Formsprutning av stora delar

Den största delen av plasttillverkningen sker med hjälp av stora formsprutade detaljer. Trenden mot att skapa stora plastdetaljer med hjälp av denna teknik ökar dag för dag. Det började efter upptäckten av formsprutningsmaskiner för plast i slutet av artonhundratalet. Den första formsprutningsmaskinen var enkel. Så den användes för att göra plastknappar, kammar och några andra mini-plastartiklar. Men nu kan den också forma komplexa material som metaller och glas. Formsprutningsprocessen är bäst för att producera stora volymer av högkvalitativa plastdelar. Låt oss kasta ljus över formsprutningsprocessens roll vid tillverkning av stora plastdelar.

Vad är formsprutning av stora delar?

Som ni vet är formsprutning av stora delar process gör gigantiska plastdelar. Låt oss berätta om måtten på en stor plastdel. Detta kommer att undvika förvirring. Plastdelar med en vikt på 100 pund och en bredd på 10 tum anses vara stora. Formsprutning av stora delar är inte bara förstoring av små delar. Det är en komplex process. Det kräver avancerade verktyg och utrustning.

Material som används i processen för storformsprutning

En mängd olika material används för tillverkning av stora formsprutade plastdelar. Två olika typer av plaster används vid formsprutning. De kan vara amorfa eller halvkristallina. Amorfa plaster har inte en fast smältpunkt. De kan därför expandera och krympa lätt. Å andra sidan har halvkristallina plaster fasta smältpunkter. De är därför att föredra framför de amorfa. Några av de mest använda materialen för formsprutning av stora delar är:

1.    PEEK (PolyetereterKeton)

PEEK har exceptionella termiska och mekaniska egenskaper. Den har en hög draghållfasthet på ca 90 MPA. Så det är bra för gigantiska plastdelar. Det är också resistent mot kemikalier. Dessutom absorberar det inte fukt. Därmed förhindrar det korrosion. Men PEEK är ett dyrt material. Det används i högpresterande komponenter som kugghjul, ventiler, pumplager etc. Läs mer om Formsprutning av PEEK-plast.

2.    ULTEM (polyeretherimid)

ULTEM är ett amorft fast ämne. Dess draghållfasthet varierar mellan 70 och 80 MPA. Det är fukt- och kemikaliebeständigt. Dessutom är det termostabilt. Det tål hårda väderförhållanden. Det är budgetvänligt. Dessutom är den steriliserbar. Den kan enkelt rengöras med hjälp av strålning eller en autoklav. Den har en hög glasövergångstemperatur. Det erbjuder således samma egenskaper som PEEK till ett överkomligt pris.

3.    Kolfiberförstärkt polymer (CFRP)

CFRP är ett kompositmaterial. Det är tillverkat av kolfibrer som är inbäddade i polymermatrisen. Det har ett högt förhållande mellan styrka och vikt. Så det är perfekt för användning i stora delar. Kolfibrerna är vävda i en riktning. Så det får ytterligare styrka på detta sätt.

4.    Polyfenylsulfon (PPSU)

Den består av en sulfongrupp som är kopplad till två fenylgrupper. Det kan tolerera stötar och andra miljöbelastningar. Det har därför hög slagtålighet. Dessutom är det resistent mot hydrolys, kemisk nedbrytning och vattenabsorption. Men detta material är lite dyrt. Läs mer om de olika materialen PPSU.

Avancerade processer för formsprutning av stora detaljer

Följande är de moderna processer som har många tillämpningar inom formsprutning av stora delar

1. Gasassisterad formsprutning

Gasassisterad formsprutning är en förbättring av konventionell formsprutning av plast. Här sprutas kvävgas under högt tryck in i formen efter infusionen av det valda hartset. Det är mycket fördelaktigt eftersom det möjliggör en jämn fördelning av materialet, särskilt i stora och komplicerade formar. Det hjälper till att spara material och förbättrar också delens estetik och tid.

2. Tampongtryck

Tampongtryck är ett annat värdefullt andra steg, som skapar detaljerade bilder och logotyper på de formsprutade plastprodukterna. Det består av användning av kemikalier för att gravera en design på kopparplattan. Så doppa den i bläck, rulla den på en gummiklädd silikonplatta och rulla slutligen plattan på delytan. Denna metod föredras eftersom den kan skriva ut tunnfilmstjocka former och texturerade ytor selektivt med passande kvalitet och permanens.

3. Blåsformning

Blåsgjutning är en annan teknik som används för att tillverka ihåliga delar av plast. Det förvärmda plaströret (parison) strängsprutas in i formen och tvingas sedan, genom injektion av luft, att anta formen i formhålan. Detta material har hittat flera tillämpningar i sin användning. De kan inkludera produktion av flaskor, behållare och bildelar. Denna process ger högre produktivitet och lösningarna kan rymma invecklade former. Dessutom är dess kostnad relativt låg för tillverkning av delar med hög volym.

Formsprutning av stora delar vs normal formsprutning

Du kanske undrar vilka faktorer som skiljer stora formsprutade delar från normala formsprutade delar. Så här är en detaljerad jämförelse för din lätthet.

1. Formens komplexitet

Gjutformen har en enkel geometri vid normal formsprutning. Dessutom har den färre håligheter. Formstorleken vid normal formsprutning varierar från 1000 till 10 000 kvadratcentimeter. Men till stor del varierar formstorlekarna för formsprutning från 10 000 till 50 000 kvadratcentimeter. Formen har till stor del komplexa geometrier. Den har också flera håligheter.

2. Maskinens storlek

Stora formsprutade detaljer kräver maskiner med större storlek. Dess klämstorlek sträcker sig vanligtvis från 1000 till 5000 ton. Så det kan rymma större formar. Å andra sidan har en normal formsprutningsmaskin mindre plattor. Dess klämkraft sträcker sig från 100 till 1000 ton.

3. Val av material:

För stora formsprutningsdetaljer används specialmaterial med hög värmebeständighet. Till dessa material hör PEEK, ULTEM och glasfyllda polymerer. I den normala formsprutningsprocessen används däremot standardplaster som polykarbonat och polypropylen.

4. Tid för kylning

Formsprutning av stora delar är mer komplex. Den har en större storlek. Därför krävs det längre kyltider. Den varar upp till flera minuter. Cykeltiden är också större, upp till 30 minuter. Tvärtom har normal formsprutning en kortare kyltid. Den varar upp till några sekunder. Cykeltiden varierar också från 1 till 55 sekunder.

5.    Utskjutning

Formsprutning av stora detaljer kräver specialiserade utmatningssystem. Det krävs också ett avancerat hanteringssystem för att hantera så stora detaljer. Vid normal formsprutning krävs däremot standardiserade utmatningssystem. På samma sätt krävs det allmän hanteringsutrustning för mindre detaljer.

6.    Underhåll

Formstorleken är stor. Så, formsprutning av plast i stora delar kräver omfattande underhåll. Däremot behöver normal formsprutning mindre underhåll.

Så det kan sammanfattas i en tabell:

 

Aspekt	Formsprutning av stora delar	Normal formsprutning
Kostnadseffektivitet	Låg kostnad per detalj vid massproduktion	Låg kostnad per detalj vid massproduktion
Initial mögelkostnad	Hög	Hög
Precision och repeterbarhet	Hög	Hög
Materialets mångsidighet	Mångsidiga materialalternativ	Mångsidiga materialalternativ
Produktionshastighet	Snabba produktionscykler	Snabba produktionscykler
Kostnader för arbetskraft	Minskad på grund av automatisering	Minskad på grund av automatisering
Kapacitet för komplex geometri	Ja	Ja
Styrka och hållbarhet	Starka och hållbara delar	Starka och hållbara delar
Ledtid för verktyg	Lång	Lång
Komplexitet i formkonstruktionen	Komplex och utmanande	Mindre komplex
Krav på maskiner	Kräver stora, dyra maskiner	Kräver standardmaskiner
Material Avfall	Potentiell risk för materialspill	Potentiell risk för materialspill
Delstorlek Gränser	Begränsad av maskin- och formstorlek	Begränsad av maskin- och formstorlek
Kyltid och skevhet	Längre kyltider, risk för skevhet	Kortare kyltider, mindre risk för skevhet

 

Formsprutningsmaskin för stort tonnage

Vi har diskuterat formsprutning av plast för stora detaljer. Diskussionen är ofullständig om man inte känner till formsprutningsmaskinen med stort tonnage. Det är en maskin som lämpar sig för tillverkning av komplexa detaljer. Insprutningskapacitet, skruvdiameter och formstorlek avgör maskinens kapacitet. Injektionskapaciteten mäter den mängd material som kan injiceras i en enda omgång. Skruvdiametern och formstorleken avgör storleken på de plastdelar som produceras. Några av de viktigaste specifikationerna för Tonnage Injection Machine är

• Injektionskapacitet: Dess injektionskapacitet är 100 oz eller 2500 g
• Formstorlek: Formstorleken sträcker sig från 1500 till 4000 kvadrat tum.
• Skruvdiameter: Skruvdiametern varierar från 4 till 12 tum
• Pipans kapacitet: Mängden plast som kan smältas och sprutas in i en enda cykel. Dess fatkapacitet är nästan 550 lbs
• Kontrollsystem: Den består av ett avancerat datoriserat system som styr temperatur, tryck och hastighet.
• Ytterligare funktioner: Hydrauliska drivenheter, temperaturkontrollsystem med flera zoner, ventilportsystem och avancerad säkerhet är ytterligare funktioner

Tillämpningar av formsprutningsprocessen för stora delar

Formsprutning av stora delar är en användbar process. Här är dess tillämpningar i olika branscher:

 

1. Fordonsindustrin

Fordonsindustrin är starkt beroende av storskalig formsprutning. Formsprutning av stora delar tillverkar stötdämpande material. Många stora komponenter till bilar tillverkas med denna metod. Några av dem är:

• Stötfångare
• Instrumentbrädor
• Dörrpaneler
• Dörrhandtag
• Spegelhus
• Andra dekorativa delar

2. Flyg- och rymdindustrin

Formsprutning tillverkar olika användbara produkter i stora volymer för flygindustrin. Det används ofta eftersom det producerar lätta produkter. Detta är också en prisvärd metod. Så olika flyg- och rymdprodukter bildas med hjälp av detta. Några av dem är:

• Paneler för flygplan
• Invändiga komponenter
• Satellitdelar
• Raketkomponenter

3. Industriell utrustning

Stora delar av formsprutning producerar tuffa utrustningar. De kan uthärda extrema temperaturer. Så vi skapar många industriella komponenter med hjälp av det. Några av dem är:

• Maskinhus
• Ventilhus
• Pumpkomponenter
• Växellådor
• Industriell robotteknik

4. Medicintekniska produkter

Formsprutning av stora delar producerar sterila produkter. Därför används den för att tillverka ett stort antal medicintekniska produkter. Dessa medicintekniska produkter är lätta att rengöra. Anordningarna är mycket exakta. Processen är viktig för att skapa kritiska komponenter. Några av de viktiga medicintekniska produkterna är:

• Implanterbara produkter (ledproteser, tandimplantat)
• Kirurgiska instrument (handtag, fodral)
• Diagnostisk utrustning (maskinhus)
• Utrustning för medicinsk avbildning (MRI, CT-scanning)
• Proteser och hjälpmedel

Vilka är fördelarna och nackdelarna med formsprutning av stora delar?

Här är en kort tabell för att förstå fördelarna, nackdelarna och begränsningarna med formsprutning av stora delar.

Fördelar	Nackdelar
Låg kostnad per detalj vid massproduktion	Hög initial kostnad för gjutformen
Hög precision och repeterbarhet	Lång ledtid för framtagning av formar
Mångsidiga materialalternativ	Komplex och utmanande formkonstruktion
Snabba produktionscykler	Kräver stora, dyra maskiner
Minskade arbetskostnader tack vare automatisering	Potentiell risk för materialspill
Förmåga att skapa komplexa geometrier	Begränsningar av detaljstorlek
Starka och hållbara delar	Risk för skevhet och långa kyltider

Utmaningar i samband med formsprutning av stora detaljer

Ingenting i den här världen är perfekt. Allt har vissa brister och utmaningar som är förknippade med det. Så låt oss prata om begränsningarna i formsprutning av stora delar:

1.    Hög investering

Vi behöver stora formar för att tillverka stora delar. Att skapa stora formar kräver därför betydande investeringar och expertis. Dessutom är det en utmaning att konstruera en form med komplex geometri. Formmaterialen måste tåla höga temperaturer och tryck.

2.    Krympning

Stora delar är mer utsatta för krympning. Under kylningsprocessen kan de krympa eller deformeras. Ojämn kylning kan också leda till skevhet. Detta kan snedvrida plaststrukturen. Det kan också påverka detaljens dimensioner.

3.    Materialkompatibilitet

Stora delar behöver material med specifika egenskaper. De måste ha önskad styrka och styvhet. Dessutom ska de vara kompatibla med gjutformen. Att uppfylla båda dessa krav samtidigt är en utmaning.

4.    Svårt att mata ut

Större delar är svåra att skjuta ut. De kräver ett specialiserat utskjutningssystem. Om de inte avlägsnas på rätt sätt kan den formade delen deformeras. Så avformningen måste kontrolleras noggrant för att förhindra distorsion. Utstötningsprocessen måste regleras för att erhålla högkvalitativa produkter.

Slutsats:

Formsprutning av stora delar är en process som producerar stora delar av plast. Denna metod är bäst för massproduktion av den önskade produkten. Den använder mycket hållbara plaster som PEEK eller ULTEM som råmaterial. Den skiljer sig från traditionell formsprutning på många sätt. Den använder mer komplicerade formar och konstruktioner jämfört med traditionella formar. Den producerar en stor volym produkt med hjälp av en formsprutningsmaskin med tonnage. Dess begränsningar är krympning, skevhet och materialinkompatibilitet.

Vanliga frågor och svar

Q1. Vilken är den maximala storleken för formsprutning av stora delar?

Den maximala storleken för formsprutning stora delar sträcker sig från 10 till 100 tum. Det beror på olika faktorer. Formkonstruktion och maskinkonstruktion spelar också en roll för att bestämma storleken.

Q2. Hur säkerställer ni måttnoggrannhet i stora formsprutade detaljer?

Dimensionsnoggrannhet säkerställs vanligtvis med en korrekt formkonstruktion. Dessutom kan vi kontrollera dimensionell noggrannhet med hjälp av kvalitetsinspektionsmetoder som 3D-skanning och CT-skanning.