Co to jest formowanie wtryskowe？

Przegląd procesu formowania wtryskowego

Formowanie wtryskowe to wysoce wydajna metoda produkcji przeznaczona do części produkowanych masowo. Proces ten polega na wtryskiwaniu stopionego materiału do formy. Jest on szeroko stosowany w seriach produkcyjnych na dużą skalę, dzięki czemu idealnie nadaje się do produkcji tysięcy, a nawet milionów identycznych przedmiotów. Chociaż można stosować materiały takie jak metale, szkło, elastomery, a nawet wyroby cukiernicze, formowanie wtryskowe jest najczęściej stosowane w przypadku polimerów termoplastycznych i termoutwardzalnych.

Proces formowania wtryskowego

Pierwszym krokiem w procesie formowania wtryskowego jest wykonanie samej formy. Formy te są zazwyczaj wykonane z metalu — zwykle aluminium lub stali — i są precyzyjnie obrobione, aby odpowiadały szczegółowym cechom wytwarzanego produktu. Gdy forma jest już gotowa, materiał na część jest podawany do podgrzewanego cylindra, gdzie jest mieszany za pomocą obracającej się śruby. Elementy grzejne wokół cylindra topią materiał, który następnie jest wtryskiwany do gniazda formy, gdzie ochładza się i zestala, tworząc ostateczny kształt części. Czas chłodzenia jest często minimalizowany poprzez umieszczenie w formie kanałów chłodzących, przez które przepływa woda lub olej z zewnętrznego regulatora temperatury.

Zespół formy jest montowany na płytach dociskowych, a gdy materiał stwardnieje, płyty dociskowe oddzielają się, umożliwiając kołkom wypychającym wypchnięcie części z formy. W przypadku bardziej złożonych projektów można zastosować technikę zwaną formowaniem wtryskowym dwuetapowym lub wtryskiem wielu materiałów w celu połączenia różnych materiałów w jedną część. Metodą tą można dodać powierzchnię miękką w dotyku, zastosować różne kolory lub wyprodukować części o różnych właściwościach funkcjonalnych.

Rodzaje form i ich zastosowania

Formy mogą być zaprojektowane jako jednogniazdowe lub wielogniazdowe. Formy wielogniazdowe mogą wytwarzać identyczne części w każdym wgłębieniu lub jednocześnie tworzyć różne geometrie. Formy aluminiowe, choć tańsze i szybsze w produkcji, nie nadają się dobrze do produkcji na dużą skalę lub części wymagających wąskich tolerancji ze względu na ich niższą wytrzymałość mechaniczną. Mają tendencję do zużywania się, odkształcania lub uszkodzenia pod wpływem powtarzających się sił wtrysku i mocowania. Z drugiej strony formy stalowe są trwalsze i lepiej nadają się do długich serii produkcyjnych, chociaż są droższe w produkcji.

Kluczowe kwestie dotyczące formowania wtryskowego

Sukces projektu formowania wtryskowego zależy od kilku czynników. Projekt części, dobór materiałów i wydajność wtryskarki odgrywają kluczową rolę. Projekt musi zapewniać płynny przepływ materiału w formie, całkowite jej wypełnienie i schładzanie w sposób pozwalający na zachowanie pożądanego kształtu i wymiarów.

Kiedy stosować formowanie wtryskowe?

Formowanie wtryskowe idealnie nadaje się do produkcji szerokiej gamy powszechnie używanych produktów, od małych plastikowych przedmiotów, takich jak nakrętki do butelek i obudowy pilotów, po urządzenia medyczne, takie jak strzykawki. Proces ten jest również stosowany do produkcji większych komponentów, takich jak panele karoserii samochodów. Formowanie wtryskowe jest szczególnie korzystne przy produkcji tysięcy lub milionów stałych części o wysokiej jakości.

Materiały stosowane w formowaniu wtryskowym

Dzięki ponad 85 000 dostępnych na rynku tworzyw sztucznych i 45 rodzinom polimerów istnieje wiele opcji formowania wtryskowego. Polimery te ogólnie dzielą się na dwie kategorie: tworzywa termoutwardzalne i tworzywa termoplastyczne. Do najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych zalicza się polietylen o dużej gęstości i polietylen o małej gęstości. Materiały te oferują kilka korzyści, w tym wysoką elastyczność, dobrą wytrzymałość na rozciąganie, odporność na uderzenia, niską absorpcję wilgoci i możliwość recyklingu.

Inne powszechnie stosowane tworzywa sztuczne formowane wtryskowo obejmują:

Akrylonitryl-butadien-styren (ABS)

Poliwęglan (PC)

Poliamidy alifatyczne (PPA)

Polioksymetylen (POM)

Polimetakrylan metylu (PMMA)

Polipropylen (PP)

Politereftalan butylenu (PBT)

Polifenylosulfon (PPSU)

Polieteroeteroketon (PEEK)

Polieteroimid (PEI)

Wniosek

Formowanie wtryskowe pozostaje dominującą metodą produkcji w produkcji masowej ze względu na jej precyzję, wydajność i zdolność do wytwarzania skomplikowanych części na dużą skalę. Niezależnie od tego, czy chodzi o małe części, czy o większe zespoły, formowanie wtryskowe stanowi niezawodne rozwiązanie umożliwiające produkcję stałych komponentów o wysokiej jakości w różnych gałęziach przemysłu.