Injekcija

Iesmidzināšana (iesmidzināšanas formēšana ASV) ir detaļu ražošanas process, materiālu iesmidzinot veidnē. Iesmidzināšanu var veikt, izmantojot daudzus materiālus, ieskaitot metālus (kuriem process tiek saukts par presēšanu), brilles, elastomērus, saldumus un visbiežāk termoplastiskos un termoreaktīvos polimērus. Materiālu detaļai ievada sakarsētā mucā, sajauc un piespiež pelējuma dobumā, kur tas atdziest un sacietē atbilstoši dobuma konfigurācijai. Pēc tam, kad izstrādājums ir izstrādāts, parasti to izstrādājis rūpniecības dizaineris vai ražotājs inženieris, veidnes izgatavo veidotājs (vai darbarīks) no metāla, parasti tērauda vai alumīnija, un precīzi apstrādāts, lai izveidotu vēlamās daļas iezīmes. Iesmidzināšana tiek plaši izmantota dažādu detaļu ražošanai, sākot no mazākajām sastāvdaļām un beidzot ar visu automašīnu virsbūves paneļiem. 3D drukāšanas tehnoloģijas sasniegumus, izmantojot fotopolimērus, kas nekūst, dažu zemākas temperatūras termoplastu iesmidzināšanas laikā, var izmantot dažām vienkāršām iesmidzināšanas veidnēm.

Detaļas, kas tiks iesmidzinātas ar injekciju, ir ļoti rūpīgi jāizgatavo, lai atvieglotu liešanas procesu; ir jāņem vērā detaļai izmantotais materiāls, detaļas vēlamā forma un īpašības, veidnes materiāls un formēšanas mašīnas īpašības. Iesmidzināšanas liešanas daudzpusību veicina šis dizaina apsvērumu un iespēju plašums.

Aplikācijas

Iesmidzināšana tiek izmantota, lai izveidotu daudzas lietas, piemēram, stiepļu spoles, iepakojums, pudeļu vāciņi, automobiļu detaļas un komponenti, Gameboys, kabatas ķemmes, daži mūzikas instrumenti (un to daļas), viengabala krēsli un mazi galdi, glabāšanas konteineri, mehāniskās detaļas (ieskaitot pārnesumus) un vairums citu šodien pieejamo plastmasas izstrādājumu. Iesmidzināšana ir visizplatītākā mūsdienu detaļa plastmasas detaļu ražošanā; tas ir ideāli piemērots liela daudzuma viena un tā paša objekta ražošanai.

Procesa raksturojums

Injekcijas formēšanai tiek izmantots cilindrs vai skrūves veida virzulis, lai piespiestu izkausētu plastmasa materiālu pelējuma dobumā; tas sacietē formā, kas ir pielāgota pelējuma kontūrai. To visbiežāk izmanto, lai apstrādātu gan termoplastiskus, gan termoreaktīvus polimērus, un pirmo izmantoto tilpums ir ievērojami lielāks. Termoplastmasas ir izplatītas to īpašību dēļ, kas padara tās ļoti piemērotas injekcijas formēšanai, piemēram, to pārstrādes vieglums, daudzpusība ļauj tos izmantot visdažādākajos pielietojumos, un to spēja mīkstināt un plūst sildot. Termoplastiem ir arī drošības elements pret termoreaktīviem elementiem; ja termoreaktīvs polimērs netiek savlaicīgi izstumts no iesmidzināšanas mucas, var rasties ķīmiska šķērssavienošana, izraisot skrūves un pretvārstu satveršanu un potenciāli sabojājot iesmidzināšanas formēšanas mašīnu.

Iesmidzināšana sastāv no izejmateriāla augsta spiediena iesmidzināšanas veidnē, kas polimēru veido vēlamajā formā. Veidnes var būt no vienas dobuma vai vairākām dobumiem. Vairākās dobumu veidnēs katra dobums var būt identisks un veidot vienas un tās pašas daļas, vai arī būt unikāls un vienā ciklā veidot vairākas dažādas ģeometrijas. Veidnes parasti izgatavo no instrumentu tērauda, ​​bet nerūsējošā tērauda un alumīnija veidnes ir piemērotas noteiktām vajadzībām. Alumīnija veidnes parasti ir slikti piemērotas liela apjoma ražošanai vai daļām ar šaurām izmēru pielaidēm, jo ​​tām ir zemākas mehāniskās īpašības un tās ir vairāk pakļautas nodilumam, bojājumiem un deformācijām iesmidzināšanas un nostiprināšanas ciklu laikā; tomēr alumīnija veidnes ir rentablas maza apjoma pielietojumos, jo pelējuma izgatavošanas izmaksas un laiks ir ievērojami samazināti. Daudzas tērauda veidnes ir paredzētas tā, lai to dzīves laikā varētu apstrādāt krietni vairāk nekā miljonu detaļu, un to izgatavošana var maksāt simtiem tūkstošu dolāru.

Kad termoplastika tiek veidoti, parasti granulētas izejvielas caur bunkuru tiek ievadītas sakarsētā mucā ar virzuļskrūvi. Ieejot mucā, temperatūra paaugstinās un Van der Vālsa spēki, kas pretojas atsevišķu ķēžu relatīvajai plūsmai, tiek vājināti, palielinoties atstarpei starp molekulām augstākā siltuma enerģijas stāvoklī. Šis process samazina tā viskozitāti, kas ļauj polimēram plūst ar iesmidzināšanas vienības virzošo spēku. Skrūve piegādā izejvielu uz priekšu, sajauc un homogenizē polimēra termisko un viskozo sadalījumu un samazina nepieciešamo sildīšanas laiku, mehāniski sagriežot materiālu un pievienojot ievērojamu daudzumu berzes sildīšanas polimēram. Materiāls virzās uz priekšu caur pretvārstu un skrūves priekšpusē savācas tilpumā, kas pazīstams kā a šāviens. Šāviens ir materiāla tilpums, kas tiek izmantots, lai aizpildītu veidnes dobumu, kompensētu saraušanos un nodrošinātu spilvenu (aptuveni 10% no kopējā šāviena tilpuma, kas paliek mucā un neļauj skrūvei no apakšas), lai pārnestu spiedienu. no skrūves līdz pelējuma dobumam. Kad ir savākts pietiekami daudz materiāla, materiāls ar lielu spiedienu un ātrumu tiek iespiests daļā, kas veido dobumu. Lai novērstu spiediena palielināšanos, procesā parasti tiek izmantota pārvietošanas pozīcija, kas atbilst 95–98% pilnai dobumam, kur skrūve pāriet no nemainīga ātruma uz pastāvīgu spiediena regulēšanu. Bieži injekcijas laiks ir krietni zem 1 sekundes. Kad skrūve sasniedz pārsūtīšanas stāvokli, tiek piemērots blīvēšanas spiediens, kas pabeidz pelējuma iepildīšanu un kompensē termisko saraušanos, kas termoplastiem ir diezgan augsts salīdzinājumā ar daudziem citiem materiāliem. Blīvēšanas spiediens tiek piemērots, līdz vārti (dobuma ieeja) nostiprinās. Mazo izmēru dēļ vārti parasti ir pirmā vieta, kur sastingt visā biezumā. Kad vārti sacietē, dobumā vairs nevar iekļūt neviens materiāls; attiecīgi skrūve turpina kustību un iegūst materiālu nākamajam ciklam, kamēr materiāls veidnē atdziest, lai to varētu izmest un būt izmēru ziņā stabila. Šo dzesēšanas ilgumu dramatiski samazina dzesēšanas cauruļu izmantošana, kas cirkulē ūdeni vai eļļu no ārēja temperatūras regulatora. Kad ir sasniegta vajadzīgā temperatūra, veidne tiek atvērta, un uz priekšu tiek virzīts virkne tapu, uzmavu, noņēmēju utt., Lai nojauktu izstrādājumu. Pēc tam veidne aizveras un process tiek atkārtots.

Termostatiem mucā parasti tiek ievadīti divi dažādi ķīmiskie komponenti. Šie komponenti nekavējoties sāk neatgriezeniskas ķīmiskas reakcijas, kas galu galā saista materiālu vienā savienotā molekulu tīklā. Tā kā notiek ķīmiskā reakcija, abi šķidruma komponenti pastāvīgi pārvēršas par viskoelastīgu cietvielu. Cietināšana iesmidzināšanas mucā un skrūvē var būt problemātiska, un tai var būt finansiālas sekas; tāpēc ir ļoti svarīgi samazināt termoreaktīvo sacietēšanu mucā. Tas parasti nozīmē, ka ķīmisko prekursoru uzturēšanās laiks un temperatūra injekcijas blokā ir samazināta līdz minimumam. Uzturēšanās laiku var samazināt, samazinot mucas tilpumu līdz minimumam un palielinot cikla ilgumu. Šie faktori ir noveduši pie termiski izolētas, aukstas iesmidzināšanas ierīces izmantošanas, kas reaģējošās ķīmiskās vielas injicē termiski izolētā karstā veidnē, kas palielina ķīmisko reakciju ātrumu un rada īsāku laiku, kas vajadzīgs, lai panāktu sacietējušu termoreaktīvu komponentu. Pēc tam, kad detaļa ir sacietējusi, vārsti ir tuvu, lai izolētu iesmidzināšanas sistēmu un ķīmiskos prekursorus, un veidne atveras, lai izspiestu veidotās daļas. Pēc tam veidne aizveras un process atkārtojas.

Iepriekš sagatavotas vai apstrādātas detaļas var ievietot dobumā, kamēr forma ir atvērta, ļaujot nākamajā ciklā iesmidzinātajam materiālam ap tiem veidoties un sacietēt. Šis process ir pazīstams kā Ievietojiet veidni un ļauj atsevišķām detaļām saturēt vairākus materiālus. Šo procesu bieži izmanto, lai izveidotu plastmasas detaļas ar izvirzāmām metāla skrūvēm, ļaujot tām vairākkārt piestiprināt un atsprādzēt. Šo paņēmienu var izmantot arī veidņu marķēšanai, un plēves vākus var piestiprināt arī pie veidotajiem plastmasas traukiem.

Atdalīšanas līnijas, sprue, vārtu un ejektoru tapu zīmes parasti atrodas pēdējā daļā. Neviena no šīm funkcijām parasti nav vēlama, taču procesa rakstura dēļ tās nav iespējams izvairīties. Vārtu zīmes rodas pie vārtiem, kas savieno kausējuma padeves kanālus (sprūdu un skrējēju) ar daļu veidojošo dobumu. Atdalīšanās līnijas un izsviedes tapas zīmes rodas no nelielas novirzes, nodiluma, gāzveida atverēm, blakus esošo daļu atstarpēm relatīvā kustībā un / vai pārošanās virsmu izmēru atšķirībām, kas saskaras ar injicēto polimēru. Izmēra atšķirības var attiecināt uz nevienmērīgu, spiediena izraisītu deformāciju iesmidzināšanas laikā, apstrādes pielaidēm un nevienmērīgu pelējuma komponentu termisko izplešanos un saraušanos, kas injicēšanas, iepakošanas, dzesēšanas un izmešanas fāzēs notiek ātri. . Pelējuma sastāvdaļas bieži tiek veidotas ar dažādu siltuma izplešanās koeficientu materiāliem. Šos faktorus nevar vienlaikus ņemt vērā, ja astronomiski nepalielinās projektēšanas, izgatavošanas, apstrādes un kvalitātes uzraudzības izmaksas. Izveicīgais veidņu un detaļu dizainers, ja tas ir iespējams, novietos šos estētiskos kaitējumus slēptās vietās.

vēsture

Amerikāņu izgudrotājs Džons Veslijs Hyats kopā ar savu brāli Jesaju Hyatt 1872. gadā patentēja pirmo iesmidzināšanas mašīnu. Šī mašīna bija salīdzinoši vienkārša salīdzinājumā ar mūsdienās izmantotajām mašīnām: tā darbojās kā liela hipodermiska adata, izmantojot virzuli, lai injicētu plastmasu caur apsildāmu cilindru veidnē. Nozare gadu gaitā progresēja lēni, ražojot tādus produktus kā apkakles paliktņi, pogas un matu ķemmes.

Vācu ķīmiķi Artūrs Eihengrūns un Teodors Bekers 1903. gadā izgudroja pirmās šķīstošās celulozes acetāta formas, kas bija daudz mazāk uzliesmojošas nekā celulozes nitrāts. Galu galā to darīja pieejamu pulvera veidā, no kura to viegli iesmidzināja. Artūrs Eihengrūns 1919. gadā izstrādāja pirmo iesmidzināšanas formēšanas presi. 1939. gadā Artūrs Eihengrēns patentēja plastificēta celulozes acetāta iesmidzināšanu.

1940. gados šī nozare strauji paplašinājās, jo Otrais pasaules karš radīja milzīgu pieprasījumu pēc lētiem, masveidā ražotiem produktiem. 1946. gadā amerikāņu izgudrotājs Džeimss Vatsons Hendrijs uzbūvēja pirmo skrūvju iesmidzināšanas mašīnu, kas ļāva daudz precīzāk kontrolēt iesmidzināšanas ātrumu un saražoto izstrādājumu kvalitāti. Šī mašīna ļāva arī materiālu sajaukt pirms injekcijas, lai neapstrādātam materiālam varētu pievienot krāsainu vai pārstrādātu plastmasu un pirms ievadīšanas rūpīgi samaisīt. Mūsdienās lielāko daļu no visām iesmidzināšanas mašīnām veido skrūvju iesmidzināšanas mašīnas. 1970. gados Hendrijs sāka attīstīt pirmo ar gāzi darbināmo iesmidzināšanas formēšanas procesu, kas ļāva ražot sarežģītus, dobus izstrādājumus, kas ātri atdzisa. Tas ievērojami uzlaboja dizaina elastību, kā arī izgatavoto detaļu izturību un apdari, vienlaikus samazinot ražošanas laiku, izmaksas, svaru un atkritumus.

Plastmasas iesmidzināšanas veidņu ražošanas nozare gadu gaitā ir attīstījusies no ķemmju un pogu izgatavošanas līdz plaša ražojumu klāsta ražošanai daudzās nozarēs, ieskaitot automobiļu, medicīnas, kosmosa, patēriņa preces, rotaļlietas, santehniku, iepakošanu un celtniecību.

Šajā procesā vislabāk piemēroto polimēru piemēri

Var izmantot lielāko daļu polimēru, kurus dažreiz dēvē par sveķiem, ieskaitot visus termoplastus, dažus termoreaktīvos un dažus elastomērus. Kopš 1995. gada kopējais pieejamo materiālu iesmidzināšanai formējums ir palielinājies ar ātrumu 750 gadā; kad šī tendence sākās, bija pieejami aptuveni 18,000 XNUMX materiālu. Pieejamie materiāli ietver iepriekš izstrādātu materiālu sakausējumus vai maisījumus, tāpēc produktu dizaineri no plašās izvēles var izvēlēties materiālu ar vislabākajām īpašībām. Galvenie materiāla izvēles kritēriji ir izturība un funkcija, kas nepieciešama galīgajai detaļai, kā arī izmaksas, bet arī katram materiālam ir atšķirīgi formēšanas parametri, kas jāņem vērā. Parastie polimēri, piemēram, epoksīds un fenols, ir termoreaktīvas plastmasas piemēri, bet neilons, polietilēns un polistirols ir termoplastiski. Vēl salīdzinoši nesen plastmasas atsperes nebija iespējamas, taču polimēru īpašību attīstība padara tās tagad diezgan praktiskas. Lietojumprogrammās ietilpst sprādzes āra aprīkojuma siksnu nostiprināšanai un atvienošanai.

Iekārta

Iesmidzināšanas formēšanas mašīnas sastāv no materiāla tvertnes, iesmidzināšanas cilindra vai skrūves tipa virzuļa un sildīšanas ierīces. Pazīstami arī kā preses, tie tur veidnes, kurās tiek veidoti komponenti. Preses tiek vērtētas pēc tonnāžas, kas izsaka stiprinājuma spēku, ko mašīna var izdarīt. Šis spēks tur pelējumu aizvērtu injekcijas procesā. Tonnāža var svārstīties no mazāk nekā 5 tonnām līdz vairāk nekā 9,000 tonnām, augstākos skaitļus izmantojot salīdzinoši nedaudzās ražošanas operācijās. Nepieciešamo kopējo skavas spēku nosaka veidojamās daļas projektētais laukums. Šī projektētā platība tiek reizināta ar skavas spēku no 1.8 līdz 7.2 tonnām uz katru projicēto laukumu kvadrātcentimetru. Īkšķis: 4 vai 5 tonnas / collā² var izmantot lielākajai daļai produktu. Ja plastmasas materiāls ir ļoti stingrs, tam būs nepieciešams lielāks iesmidzināšanas spiediens, lai aizpildītu veidni, un līdz ar to lielāka skava tonnāža, lai veidne būtu slēgta. Nepieciešamo spēku var noteikt arī pēc izmantotā materiāla un detaļas lieluma; lielākām daļām ir nepieciešams lielāks saspiešanas spēks.

Pelējums

Pelējums or mirt ir parastie termini, ko izmanto, lai aprakstītu instrumentu, ko izmanto plastmasas detaļu ražošanai veidnē.

Tā kā veidņu ražošana ir bijusi dārga, tās parasti izmantoja tikai masveida ražošanā, kur tika ražoti tūkstošiem detaļu. Tipiskās veidnes ir izgatavotas no rūdīta tērauda, ​​iepriekš rūdīta tērauda, ​​alumīnija un / vai berilija-vara sakausējuma. Materiāla izvēle, no kuras veidne veidnei, galvenokārt ir ekonomika; kopumā tērauda veidņu izgatavošana maksā dārgāk, taču to ilgāks kalpošanas laiks kompensēs augstākās sākotnējās izmaksas, salīdzinot ar lielāku daļu detaļu, kas izgatavotas pirms nolietošanās. Iepriekš sacietējušās tērauda veidnes ir mazāk izturīgas pret nodilumu un tiek izmantotas mazāka tilpuma prasībām vai lielākiem komponentiem; to tipiskā tērauda cietība ir 38–45 Rokvela-C skalā. Rūdītās tērauda veidnes pēc apstrādes tiek termiski apstrādātas; tie ir daudz pārāki attiecībā uz nodilumizturību un kalpošanas laiku. Tipiskā cietība svārstās no 50 līdz 60 Rockwell-C (HRC). Alumīnija veidnes var maksāt ievērojami lētāk, un, projektējot un apstrādājot ar modernām datorizētām iekārtām, tās var būt ekonomiskas desmitiem vai pat simtiem tūkstošu detaļu liešanai. Berilija varš tiek izmantots pelējuma vietās, kur nepieciešama ātra siltuma noņemšana, vai vietās, kur redzams visvairāk saražotās bīdes siltums. Veidnes var izgatavot vai nu CNC apstrādes ceļā, vai arī izmantojot elektriskās izlādes apstrādes procesus.

Pelējuma dizains

Forma sastāv no diviem galvenajiem komponentiem, iesmidzināšanas veidnes (A plāksnes) un izsviedes veidnes (B plāksnes). Šīs sastāvdaļas tiek sauktas arī par drēbnieks un veidotājs. Plastmasas sveķi ienāk veidnē caur sprūgt or vārti iesmidzināšanas veidnē; atsperes ieliktnis ir cieši noslēgts pret formēšanas mašīnas iesmidzināšanas mucas sprauslu un ļauj izkusušai plastmasai plūst no mucas veidnē, kas pazīstama arī kā dobums. Izplūdes caurule izkausēto plastmasu virza uz dobuma attēliem caur kanāliem, kas ir apstrādāti A un B plākšņu virsmās. Šie kanāli ļauj plastmasai iet gar tām, tāpēc tos sauc parskrējēji. Izkausētā plastmasa plūst caur skrējēju un nonāk vienā vai vairākos specializētos vārtos un dobuma ģeometrijā, lai izveidotu vēlamo daļu.

Sveķu daudzums, kas vajadzīgs pelējuma, skrējēja un pelējuma dobumu aizpildīšanai, sastāv no “šāviena”. Ieslodzītais gaiss veidnē var izkļūt caur ventilācijas atverēm, kas ir sasmalcinātas pelējuma atdalīšanās līnijā, vai ap izmetēja tapām un slaidiem, kas ir nedaudz mazāki nekā caurumi, kas tos notur. Ja ieslodzītajam gaisam neļauj izkļūt, tas tiek saspiests ar ienākošā materiāla spiedienu un tiek iespiests dobuma stūros, kur tas novērš piepildīšanos un var izraisīt arī citus defektus. Gaiss var pat tikt saspiests, ka tas aizdedzina un sadedzina apkārtējo plastmasas materiālu.

Lai veidni varētu noņemt no veidnes, veidnes elementi nedrīkst pārklāties viens pret otru veidnes atvēršanas virzienā, izņemot gadījumus, kad veidnes daļas ir paredzētas kustībai no šādām pārkarēm, atverot veidni (izmantojot komponentus, kurus sauc par Lifters ).

Daļas malas, kas parādās paralēli vilkšanas virzienam (serdes stāvokļa (cauruma) vai ieliktņa ass ir paralēla veidnes kustībai augšup un lejup, kad tā atveras un aizveras) parasti ir nedaudz leņķiski, saukti par iegrimi, lai atvieglotu daļas atbrīvošanu no veidnes. Nepietiekama iegrime var izraisīt deformāciju vai bojājumus. Veidne, kas nepieciešama pelējuma izdalīšanai, galvenokārt ir atkarīga no dobuma dziļuma: jo dziļāka ir dobums, jo vairāk vajadzīga iegrime. Nosakot nepieciešamo iegrimi, jāņem vērā arī saraušanās. Ja āda ir pārāk plāna, tad veidotā daļa mēdz sarauties uz serdeņiem, kas veidojas, dzesējot un pieķeroties šiem serdeņiem, vai arī daļa var deformēties, savīties, tulznas vai plaisāt, kad dobums tiek izvilkts.

Veidne parasti tiek veidota tā, lai veidotā daļa, atveroties, droši paliktu veidnes izsviedēja (B) pusē, un kopā ar detaļām no (A) puses izvelk skrējēju un sprūdu. Tad detaļa brīvi krīt, izstumjot no (B) puses. Tuneļa vārti, kas pazīstami arī kā zemūdens vai pelējuma vārti, atrodas zem šķiršanās līnijas vai pelējuma virsmas. Atdalīšanas līnijas veidnes virsmā tiek izveidota atvere. Izlieto daļu (ar veidni) sagriež no skrējēja sistēmas, izgrūžot no veidnes. Izgrūžamās tapas, kas pazīstamas arī kā izslēgšanas tapas, ir apaļas tapas, kas ievietotas vai nu vienā no veidnes pusēm (parasti izgrūdēja pusē), kas izstumj gatavo veidoto izstrādājumu vai skrējēju sistēmu no veidnes. Izstrādājuma izmešana, izmantojot tapas, uzmavas, noņēmējus utt., Var radīt nevēlamus iespaidus vai kropļojumus, tāpēc, izstrādājot veidni, ir jāievēro piesardzība.

Dzesēšanas standarta metode ir dzesēšanas šķidruma (parasti ūdens) izlaišana caur virkni caurumu, kas urbti caur veidņu plāksnēm un savienoti ar šļūtenēm, veidojot nepārtrauktu ceļu. Dzesēšanas šķidrums absorbē veidnes siltumu (kas ir absorbējis karstās plastmasas siltumu) un uztur veidni atbilstošā temperatūrā, lai plastmasa sacietētu ar visefektīvāko ātrumu.

Lai atvieglotu apkopi un ventilāciju, dobumi un serdeņi tiek sadalīti gabalos, saukti ieliktņi, un mezgli, saukti arī ieliktņi, bloki, vai pakaļdzīšanās bloki. Aizstājot maināmus ieliktņus, viena veidne var veikt vairākas vienas un tās pašas daļas variācijas.

Sarežģītākas detaļas tiek veidotas, izmantojot sarežģītākas veidnes. Viņiem var būt sadaļas, kuras sauc par slaidiem un kuras pārvietojas dobumā, kas ir perpendikulārs vilkšanas virzienam, veidojot pārkares detaļas. Atverot veidni, slaidus velk prom no plastmasas daļas, izmantojot stacionāros “leņķa tapas” uz nekustīgās veidnes puses. Šie tapas nonāk slaidos esošajā spraugā un, atveroties veidnes kustīgajai pusei, slaidiem pārvietojas atpakaļ. Pēc tam daļa tiek izmesta, un veidne aizveras. Formas aizvēršanas darbība liek slaidiem virzīties uz priekšu pa leņķa tapām.

Dažas veidnes ļauj atkārtoti ievietot iepriekš veidotās detaļas, lai ap pirmo daļu varētu veidoties jauns plastmasas slānis. To bieži sauc par pārmērīgu izturēšanos. Šī sistēma ļauj ražot viengabala riepas un riteņus.

Divu šāvienu vai vairāku šāvienu veidnes ir paredzētas tā, lai tās varētu “formēt” vienā formēšanas ciklā, un tās jāapstrādā specializētās iesmidzināšanas formēšanas mašīnās ar divām vai vairākām iesmidzināšanas vienībām. Šis process faktiski ir injekcijas formēšanas process, kas tiek veikts divreiz, un tāpēc tam ir daudz mazāka kļūdu robeža. Pirmajā posmā pamatkrāsas materiāls tiek veidots pamata formā, kurā ir vietas otrajam šāvienam. Tad otrais materiāls ar citu krāsu tiek iesmidzināts šajās telpās. Piemēram, šajā procesā izgatavotajām pogām un taustiņiem ir marķējums, kas nevar nolietoties un paliek salasāms, ja to lieto intensīvi.

Veidne vienā “šāvienā” var radīt vairākas vienas un tās pašas daļas kopijas. “Iespaidu” skaitu šīs daļas veidnē bieži nepareizi dēvē par kavitāciju. Instrumentu ar vienu nospiedumu bieži sauks par viena iespieduma (dobuma) veidni. Formu ar 2 vai vairāk iedobumiem no tām pašām daļām, visticamāk, sauks par vairāku iespaidu (dobumu) veidni. Dažām īpaši liela apjoma veidnēm (piemēram, pudeļu vāciņiem) var būt vairāk nekā 128 dobumi.

Dažos gadījumos vairāku dobumu instrumenti veidos dažādu detaļu sēriju vienā instrumentā. Daži instrumentu veidotāji šīs veidnes sauc par ģimenes veidnēm, jo ​​visas detaļas ir saistītas. Piemēri ir plastmasas modeļu komplekti.

Pelējuma glabāšana

Ražotāji veic ļoti daudz, lai aizsargātu pielāgotas veidnes to augsto vidējo izmaksu dēļ. Tiek uzturēts nevainojams temperatūras un mitruma līmenis, lai nodrošinātu pēc iespējas ilgāku kalpošanas laiku katrai pielāgotajai veidnei. Pielāgotas veidnes, piemēram, tās, ko izmanto gumijas iesmidzināšanai, tiek uzglabātas vidē, kurā kontrolēta temperatūra un mitrums, lai novērstu deformāciju.

Instrumentu materiāli

Bieži tiek izmantots instrumentu tērauds. Viegls tērauds, alumīnijs, niķelis vai epoksīds ir piemērots tikai prototipam vai ļoti īsiem ražošanas posmiem. Mūsdienu cietais alumīnijs (7075 un 2024 sakausējumi) ar pareizu veidņu dizainu, ar pienācīgu pelējuma uzturēšanu var viegli izgatavot veidnes, kuru kalpošanas laiks ir 100,000 XNUMX vai vairāk.

mehāniskā apstrāde

Veidnes tiek veidotas, izmantojot divas galvenās metodes: standarta apstrādi un EDM. Standarta apstrāde tās parastajā formā vēsturiski ir bijusi metode iesmidzināšanas veidņu būvēšanai. Ar tehnoloģiju attīstību CNC apstrāde kļuva par galveno līdzekli sarežģītāku veidņu izgatavošanā ar precīzākām veidņu detaļām īsākā laikā nekā tradicionālās metodes.

Veidņu izgatavošanā ir plaši izmantots elektriskās izlādes apstrādes (EDM) jeb dzirksteles erozijas process. Tas ne tikai ļauj veidot grūti apstrādājamas formas, bet arī ļauj iepriekš sacietējušas veidnes veidot tā, lai nebūtu nepieciešama termiska apstrāde. Lai mainītu rūdītu veidni, izmantojot parasto urbšanu un malšanu, veidnes mīkstināšanai parasti ir nepieciešama rūdīšana, pēc tam to termiski apstrādājot, lai to atkal sacietētu. EDM ir vienkāršs process, kurā formas elektrodu, kas parasti ir izgatavots no vara vai grafīta, ļoti lēnām nolaiž uz veidnes virsmas (daudzu stundu laikā), kas iegremdēta parafīna eļļā (petrolejā). Starp instrumentu un veidni pielietots spriegums izraisa veidnes virsmas dzirksteles eroziju elektroda apgrieztā formā.

Izmaksas

Formā iestrādāto dobumu skaits tieši korelē veidņu izmaksas. Mazākām dobumiem ir nepieciešams daudz mazāk instrumentu, tāpēc, ierobežojot dobumu skaitu pēc kārtas, zemākas sākotnējās ražošanas izmaksas, lai izveidotu iesmidzināšanas veidni.

Tā kā dobumu skaitam ir izšķiroša loma izmaksu formēšanā, arī detaļu konstrukcijas sarežģītība. Sarežģītību var ietvert daudzos faktoros, piemēram, virsmas apdare, pielaides prasības, iekšējie vai ārējie vītnes, smalkas detaļas vai iesprausto samazinājumu skaits.

Papildu informācija, piemēram, griezumi vai jebkura funkcija, kas izraisa papildu instrumentus, palielinās pelējuma izmaksas. Veidnes serdes un veidņu virsmas apdare vēl vairāk ietekmēs izmaksas.

Gumijas iesmidzināšanas formēšanas process nodrošina augstu izturīgu izstrādājumu ražu, padarot to par visefektīvāko un rentablāko formēšanas metodi. Konsekventi vulkanizācijas procesi, kas ietver precīzu temperatūras kontroli, ievērojami samazina atkritumu daudzumu.

Injekcijas process

Ar iesmidzināšanas palīdzību granulētu plastmasu ar piespiedu triecienu no tvertnes ievada sakarsētā mucā. Tā kā granulas lēnām virzās uz priekšu ar skrūves veida virzuli, plastmasa tiek piespiesta sakarsētā kamerā, kur tā tiek izkususi. Virzienam virzoties, izkausētā plastmasa tiek piespiesta caur sprauslu, kas balstās pret veidni, ļaujot tai iekļūt veidnes dobumā caur vārtu un vadotnes sistēmu. Forma paliek auksta, tāpēc plastmasa sacietē gandrīz tiklīdz forma ir piepildīta.

Iesmidzināšanas formēšanas cikls

Notikumu secību plastmasas daļas iesmidzināšanas veidnes laikā sauc par iesmidzināšanas formēšanas ciklu. Cikls sākas, kad pelējums aizveras, kam seko polimēra ievadīšana veidnes dobumā. Kad dobums ir piepildīts, tiek uzturēts turēšanas spiediens, lai kompensētu materiāla saraušanos. Nākamajā posmā skrūve pagriežas, nākamo šāvienu pievadot priekšējai skrūvei. Tas izraisa skrūves savilkšanos, kad tiek sagatavots nākamais šāviens. Kad daļa ir pietiekami atdzisusi, atver veidni un daļu izstumj.

Zinātniskā un tradicionālā formēšana

Tradicionāli liešanas procesa iesmidzināšanas daļa tika veikta ar vienu nemainīgu spiedienu, lai aizpildītu un iesaiņotu dobumu. Šī metode tomēr ļāva ievērojami mainīt izmērus no cikla uz ciklu. Tagad biežāk tiek izmantota zinātniskā vai atdalītā liešana, metodi, kuru aizsākusi RJG Inc.. Šajā veidā plastmasas iesmidzināšana tiek “atvienota” posmos, lai labāk kontrolētu detaļu izmērus un vairāk ciklu uz ciklu (ko parasti sauc par “nošaušanu”). -shot nozarē) konsekvence. Vispirms, izmantojot ātruma (ātruma) kontroli, dobums tiek piepildīts līdz aptuveni 98%. Lai gan spiedienam jābūt pietiekamam, lai sasniegtu vēlamo ātrumu, spiediena ierobežojumi šajā posmā nav vēlami. Kad dobums ir piepildīts par 98%, mašīna pāriet no ātruma kontroles uz spiediena regulēšanu, kur dobums tiek “iesaiņots” ar pastāvīgu spiedienu, kur nepieciešams pietiekams ātrums, lai sasniegtu vēlamo spiedienu. Tas ļauj kontrolēt detaļu izmērus collas tūkstošdaļās vai labāk.

Dažāda veida iesmidzināšanas formēšanas procesi

Lai gan uz lielāko daļu iesmidzināšanas formēšanas procesu attiecas iepriekš aprakstītais parastais procesa apraksts, pastāv vairākas svarīgas liešanas variācijas, ieskaitot, bet ne tikai:

• lejot
• Metāla iesmidzināšana
• Plānas sienas iesmidzināšana
• Šķidrā silikona gumijas iesmidzināšana

Pilnīgāks iesmidzināšanas formēšanas procesu saraksts atrodams šeit:

Procesu novēršana

Tāpat kā visi rūpnieciskie procesi, iesmidzināšanas formēšana var radīt kļūdainas detaļas. Injekcijas formēšanas jomā traucējummeklēšanu bieži veic, pārbaudot defektīvās daļas, lai noteiktu specifiskus defektus, un novēršot šos defektus ar veidnes dizainu vai paša procesa īpašībām. Izmēģinājumus bieži veic pirms pilnīgas ražošanas uzsākšanas, lai paredzētu defektus un noteiktu atbilstošās specifikācijas, ko izmantot iesmidzināšanas procesā.

Pirmo reizi uzpildot jaunu vai nepazīstamu veidni, kur nav zināms šīs formas veidņu lielums, tehniķis / instrumentu iestatītājs var veikt izmēģinājuma darbību pirms pilnīgas ražošanas. Viņš sāk ar nelielu šāviena svaru un piepildās pakāpeniski, līdz pelējums ir pilns no 95 līdz 99%. Kad tas būs sasniegts, tiks piemērots neliels turēšanas spiediens un turēšanas laiks palielināsies, līdz notiek vārtu sasalšana (sacietēšanas laiks). Vārtu iesaldēšanas laiku var noteikt, palielinot aiztures laiku un pēc tam nosverot daļu. Kad detaļas svars nemainās, tad ir zināms, ka vārti ir sasaluši, un materiālā vairs netiek ievadīts materiāls. Vārtu sacietēšanas laiks ir svarīgs, jo tas nosaka cikla laiku un produkta kvalitāti un konsistenci, kas pats par sevi ir svarīgs jautājums ražošanas procesa ekonomikā. Turēšanas spiediens tiek palielināts, līdz detaļās nav izlietņu un ir sasniegts daļas svars.

Formēšanas defekti

Injekcijas formēšana ir sarežģīta tehnoloģija ar iespējamām ražošanas problēmām. To cēlonis var būt gan veidņu defekti, gan biežāk pats formēšanas process.

Metodes, piemēram, rūpnieciskā CT skenēšana, var palīdzēt atrast šos defektus gan ārēji, gan iekšēji.

Pielaides

Liešanas pielaide ir noteikta pielaide parametru, piemēram, izmēru, svara, formas vai leņķa, novirzei. Lai maksimāli kontrolētu pielaižu iestatīšanu, parasti ir minimālais un maksimālais biezuma ierobežojums, pamatojoties uz izmantoto procesu. Iesmidzināšana parasti spēj pielaides, kas līdzvērtīgas IT pakāpei 9–14. Termoplastmasas vai termoreaktīvā materiāla iespējamā pielaide ir no 0.200 līdz ± 0.500 milimetriem. Speciālos pielietojumos masu ražošanā tiek sasniegtas pielaides tik zemām kā ± 5 µm gan diametriem, gan lineārajām pazīmēm. Var iegūt virsmas apdari no 0.0500 līdz 0.1000 µm vai labāk. Iespējamas arī raupjas vai oļu virsmas.

Jaudas prasības

Šim iesmidzināšanas formēšanas procesam nepieciešamā jauda ir atkarīga no daudzām lietām un dažādiem izmantotajiem materiāliem. Ražošanas procesu atsauces rokasgrāmata teikts, ka jaudas prasības ir atkarīgas no “materiāla īpatnējā svara, kušanas temperatūras, siltuma vadītspējas, daļas lieluma un formēšanas ātruma”. Zemāk ir tabula no 243. lappuses ar tādu pašu atsauci kā iepriekš minēts, kas vislabāk ilustrē raksturlielumus, kas saistīti ar visbiežāk izmantoto materiālu nepieciešamo jaudu.

Robotu formēšana

Automatizācija nozīmē, ka mazāks detaļu izmērs ļauj mobilajai pārbaudes sistēmai ātrāk pārbaudīt vairākas detaļas. Papildus automātisko ierīču pārbaudes sistēmu montāžai vairāku asu roboti var noņemt detaļas no veidnes un novietot tās tālākiem procesiem.

Īpaši gadījumi ietver detaļu noņemšanu no veidnes tūlīt pēc detaļu izveidošanas, kā arī mašīnu redzamības sistēmu piemērošanu. Robots satver detaļu pēc tam, kad ir izstiepti ežektora tapas, lai atbrīvotu daļu no veidnes. Pēc tam tos pārvieto vai nu turēšanas vietā, vai tieši uz pārbaudes sistēmu. Izvēle ir atkarīga no izstrādājuma veida, kā arī no ražošanas aprīkojuma vispārējā izkārtojuma. Uz robotiem uzstādītās redzes sistēmas ir ievērojami uzlabojušas ievietoto formu detaļu kvalitātes kontroli. Mobilais robots var precīzāk noteikt metāla detaļas izvietojuma precizitāti un pārbaudīt ātrāk, nekā to spēj cilvēks.

Galerija