kaj je postopek brizganja?

Brizganje je način izdelave večine plastičnih delov. Ne vsi, toda velika večina komponent iz trde plastike, s katerimi se srečujete vsak dan, je nastala iz tega procesa-ovitki za telefone, avtomobilske obloge, medicinske naprave, ohišja aparatov, igrače. Če plastični del obstaja v količinah nad nekaj tisoč enot, ga je nekdo verjetno brizgal.

Koncept je dovolj preprost, da ga lahko razložite v tridesetih sekundah: segrejte plastiko, dokler se ne stopi, jo potisnite v jeklen kalup, pustite, da se ohladi, odprite kalup, vzemite del ven, ponovite. Ta cikel izvajamo tisočkrat na dan na desetinah strojev. Toda vrzel med razumevanjem koncepta in dejansko dosledno proizvodnjo dobrih delov je tisto, kar živi večino inženiringa.

Dejanski postopek

Surovina prispe kot majhni peleti, običajno premera 2-3 mm. Ti se naložijo v lijak, ki se napaja v ogrevan sod, ki vsebuje velik vijak. Vijak služi dvojnemu namenu – vrti se, da prenaša pelete naprej, medtem ko trenje in zunanji grelniki stopijo vse v homogeno maso, nato pa deluje kot bat za vbrizgavanje te taline v kalup.

Ko se kalup zapre in se začne vbrizgavanje, staljena plastika potuje skozi kanale, imenovane tekači, dokler ne doseže vrat-ozke omejitve, ki nadzoruje pretok v dejansko votlino dela. Polnjenje poteka hitro, običajno v nekaj sekundah. Plastika, ki se dotika hladnih sten kalupa, se takoj začne strjevati, medtem ko material v sredini še naprej teče. To ustvari zamrznjeno kožo, ki se z napredovanjem polnjenja zgosti. Če je hitrost vbrizgavanja napačna, se zaradi ujetega zraka pojavijo kratki sunki, tekoče linije ali sledi opeklin.

Ko se votlina napolni, stroj vzdržuje pritisk, da zapakira dodaten material, saj se plastika med ohlajanjem krči. Ta faza pakiranja se nadaljuje, dokler vrata ne zamrznejo in se zaprejo. Potem počakaš. Hlajenje običajno predstavlja 70–80 % celotnega časa cikla, ker plastika slabo prevaja toploto in dela ne morete izvržeti, dokler ni dovolj tog, da preživi brez deformacij. 30-sekundni cikel lahko vključuje 3 sekunde polnjenja in 25 sekund hlajenja.

Končno se kalup odpre, ejektorski zatiči potisnejo del ven, kalup se ponovno zapre in vse se ponovi. Časi ciklov segajo od manj kot 10 sekund za tanke preproste dele do nekaj minut za debele zapletene.

Kje težave pravzaprav živijo

Ko berem ta opis, se zdi, da stroj naredi vse. Naložite pelete, pritisnite gumbe, poberite dele. Nekatere operacije tečejo tako za preproste geometrije z odpuščajočimi materiali. Toda večina proizvodnje vključuje stalno pozornost spremenljivkam, ki medsebojno delujejo na načine, ki niso vedno intuitivni.

Zvišajte temperaturo taline in plastika lažje teče, kar pomaga zapolniti tanke dele. Toda višja temperatura pomeni daljše ohlajanje in tveganje za degradacijo materiala. Povečajte hitrost vbrizgavanja, da se napolni, preden zmrznjena koža postane predebela in lahko povzročite strižno segrevanje ali curek. Dodajte večji pritisk embalaže, da preprečite madeže na umivalniku, in zdaj se borite proti blisku, kjer se plastika stisne med polovice kalupa.

Znanstvena metodologija oblikovanja,-ki jo promovirajo ljudje, kot je John Bozzelli, in organizacije, kot je RJG Inc.-k temu pristopa sistematično z uporabo senzorjev tlaka v votlini in dokumentiranih poskusov, namesto prilagajanja-po poskusih in napakah. Disciplina resnično vpliva na doslednost proizvodnje.

Napake imajo več medsebojno povezanih vzrokov. Oznake umivalnika kažejo na nezadostno pakiranje v debele dele, vendar je za njihovo popravilo morda potrebna sprememba tlaka, časa, temperature in hlajenja hkrati. Zvitost se pogosto pojavi nekaj ur po izmetu, ko se notranje napetosti sprostijo-del je videti v redu, ko izstopi iz kalupa, nato pa se postopoma popači. Po podatkih Društva inženirjev plastike samo površinske napake predstavljajo skoraj 40 % zavrnitev pri brizganju v celotni-industriji.

Sama plesen

Stroški orodja prevladujejo nad ekonomičnostjo brizganja za majhne do srednje količine. Preprost aluminijast-kalup prototipa z eno votlino bi lahko stal 2000-5000 $. Proizvodni jekleni kalupi z več votlinami stanejo 25.000 $-100.000 $ ali bistveno več za kompleksne konfiguracije – Formlabs je objavil podatke, ki kažejo razpone do 100 $000+ za proizvodna orodja z več votlinami (formlabs.com).

Konstrukcija kalupa neposredno določa, kaj lahko proizvedete. Dve-ploščni dizajni obravnavajo večino standardnih delov. Trije-pločasti kalupi samodejno ločijo vodila od delov. Stranska dejanja in dvigala omogočajo podreze, ki se ne morejo sprostiti v običajni smeri-odpiranja kalupa. Sistemi z vročimi kanali odpravljajo odpadke, vendar povečujejo stroške in zapletenost vzdrževanja.

Lokacija vrat-kjer plastika vstopi v votlino-vpliva na videz in strukturno celovitost. Vrata puščajo sledi, zato morajo biti kozmetične površine skrite drugje. Postavitev vrat določa tudi vzorce toka, lokacije zvarnih linij in orientacijo vlaken v ojačanih materialih.

Postavitev hladilnega kanala znotraj kalupa neposredno vpliva na čas cikla. Kanali, ki so bližje površini votline, hitreje odvajajo toploto, vendar oslabijo jeklo. Večina modelov postavlja kanale 15-25 mm od površin votline kot kompromis. Konformno hlajenje, ki sledi konturam delov namesto ravnih izvrtanih lukenj, lahko znatno skrajša čase ciklov pri zapletenih geometrijah.