Литье под давлением со вставкой: процесс, применение и особенности проектирования

Сегодня производители находятся на передовой инноваций и используют пластик, чтобы сделать его совместимым с металлами или другими материалами для производства широкого спектра продукции. Среди основных технологий, которые движут этим прогрессом, — литье со вставками, распространенная технология литья пластмасс под давлением. Таким образом, производители могут комбинировать инженерные пластики со вставками из разных материалов, что приводит к получению износостойких, легких и обладающих высокой прочностью на разрыв изделий. В статье подробно рассматриваются вопросы литья со вставками и обсуждаются его плюсы и минусы. Кроме того, мы рассмотрим применение деталей, изготовленных методом литья под давлением со вставками, и дадим вам ценные советы и рекомендации о том, как добиться успеха в вставка литья под давлением.

Литье под давлением со вставкой: обзор

Вставьте литье под давлением или просто скажите вставное молдинг, это особый тип процесса литья пластмасс под давлением, в котором вставки, как правило, металлические, либо встроены, либо объединены с деталью, отлитой под давлением. Процесс заключается в том, чтобы вставить форму в полость и затем впрыснуть расплавленный пластик под высоким давлением вокруг нее. Затем, когда вставка охлаждается, она плавится вместе с пластиком и образует прочную и единую деталь.

Этот метод используется для производства прочных, долговечных и легких пластиковых изделий путем добавления металлических компонентов. Литье под давлением с металлической вставкой — многофункциональная и эффективная технология, широко используемая во многих отраслях промышленности благодаря своей совместимости и эффективности в производстве высококачественных деталей.

Рабочий процесс литья под давлением со вставкой

Вставное литье под давлением — это традиционный процесс литья под давлением для изготовления различных конечных продуктов, который включает плавление и впрыскивание расплавленного пластика в форму или полость штампа в контролируемых условиях. Ключевой особенностью является то, что в форму добавляются резьбовые вставки для литья под давлением, что отличает ее от других традиционных методов литья под давлением. Нижеперечисленные этапы включают в себя процесс вставного литья под давлением.

Шаг 1: Вставьте загрузку в форму

Инженеры-конструкторы тщательно проектируют формы для литья со вставками, учитывая точное размещение вставок литьевой формы в полости формы. Правильная ориентация и размещение форм имеют первостепенное значение на этапе формования. Эта технология гарантирует, что вставки надежно удерживаются на месте, таким образом, ориентация и положение вставок сохраняются в желаемом виде в формованной детали.

Существует два основных метода установки компонентов в форму:

1. Автоматическая вставка:

Автоматизированная вставка использует роботов и автоматизированные системы для вставки компонентов в форму. Этот метод имеет такие преимущества, как последовательное размещение вставки, повышенная эффективность и высокая точность. Автоматизированные машины могут работать в условиях высоких температур, что обеспечивает быстрый производственный цикл с возможностью производить больше деталей в час. Тем не менее, первоначальные инвестиции в автоматизированные системы больше, что приводит к более высокой себестоимости производства.

2. Ручная вставка:

Ручная вставка — это процесс помещения компонентов в форму вручную. Этот метод применим в условиях мелкосерийного производства. Он больше подходит для работ, требующих детального осмотра деталей, и для недорогих операций, таких как упаковка и сборка. Тем не менее, ручная вставка не обладает точностью и повторяемостью автоматизированных систем. У операторов также могут возникнуть проблемы с ловкостью из-за высоких температур, что может потребовать использования перчаток.

Шаг 2: Залейте расплавленный пластик в форму.

Вторым этапом процесса впрыска вставного формования является впрыскивание пластиковой смолы инженерного класса в полость матрицы через узел впрыска. Впрыскивание происходит под высоким давлением, поэтому пластик проталкивается для заполнения всех частей формы. Это давление приводит к вентиляции воздуха через формы, что в свою очередь подтверждает, что пластик полностью прилипает к вставкам. Поддержание оптимальной температуры впрыска, а также давления и температуры в допустимом диапазоне имеет первостепенное значение для равномерного заполнения и бездефектных конечных формованных деталей.

Шаг 3: Снимите форму и получите отлитую деталь.

Затем расплавленный пластик заливается в полость формы и затвердевает для извлечения готовой детали. Наконец, форма открывается, и деталь тщательно извлекается. Удерживание давления во время охлаждения поможет предотвратить эффекты усадки и убедиться, что нет обратного потока в инжекционный цилиндр. Время охлаждения и температура тщательно контролируются, чтобы убедиться, что затвердевание формованной детали равномерное, и деталь не деформируется и не деформируется. Затем форма охлаждается и открывается, что облегчает извлечение формованной детали из полости формы без усилий. Затем циклы повторяются для непрерывного производства.

Шаг 4: Снимите формованную деталь с литника.

Основная масса формованных деталей связана с литниками, которые представляют собой каналы, по которым жидкий пластик втекает в полость формы и вытекает из нее. Перед тем, как формованная деталь может быть реализована, ее необходимо отделить от литника. Это отделение выполняется вручную, в основном, с помощью простых инструментов, таких как ножницы или ножи. Этап формования следует тщательно контролировать, чтобы убедиться, что деталь не повреждена и не утеряна.

Шаг 5: Постобработка

За формованием и извлечением детали из литника могут следовать другие операции постобработки для завершения формованной со вставкой детали перед окончательным использованием.

Некоторые распространенные методы постобработки включают в себя:

Удаление заусенцев: удаление излишков материала или заусенцев, которые могут повлиять на внешний вид или эксплуатационные характеристики формованной детали. Удаление заусенцев обычно выполняется вручную с использованием инструментов для устранения заусенцев.

Термическая обработка: Такие процессы, как отжиг или снятие напряжений, связанные с термической обработкой, могут использоваться в формованной детали для снятия внутренних напряжений. Кроме того, это может обеспечить детали повышенной прочности и размерной точности.

Отделка поверхности: Финальный этап может быть выполнен в различных формах, включая печать, покраску или гальванопокрытие. Процессы финишной обработки способны не только сделать детали красивыми и долговечными, но и даже придать им некоторые особые свойства, такие как коррозионная стойкость.

Контроль влажности: процесс управления влажностью в окружающей среде, который влияет на усадку объектов, предотвращение окисления и скорость поглощения воды. Этот процесс обычно выполняется путем помещения объектов во влажную среду, которая создается различными методами, включая погружение объектов в ванны с горячей водой или воздействие на них паровых камер.

Соображения по формованию перед вставкой 

Перед тем как приступить к формованию со вставкой, необходимо учесть множество факторов, чтобы процесс производства прошел гладко и без сбоев. Напоминаем, что вам необходимо сосредоточиться на следующем:

1. Типы вставок:

Вставки, используемые в процессе формования со вставками, являются одним из важнейших факторов, которые могут привести к успеху процесса. Определите вставки, которые могут выдерживать перепады температуры и давления, которые обычно являются неотъемлемой частью формования.

2. Вставьте местоположение:

Расположение вставок в формах является одним из самых важных моментов, которые следует учитывать, когда речь идет о долговечности и обслуживании форм в будущем. Представьте себе силы, которые действуют на вставку, и убедитесь, что под ней и вокруг нее достаточно пластикового материала, чтобы гарантировать, что она останется на месте.

3. Ширина зазора для металлических вставок:

Важно поддерживать зазор между металлическими вставками и жидким материалом на безопасном расстоянии, чтобы избежать негативного воздействия этого на конечные продукты. Закрытие зазора между формой и деталью гарантирует, что деталь сцепится вместе, образуя надежный готовый формованный компонент.

4. Выбор смолы и условия формования:

Выбор правильного типа смолы и условий формования имеет решающее значение, поскольку с помощью этого можно формовать сложные детали (электронные компоненты, стекло). Смола должна быть достаточно прочной, чтобы хорошо герметизировать вставки и правильно их фиксировать.

5. Конструкция пресс-формы:

Форма не только формирует материал, но и удерживает вставки неподвижными во время процесса формования. Используйте формы со вставками, которые изготовлены так, чтобы сохранять их неподвижными на протяжении всего этапа производства.

6. Соображения относительно стоимости:

Общая цена должна включать стоимость вставки, расходы оператора (для ручной вставки) и рост цены, который может возникнуть из-за включения вставок. Добавьте анализ затрат и выгод в процесс принятия решений и сделайте его основанным на фактах.

7. Объем производства:

Выбирайте между ручной или автоматической загрузкой в зависимости от объема производства. Проанализируйте требования к производству и оцените достоинства и недостатки всех методов загрузки, чтобы достичь максимально возможных уровней эффективности и рентабельности.

Соображения, которые следует учитывать при формовании со вставкой

Точность в процессе литья под давлением со вставкой является ключевым моментом, который обеспечивает высочайшее качество исполнения. Это основные моменты, которые вы должны иметь в виду.

1. Конструкция пресс-формы:

Конструкция пресс-формы является ключевым фактором в процессе, который создается для защиты вставки от повреждений, которые обычно являются результатом высоких температур и давления. Критический фактор, который определит конструкцию пресс-формы, будет степенью безопасности и стабильности, которые необходимы пресс-форме для ее успешного выполнения.

2. Безопасное размещение вставки:

Размещение и устойчивость вставок являются критическими моментами, которые имеют важное значение для успешной работы вставок в процессе формования. Малейшее дрожание или движение даст нам дефектный конечный продукт. Узнайте о различных способах достижения идеального удержания вставок во время формования.

3. Особенности подрезки:

Вставки для литья под давлением не только придают эстетическую ценность деталям, но и улучшают структурную целостность и прочность деталей. Они связывают, что позволяет компонентам оставаться сплоченными.

4. Выбор партнера:

Было бы разумно выбрать надежного и опытного партнера для вставного формования. Сотрудничество с корпорациями дает вам возможность воспользоваться новейшими изобретениями и навыками в сборке компонентов для производства интегрированных деталей высочайшего качества.

Преимущества и ограничения литья под давлением со вставкой

Вставки для литья под давлением обладают многочисленными преимуществами, которые делают их популярным выбором в производственных процессах:

Экономическая эффективность: Вставки для литья под давлением являются одним из методов, используемых для сокращения затрат на сборку и рабочую силу, поскольку они исключают необходимость сборки после литья, что обеспечивает общую экономию затрат.

Снижение веса: Вставки — это способ уменьшить массу и объем формованных изделий, сделав их более портативными и удобными в обращении.

Гибкость дизайна: Вставки — это дизайнерский прием, который дизайнеры используют, чтобы выделить свою продукцию из общей массы, сделав ее более сложной и уникальной.

Усиленная прочность деталей: Металлические вставки, интегрированные в процесс формования, придают формованным деталям механические свойства, которые выше обычных, что повышает их долговечность и эксплуатационные характеристики.

Несмотря на эти преимущества, существуют и определенные недостатки, связанные с литьевыми вставками.

Сложность и стоимость: Проектирование вставных форм гораздо сложнее и затратнее по сравнению с обычными процессами формования, которые требуют учета дополнительных факторов и распределения ресурсов.

Совместимость материалов: Некоторые материалы, используемые для изготовления вставок, могут оказаться непригодными для формования из-за разницы коэффициентов теплового расширения, что может вызвать проблемы в процессе производства.

Точность позиционирования: Если вставки для литья под давлением не выровнены должным образом в форме, в отлитых деталях могут возникнуть ошибки, что может привести к дефектам в конечном изделии.

Увеличенное время цикла: Включение вставок может привести к увеличению времени цикла, поскольку их необходимо тщательно позиционировать в форме до начала процесса формования, что может повлиять на эффективность производства.

Сравниваются вставное формование и многослойное формование

Два различных процесса литья под давлением, которые используются для создания формованной детали со специальными характеристиками, — это вставное формование и многослойное формование. Несмотря на одинаковые цели, к которым они все стремятся, они сильно различаются по способам достижения цели и конечному результату.

Процесс формования со вставкой — это особый способ, при котором пластиковый материал формируется вокруг предварительно сформированной вставки, которая помещается в форму. Это достигается за счет того, что пластиковый материал плотно прилегает к вставке, так что она становится единой неотъемлемой частью. Формование со вставкой — это метод литья под давлением с одним выстрелом, который имеет преимущество в скорости и экономической эффективности, а также в экономичном использовании материалов.

Прежде всего, переформовка это двухшаговый процесс формования, который означает формование резиноподобного пластика поверх пластиковой подложки. Сложность и стоимость этого процесса двойного литья под давлением выше по сравнению с процессом одинарного литья под давлением, что связано с дополнительным слоем материала и надформовкой, которая включает в себя дополнительную стоимость формы.

Основная цель процесса вставного формования заключается в укреплении формованных деталей путем добавления вставок на начальном этапе проектирования. Первый, который используется для добавления комфорта, красоты и защитных слоев к изделию, тем самым придавая ему лучшую функциональность и внешний вид, отличается от второго.

В результате основная цель формования со вставками — повышение прочности и эффективности материала, в то время как многослойное формование больше ориентировано на функциональную универсальность и эстетику, поэтому каждая технология хороша для определенных областей применения и требований к конструкции.

Простое резюме, Для литья под давлением со вставкой требуется только одна стоимость пресс-формы (многослойная формовка), процесс многослойной формовки требует инвестиций в две пресс-формы: подложку (первую форму) и верхнюю форму (вторую форму).

Применение литья под давлением во многих различных отраслях промышленности

Формование в настоящее время является широко востребованным производственным процессом из-за его разнообразия и эффективности. Давайте поговорим об основных отраслях, которые используют преимущества формования со вставками, и об особых применениях в каждой из них.

Аэрокосмическая промышленность:

Литье под давлением со вставкой — самая популярная технология, используемая в аэрокосмической промышленности для производства критически важных деталей, таких как сиденья самолетов, защелки отсеков для хранения, туалеты, ручки и переключатели пользовательского интерфейса. Эти аспекты должны представлять собой сочетание прочных, долговечных и легких конструкций. Литье под давлением может быть ответом на все эти атрибуты. Благодаря литью под давлением космическая промышленность получает легкие самолеты, высокопрочные компоненты, более короткие сроки изготовления и сборки, а также улучшение дизайна.

Автомобильный сектор:

В автомобильной промышленности литье под давлением — это процесс, который используется для замены металлических деталей на пластиковые, которые более долговечны.

Это преобразование приводит к производству легких автозапчастей, что в свою очередь улучшает экономию топлива и снижает затраты на сборку. Литье со вставкой является одним из наиболее распространенных производственных процессов в автомобильной промышленности, которые используются для производства внутренних панелей, ручек, рукояток, электронных разъемов и структурных деталей. Кроме того, метод литья со вставкой обеспечивает как гибкость, так и надежность, что позволяет производителям автомобилей внедрять инновации и придумывать новые конструкции и функции.

Производство медицинских приборов:

Формовочные вставки, которые широко используются в отрасли производства медицинских приборов, требуют точности, биосовместимости и надежности на самом высоком уровне. Медицинские приборы от простых инструментов до сложных имплантатов и хирургических инструментов изготавливаются с использованием методов литья со вставками. Например, трубки, компоненты медицинского оборудования, стоматологические инструменты, протезы, хирургические лезвия и корпуса для медицинских приборов — вот некоторые из применений. Процесс литья со вставками гарантирует плавный переход различных материалов и соответствует высоким стандартам качества и безопасности медицинской промышленности.

Промышленность бытовой электроники:

The вставное молдинг Технология стала переломным моментом в индустрии потребительской электроники, поскольку она позволяет упростить процессы сборки, отказавшись от крепежей и пайки. Отрасль формовочных вставок очень широка, и она часто используется для инкапсуляции резьбовых вставок, проводных разъемов и производства цифровых панелей управления, узлов и ручек для приборов. Кроме того, формование вставок имеет широкий спектр применения в военном оборудовании, резьбовых крепежах и различных электронных компонентах, используемых в потребительской электронике.

Сектор обороны:

В оборонной промышленности литье со вставкой является ключевой технологией, позволяющей производить оборудование военного класса, которое является экономически эффективным, производительным и легким. Эта технология используется для изготовления портативных устройств связи, компонентов оружия, аккумуляторных батарей, боеприпасов и корпусов для оптических приборов, таких как бинокли и монокуляры. Формование со вставкой имеет преимущество создания деталей с прочными и надежными структурами, которые имеют сложную конструкцию и функциональность и соответствуют высоким стандартам, требуемым для оборонных применений.

Эти отрасли промышленности используют тот факт, что литье со вставкой позволяет объединять различные материалы, повышать долговечность продукции, снижать производственные затраты и улучшать общие эксплуатационные характеристики продукции, что делает его предпочтительным методом производства для широкого спектра применений.

Часто задаваемые вопросы

В1.Зачем нужны вставки при литье под давлением?

Вставки являются ключевыми элементами литьевых пластиковых изделий, повышающими прочность и долговечность изделий, кроме того, они изготавливаются из металла.

В2.Применимо ли литье под давлением со вставками для изготовления крупногабаритных деталей?

Литье со вставками — лучший выбор для производства деталей малого и среднего размера. Такие проблемы, как более высокая стоимость инструмента и сложность размещения вставок, возникают при работе с более крупными деталями.

Q3.Какие вставки обычно используются при литье под давлением?

Вставки обычно используются производителями для усиления прочности и производительности формованных деталей. Эти вставки изготавливаются из металлических деталей, таких как шпильки и винты, электронных элементов, таких как разъемы, клеммы, переключатели и кнопки, а также пластиковых деталей.

Подводя итоги:

Вставное формование — это производственный процесс, в котором сочетаются пластик и непластиковые материалы, который популярен в таких отраслях, как аэрокосмическая, оборонная, автомобильная и медицинская техника по нескольким причинам. К ним относятся экономия средств, повышенная надежность деталей и лучшая гибкость конструкции.