Enjeksiyon

Enjeksiyon kalıplama (enjeksiyon kalıplama ABD'de) bir kalıba malzeme enjekte ederek parça üretimi için bir üretim sürecidir. Enjeksiyon kalıplama, metaller (prosese döküm olarak adlandırılır), gözlükler, elastomerler, şekerlemeler ve en yaygın olarak termoplastik ve ısıyla sertleşen polimerler gibi bir dizi malzeme ile gerçekleştirilebilir. Parça için malzeme ısıtılmış bir varile beslenir, karıştırılır ve bir kalıp boşluğuna zorlanır, burada boşluğun konfigürasyonuna soğur ve sertleşir. Bir ürün tasarlandıktan sonra, genellikle endüstriyel bir tasarımcı veya mühendisKalıplar, genellikle çelik veya alüminyum olmak üzere metalden bir kalıpçı (veya alet üreticisi) tarafından yapılır ve istenen parçanın özelliklerini oluşturmak için hassas şekilde işlenir. Enjeksiyon kalıplama, en küçük bileşenlerden otomobillerin tüm gövde panellerine kadar çeşitli parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı düşük sıcaklıklı termoplastiklerin enjeksiyonla kalıplanması sırasında erimeyen fotopolimerlerin kullanıldığı 3D baskı teknolojisindeki gelişmeler, bazı basit enjeksiyon kalıpları için kullanılabilir.

Enjeksiyonla kalıplanacak parçalar, kalıplama işlemini kolaylaştırmak için çok dikkatli bir şekilde tasarlanmalıdır; parça için kullanılan malzeme, parçanın istenen şekli ve özellikleri, kalıbın malzemesi ve kalıplama makinesinin özellikleri dikkate alınmalıdır. Enjeksiyon kalıbının çok yönlülüğü, tasarımla ilgili dikkat edilecek noktalar ve olasılıklar sayesinde kolaylaştırılmıştır.

Uygulamalar

Enjeksiyon kalıplama, tel makaralar, ambalaj, şişe kapakları, otomotiv parçaları ve bileşenleri, Gameboys, cep tarakları, bazı müzik aletleri (ve parçaları), tek parça sandalyeler ve küçük masalar, saklama kapları, mekanik parçalar (dişliler dahil) ve günümüzde mevcut diğer birçok plastik ürün. Enjeksiyon kalıplama, plastik parçaların imalatında en yaygın modern yöntemdir; aynı nesnenin yüksek hacimlerini üretmek için idealdir.

Proses özellikleri

Enjeksiyon kalıplamada, erimeyi zorlamak için bir koç veya vidalı bir piston kullanılır plastik bir kalıp boşluğuna malzeme; bu, kalıbın dış hatlarına uyan bir şekle katılaşır. En yaygın olarak hem termoplastik hem de ısıyla sertleşen polimerleri işlemek için kullanılır, birincisinde kullanılan hacim oldukça yüksektir. Termoplastikler, geri dönüştürülme kolaylığı, çok yönlülüğü, çok çeşitli uygulamalarda kullanılmalarına izin verme gibi enjeksiyon kalıplama için son derece uygun kılan özellikleri nedeniyle yaygındır. ve ısıtma üzerine yumuşama ve akma yetenekleri. Termoplastikler ayrıca termosetler üzerinde bir güvenlik unsuruna sahiptir; Eğer ısıyla sertleşen bir polimer, enjeksiyon kovanından zamanında çıkarılmazsa, vida ve çek valflerin sıkışmasına ve potansiyel olarak enjeksiyon kalıplama makinesine zarar vermesine neden olan kimyasal çapraz bağlanma meydana gelebilir.

Enjeksiyon kalıplama, polimerin istenen şekle getirilmesini sağlayan bir kalıba hammaddenin yüksek basınçlı enjeksiyonundan oluşur. Kalıplar tek bir boşlukta veya çok sayıda boşlukta olabilir. Çoklu boşluklu kalıplarda, her boşluk aynı olabilir ve aynı parçaları oluşturabilir veya benzersiz olabilir ve tek bir döngü sırasında birden fazla farklı geometri oluşturabilir. Kalıplar genellikle takım çeliklerinden yapılır, ancak paslanmaz çelikler ve alüminyum kalıplar belirli uygulamalar için uygundur. Alüminyum kalıplar, düşük mekanik özelliklere sahip oldukları ve enjeksiyon ve kenetleme döngüleri sırasında aşınmaya, hasara ve deformasyona daha yatkın olduklarından, tipik olarak yüksek hacimli üretim veya dar boyut toleranslı parçalar için uygun değildir; bununla birlikte, alüminyum kalıplar, kalıp üretim maliyetleri ve süresi önemli ölçüde azaltıldığından, düşük hacimli uygulamalarda uygun maliyetlidir. Pek çok çelik kalıp, kullanım ömrü boyunca bir milyondan fazla parçayı işleyecek şekilde tasarlanmıştır ve imalatı yüz binlerce dolara mal olabilir.

Ne zaman termoplastikler tipik olarak pelet haline getirilmiş hammadde, ileri geri hareket eden bir vida ile ısıtılmış bir varile bir besleme hunisinden beslenir. Namluya girdikten sonra sıcaklık artar ve daha yüksek termal enerji durumlarında moleküller arasındaki artan boşluğun bir sonucu olarak ayrı zincirlerin nispi akışına direnen Van der Waals kuvvetleri zayıflar. Bu işlem viskozitesini düşürerek polimerin enjeksiyon ünitesinin itici kuvveti ile akmasını sağlar. Vida, hammaddeyi ileri götürür, polimerin termal ve viskoz dağılımlarını karıştırır ve homojenleştirir ve malzemeyi mekanik olarak keserek ve polimere önemli miktarda sürtünmeli ısıtma ekleyerek gerekli ısıtma süresini azaltır. Materyal, bir çek valf aracılığıyla ileri doğru beslenir ve vidanın önünde, bir hacim olarak bilinen bir hacimde toplanır. atış. Atış, kalıp boşluğunu doldurmak, büzülmeyi telafi etmek ve bir tampon sağlamak için (namluda kalan ve vidanın dibinden dışarı çıkmasını önleyen toplam atış hacminin yaklaşık% 10'u) basıncı aktarmak için kullanılan malzeme hacmidir. vidadan kalıp boşluğuna. Yeterli malzeme toplandığında, malzeme yüksek basınçta ve hızda boşluğu oluşturan parçaya zorlanır. Basınçtaki ani artışları önlemek için, işlem normalde vidanın sabit bir hızdan sabit bir basınç kontrolüne geçtiği% 95-98 oranında dolu boşluğa karşılık gelen bir transfer konumu kullanır. Genellikle enjeksiyon süreleri 1 saniyenin çok altındadır. Vida transfer konumuna ulaştığında, kalıp doldurmayı tamamlayan ve diğer birçok malzemeye göre termoplastikler için oldukça yüksek olan termal büzülmeyi telafi eden paketleme basıncı uygulanır. Salmastra basıncı, kapı (boşluk girişi) katılaşana kadar uygulanır. Küçük boyutu nedeniyle, normalde tüm kalınlığı boyunca katılaşan ilk yer kapıdır. Kapı katılaştığında, boşluğa daha fazla malzeme giremez; buna göre, kalıp içindeki malzeme, çıkarılabilmesi ve boyutsal olarak kararlı olabilmesi için soğurken, vida ileri geri hareket eder ve bir sonraki döngü için malzeme alır. Bu soğutma süresi, harici bir sıcaklık kontrol cihazından su veya yağ dolaştıran soğutma hatlarının kullanılmasıyla önemli ölçüde azaltılır. Gerekli sıcaklığa ulaşıldıktan sonra, kalıp açılır ve bir dizi pim, kılıf, sıyırıcı, vb., Ürünün kalıptan çıkarılması için ileri sürülür. Daha sonra kalıp kapanır ve işlem tekrarlanır.

Termosetler için, varile tipik olarak iki farklı kimyasal bileşen enjekte edilir. Bu bileşenler hemen malzemeyi tek bir bağlı molekül ağına çaprazlayan geri dönüşümsüz kimyasal reaksiyonlara başlar. Kimyasal reaksiyon meydana geldiğinde, iki sıvı bileşen kalıcı olarak viskoelastik bir katı haline dönüşür. Enjeksiyon haznesinde ve vidada katılaşma sorunlu olabilir ve mali sonuçları olabilir; bu nedenle, tambur içinde ısıyla sertleşmeyi en aza indirmek hayati önem taşır. Bu tipik olarak, kimyasal öncüllerin kalış süresinin ve sıcaklığının enjeksiyon ünitesinde en aza indirildiği anlamına gelir. Kalma süresi, namlunun hacim kapasitesinin en aza indirilmesi ve döngü sürelerinin en üst düzeye çıkarılmasıyla azaltılabilir. Bu faktörler, reaksiyona giren kimyasalları termal olarak izole edilmiş bir sıcak kalıba enjekte eden, kimyasal reaksiyonların oranını artıran ve katılaştırılmış bir termoset bileşeni elde etmek için gereken daha kısa süre ile sonuçlanan termal olarak izole edilmiş, soğuk enjeksiyon ünitesinin kullanılmasına yol açmıştır. Parça katılaştıktan sonra, enjeksiyon sistemini ve kimyasal öncülleri izole etmek için valfler kapatılır ve kalıp, kalıplanmış parçaları çıkarmak için açılır. Daha sonra kalıp kapanır ve işlem tekrarlanır.

Önceden kalıplanmış veya işlenmiş bileşenler kalıp açıkken boşluğa sokulabilir, böylece bir sonraki döngüde enjekte edilen malzeme bunların etrafında oluşmasına ve katılaşmasına izin verir. Bu işlem şu şekilde bilinir: Kesici uç kalıplama ve tek parçaların birden fazla malzeme içermesine izin verir. Bu işlem genellikle, çıkıntılı metal vidalarla plastik parçalar oluşturmak için kullanılır ve böylece tekrar tekrar sabitlenip açılabilir. Bu teknik Kalıp İçi etiketleme için de kullanılabilir ve kalıplı plastik kaplara film kapakları da eklenebilir.

Son kısımda genellikle bir ayırma çizgisi, kanal, kapı işaretleri ve ejektör pimi işaretleri bulunur. Bu özelliklerin hiçbiri tipik olarak istenmez, ancak işlemin doğası gereği kaçınılmazdır. Kapı izleri, eriyik dağıtım kanallarını (yolluk ve yolluk) boşluğu oluşturan parçaya birleştiren kapıda oluşur. Ayırma çizgisi ve ejektör pimi işaretleri, çok küçük yanlış hizalamalardan, aşınmalardan, gaz halindeki deliklerden, nispi hareketteki bitişik parçalar için açıklıklardan ve / veya enjekte edilen polimerle temas eden eşleşen yüzeylerin boyutsal farklılıklarından kaynaklanır. Boyutsal farklılıklar, enjeksiyon sırasında tekdüze olmayan, basınçtan kaynaklanan deformasyona, işleme toleranslarına ve işlemin enjeksiyon, paketleme, soğutma ve ejeksiyon aşamalarında hızlı döngü yaşayan kalıp bileşenlerinin tek tip olmayan termal genleşme ve büzülmesine bağlanabilir. . Kalıp bileşenleri genellikle çeşitli termal genleşme katsayılarına sahip malzemelerle tasarlanır. Tasarım, üretim, işleme ve kalite izleme maliyetlerinde astronomik artışlar olmaksızın bu faktörler aynı anda hesaba katılamaz. Usta kalıp ve parça tasarımcısı, mümkünse bu estetik zararları gizli alanlarda konumlandıracaktır.

Tarihçe

Amerikalı mucit John Wesley Hyatt, kardeşi Isaiah Hyatt ile birlikte 1872'de ilk enjeksiyon kalıplama makinesinin patentini aldı. Bu makine, günümüzde kullanılan makinelere kıyasla nispeten basitti: ısıtılmış bir plastiği enjekte etmek için bir piston kullanan büyük bir hipodermik iğne gibi çalıştı. bir kalıba silindir. Endüstri yıllar içinde yavaş ilerledi ve yaka askıları, düğmeler ve saç tarakları gibi ürünler üretti.

Alman kimyagerler Arthur Eichengrün ve Theodore Becker, 1903 yılında selüloz nitrattan çok daha az yanıcı olan ilk çözünür selüloz asetat formlarını icat ettiler. Sonunda kolayca enjeksiyonla kalıplandığı bir toz formunda mevcut hale getirildi. Arthur Eichengrün ilk enjeksiyon kalıplama presini 1919'da geliştirdi. 1939'da Arthur Eichengrün plastikleştirilmiş selüloz asetatın enjeksiyon dökümünü patentledi.

Endüstri 1940'larda hızla genişledi çünkü II.Dünya Savaşı ucuz, seri üretilen ürünler için büyük bir talep yarattı. 1946'da Amerikalı mucit James Watson Hendry, enjeksiyon hızı ve üretilen ürünlerin kalitesi üzerinde çok daha hassas bir kontrol sağlayan ilk vidalı enjeksiyon makinesini üretti. Bu makine ayrıca enjeksiyondan önce malzemenin karıştırılmasına izin verdi, böylece bakire malzemeye renkli veya geri dönüştürülmüş plastik ilave edilebilir ve enjekte edilmeden önce iyice karıştırılabilir. Günümüzde vida enjeksiyon makineleri tüm enjeksiyon makinelerinin büyük çoğunluğunu oluşturmaktadır. 1970'lerde Hendry, hızla soğuyan karmaşık, içi boş ürünlerin üretimine izin veren ilk gaz destekli enjeksiyon kalıplama sürecini geliştirdi. Bu, tasarım süresini, maliyeti, ağırlığı ve israfı azaltırken tasarım esnekliğinin yanı sıra üretilen parçaların mukavemetini ve son halini de geliştirdi.

Plastik enjeksiyon kalıplama endüstrisi yıllar içinde, tarak ve düğmelerden otomotiv, medikal, havacılık, tüketici ürünleri, oyuncaklar, sıhhi tesisat, ambalaj ve inşaat gibi birçok endüstri için geniş bir ürün yelpazesi üretmeye kadar gelişmiştir.

İşlem için en uygun polimer örnekleri

Tüm termoplastikler, bazı termosetler ve bazı elastomerler dahil olmak üzere, bazen reçineler olarak anılan çoğu polimer kullanılabilir. 1995'ten beri, enjeksiyon kalıplama için mevcut toplam malzeme sayısı yılda 750 oranında artmıştır; bu trend başladığında yaklaşık 18,000 malzeme mevcuttu. Mevcut malzemeler arasında önceden geliştirilmiş malzemelerin alaşımları veya karışımları bulunur, bu nedenle ürün tasarımcıları geniş bir seçimden en iyi özelliklere sahip olan malzemeyi seçebilir. Bir malzemenin seçimi için ana kriterler, nihai parça için gereken mukavemet ve fonksiyonun yanı sıra maliyettir, ancak her malzemenin kalıplama için dikkate alınması gereken farklı parametreleri vardır. Epoksi ve fenolik gibi yaygın polimerler, ısıyla sertleşen plastiklerin örnekleridir; naylon, polietilen ve polistiren ise termoplastiktir. Nispeten yakın zamana kadar, plastik yaylar mümkün değildi, ancak polimer özelliklerindeki gelişmeler onları şimdi oldukça pratik hale getiriyor. Uygulamalar, dış mekan ekipman dokumasını sabitlemek ve ayırmak için tokaları içerir.

Ekipman

Enjeksiyon kalıplama makineleri, bir malzeme hunisi, bir enjeksiyon koçu veya vidalı tip piston ve bir ısıtma ünitesinden oluşur. Pres olarak da bilinir, bileşenlerin şekillendirildiği kalıpları tutarlar. Presler, makinenin uygulayabileceği sıkma kuvveti miktarını ifade eden tonaj ile derecelendirilir. Bu kuvvet, enjeksiyon işlemi sırasında kalıbı kapalı tutar. Tonaj, 5 tonun altından 9,000 tonun üzerine kadar değişebilir, daha yüksek rakamlar nispeten az sayıda imalat işleminde kullanılır. İhtiyaç duyulan toplam kelepçe kuvveti, kalıplanacak parçanın öngörülen alanına göre belirlenir. Bu öngörülen alan, öngörülen alanların her santimetrekaresi için 1.8 ila 7.2 tonluk bir kenetleme kuvveti ile çarpılır. Genel bir kural olarak, 4 veya 5 ton / inç² çoğu ürün için kullanılabilir. Plastik malzeme çok sertse kalıbı doldurmak için daha fazla enjeksiyon basıncı ve dolayısıyla kalıbı kapalı tutmak için daha fazla kelepçe tonajı gerekecektir. Gerekli kuvvet, kullanılan malzeme ve parçanın boyutuna göre de belirlenebilir; daha büyük parçalar daha yüksek sıkıştırma kuvveti gerektirir.

kalıp

kalıp or ölmek kalıplamada plastik parçalar üretmek için kullanılan aleti tanımlamak için kullanılan yaygın terimlerdir.

Kalıpların üretimi pahalı olduğundan, genellikle yalnızca binlerce parçanın üretildiği seri üretimde kullanılırlar. Tipik kalıplar, sertleştirilmiş çelik, önceden sertleştirilmiş çelik, alüminyum ve / veya berilyum-bakır alaşımından yapılır. Bir kalıbın yapılacağı malzeme seçimi, öncelikle ekonomiden biridir; genel olarak, çelik kalıpların yapımı daha pahalıdır, ancak daha uzun ömürleri, aşınmadan önce yapılan daha fazla sayıda parçaya göre yüksek başlangıç ​​maliyetini karşılayacaktır. Ön sertleştirilmiş çelik kalıplar aşınmaya daha az dayanıklıdır ve daha düşük hacim gereksinimleri veya daha büyük bileşenler için kullanılır; Rockwell-C ölçeğinde tipik çelik sertlikleri 38-45'tir. Sertleştirilmiş çelik kalıplar, işlendikten sonra ısıl işleme tabi tutulur; bunlar aşınma direnci ve kullanım ömrü açısından çok daha üstündür. Tipik sertlik aralıkları 50 ile 60 Rockwell-C (HRC) arasındadır. Alüminyum kalıplar önemli ölçüde daha düşük maliyetli olabilir ve modern bilgisayarlı ekipmanla tasarlandığında ve işlendiğinde onlarca, hatta yüzbinlerce parçayı kalıplamak için ekonomik olabilir. Berilyum bakır, kalıbın hızlı ısı giderme gerektiren alanlarında veya üretilen en fazla kesme ısısını gören alanlarda kullanılır. Kalıplar, CNC ile işleme veya elektrik deşarjı işleme işlemleri kullanılarak üretilebilir.

Kalıp tasarımı

Kalıp, enjeksiyon kalıbı (A plakası) ve ejektör kalıbı (B plakası) olmak üzere iki ana bileşenden oluşur. Bu bileşenlere ayrıca kalıpçı ve kalıpçı. Plastik reçine kalıba bir tropik bir hastalık or kapı enjeksiyon kalıbında; ladin burcu, kalıplama makinesinin enjeksiyon haznesinin nozülüne sıkıca sızdırmaz hale getirmek ve erimiş plastiğin namludan kalıba akmasını sağlamaktır. oyuk. Yolluk kovanı, erimiş plastiği A ve B plakalarının yüzlerine işlenen kanallar aracılığıyla boşluk görüntülerine yönlendirir. Bu kanallar, plastiğin üzerlerinde ilerlemesine izin verir, bu nedenle bunlarakoşucular. Erimiş plastik, koşucu boyunca akar ve istenen parçayı oluşturmak için bir veya daha fazla özel kapıya ve boşluk geometrisine girer.

Bir kalıbın yolluk, yolluk ve boşluklarını doldurmak için gereken reçine miktarı bir "atış" içerir. Kalıptaki sıkışmış hava, kalıbın ayırma hattına topraklanmış hava deliklerinden veya onları tutan deliklerden biraz daha küçük olan ejektör pimleri ve kızakların etrafından kaçabilir. Hapsedilen havanın kaçmasına izin verilmezse, gelen malzemenin basıncı ile sıkıştırılarak boşluğun köşelerine sıkıştırılır, burada dolmayı engeller ve başka kusurlara da neden olabilir. Hava, çevreleyen plastik malzemeyi tutuşturacak ve yakacak kadar sıkıştırılabilir.

Kalıp parçasının kalıptan çıkarılmasına izin vermek için, kalıp parçaları kalıp açıldığında bu gibi çıkıntılar arasında hareket etmek üzere tasarlanmadığı sürece (Lifters adı verilen bileşenler kullanılarak) kalıp özellikleri kalıbın açıldığı yönde birbirinden sarkmamalıdır. ).

Çekme yönüne paralel görünen parçanın kenarları (özlü konumun (delik) veya kesici ucun ekseni, kalıbın açılıp kapanırken yukarı ve aşağı hareketine paraleldir) parçanın kalıptan çıkarılmasını kolaylaştırmak için tipik olarak hafif açılıdır, buna taslak denir. Yetersiz taslak deformasyona veya hasara neden olabilir. Kalıbın serbest bırakılması için gereken taslak, öncelikle boşluğun derinliğine bağlıdır: kavite ne kadar derinse, o kadar fazla taslak gerekir. Gerekli taslak belirlenirken büzülme de dikkate alınmalıdır. Eğer cilt çok ince ise, o zaman kalıplanmış kısım soğurken oluşan çekirdekler üzerine büzülme ve bu çekirdeklere tutunma eğiliminde olacaktır veya boşluk çekildiğinde parça bükülebilir, bükülebilir, kabarabilir veya çatlayabilir.

Bir kalıp genellikle, kalıplanmış parça açıldığında kalıbın ejektör (B) tarafında güvenilir bir şekilde kalacak şekilde tasarlanır ve yolluk ve oluğu parçalarla birlikte (A) tarafının dışına çeker. Parça, (B) tarafından çıkarıldığında serbestçe düşer. Denizaltı veya kalıp kapıları olarak da bilinen tünel kapıları, ayırma çizgisinin veya kalıp yüzeyinin altında bulunur. Ayırma hattında kalıbın yüzeyine bir açıklık işlenir. Kalıplanan parça, kalıptan çıkarıldığında yolluk sisteminden kesilir (kalıp tarafından). Nakavt pimleri olarak da bilinen ejektör pimleri, kalıbın yarısına (genellikle ejektör yarısı) yerleştirilen ve bitmiş kalıplanmış ürünü veya yolluk sistemini kalıptan çıkaran dairesel pimlerdir. Ürünün pimler, manşonlar, sıyırıcılar vb. Kullanılarak çıkarılması, istenmeyen baskılara veya bozulmalara neden olabilir, bu nedenle kalıbı tasarlarken dikkatli olunmalıdır.

Standart soğutma yöntemi, bir soğutucu sıvıyı (genellikle su) kalıp plakalarından delinmiş ve sürekli bir yol oluşturmak için hortumlarla bağlanmış bir dizi delikten geçirmektir. Soğutma sıvısı kalıptan ısıyı emer (sıcak plastikten ısıyı emer) ve plastiği en verimli oranda katılaştırmak için kalıbı uygun bir sıcaklıkta tutar.

Bakım ve hava tahliyesini kolaylaştırmak için boşluklar ve maçalar, uçlarve alt montajlar da denir uçlar, bloklarya da kovalamaca blokları. Değiştirilebilir eklerin ikame edilmesiyle, bir kalıp aynı parçanın birkaç varyasyonunu yapabilir.

Daha karmaşık kalıplar kullanılarak daha karmaşık parçalar oluşturulur. Bunlar, sarkan kısım özellikleri oluşturmak için, çekme yönüne dik bir boşluğa hareket eden slayt adı verilen bölümlere sahip olabilir. Kalıp açıldığında, slaytlar sabit kalıp yarısında sabit "açılı pimler" kullanılarak plastik parçadan çekilir. Bu pimler slaytlarda bir yuvaya girer ve kalıbın hareketli yarısı açıldığında slaytların geriye doğru hareket etmesine neden olur. Parça daha sonra çıkarılır ve kalıp kapanır. Kalıbın kapanma hareketi, lamların açı pimleri boyunca ilerlemesine neden olur.

Bazı kalıplar, ilk kalıp etrafında yeni bir plastik tabakanın oluşması için önceden kalıplanmış parçaların tekrar yerleştirilmesine izin verir. Bu genellikle aşırı kalıplama olarak adlandırılır. Bu sistem tek parça lastik ve jant üretimine izin verebilir.

İki vuruşlu veya çok vuruşlu kalıplar, tek bir kalıplama döngüsü içinde "üst kalıplama" yapacak şekilde tasarlanmıştır ve iki veya daha fazla enjeksiyon üniteli özel plastik enjeksiyon makinelerinde işlenmelidir. Bu işlem aslında iki kez gerçekleştirilen bir enjeksiyon kalıplama işlemidir ve bu nedenle çok daha küçük bir hata payına sahiptir. İlk adımda, temel renk malzemesi, ikinci atış için boşluklar içeren temel bir şekle kalıplanır. Daha sonra farklı bir renk olan ikinci malzeme bu boşluklara enjeksiyonla kalıplanır. Örneğin, bu işlemle yapılan basma düğmeleri ve tuşlar, aşınmayan ve yoğun kullanımda okunaklı kalan işaretlere sahiptir.

Bir kalıp, tek bir "çekimde" aynı parçaların birkaç kopyasını üretebilir. Bu parçanın kalıbındaki "baskı" sayısı genellikle yanlış bir şekilde kavitasyon olarak adlandırılır. Tek izlenime sahip bir alet genellikle tek bir baskı (boşluk) kalıbı olarak adlandırılır. Aynı parçalardan 2 veya daha fazla boşluğa sahip bir kalıba çok sayıda baskı (boşluk) kalıbı denir. Bazı son derece yüksek üretim hacimli kalıplar (şişe kapakları için olanlar gibi) 128'den fazla boşluğa sahip olabilir.

Bazı durumlarda, birden fazla boşluklu takım aynı alette bir dizi farklı parça kalıplayacaktır. Bazı araç üreticileri bu parçalar aile kalıpları olarak adlandırılır ve tüm parçalar birbiriyle ilişkilidir. Örnekler arasında plastik model kitleri sayılabilir.

Kalıp saklama

Üreticiler, yüksek ortalama maliyetleri nedeniyle özel kalıpları korumak için büyük çaba harcıyorlar. Her özel kalıp için mümkün olan en uzun ömrü sağlamak için mükemmel sıcaklık ve nem seviyesi korunur. Kauçuk enjeksiyon kalıplamada kullanılanlar gibi özel kalıplar, bükülmeyi önlemek için sıcaklık ve nem kontrollü ortamlarda saklanır.

Alet malzemeleri

Takım çeliği sıklıkla kullanılır. Yumuşak çelik, alüminyum, nikel veya epoksi yalnızca prototip veya çok kısa üretim çalışmaları için uygundur. Uygun kalıp tasarımına sahip modern sert alüminyum (7075 ve 2024 alaşımları), uygun kalıp bakımı ile 100,000 veya daha fazla parça ömrü olan kalıpları kolayca yapabilir.

İşleme

Kalıplar iki ana yöntemle üretilir: standart işleme ve EDM. Standart işleme, geleneksel haliyle, tarihsel olarak enjeksiyon kalıpları oluşturma yöntemi olmuştur. Teknolojik gelişmeyle CNC işleme, geleneksel yöntemlerden daha kısa sürede daha doğru kalıp detayları ile daha karmaşık kalıplar yapmanın baskın aracı haline geldi.

Elektriksel deşarj işlemesi (EDM) veya kıvılcım erozyon süreci kalıp yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. İşlemesi, işlenmesi zor olan şekillerin oluşturulmasına izin vermenin yanı sıra, önceden sertleştirilmiş kalıpların şekillendirilmesine izin verir, böylece ısıl işlem gerekmez. Geleneksel delme ve frezeleme ile sertleştirilmiş bir kalıpta yapılan değişiklikler normalde kalıbı yumuşatmak için tavlama ve ardından tekrar sertleştirmek için ısıl işlem gerektirir. EDM, genellikle bakır veya grafitten yapılmış şekilli bir elektrodun parafin yağı (kerosen) içine daldırılmış olan kalıp yüzeyine (uzun saatler boyunca) çok yavaşça indirildiği basit bir işlemdir. Takım ve kalıp arasına uygulanan bir voltaj, kalıp yüzeyinin elektrotun ters şeklinde kıvılcım aşınmasına neden olur.

Ücret

Bir kalıba dahil edilen boşlukların sayısı kalıplama maliyetleri ile doğrudan ilişkili olacaktır. Daha az boşluk çok daha az takım çalışması gerektirir, bu nedenle boşlukların sayısını sırayla sınırlamak, bir enjeksiyon kalıbı oluşturmak için başlangıç ​​üretim maliyetlerinin düşmesine neden olur.

Boşluk sayısı kalıplama maliyetlerinde hayati bir rol oynadığından, parçanın tasarımının karmaşıklığı da öyle. Karmaşıklık, yüzey bitirme, tolerans gereksinimleri, iç veya dış dişler, ince detaylandırma veya dahil edilebilecek alttan kesme sayısı gibi birçok faktöre dahil edilebilir.

Alttan kesmeler veya ek takımlamaya neden olan herhangi bir özellik gibi ek ayrıntılar kalıp maliyetini artıracaktır. Çekirdeğin yüzey kalitesi ve kalıp boşluğu maliyeti daha da etkileyecektir.

Kauçuk enjeksiyon kalıplama işlemi, yüksek verimli bir ürün üretir ve bu da onu en verimli ve uygun maliyetli kalıplama yöntemi haline getirir. Hassas sıcaklık kontrolü içeren tutarlı vulkanizasyon işlemleri tüm atık malzemeleri önemli ölçüde azaltır.

Enjeksiyon süreci

Enjeksiyon kalıplama ile granül plastik, bir besleme hunisinden bir basınçlı koç ile ısıtılmış bir kovan içine beslenir. Granüller vida tipi bir piston tarafından yavaşça ileriye doğru hareket ettikçe, plastik, eritildiği ısıtılmış bir hazneye zorlanır. Piston ilerledikçe, erimiş plastik kalıba yaslanan bir nozuldan zorlanır ve kalıp boşluğuna bir kapı ve ray sisteminden girmesine izin verir. Kalıp soğuk kalır, böylece kalıp doldurulur doldurulmaz plastik katılaşır.

Enjeksiyon kalıplama çevrimi

Plastik bir parçanın enjeksiyon kalıbı sırasındaki olayların sırasına enjeksiyon kalıplama çevrimi denir. Döngü kalıp kapandığında başlar, ardından polimerin kalıp boşluğuna enjeksiyonu yapılır. Boşluk doldurulduktan sonra, malzeme büzülmesini telafi etmek için bir tutma basıncı korunur. Bir sonraki adımda, vida döner ve bir sonraki çekimi ön vidayla besler. Bu, bir sonraki atış hazırlanırken vidanın geri çekilmesine neden olur. Parça yeterince soğuduktan sonra kalıp açılır ve parça çıkarılır.

Bilimsel ve geleneksel kalıplama

Geleneksel olarak, kalıplama işleminin enjeksiyon kısmı boşluğu doldurmak ve paketlemek için sabit bir basınçta yapılırdı. Bununla birlikte, bu yöntem, boyutlarda döngüden döngüye büyük bir varyasyona izin verdi. Şimdi daha yaygın olarak kullanılan, RJG Inc.'in öncülüğünü yaptığı bir yöntem olan bilimsel veya ayrıştırılmış kalıplamadır. Bunda, plastiğin enjeksiyonu, parça boyutlarının daha iyi kontrolüne ve döngüden döngüye daha fazla izin vermek için aşamalara "ayrıştırılır". -sektörde atış) tutarlılık. İlk olarak boşluk, hız (hız) kontrolü kullanılarak yaklaşık% 98 dolana kadar doldurulur. Basıncın istenen hıza izin verecek kadar yeterli olması gerekmesine rağmen, bu aşamada basınç sınırlamaları istenmemektedir. Boşluk% 98 dolduğunda, makine hız kontrolünden basınç kontrolüne geçer, burada boşluk sabit bir basınçta "paketlenir" ve burada istenen basınçlara ulaşmak için yeterli hız gereklidir. Bu, parça boyutlarının bir inçin binde biri veya daha iyisi içinde kontrol edilmesini sağlar.

Farklı enjeksiyon kalıplama işlemleri

Enjeksiyonla kalıplama işlemlerinin çoğu, yukarıdaki geleneksel işlem açıklaması ile kapsanmasına rağmen, bunlarla sınırlı olmamak üzere aşağıdakileri içeren birkaç önemli kalıplama varyasyonu vardır:

• döküm
• Metal enjeksiyon kalıplama
• İnce duvarlı enjeksiyon kalıplama
• Sıvı silikon kauçuk enjeksiyon kalıpları

Enjeksiyon kalıplama işlemlerinin daha kapsamlı bir listesi burada bulunabilir:

İşlem sorunlarını giderme

Tüm endüstriyel işlemler gibi, enjeksiyon kalıplama da hatalı parçalar üretebilir. Enjeksiyon kalıplama alanında sorun giderme, genellikle kusurlu parçaların belirli kusurlar için incelenmesi ve bu kusurların kalıbın tasarımı veya sürecin özellikleri ile ele alınmasıyla gerçekleştirilir. Denemeler genellikle, kusurları tahmin etmek ve enjeksiyon işleminde kullanılacak uygun spesifikasyonları belirlemek için tam üretim yapılmadan önce gerçekleştirilir.

Yeni veya alışılmadık bir kalıbı ilk kez doldururken, bu kalıp için atış boyutu bilinmediğinde, bir teknisyen / takım dizici tam bir üretim çalışmasından önce bir deneme çalıştırması gerçekleştirebilir. Küçük bir atış ağırlığı ile başlar ve kalıbın% 95 ila% 99'u dolu olana kadar kademeli olarak doldurur. Bu elde edildiğinde, küçük bir miktar tutma basıncı uygulanacak ve tutma süresi, kapı donması (katılaşma süresi) oluşana kadar artırılacaktır. Kapı donma süresi, bekleme süresi artırılarak ve ardından parça tartılarak belirlenebilir. Parçanın ağırlığı değişmediğinde, kapının donduğu ve parçaya daha fazla malzeme enjekte edilmediği bilinmektedir. Kapının katılaşma süresi, üretim sürecinin ekonomisinde kendisi de önemli bir konu olan döngü süresini ve ürünün kalitesini ve tutarlılığını belirlediği için önemlidir. Tutma basıncı, parçalarda lavabo kalmayıncaya ve parça ağırlığına ulaşılıncaya kadar arttırılır.

Kalıp hataları

Enjeksiyon kalıplama, olası üretim sorunları olan karmaşık bir teknolojidir. Bunlar kalıplardaki kusurlardan veya daha sıklıkla kalıplama işleminin kendisinden kaynaklanabilir.

Endüstriyel BT taraması gibi yöntemler, bu kusurların hem harici hem de dahili olarak bulunmasına yardımcı olabilir.

Tolerans

Kalıplama toleransı, boyutlar, ağırlıklar, şekiller veya açılar vb. Gibi parametrelerdeki sapma için belirlenmiş bir tahsisattır. Toleransların ayarlanmasındaki kontrolü en üst düzeye çıkarmak için kullanılan işleme bağlı olarak genellikle kalınlık üzerinde minimum ve maksimum bir sınır vardır. Enjeksiyon kalıplama tipik olarak yaklaşık 9-14 IT Sınıfına eşdeğer toleranslara sahiptir. Bir termoplastik veya termoset için olası tolerans ± 0.200 ila ± 0.500 milimetredir. Özel uygulamalarda seri üretimde hem çaplarda hem de doğrusal özelliklerde ± 5 µm kadar düşük toleranslar elde edilir. 0.0500 ila 0.1000 µm veya daha iyi yüzey cilaları elde edilebilir. Pürüzlü veya çakıllı yüzeyler de mümkündür.

Güç gereksinimleri

Bu enjeksiyon kalıplama işlemi için gereken güç birçok şeye bağlıdır ve kullanılan malzemeler arasında değişir. Üretim Süreçleri Başvuru Kılavuzu güç gereksinimlerinin "bir malzemenin özgül ağırlığına, erime noktasına, termal iletkenliğine, parça boyutuna ve kalıplama hızına" bağlı olduğunu belirtir. Aşağıda, en sık kullanılan malzemeler için gereken güçle ilgili özellikleri en iyi şekilde gösteren, daha önce bahsedilenle aynı referansın 243. sayfasından bir tablo bulunmaktadır.

Robotik kalıplama

Otomasyon, daha küçük parçaların boyutunun, bir mobil denetim sisteminin birden çok parçayı daha hızlı incelemesine izin verdiği anlamına gelir. Muayene sistemlerini otomatik cihazlara monte etmenin yanı sıra, çok eksenli robotlar parçaları kalıptan çıkarabilir ve daha sonraki işlemler için konumlandırabilir.

Belirli durumlar, parçalar oluşturulduktan hemen sonra parçaların kalıptan çıkarılmasını ve makine görme sistemlerinin uygulanmasını içerir. Bir robot, parçayı kalıptan çıkarmak için ejektör pimleri uzatıldıktan sonra parçayı kavrar. Daha sonra, bunları bir bekletme yerine veya doğrudan bir denetim sistemine taşır. Seçim, ürünün türüne ve ayrıca üretim ekipmanının genel düzenine bağlıdır. Robotlara monte edilen görüş sistemleri, kalıplanmış parçalar için kalite kontrolünü büyük ölçüde geliştirmiştir. Mobil bir robot, metal bileşenin yerleştirme doğruluğunu daha kesin bir şekilde belirleyebilir ve bir insanın yapabileceğinden daha hızlı kontrol edebilir.

Galeri