Stack gjutning: Allt du bör veta
Formning av staplar är en regelrätt revolution inom formsprutningsindustrin eftersom den ökar produktionshastigheten. I stapelformarMed minst två eller fler komprimerade hålrum kan olika delar gjutas på en gång för att öka effektiviteten. Men vad är nu stack molding och hur fungerar det, särskilt jämfört med sina motsvarigheter? I den här artikeln definierar vi stapelgjutning, ger en kort översikt över dess fördelar och hur den snabbt omformar högvolymproduktion. Förutom detta kommer vi att lära oss om formsprutningsprocessen för stackform inklusive material, designriktlinjer och allt däremellan.
Vad är Stack Injection Mold?
En stackinjektionsform har flera skiljeväggar, eller "nivåer" av kaviteter, som produceras genom att stapla mer än en formkavitet över. Varje nivå i formen innehåller en annan uppsättning kaviteter som samtidigt ökar maskinens totala produktion. Det innebär inga investeringar i ytterligare verktyg eller den fastighet som krävs för att rymma dem. Jämfört med den vanliga formen som bara kan forma en del i ett plan, är stapelformar konfigurerade i vertikalplanet för att mer än ett plan ska göra delen och därmed ha högre produktivitet.
Hur utförs staplad gjutning?
Här är en steg-för-steg-skiss över hur den staplade gjutningsprocessen utförs:
1. Stängning av form
Stapelformen har en serie kaviteter, och de är i stående position genom att kaviteterna ordnas i vertikal ordning. Formen stängs när maskinens platta oscillerar, så kaviteten och kärnan i varje steg är inriktade samtidigt.
2. Injektering av material
När den är stängd sprutas smält plast in i formhålorna genom en enda gran eller varmkanna. Materialet kommer in i varje hålrum vid varje steg i den flerskiktade formen. Utformningen av varmkanalsystemen garanterar att materialet fördelas jämnt över alla kavitetsklasser.
3. Kylning och stelning
När den smälta plasten har kommit in i hålrummen börjar den svalna och stelna. Varje nivå i formen gör det möjligt för detaljen att svalna åt gången. Cykeltiden behöver alltså inte förlängas eftersom kylningen kan göras för varje hålrum samtidigt.
4. Öppning av form
När polymeren är tillräckligt kyld öppnar ett system formen. Formen är avsedd att ta ut varje nivå i stapeln åt gången. Vissa funktioner garanterar att kaviteterna är öppna för att underlätta enkel och smidig borttagning av delar från formen.
5. Utkastning
Formens utmatningssystem kastar sedan bort de stelnade delarna från hålrummen och lämnar en kavitetsfri form redo för nästa cykel. Skillnaden är att varje nivå i formen kastar ut sina delar på en gång, vilket ger hög omsättning i en hel cykel. Ytterligare eller mer komplexa delar kan enkelt matas ut med hjälp av hopfällbara kärnor eller speciella utkastarsystem.
6. Återvinning av processen
Men när den väl har matats ut stängs formen igen och går igenom en ny omgång tills cykeln är klar. Eftersom staplade formar innehåller fler kavitetsnivåer kan tillverkarna göra fler delar per cykel. De kan alltså göra dem mer effektiva utan att det krävs större storlek eller tonnage.
Lämpligt material för formsprutning av stapelformar
I synnerhet är rätt material viktigt för formsprutning av stackformar. Materialet bör vara flytande för att säkerställa att det kommer in i alla utrymmen i en struktur väl. Så de vanliga materialen som används inkluderar:
| Material | Draghållfasthet | Smältpunkt | Formkrympning | Vanliga tillämpningar | Fastigheter |
| Polypropylen (PP) | 25-40 MPa | 160-170°C | 1.0-2.5% | Förpackningar, bildelar, hushållsartiklar | God kemisk beständighet, lämplig för höghastighetsgjutning |
| Akrylonitril-butadienstyren (ABS) | 40-60 MPa | 200-260°C | 0.4-0.8% | Konsumentvaror, elektronik, bildelar | Tålig, slagtålig, god dimensionsstabilitet |
| Polyeten (PE) | 10-30 MPa | 110-130°C | 1.5-3.5% | Flaskor, behållare, förpackningsfilm | Låg densitet, flexibel, idealisk för lättviktsapplikationer |
| Nylon (PA) | 60-80 MPa | 220-260°C | 0.5-1.5% | Bildelar, industrikomponenter | Med hög hållfasthet och seghet, fuktabsorption är en faktor |
| Polykarbonat (PC) | 55-75 MPa | 260-270°C | 0.5-0.7% | Optiska skivor, elektronik, fordonslinser | Utmärkt transparens, slagtålighet, dyr |
| Polyetylentereftalat (PET) | 50-80 MPa | 250-260°C | 1.2-2.5% | Flaskor, förpackningar, industriella komponenter | Hög hållfasthet, klarhet, bra för återvinningsbara applikationer |
| Polystyren (PS) | 30-50 MPa | 210-250°C | 0.4-0.8% | Engångsbehållare, isolering, förpackningar | Låg kostnad, styv men spröd |
Typer av stapelformar
Här är några vanliga typer av stapelformar som vi kan använda i olika applikationer;
1. Stapelform i två nivåer
Den har två kavitetsnivåer som producerar dubbelt så många formar som en nivå. På så sätt kan de tillgodose behovet av en produktionsökning utan extra maskiner. Den är kostnadseffektiv för medelstora produktionskvantiteter och kontrollerar effektivt användningen av maskinerna.
2. Stapelform i tre nivåer
Den har tre kavitetsnivåer, vilket ökar produktionen med tre gånger och är effektiv för användning i industrier där produktiviteten är mycket viktig. Dessutom minimerar den tomgångstiden och optimerar slutproduktens genomströmning utan att förstora maskinens effektiva yta.
3. Stapelform med fyra nivåer
Denna form är skapad för detaljer med extremt hög efterfrågan och har fyra hålrum som multiplicerar produktionen fyra gånger per cykel. Den är idealisk för användning där stora mängder varor produceras med ett behov av att uppnå mycket snäva toleranser.
4. Roterande stapelform
Naturligtvis är flera uppsättningar plattor konfigurerade för att utföra gjutning och kylning i olika nivåer för att öka produktionshastigheten och förkorta cykeltiden. Detta system är mer effektivt i sin funktion eftersom det utför flera uppgifter i en enda cykel.
5. Indexplatta Stapelform
Under cykelns gång flyttas varje nivå till en ny position som möjliggör flerstegsbearbetning i en enda form. Det är användbart för tillverkning av kontraktsdelar som kan behöva olika operationer i olika cykler.
6. Hopfällbar kärnstapelform
Den är idealisk för utpressning av föremål med komplicerade kompakta sektioner, t.ex. trådar eller underskärningar. Den fungerar perfekt för tillverkning av komplexa plastdetaljer som kan vara svåra att avforma utan att påverka detaljen. Kärnorna minskar risken för att skikten ska klibba ihop eller att kärnan ska dras in i skiktet ovanför under utmatningen.
7. Hybrid stapelform
Stapelformar är specialformar som består av två eller flera formar, ibland kallade tandemformar eller roterande formar och hybridstapelformar med andra formningstekniker. Denna design gör det möjligt att producera delar eftersom gjutningsprocesserna görs i en form. På så sätt erhålls ett multifunktionellt system som kan forma komplexa komponenter med olika egenskaper i en cykel.
Jämförelse mellan stapelformar och tandemformar
Här är en kort tabell för att jämföra stapelformarna med tandemformarna;
| Funktion | Stackformar | Tandemformar |
| Formens struktur | Flera nivåer av hålrum staplade vertikalt. | Två gjutformar som arbetar i tandem, sida vid sida. |
| Drift | Alla hålrumsnivåer fylls och matas ut samtidigt. | Gjutformarna arbetar växelvis, den ena fylls medan den andra svalnar. |
| Cykeltid | ~20-30% kortare cykeltid jämfört med enstaka formar. | ~10-20% längre på grund av alternerande formbearbetning. |
| Produktion Utgång | Hög effekt (2x, 3x, 4x beroende på mögelnivå). | Måttlig produktionsökning (1,5x till 2x jämfört med en enda gjutform). |
| Delens komplexitet | Bäst för enkla till måttligt komplexa delar. | Lämpar sig för mer komplexa delar eller operationer i flera steg. |
| Användning av material | Ett enda runner-system som används på alla nivåer. | Separata skänksystem kan krävas för varje form. |
| Energieffektivitet | Effektivare (~10-15% energibesparingar tack vare samtidig drift). | Något mindre effektiv på grund av alternerande drift. |
| Idealiskt användningsfall | Produktion av identiska delar i stora volymer. | För att tillverka komplexa detaljer krävs olika gjutsteg. |
Välja rätt fördelarsystem för dina stapelformar
Här är några sätt som du kan välja för att välja rätt system för stapelformar;
- Flera hålrum: Möjliggör tillverkning av liknande artiklar för att minska enheten kostnad för formsprutning och öka avkastningen.
- Kompakt design: Genom att fördela hålrummen i vertikala pelare minskar golvytan, särskilt i en anläggning med begränsat utrymme.
- Förbättrad kyleffektivitet: Konventionella och kopplade kylstrukturer med motflöde ger effektiv kylning i alla kaviteter. Dessutom har den en kortare cykeltid och bättre kvalitet på detaljerna.
- Förenklad utskjutningsmekanism: Avancerade utskjutningsmetoder gör det möjligt att bryta av delar utan att skada dem.
- Hot-Runner-teknik: Minskar spill av frigolitmaterial och garanterar jämn fyllning eftersom plasten behålls i smält tillstånd innan den förs in i hålrummen.
Val av fördelarsystem för stapelformar
- Materialkompatibilitet: Kontrollera om grenrörssystemets struktur och funktion uppfyller flödesegenskaperna och de termiska egenskaperna hos de specifika material som används vid tillverkningen av kretskortet.
- Flödesfördelning: Välj ett hålrum med en design som möjliggör jämn fördelning av materialet till alla nivåer för att förhindra tryckförlust
- Temperaturkontroll: Välj det system som styr temperaturen för att påverka detaljens viskositet eller materialkvalitet.
- Enkelt underhåll: Välj en design som är demonterbar eftersom produkterna behöver regelbundet underhåll och rengöring.
- Skalbarhet: Sök efter ett grenrörssystem som snabbt kan ändras eller läggas till för att motsvara framtida produktion.
Användningsområden för stapelformar
Stackformar används ofta i industrier som kräver högvolymproduktion, t.ex:
- Fordonsstruktur och interiör eller bilkomponenter och höljen.
- Konsumentprodukter (förpackningar, kapsyler)
- Övrigt (sprutor, kapsyler)
- Elektronik (hölje, anslutning)
Fördelar med stapelformar
- Ökning av produktionskapaciteten med tusentals procent
- Effektiv materialanvändning
- Minskade arbetskostnader
- Detta resulterar vanligtvis i minimerade krav på golvyta för de olika anläggningarna.
- Hög avkastning på investeringen
Nackdelar med stapelformar
- Högre initialkostnad
- Komplicerad formkonstruktion och behov av frekventa reparationer
- Dessa kräver en högre metod som är mer exakt och styrs av mer avancerade maskiner.
- Möjligt fall att få fel kvalitet på delar om de inte balanseras på rätt sätt
Missuppfattningar om stapelgjutning.
- Myt: Stapelformar är för dyra för små företag. Fakta: Detta är alltid en kostsam affär i det inledande förfarandet men det hjälper också till att spara mycket förbrukningsmaterial och produktionstid på lång sikt.
- Myt: Stapelformar är en nackdel för detaljkvaliteten. Fakta: God design innebär att en viss del ska ha samma kvalitet oavsett kavitetsnivå.
Idealiska användningsfall för stapelformar
Stackformar är idealiska i miljöer som kräver frekventa byten av den uppvärmda formen, där belastningen är relativt stor i förhållande till formstorleken och i applikationer där formen regelbundet ska ersättas med en kyld form.
Stapelformar är bäst lämpade för situationer där stora mängder av en detalj krävs, särskilt i produktionskörningar. Dessa är särskilt viktiga i branscher som kräver stor noggrannhet, t.ex. förpackningsindustrin, särskilt tillverkning av konsumentförpackningar och medicintekniska produkter.
Slutsats
Sammanfattningsvis är stackgjutning en av de mest effektiva produktionsteknikerna som kraftigt kan förbättra produktionshastigheten för många produkter i produktionslinjen, särskilt i industrin med hög produktionslinje. Ändå kan stapelformar öka kavitetens densitet utan att förstora maskinens storlek för att hjälpa till att förverkliga det höga produktionsvärdet till en lägre enhetskostnad för formsprutning. Så, känna till typer, material och designöverväganden. Så du kan maximera fördelarna med stackgjutning.
Vanliga frågor och svar
Vad är formsprutning av Stack mold?
Det är en metod som använder flera hålrum för att tillverka flera gjutning delar en gång per cykel.
Vilka material kan användas i stapelformar?
PP, ABS och nylon är några av de polerade material som finns tillgängliga.
Vad är skillnaden mellan stapelformar och tandemformar?
Medan stapelformar tillverkar delar som liknar varandra på samma gång, skapar den andra typen av formar, tandemformarna, delar i olika steg.
Inom vilka sektorer är stapelformning användbart?
Nästan alla typer av tillverkare såsom fordons-, förpacknings-, medicin- och elektroniktillverkare med flera.
Hur förbättrar varmkanalstekniken stackformning?
Det minskar slöseriet med material och gör att vägghålrummen blir korrekt utförda.
Är stackformar dyra?
Deras kostnad är initialt högre än för andra maskiner, men produktionseffektiviteten är mycket högre.