașinilor de turnare prin injecție a plasticului la sfârșitul secolului al XIX-lea. Prima mașină de turnare prin injecție era simplă. Astfel, a fost utilizată pentru a realiza nasturi din plastic, piepteni și alte mini-piese din plastic. Dar acum poate modela și materiale complexe, cum ar fi metalele și sticla. Procesul de turnare prin injecție este cel mai bun pentru a produce volume mari de piese din plastic de înaltă calitate. Să facem lumină asupra rolului procesului de turnare prin injecție în fabricarea pieselor mari din plastic.

Ce este turnarea prin injecție a pieselor mari?

După cum știți, turnare prin injecție a pieselor mari produce piese uriașe din plastic. Permiteți-ne să vă spunem dimensiunile unei piese mari din plastic. Acest lucru va evita confuziile. Piesele din plastic care au o greutate de 100 de kilograme și o lățime de 10 inci sunt considerate mari. Turnarea prin injecție a pieselor mari nu înseamnă doar mărirea pieselor mici. Este un proces complex. Acesta necesită instrumente și echipamente avansate.

Materiale utilizate în procesul de turnare prin injecție de mari dimensiuni

O varietate de materiale sunt utilizate pentru fabricarea pieselor mari din plastic turnate prin injecție. Două tipuri diferite de materiale plastice sunt utilizate în turnarea prin injecție. Acestea pot fi amorfe sau semicristaline. Plasticele amorfe nu au un punct de topire fix. Astfel, ele se pot dilata și contracta cu ușurință. Pe de altă parte, materialele plastice semicristaline au puncte fixe de topire. Astfel, acestea sunt preferate celor amorfe. Unele dintre cele mai utilizate materiale pentru turnarea prin injecție a pieselor mari sunt:

1.    PEEK (polieter eter cetonă)

PEEK are proprietăți termice și mecanice excepționale. Are o rezistență ridicată la tracțiune de aproximativ 90 MPA. Așadar, este bun pentru piese gigantice din plastic. De asemenea, este rezistent la substanțe chimice. În plus, nu absoarbe umiditatea. Astfel, previne coroziunea. Dar PEEK este un material scump. Acesta face componente de înaltă performanță, cum ar fi angrenaje, supape, rulmenți de pompe etc. Aflați mai multe despre Turnare prin injecție a plasticului PEEK.

2.    ULTEM (Polyeretherimide)

ULTEM este un solid amorf. Rezistența sa la tracțiune variază de la 70 la 80 MPA. Este rezistent la umiditate și la substanțe chimice. În plus, este termostabil. Poate rezista la condiții meteorologice dificile. Este prietenos cu bugetul. În plus, este sterilizabil. Poate fi curățat cu ușurință folosind radiații sau un autoclav. Are o temperatură de tranziție vitroasă ridicată. Astfel, oferă aceleași proprietăți ca PEEK la un preț accesibil.

3.    Polimer ranforsat cu fibre de carbon (CFRP)

CFRP este un material compozit. Acesta este alcătuit din fibre de carbon încorporate în matricea polimerică. Are un raport rezistență/greutate ridicat. Prin urmare, este perfect pentru utilizarea în piese mari. Fibrele de carbon sunt țesute unidirecțional. Astfel, se obține o rezistență suplimentară în acest mod.

4.    PolifenilSulfonă (PPSU)

Se compune dintr-o grupă sulfonă legată de două grupe fenil. Poate tolera șocurile și alte stresuri de mediu. Astfel, are o rezistență ridicată la impact. În plus, este rezistent la hidroliză, degradare chimică și absorbție de apă. Dar acest material este un pic scump. Aflați mai multe despre PPSU.

Procese avansate pentru turnarea prin injecție a pieselor mari

Următoarele sunt procesele moderne care au multe aplicații în turnarea prin injecție a pieselor mari

1. Modelare prin injecție asistată de gaz

Turnare prin injecție asistată de gaz este o îmbunătățire a turnării convenționale prin injecție a materialelor plastice. Aici, azotul gazos de înaltă presiune este injectat în matriță după infuzia rășinii alese. Este destul de benefic, deoarece permite distribuirea egală a materialului, în special în cazul matrițelor mari și complicate. Aceasta ajută la economisirea materialului și, de asemenea, îmbunătățește estetica și timpul piesei.

2. Imprimare cu tampon

Tampografia este un alt al doilea pas valoros, care creează imagini detaliate și logo-uri pe produsele din plastic injectat. Aceasta constă în utilizarea de substanțe chimice pentru a grava un design pe placa de cupru. Astfel, aceasta se înmoaie în cerneală, se rulează pe un tampon de silicon dublat cu cauciuc și, în final, se rulează tamponul pe suprafața piesei. Această metodă este preferată deoarece poate imprima selectiv forme cu grosime de strat subțire și suprafețe texturate, cu o calitate și o permanență corespunzătoare.

3. Turnare prin suflare

Turnarea prin suflare este o altă tehnică utilizată în fabricarea pieselor goale din plastic. Tubul de plastic preîncălzit (parison) este extrudat în matriță, iar apoi, prin injectarea de aer, este forțat să ia forma cavității matriței. Acest material a găsit mai multe aplicații în utilizarea sa. Acestea pot include producția de sticle, containere și piese auto. Acest proces oferă o productivitate mai mare, iar soluțiile pot acomoda forme complicate. În plus, costul său este relativ scăzut pentru fabricarea pieselor de volum mare.

Turnarea prin injecție a pieselor mari vs turnarea prin injecție normală

S-ar putea să vă întrebați ce factori diferențiază piesele mari turnate prin injecție de piesele normale turnate prin injecție. Așadar, iată o comparație detaliată pentru a vă ușura munca.

1. Complexitatea mucegaiului

Matrița are o geometrie simplă în modelarea prin injecție normală. În plus, are mai puține cavități. Dimensiunea matriței în cazul turnării prin injecție normale variază de la 1000 la 10 000 de inci pătrați. Cu toate acestea, în mare parte, dimensiunile matrițelor de turnare prin injecție variază între 10.000 și 50.000 de inci pătrați. Mucegaiul, în mare parte, are geometrii complexe. De asemenea, are cavități multiple.

2. Dimensiunea mașinii

Piesele mari turnate prin injecție necesită mașini cu dimensiuni mai mari. Dimensiunea sa de prindere variază de obicei de la 1000 la 5000 de tone. Deci, poate găzdui matrițe mai mari. Pe de altă parte, o mașină normală de turnare prin injecție are plăci mai mici. Forța sa de strângere variază de la 100 la 1000 de tone.

3. Selectarea materialului:

Piesele mari turnate prin injecție utilizează materiale speciale cu rezistență termică ridicată. Aceste materiale includ PEEK, ULTEM și polimeri umpluți cu sticlă. În schimb, procesul normal de turnare prin injecție utilizează materiale plastice standard precum policarbonații și polipropilenele.

4. Timp de răcire

Turnarea prin injecție a pieselor mari este mai complexă. Are o dimensiune mai mare. Deci, necesită timpi de răcire mai lungi. Aceasta durează până la câteva minute. Timpul ciclului este, de asemenea, mai mare, de până la 30 de minute. Dimpotrivă, turnarea prin injecție normală are un timp de răcire mai scurt. Acesta durează până la câteva secunde. Durata ciclului variază, de asemenea, de la 1 la 55 de secunde.

5.    Ejecție

Turnarea prin injecție a pieselor mari necesită sisteme de ejecție specializate. De asemenea, necesită un sistem de manipulare avansat pentru manipularea unor piese atât de mari. Cu toate acestea, turnarea prin injecție normală necesită sisteme de ejecție standard. În mod similar, necesită și un echipament general de manipulare pentru piesele mai mici.

6.    Întreținere

Dimensiunea matriței este mare. Deci, turnarea prin injecție a plasticului în piese mari necesită o întreținere extinsă. În schimb, turnarea prin injecție normală necesită mai puțină întreținere.

Astfel, acestea pot fi rezumate într-un tabel:

carcasă rigidă impermeabilă personalizată

Mașină de turnare prin injecție cu tonaj mare

Am discutat despre turnarea prin injecție a plasticului pentru piese mari. Discuția este incompletă fără a ști despre mașina de injecție de tonaj mare. Este o mașină potrivită pentru producerea de piese complexe. Capacitatea de injecție, diametrul șurubului și dimensiunea matriței determină capacitatea mașinii. Capacitatea de injectare măsoară cantitatea de material care poate fi injectată într-o singură rundă. Diametrul șurubului și dimensiunea matriței determină dimensiunea pieselor din plastic produse. Unele dintre principalele specificații ale mașinii de injecție cu tonaj sunt

• Capacitate de injectare: Capacitatea sa de injectare este de 100 oz sau 2500g
• Dimensiunea matriței: Dimensiunea matriței variază de la 1500 la 4000 de inci pătrați.
• Diametrul șurubului: Diametrul șurubului său variază de la 4 la 12 inci
• Capacitatea țevii: Cantitatea de plastic care poate fi topită și injectată într-un singur ciclu. Capacitatea butoiului său este de aproape 550 lbs
• Sistem de control: Acesta cuprinde un sistem computerizat avansat care controlează temperatura, presiunea și viteza.
• Caracteristici suplimentare: Acționările hidraulice, sistemele de control al temperaturii pe mai multe zone, sistemele de porți ale supapelor și siguranța avansată sunt caracteristicile sale suplimentare

Aplicații ale procesului de turnare prin injecție a pieselor mari

Turnarea prin injecție a pieselor mari este un proces util. Iată care sunt aplicațiile sale în diverse industrii:

1. Industria auto

Industria auto se bazează foarte mult pe turnarea prin injecție pe scară largă. Prin turnarea prin injecție a pieselor mari se fabrică materiale rezistente la șocuri. Astfel, multe componente mari ale automobilelor sunt create folosind această metodă. Unele dintre acestea sunt:

• Bumpere
• Tablouri de bord
• Panouri pentru uși
• Mânere pentru uși
• Carcasă oglindă
• Alte piese decorative

2. Industria aerospațială

Prin turnare prin injecție se realizează diverse produse utile, de volum mare, pentru industria aerospațială. Este utilizată pe scară largă deoarece produce produse ușoare. Aceasta este, de asemenea, o metodă accesibilă. Deci, diverse produse aerospațiale sunt formate folosind această metodă. Unele dintre acestea sunt:

• Panouri pentru aeronave
• Componente interioare
• Piese pentru satelit
• Componente pentru rachete

3. Echipamente industriale

Turnarea prin injecție a pieselor mari produce echipamente rezistente. Acestea pot suporta temperaturi extreme. Astfel, creăm multe componente industriale folosind-o. Câteva dintre acestea sunt:

• Carcase de mașini
• Corpuri de supape
• Componentele pompei
• Cutii de viteze
• Robotică industrială

4. Dispozitive medicale

Turnarea prin injecție a părților mari produce produse sterile. Astfel, este utilizată pentru a produce un număr mare de dispozitive medicale. Aceste dispozitive medicale sunt ușor de curățat. Dispozitivele sunt extrem de precise. Procesul este esențial pentru crearea componentelor critice. Unele dintre dispozitivele medicale importante sunt:

• Dispozitive implantabile (înlocuirea articulațiilor, implanturi dentare)
• Instrumente chirurgicale ( mânere, cutii)
• Echipament de diagnosticare (carcasa mașinii)
• Echipament de imagistică medicală (RMN, CT)
• Dispozitive protetice

Care sunt avantajele și dezavantajele turnării prin injecție a pieselor mari?

Iată un scurt tabel pentru a înțelege avantajele, dezavantajele și limitările turnării prin injecție a pieselor mari.

Provocări asociate cu turnarea prin injecție a pieselor mari

Nimic în această lume nu este perfect. Totul are unele imperfecțiuni și provocări asociate cu el. Așadar, să vorbim despre limitările turnare prin injecție a pieselor mari:

1.    Investiție ridicată

Avem nevoie de matrițe mari pentru a realiza piese mari. Astfel, crearea matrițelor mari necesită investiții și expertiză semnificative. În plus, proiectarea unei matrițe cu geometrie complexă este o provocare. Materialele pentru matrițe trebuie să fie capabile să suporte temperaturi și presiuni ridicate.

2.    Micșorare

Piesele mari sunt mai vulnerabile la contracție. În timpul procesului de răcire, acestea se pot contracta sau deforma. Răcirea neuniformă poate duce, de asemenea, la deformare. Aceasta poate distorsiona structura din plastic. De asemenea, poate afecta dimensiunile piesei.

3.    Compatibilitatea materialelor

Piesele mari au nevoie de materiale cu proprietăți specifice. Acestea trebuie să aibă rezistența și rigiditatea dorite. În plus, acestea trebuie să fie compatibile cu matrița. Îndeplinirea simultană a acestor două cerințe este o provocare.

4.    Greu de ejectat

Piesele mai mari sunt dificil de ejectat. Acestea necesită un sistem de ejecție specializat. Dacă nu este îndepărtată corespunzător, piesa formată se poate deforma. Astfel, demodularea trebuie controlată cu atenție pentru a preveni deformarea. Procesul de ejecție trebuie să fie reglementat pentru a obține produse de înaltă calitate.

Concluzie:

Turnarea prin injecție a pieselor mari este un proces care produce piese mari din plastic. Această metodă este cea mai bună pentru producția în masă a produsului dorit. Utilizează ca materii prime materiale plastice foarte durabile, cum ar fi PEEK sau ULTEM. Diferă de turnarea prin injecție tradițională în multe feluri. Utilizează matrițe și modele mai complicate în comparație cu matrițele tradiționale. Produce un volum mare de produs folosind o mașină de turnare prin injecție de tonaj. Limitările sale sunt contracția, deformarea și incompatibilitatea materialelor.

Întrebări frecvente

Q1. Care este dimensiunea maximă pentru turnarea prin injecție a pieselor mari?

Dimensiunea maximă pentru turnare prin injecție piese mari variază de la 10 la 100 de inci. Aceasta depinde de diverși factori. Proiectarea matriței și proiectarea mașinii joacă, de asemenea, un rol în determinarea dimensiunii.

Q2. Cum asigurați precizia dimensională a pieselor mari turnate prin injecție?

Precizia dimensională este de obicei asigurată de un design precis al matriței. În plus, putem verifica precizia dimensională utilizând metode de inspecție a calității precum scanarea 3D și scanarea CT.