Įpurškimas

Įpurškimas (liejimo forma JAV) yra dalių gamybos procesas įpurškiant medžiagą į formą. Injekcinis liejimas gali būti atliekamas naudojant daugybę medžiagų, įskaitant metalus (kurių procesas vadinamas liejimo slėgiu), stiklus, elastomerus, saldumynus ir dažniausiai termoplastinius bei termoreaktyvius polimerus. Medžiaga detalei tiekiama į šildomą statinę, sumaišoma ir suspaudžiama į formos ertmę, kur atvėsta ir sukietėja iki ertmės konfigūracijos. Po to, kai gaminys yra suprojektuotas, paprastai pramonės dizainerio arba inžinierius, liejimo formuotojas (arba įrankių gamintojas) gamina formas iš metalo, dažniausiai plieno arba aliuminio, ir tiksliai apdirba, kad suformuotų norimos detalės savybes. Įpurškimas plačiai naudojamas gaminant įvairias dalis, nuo mažiausių komponentų iki viso automobilių kėbulo plokščių. 3D spausdinimo technologijos pažanga, naudojant fotopolimerus, kurie netirpsta liejant kai kuriuos žemesnės temperatūros termoplastus, gali būti naudojami kai kurioms paprastoms įpurškimo formoms.

Įpurškiamos dalys turi būti labai kruopščiai suprojektuotos, kad palengvintų liejimo procesą; turi būti atsižvelgta į detalei naudojamą medžiagą, norimą detalės formą ir ypatybes, formos medžiagą ir liejimo mašinos savybes. Įpurškimo liejimo universalumą palengvina toks platus dizaino aspektas ir galimybės.

Programos

Įpurškimas naudojamas daugeliui dalykų, pvz., vielos ritėms, sukurti, pakuotė, butelių dangteliai, automobilių dalys ir komponentai, Gameboys, kišeninės šukos, kai kurie muzikos instrumentai (ir jų dalys), vientisos kėdės ir nedideli staliukai, talpyklos laikymui, mechaninės dalys (įskaitant pavaras) ir dauguma kitų šiandien parduodamų plastikinių gaminių. Įpurškimas yra labiausiai paplitęs šiuolaikinis plastikinių dalių gamybos būdas; jis idealiai tinka dideliems to paties objekto kiekiams gaminti.

Proceso charakteristikos

Įpurškimo formavimui naudojamas stūmoklis arba sraigtinis stūmoklis, kad būtų galima priversti išlydyti plastmasinis medžiaga į pelėsių ertmę; tai sukietėja į formą, kuri atitiko formos kontūrą. Jis dažniausiai naudojamas tiek termoplastiniams, tiek termoreaktingiesiems polimerams apdoroti, o pirmųjų naudojamas žymiai didesnis tūris. Termoplastikai yra paplitę dėl savybių, dėl kurių jie puikiai tinka lieti įpurškimui, pvz., dėl to, kad juos galima lengvai perdirbti, dėl jų universalumo, todėl juos galima naudoti įvairiais tikslais, ir jų gebėjimas suminkštėti ir tekėti kaitinant. Termoplastikai taip pat turi saugos elementą nei termoreaktingi; jei termoreaktingas polimeras laiku neišstumiamas iš įpurškimo cilindro, gali susidaryti cheminis kryžminis ryšys, dėl kurio varžtas ir atbuliniai vožtuvai užstrigs ir gali sugadinti liejimo mašiną.

Įpurškimas – tai žaliavos įpurškimas aukštu slėgiu į formą, kuri suformuoja polimerą į norimą formą. Formos gali būti vienos ertmės arba kelių ertmių. Kelių ertmių formose kiekviena ertmė gali būti identiška ir sudaryti tas pačias dalis arba gali būti unikali ir per vieną ciklą sudaryti kelias skirtingas geometrijas. Formos paprastai gaminamos iš įrankių plieno, tačiau nerūdijančio plieno ir aliuminio formos yra tinkamos tam tikroms reikmėms. Aliuminio formos paprastai netinkamos didelės apimties gamybai arba dalims su siaurais matmenų nuokrypiais, nes jų mechaninės savybės yra prastesnės ir yra labiau linkusios nusidėvėti, pažeisti ir deformuotis įpurškimo ir užspaudimo ciklų metu; tačiau aliuminio liejimo formos yra ekonomiškos, kai naudojamos mažos apimties, nes formų gamybos sąnaudos ir laikas žymiai sumažėja. Daugelis plieninių liejimo formų yra skirtos apdoroti daugiau nei milijoną dalių per savo eksploatavimo laiką, o jų gamyba gali kainuoti šimtus tūkstančių dolerių.

Kada termoplastikai yra formuojami, paprastai granuliuota žaliava per bunkerį tiekiama į šildomą statinę su sraigtu. Įėjus į statinę temperatūra pakyla ir Van der Waals jėgos, kurios priešinasi santykiniam atskirų grandinių srautui, susilpnėja dėl padidėjusios erdvės tarp molekulių esant aukštesnei šiluminės energijos būsenai. Šis procesas sumažina jo klampumą, o tai leidžia polimerui tekėti naudojant įpurškimo įrenginio varomąją jėgą. Sraigtas tiekia žaliavą į priekį, sumaišo ir homogenizuoja polimero šiluminį ir klampų pasiskirstymą, sumažina reikiamą kaitinimo laiką, mechaniškai kirpdamas medžiagą ir pridedant didelį polimero trinties kaitinimą. Medžiaga tiekiama į priekį per atbulinį vožtuvą ir varžto priekyje surenkama į tūrį, vadinamą a nuotrauka. Šūvis – tai medžiagos tūris, naudojamas užpildyti formos ertmę, kompensuoti susitraukimą ir sukurti pagalvėlę (apie 10 % viso šūvio tūrio, kuri lieka vamzdyje ir neleidžia varžtui nusileisti) slėgiui perduoti. nuo varžto iki formos ertmės. Kai surenkama pakankamai medžiagos, medžiaga dideliu slėgiu ir dideliu greičiu verčiama į dalį formuojančią ertmę. Siekiant išvengti slėgio šuolių, procese paprastai naudojama perdavimo padėtis, atitinkanti 95–98 % pilną ertmę, kurioje varžtas nuo pastovaus greičio pereina prie pastovaus slėgio valdymo. Dažnai injekcijos laikas yra gerokai mažesnis nei 1 sekundė. Sraigtui pasiekus perkėlimo padėtį, taikomas sandarinimo slėgis, kuris užbaigia formos užpildymą ir kompensuoja terminį susitraukimą, kuris yra gana didelis termoplastikams, palyginti su daugeliu kitų medžiagų. Sandarinimo slėgis taikomas tol, kol vartai (ertmės įėjimas) sukietėja. Dėl savo mažo dydžio vartai paprastai yra pirmoji vieta, kuri kietėja per visą storį. Kai vartai sukietėja, į ertmę nebegali patekti jokios medžiagos; atitinkamai sraigtas juda atgal ir paima medžiagą kitam ciklui, o formoje esanti medžiaga atvėsta, kad ją būtų galima išstumti ir išlikti stabilių matmenų. Ši aušinimo trukmė labai sutrumpėja naudojant aušinimo linijas, cirkuliuojančias vandeniu arba alyva iš išorinio temperatūros reguliatoriaus. Pasiekus reikiamą temperatūrą, forma atsidaro ir kaiščiai, rankovės, nuėmikliai ir tt pastumiami į priekį, kad gaminys būtų nuimamas. Tada forma užsidaro ir procesas kartojamas.

Termoreaktingiems vamzdžiams į statinę paprastai įpurškiami du skirtingi cheminiai komponentai. Šie komponentai iš karto pradeda negrįžtamas chemines reakcijas, kurios galiausiai sujungia medžiagą į vieną sujungtą molekulių tinklą. Vykstant cheminei reakcijai du skysčio komponentai visam laikui virsta klampią kietą medžiagą. Įpurškimo cilindro ir sraigto sukietėjimas gali būti problemiškas ir turėti finansinių pasekmių; todėl labai svarbu sumažinti termoreaktingą kietėjimą statinėje. Paprastai tai reiškia, kad cheminių pirmtakų buvimo laikas ir temperatūra įpurškimo įrenginyje yra sumažinami iki minimumo. Laikymo laiką galima sumažinti sumažinus statinės tūrį ir maksimaliai padidinus ciklo laiką. Dėl šių veiksnių buvo naudojamas termiškai izoliuotas šaltas įpurškimo įrenginys, kuris įpurškia reaguojančias chemines medžiagas į termiškai izoliuotą karštą formą, todėl padidėja cheminių reakcijų greitis ir sutrumpėja laikas, reikalingas sukietėjusiam termoreaktingam komponentui pasiekti. Kai dalis sukietėja, vožtuvai uždaromi, kad izoliuotų įpurškimo sistemą ir cheminius pirmtakus, o forma atsidaro, kad išstumtų suformuotas dalis. Tada forma užsidaro ir procesas kartojamas.

Iš anksto suformuotus arba apdirbtus komponentus galima įterpti į ertmę, kol forma atidaryta, todėl aplink juos gali susidaryti ir sukietėti kito ciklo metu įpurškiama medžiaga. Šis procesas žinomas kaip Įdėkite liejinį ir leidžia atskirose dalyse turėti kelias medžiagas. Šis procesas dažnai naudojamas kuriant plastikines dalis su išsikišusiais metaliniais varžtais, leidžiančiais jas pakartotinai pritvirtinti ir atsegti. Ši technika taip pat gali būti naudojama formuojant etiketes, o plėvelės dangteliai taip pat gali būti pritvirtinti prie suformuotų plastikinių indų.

Galutinėje dalyje paprastai yra atskyrimo linijos, stulpelio, vartų žymės ir išmetimo kaiščio žymės. Nė viena iš šių savybių paprastai nėra pageidaujama, tačiau yra neišvengiama dėl proceso pobūdžio. Vartų žymės atsiranda prie vartų, kurie jungia lydalo tiekimo kanalus (spyruoklę ir bėgelį) su dalį formuojančia ertme. Skirstymo linijos ir išstūmimo kaiščio žymės atsiranda dėl nedidelių nesutapimų, susidėvėjimo, dujų išleidimo angų, santykinio judėjimo gretimų dalių tarpų ir (arba) besiliečiančių paviršių, besiliečiančių su įpurškiamu polimeru, matmenų skirtumų. Matmenų skirtumai gali būti siejami su netolygia, slėgio sukelta deformacija įpurškimo metu, apdirbimo leistinomis nuokrypomis ir nevienodu pelėsių komponentų terminiu plėtimu ir susitraukimu, kurie greitai keičiasi įpurškimo, pakavimo, aušinimo ir išstūmimo fazėse. . Formos komponentai dažnai projektuojami iš įvairių šiluminio plėtimosi koeficientų medžiagų. Šių veiksnių negalima vienu metu įvertinti be astronominio projektavimo, gamybos, apdorojimo ir kokybės stebėjimo išlaidų padidėjimo. Sumanus formų ir dalių dizaineris, jei įmanoma, šiuos estetinius trūkumus nustatys paslėptose vietose.

Istorija

Amerikiečių išradėjas Johnas Wesley Hyattas kartu su broliu Isaiah Hyattas 1872 m. užpatentavo pirmąją liejimo mašiną. Ši mašina buvo gana paprasta, palyginti su šiandien naudojamomis mašinomis: ji veikė kaip didelė poodinė adata, naudojant stūmoklį plastikui įšvirkšti per įkaitintą. cilindrą į formą. Pramonė bėgant metams vystėsi lėtai, gamindama tokius produktus kaip apykaklės, sagos ir plaukų šukos.

Vokiečių chemikai Arthur Eichengrün ir Theodore Becker 1903 metais išrado pirmąsias tirpias celiuliozės acetato formas, kurios buvo daug mažiau degios nei celiuliozės nitratas. Galiausiai jis buvo gaminamas miltelių pavidalu, iš kurio buvo lengvai formuojamas įpurškimas. Arthur Eichengrün sukūrė pirmąjį liejimo liejimo presą 1919 m. 1939 m. Arthur Eichengrün užpatentavo plastifikuoto celiuliozės acetato liejimą.

Pramonė sparčiai plėtėsi 1940-aisiais, nes Antrasis pasaulinis karas sukūrė didžiulę nebrangių, masinės gamybos produktų paklausą. 1946 m. ​​amerikiečių išradėjas Jamesas Watsonas Hendry sukūrė pirmąją sraigtinę įpurškimo mašiną, kuri leido daug tiksliau valdyti įpurškimo greitį ir gaminamų gaminių kokybę. Šis aparatas taip pat leido sumaišyti medžiagą prieš įpurškimą, kad spalvotą arba perdirbtą plastiką būtų galima pridėti prie pirminės medžiagos ir gerai išmaišyti prieš įpurškimą. Šiandien sraigtinės įpurškimo mašinos sudaro didžiąją dalį visų įpurškimo mašinų. Aštuntajame dešimtmetyje Hendry sukūrė pirmąjį liejimo liejimo su dujomis procesą, kuris leido gaminti sudėtingus, tuščiavidurius gaminius, kurie greitai atvėsdavo. Tai labai pagerino dizaino lankstumą, taip pat pagamintų dalių stiprumą ir apdailą, tuo pačiu sumažinant gamybos laiką, sąnaudas, svorį ir atliekas.

Plastiko liejimo pramonė bėgant metams vystėsi nuo šukų ir sagų gamybos iki daugybės gaminių, skirtų daugeliui pramonės šakų, įskaitant automobilių, medicinos, kosmoso, plataus vartojimo prekių, žaislų, santechnikos, pakavimo ir statybos.

Šiam procesui tinkamiausių polimerų pavyzdžiai

Gali būti naudojama dauguma polimerų, kartais vadinamų dervomis, įskaitant visus termoplastikus, kai kuriuos termoreaktingus ir kai kuriuos elastomerus. Nuo 1995 m. bendras įpurškimui naudojamų medžiagų skaičius išaugo 750 medžiagų per metus; kai ši tendencija prasidėjo, buvo prieinama maždaug 18,000 XNUMX medžiagų. Galimos medžiagos apima lydinius arba anksčiau sukurtų medžiagų mišinius, todėl gaminių dizaineriai iš plataus pasirinkimo gali pasirinkti medžiagas, turinčias geriausias savybes. Pagrindiniai medžiagos pasirinkimo kriterijai yra galutinės dalies stiprumas ir funkcionalumas, taip pat kaina, tačiau kiekviena medžiaga turi skirtingus liejimo parametrus, į kuriuos reikia atsižvelgti. Įprasti polimerai, tokie kaip epoksidas ir fenolis, yra termoreaktingų plastikų pavyzdžiai, o nailonas, polietilenas ir polistirenas yra termoplastiniai. Dar palyginti neseniai plastikinės spyruoklės nebuvo įmanomos, tačiau dėl polimerų savybių pažangos jos tapo gana praktiškos. Taikomos sagtys, skirtos lauko įrangos diržams pritvirtinti ir atjungti.

įranga

Įpurškimo liejimo mašinos susideda iš medžiagų bunkerio, įpurškimo cilindro arba sraigtinio stūmoklio ir šildymo bloko. Taip pat žinomi kaip presai, juose laikomos formos, kuriose formuojami komponentai. Presai vertinami pagal tonažą, kuris išreiškia suspaudimo jėgos, kurią mašina gali veikti, dydį. Dėl šios jėgos įpurškimo proceso metu forma lieka uždaryta. Tonažas gali svyruoti nuo mažiau nei 5 tonų iki daugiau nei 9,000 1.8 tonų, o didesni skaičiai naudojami palyginti nedaug gamybos operacijų. Bendra reikalinga spaustuko jėga nustatoma pagal projektuojamą liejamos dalies plotą. Šis projektuojamas plotas padauginamas iš suspaudimo jėgos nuo 7.2 iki 4 tonos kiekvienam kvadratiniam projektuojamų plotų centimetrui. Paprastai 5 arba XNUMX tonos/in² gali būti naudojamas daugumai produktų. Jei plastikinė medžiaga yra labai standi, jai reikės didesnio įpurškimo slėgio, kad užpildytų formą, taigi ir daugiau spaustuko tonažo, kad forma būtų uždaryta. Reikiamą jėgą taip pat galima nustatyti pagal naudojamą medžiagą ir detalės dydį; didesnėms dalims reikia didesnės suspaudimo jėgos.

Pelėsiai

Pelėsiai or mirti yra įprasti terminai, naudojami apibūdinti įrankį, naudojamą plastikinėms dalims gaminti liejant.

Kadangi formų gamyba buvo brangi, jos dažniausiai buvo naudojamos tik masinėje gamyboje, kur buvo gaminama tūkstančiai dalių. Tipiškos formos yra pagamintos iš grūdinto plieno, iš anksto grūdinto plieno, aliuminio ir (arba) berilio-vario lydinio. Medžiagos, iš kurios gaminama forma, pasirinkimas visų pirma yra ekonominis; Apskritai plieninių formų gamyba kainuoja brangiau, tačiau ilgesnis jų eksploatavimo laikas kompensuos didesnę pradinę kainą, palyginti su didesniu dalių skaičiumi, pagamintų prieš susidėvėjimą. Grūdinto plieno formos yra mažiau atsparios dilimui ir naudojamos mažesniems tūrio poreikiams arba didesniems komponentams; jų tipinis plieno kietumas yra 38–45 pagal Rockwell-C skalę. Grūdinto plieno formos po apdirbimo yra termiškai apdorojamos; jie yra daug pranašesni pagal atsparumą dilimui ir tarnavimo laiką. Tipiškas kietumas svyruoja nuo 50 iki 60 Rockwell-C (HRC). Aliuminio formos gali kainuoti žymiai pigiau, o suprojektuotos ir apdirbtos modernia kompiuterizuota įranga gali būti ekonomiškos liejant dešimtis ar net šimtus tūkstančių detalių. Berilio varis naudojamas pelėsių vietose, kuriose reikia greitai pašalinti šilumą, arba vietose, kuriose susidaro daugiausia šlyties šilumos. Formos gali būti gaminamos CNC apdirbimo būdu arba naudojant elektros išlydžio apdirbimo procesus.

Liejimo dizainas

Formą sudaro du pagrindiniai komponentai: įpurškimo forma (A plokštė) ir išmetimo forma (B plokštė). Šie komponentai taip pat vadinami formuotojas ir formuotojas. Plastikinė derva į formą patenka per a sprukti or vartai įpurškimo formoje; sriegio įvorė turi sandariai užsandarinti liejimo mašinos įpurškimo cilindro antgalį ir leisti išlydytam plastikui tekėti iš cilindro į formą, dar vadinamą ertmė. Spyruoklinė įvorė nukreipia išlydytą plastiką į ertmės vaizdus per kanalus, kurie yra įtaisyti į A ir B plokščių paviršius. Šie kanalai leidžia plastikui bėgti išilgai jų, todėl jie vadinamibėgikai. Išlydytas plastikas teka per bėgelį ir patenka į vieną ar daugiau specializuotų vartų ir į ertmės geometriją, kad susidarytų norima dalis.

Dervos kiekį, reikalingą užpildyti formos sruogą, bėgelį ir ertmes, sudaro „šūvis“. Formoje įstrigęs oras gali išeiti per oro išleidimo angas, kurios yra įžemintos į formos atskyrimo liniją, arba aplink išstūmimo kaiščius ir slankiklius, kurie yra šiek tiek mažesni nei juos laikančios skylės. Jei įstrigusiam orui neleidžiama išeiti, jis suspaudžiamas įeinančios medžiagos slėgio ir suspaudžiamas į ertmės kampus, kur neleidžia prisipildyti, taip pat gali sukelti kitų defektų. Oras gali netgi taip suspausti, kad užsiliepsnoja ir sudegina aplinkinę plastikinę medžiagą.

Kad būtų galima išimti suformuotą dalį iš formos, formos elementai neturi kabėti vienas kito ta kryptimi, kuria forma atsidaro, nebent formos dalys suprojektuotos taip, kad atsidarius forma judėtų iš tokių iškyšų (naudojant komponentus, vadinamus keltuvais). ).

Dalies kraštinės, kurios atrodo lygiagrečios tempimo krypčiai (šerdies padėties (skylės) arba įdėklo ašis yra lygiagreti formos judėjimui aukštyn ir žemyn, kai ji atsidaro ir užsidaro) paprastai yra šiek tiek pasvirę, vadinami grimzle, kad būtų lengviau ištraukti dalį iš formos. Nepakankama grimzlė gali deformuotis arba sugadinti. Grimzlė, reikalinga pelėsiui išlaisvinti, visų pirma priklauso nuo ertmės gylio: kuo gilesnė ertmė, tuo reikia didesnės traukos. Nustatant reikiamą trauką taip pat reikia atsižvelgti į susitraukimą. Jei oda yra per plona, ​​suformuota dalis susitrauks ant šerdies, kuri susidaro vėsstant, ir prilips prie tų šerdelių, arba dalis gali deformuotis, susisukti, susidaryti pūsleles ar įtrūkti, kai ertmė bus ištraukta.

Forma paprastai yra suprojektuota taip, kad suformuota dalis patikimai liktų formos išmetimo (B) pusėje, kai ji atsidaro, ir kartu su dalimis ištraukia bėgiklį ir spyruoklę iš (A) pusės. Tada dalis laisvai krenta, kai išstumiama iš (B) pusės. Tuneliniai vartai, taip pat žinomi kaip povandeniniai arba formos vartai, yra žemiau atsiskyrimo linijos arba formos paviršiaus. Formos paviršiuje ant atskyrimo linijos įdirbama anga. Formuota dalis išpjaunama (formos pagalba) iš bėgelių sistemos, kai išstumiama iš formos. Išstūmimo kaiščiai, taip pat žinomi kaip išmušamieji kaiščiai, yra apskriti kaiščiai, įdedami į bet kurią formos pusę (dažniausiai į išmetimo pusę), kurie išstumia gatavą suformuotą gaminį arba bėgių sistemą iš formos. Gaminio išmetimas naudojant kaiščius, įvores, nuėmiklius ir pan. gali sukelti nepageidaujamų įspaudų arba iškraipymų, todėl formuojant formą reikia būti atsargiems.

Standartinis aušinimo būdas yra aušinimo skysčio (dažniausiai vandens) praleidimas per keletą skylių, išgręžtų per formos plokštes ir sujungtas žarnomis, kad susidarytų ištisinis kelias. Aušinimo skystis sugeria šilumą iš formos (kuri sugėrė šilumą iš karšto plastiko) ir palaiko formoje tinkamą temperatūrą, kad plastikas sukietėtų efektyviausiu greičiu.

Kad būtų lengviau prižiūrėti ir išvėdinti, ertmės ir šerdys yra padalintos į dalis, vadinamas įterpti, ir mazgai, dar vadinami įterpti, blokaiarba persekioti blokus. Pakeitus keičiamus įdėklus, viena forma gali padaryti kelis tos pačios dalies variantus.

Sudėtingesnės dalys formuojamos naudojant sudėtingesnes formas. Juose gali būti atkarpų, vadinamų skaidrėmis, kurios juda į ertmę statmenai tempimo krypčiai, kad sudarytų išsikišusios dalies elementus. Atidarius formą, ant stacionarios formos pusės esantys stacionarūs „kampiniai kaiščiai“ atitraukiami nuo plastikinės dalies. Šie kaiščiai patenka į skaidres esančią angą ir paskatina slankiklius judėti atgal, kai atsidaro judanti formos pusė. Tada dalis išstumiama ir forma užsidaro. Formos uždarymas priverčia slankiklius judėti į priekį išilgai kampinių kaiščių.

Kai kurios formos leidžia iš naujo įdėti anksčiau suformuotas dalis, kad aplink pirmąją dalį susidarytų naujas plastikinis sluoksnis. Tai dažnai vadinama perliejimu. Ši sistema leidžia gaminti vientisas padangas ir ratus.

Dviejų ar kelių smūgių formos yra skirtos „perliejimui“ per vieną liejimo ciklą ir turi būti apdorojamos specializuotose liejimo mašinose su dviem ar daugiau įpurškimo vienetų. Šis procesas iš tikrųjų yra liejimo liejimo procesas, atliekamas du kartus, todėl jo paklaida yra daug mažesnė. Pirmajame etape pagrindinės spalvos medžiaga suformuojama į pagrindinę formą, kurioje yra tarpų antrajam kadrui. Tada į tas erdves įpurškiama antroji medžiaga, kitos spalvos. Pavyzdžiui, šiuo procesu pagaminti mygtukai ir klavišai turi žymes, kurios negali nusitrinti ir išlieka įskaitomos intensyviai naudojant.

Forma gali pagaminti kelias tų pačių dalių kopijas vienu „šutu“. „Atspaudų“ skaičius tos dalies formoje dažnai neteisingai vadinamas kavitacija. Įrankis su vienu įspaudu dažnai bus vadinamas vieno atspaudo (ertmės) formele. Forma, turinti 2 ar daugiau tų pačių dalių ertmių, greičiausiai bus vadinama daugialypės spaudos (ertmės) formomis. Kai kurios itin didelės gamybos apimties formos (pvz., butelių kamštelių formos) gali turėti daugiau nei 128 ertmes.

Kai kuriais atvejais kelių ertmių įrankiai tame pačiame įrankyje suformuoja daugybę skirtingų dalių. Kai kurie įrankių gamintojai šias formas vadina šeimos formomis, nes visos dalys yra susijusios. Pavyzdžiui, plastikiniai modelių rinkiniai.

Pelėsių saugojimas

Gamintojai labai stengiasi apsaugoti pritaikytas formas dėl didelių vidutinių sąnaudų. Išlaikomas tobulas temperatūros ir drėgmės lygis, kad būtų užtikrintas kuo ilgesnis kiekvienos pritaikytos formos tarnavimo laikas. Individualizuotos formos, pvz., naudojamos gumos įpurškimui, yra laikomos kontroliuojamoje temperatūroje ir drėgmei, kad būtų išvengta deformacijų.

Įrankių medžiagos

Dažnai naudojamas įrankių plienas. Švelnus plienas, aliuminis, nikelis arba epoksidas tinka tik prototipams arba labai trumpiems gamybos etapams. Šiuolaikinis kietas aliuminis (7075 ir 2024 lydiniai), turintis tinkamą formos dizainą, gali lengvai pagaminti formas, kurios gali tarnauti 100,000 XNUMX ar daugiau dalių, tinkamai prižiūrint.

apdirbimo

Formos gaminamos dviem pagrindiniais būdais: standartiniu apdirbimu ir EDM. Standartinis apdirbimas savo įprastine forma istoriškai buvo įpurškimo formų gamybos būdas. Tobulėjant technologijoms, CNC apdirbimas tapo vyraujančia priemone gaminant sudėtingesnes formas su tikslesnėmis formų detalėmis per trumpesnį laiką nei tradiciniais metodais.

Elektrinio išlydžio apdirbimo (EDM) arba kibirkštinio erozijos procesas tapo plačiai naudojamas formų gamyboje. Šis procesas leidžia ne tik formuoti sunkiai apdirbamas formas, bet ir suformuoti iš anksto sukietintas formas taip, kad nereikėtų termiškai apdoroti. Pakeitus sukietėjusią formą įprastu gręžimu ir frezavimu, paprastai reikia atkaitinti, kad forma suminkštėtų, o po to termiškai apdorota, kad ji vėl sukietėtų. EDM yra paprastas procesas, kurio metu suformuotas elektrodas, dažniausiai pagamintas iš vario arba grafito, labai lėtai (daugelį valandų) nuleidžiamas ant formos paviršiaus, kuris panardinamas į parafino aliejų (žibalą). Įtampa, taikoma tarp įrankio ir formos, sukelia formos paviršiaus kibirkštinę eroziją atvirkštine elektrodo forma.

Kaina

Į formą įtrauktų ertmių skaičius tiesiogiai priklausys nuo liejimo išlaidų. Mažiau ertmių reikalauja daug mažiau įrankių, todėl ribojant ertmių skaičių paeiliui sumažės pradinės gamybos sąnaudos kuriant įpurškimo formą.

Kadangi ertmių skaičius vaidina svarbų vaidmenį formuojant liejimo išlaidas, taip pat ir detalės konstrukcijos sudėtingumas. Sudėtingumas gali būti įtrauktas į daugelį veiksnių, tokių kaip paviršiaus apdaila, tolerancijos reikalavimai, vidiniai arba išoriniai sriegiai, smulkios detalės arba galimų įpjovimų skaičius.

Dėl papildomos informacijos, pvz., įpjovimų ar bet kokių papildomų įrankių, padidės pelėsių kaina. Formų šerdies ir ertmės paviršiaus apdaila dar labiau paveiks sąnaudas.

Gumos įpurškimo liejimo procese gaunamas didelis patvarių gaminių išeiga, todėl tai yra efektyviausias ir ekonomiškiausias liejimo būdas. Nuosekli vulkanizavimo procesai, apimantys tikslią temperatūros kontrolę, žymiai sumažina visų atliekų kiekį.

Įpurškimo procesas

Įpurškiant, granuliuotas plastikas priverstiniu cilindru tiekiamas iš bunkerio į šildomą statinę. Kadangi granulės sraigtiniu stūmokliu lėtai juda į priekį, plastikas yra priverčiamas į šildomą kamerą, kurioje ištirpsta. Stūmokliui judant į priekį, išsilydęs plastikas išstumiamas per antgalį, kuris remiasi į formą, leidžiant jam patekti į formos ertmę per vartus ir bėgių sistemą. Forma išlieka šalta, todėl plastikas sukietėja beveik iškart užpildžius formą.

Įpurškimo liejimo ciklas

Plastikinės dalies įpurškimo formos įvykių seka vadinama įpurškimo ciklu. Ciklas prasideda, kai pelėsiai užsidaro, o po to polimeras įpurškiamas į formos ertmę. Užpildžius ertmę, palaikomas laikymo slėgis, kompensuojantis medžiagos susitraukimą. Kitame žingsnyje varžtas pasisuka, kitą šūvį paduodamas į priekinį varžtą. Dėl to varžtas atsitraukia, kai ruošiamas kitas šūvis. Kai dalis pakankamai atvėsta, forma atsidaro ir dalis išstumiama.

Mokslinis ir tradicinis liejimas

Tradiciškai liejimo proceso įpurškimo dalis buvo atliekama vienu pastoviu slėgiu, kad būtų užpildyta ir supakuota ertmė. Tačiau šis metodas leido labai skirtis nuo ciklo iki ciklo matmenų. Šiuo metu dažniau naudojamas mokslinis arba atsietas liejimas – metodas, kurio pradininkas yra RJG Inc. Šiuo metu plastiko įpurškimas yra „atsietas“ į etapus, kad būtų galima geriau valdyti dalių matmenis ir būtų daugiau ciklo iki ciklo (paprastai vadinamas „shot-to“). -šautas pramonėje) nuoseklumas. Pirmiausia ertmė užpildoma iki maždaug 98 %, naudojant greičio (greičio) valdymą. Nors slėgio turėtų pakakti norimam greičiui pasiekti, slėgio apribojimai šiame etape yra nepageidautini. Kai ertmė užpildoma 98 %, mašina pereina iš greičio valdymo į slėgio valdymą, kai ertmė „išpakuojama“ esant pastoviam slėgiui, kur reikalingas pakankamas greitis norimam slėgiui pasiekti. Tai leidžia valdyti dalių matmenis tūkstantosiomis colio dalimis ar geriau.

Įvairių tipų liejimo liejimo procesai

Nors dauguma liejimo liejimo procesų yra aprašyti anksčiau pateiktame įprastinio proceso aprašyme, yra keletas svarbių liejimo variantų, įskaitant, bet tuo neapsiribojant:

• liejimo
• Metalo įpurškimas
• Plonasienės įpurškimas
• Skystos silikoninės gumos įpurškimas

Išsamesnį liejimo liejimo procesų sąrašą galite rasti čia:

Proceso trikčių šalinimas

Kaip ir visi pramoniniai procesai, liejant įpurškiant, gali susidaryti trūkumų. Įpurškimo liejimo srityje trikčių šalinimas dažnai atliekamas tiriant sugedusias dalis, ar nėra konkrečių defektų, ir sprendžiant šiuos defektus formuojant formą ar paties proceso ypatybes. Bandymai dažnai atliekami prieš pradedant visą gamybą, siekiant numatyti defektus ir nustatyti tinkamas specifikacijas, kurios bus naudojamos įpurškimo procese.

Pirmą kartą užpildant naują ar nepažįstamą formą, kai tos formos šūvio dydis nežinomas, technikas/įrankių rinkėjas gali atlikti bandomąjį paleidimą prieš visą gamybos ciklą. Jis pradeda nuo mažo šūvio svorio ir palaipsniui užpildomas, kol forma bus užpildyta 95–99%. Kai tai bus pasiekta, bus taikomas nedidelis laikymo slėgis ir išlaikymo laikas ilginamas, kol užšals vartai (sukietėjimo laikas). Vartų užšalimo laiką galima nustatyti padidinus laikymo laiką ir pasveriant dalį. Kai detalės svoris nesikeičia, tada žinoma, kad vartai užšalo ir į detalę daugiau medžiagos neįpurškiama. Vartų kietėjimo laikas yra svarbus, nes nuo jo priklauso ciklo trukmė ir gaminio kokybė bei konsistencija, o tai pats savaime yra svarbus gamybos proceso ekonomikos klausimas. Laikymo slėgis didinamas tol, kol dalyse nebeliks kriauklių ir bus pasiektas dalies svoris.

Liejimo defektai

Įpurškimas yra sudėtinga technologija, kuri gali sukelti gamybos problemų. Jas gali sukelti arba formų defektai, arba dažniau pats liejimo procesas.

Tokie metodai, kaip pramoninis KT nuskaitymas, gali padėti aptikti šiuos defektus išorėje ir viduje.

Tolerancijos

Liejimo tolerancija yra nurodyta parametrų, tokių kaip matmenys, svoris, formos ar kampai, nuokrypio nuokrypis. Norint maksimaliai kontroliuoti leistinų nuokrypių nustatymą, paprastai yra minimali ir didžiausia storio riba, atsižvelgiant į naudojamą procesą. Įpurškimo formavimas paprastai gali pasiekti leistinus nuokrypius, atitinkančius maždaug 9–14 IT klasės. Galimas termoplastiko ar termoreaktingo plastiko tolerancija yra nuo ±0.200 iki ±0.500 milimetrų. Specializuotose srityse masinėje gamyboje pasiekiami net ±5 µm skersmenų ir tiesinių savybių leistini nuokrypiai. Galima gauti 0.0500–0.1000 µm arba geresnę paviršiaus apdailą. Taip pat galimi šiurkštūs arba akmenuoti paviršiai.

Maitinimo reikalavimai

Šiam liejimo procesui reikalinga galia priklauso nuo daugelio dalykų ir skiriasi nuo naudojamų medžiagų. Gamybos procesų informacinis vadovas teigia, kad galios reikalavimai priklauso nuo „medžiagos savitojo sunkio, lydymosi temperatūros, šilumos laidumo, dalies dydžio ir formavimo greičio“. Žemiau yra lentelė iš 243 puslapio tos pačios nuorodos, kaip minėta anksčiau, kuri geriausiai iliustruoja charakteristikas, susijusias su dažniausiai naudojamų medžiagų galia.

Robotinis liejimas

Automatizavimas reiškia, kad mažesnis dalių dydis leidžia mobiliai tikrinimo sistemai greičiau ištirti kelias dalis. Kelių ašių robotai ne tik montuoja tikrinimo sistemas ant automatinių įrenginių, bet ir gali išimti dalis iš formos ir padėti jas tolesniems procesams.

Konkretūs atvejai apima dalių išėmimą iš formos iš karto po dalių sukūrimo, taip pat mašininio matymo sistemų taikymą. Robotas sugriebia dalį po to, kai išstūmimo kaiščiai buvo ištraukti, kad išlaisvintų dalį iš formos. Tada jie perkeliami į laikymo vietą arba tiesiai į tikrinimo sistemą. Pasirinkimas priklauso nuo gaminio tipo, taip pat nuo bendros gamybos įrangos išdėstymo. Ant robotų sumontuotos „Vision“ sistemos labai pagerino įdėklų formuojamų dalių kokybės kontrolę. Mobilus robotas gali tiksliau nustatyti metalinio komponento padėties tikslumą ir apžiūrėti greičiau nei žmogus.

galerija