Две различни пластмасови смоли се формоват заедно в един цикъл на обработка по време на процеса на двойно шприцоване, известен също като dual shot, double shot, multi shot и overmolding.
Авангардна производствена техника, наречена двойно шприцване, известна още като двуматериално, двушотово формоване или дву-K формоване, се използва за създаване на сложни формовани части от два различни материала.
По време на двукомпонентното шприцване, ние внимателно контролираме инжектирането на множество материали, включително два различни вида смола, в една единствена многокамерна форма, използвайки високоспециализирана и автоматизирана техника.
Процес на двукратно формоване
Машина за шприцване се използва в процеса на двукомпонентно формоване, при който два материала се „връзко формоват“ в един цикъл на формоване. Количеството материал, инжектирано в кухината на формовката, се нарича „впръскване“.
При двушприцово шприцоване се отлива първа секция и след като тя е завършена, се шприцова втора част, за да се създаде последната част на отливката. И двете части трябва да са сравними (химически), за да бъде процесът на двушприцово шприцоване успешен и да се осъществи свързването.
Детайл, изработен от твърд материал, може да се съедини с детайл, изработен от мек материал, чрез двукомпонентно шприцване. При двукухинна матрица процедурата комбинира шприцването на два компонента. Това може значително да подобри привлекателността на продукта по отношение на усещане, цвят и др. Съществуват много различни възможности за дизайн с двукомпонентното шприцване.
Техниката за двукомпонентно шприцване е разделена на две стъпки. Първата включва инжектиране на смола в матрица, която след това се охлажда, за да се създаде твърд обект, подобно на традиционното шприцване.
Новоформованият обект се транспортира до втора матрица във втория етап с помощта на въртяща се плоча или роботизирана ръка. В зависимост от дизайна, новоформованият детайл получава второ инжектиране на смола в, през или около специфични области на първата матрица.
След образуването на молекулярна връзка между двете пластмасови смоли, многослойно формованият обект се охлажда и изхвърля.
Въпреки че процедурата е лесна за разбиране, овладяването ѝ е предизвикателство. Дори най-малките грешки могат да доведат до значителни финансови загуби поради високите нива на техническа компетентност и внимание към детайлите, които се изискват, особено при условия на голямо производство.
Ето защо е важно да изберете доставчик с изключителни умения. Отличните системи за оценка на качеството на доставчиците са установили процеси, които предотвратяват увеличаването на капацитета от внезапни изтичания, поточни линии, недостиг на продукти и резервни планове, тъй като вашата компания и вашите нужди от разширяване на двушприцовото формоване са всичко, което трябва да търсите.
Този процес прави двукомпонентното формоване идеално за ключове, бутони, четки за зъби и капачки за контейнери.
Приложения на двушоково формоване
За сложни, многоцветни и многоматериални пластмасови изделия, особено при производство с голям обем, двукомпонентното шприцване е най-добрата техника за шприцване на пластмаси.
Освен това, процесът на двушприцово формоване се прилага в автомобилния сектор за производството на широка гама от продукти и части. Други артикули, произведени с помощта на двушприцовия процес, включват градински инструменти и селскостопанско оборудване.
Двушприцваните части се използват в почти всяка индустрия, от потребителски стоки до строителство, но най-често се използват в ситуации, изискващи следното:
- части или компоненти, които могат да се движат
- твърди повърхности с гъвкави дръжки
- или акустично затихване, или вибрации
- повърхностни обяснения или отъждествявания
- компоненти с няколко материала или цвята
В идеалния случай процесът на двукомпонентно шприцване се използва за сложни части, които имат множество компоненти.
Предимства на процеса на двушоково формоване
Пластмасовите полимери се използват в редица производствени процеси, като екструдиране, компресионно термореактивно формоване и двушприцване. Въпреки че всеки от тях е осъществим производствен метод, много производители на пластмаси използват този метод поради няколко предимства.
За да се създаде първият сегмент от продукта, един материал първо се инжектира в матрица. След това се извършва второ инжектиране на вторичен материал, съвместим с първия. Има няколко причини, поради които много фирми избират да произвеждат пластмаси или полимери по този начин.
Ето някои предимства на процеса на двушприцово формоване:
Подходяща за всички
Производителите на продукти предпочитат двукомпонентното шприцване за различни приложения, включително части за автомобилен интериор, медицинско оборудване, инструменти и играчки. Това позволява на производителите да смесват множество компоненти и нюанси, за да произведат здрав и естетически приятен продукт.
Материали като силикон и термопласти, найлон и термопластични еластомери или твърд найлон и меки на допир материали са няколко примера за материали, които могат да бъдат успешно смесени с тази процедура.
Рентабилен
След като първата матрица е завъртяна настрани и втората матрица е поставена около продукта, така че вторият съвместим термопластичен материал да може да бъде инжектиран във втората матрица, двуетапната процедура изисква само един машинен цикъл.
Методът произвежда повече продукти във всяка серия за по-малко пари и изисква по-малко работници за производството на готовия продукт, тъй като използва един машинен цикъл, а не множество машинни цикъла. Освен това, той гарантира солидно свързване между материалите, елиминирайки необходимостта от по-късно сглобяване.
Високо качество на продукта
Повечето термопластични продукти се възползват от двукомпонентното шприцване по много начини:
- Подобрена естетика. Когато продуктите са изработени от пластмаси или полимери с различни цветове, те изглеждат по-хубави и са по-привлекателни за потребителите. Продуктът ще изглежда по-скъп, ако се използва повече от един цвят или текстура.
- По-добра ергономичност. Методът позволява меки на допир повърхности; по този начин готовите продукти могат да имат дръжки или други ергономично разработени части. Това е от решаващо значение за инструменти, медицинско оборудване и други преносими предмети.
- Уплътнението се подобрява, когато силиконови полимери и други гумени материали се използват за уплътнения и други части, които се нуждаят от плътно уплътнение.
- Това позволява твърдите и меките полимери да произвеждат изделия с най-малки размери, които осигуряват изключителен комфорт и практичност.
- В сравнение с прекомерното формоване или по-конвенционалните методи за вложки, това може значително да намали броя на несъответствията.
- Това позволява на производителите да използват няколко материала, които не могат да бъдат ефективно свързани с други процедури, за да създадат по-сложни модели на матрици.
- Образуваната връзка е изключително здрава, което прави крайния продукт по-здрав, надежден и дълготраен.
Процесът на двушприцово формоване помага на производителите да постигнат висококачествени продукти.
Частична консолидация
Броят на частите в готовия монтаж се намалява чрез двукратно шприцоване, спестявайки средно 40 000 щатски долара от разходи за разработка, инженеринг и валидиране за всеки увеличен брой части.
Ефикасен
С двушприцовото формоване, няколко компонента могат да бъдат формовани с един инструмент, което изисква по-малко работа за производството на вашите части и без заваряване или съединяване на компонентите след формоването.
Видове двушприцови формовъчни конструкции
Изборът и завършването с подходяща структура на матрицата е от съществено значение, за да се спестят разходи и да се гарантира качеството. Ето някои видове структури за двушприцово шприцоване:
Core Toggle Two Shot Mold
Тъй като сърцевината и кухината на матрицата не е необходимо да се преместват, процедурата за многократно формоване с превключване на сърцевината е най-лесната. Алтернативно, преместването на плъзгача ще промени геометрията на кухината на матрицата.
Вещество А се инжектира първо в кухината, когато плъзгачът е в разгънато си положение по време на процеса на шприцване, използвайки двуинжекционната матрица с превключвател на сърцевината. След това плъзгачът се издърпва назад, за да се разкрие нова област от кухината.
Оставащото пространство се запълва чрез преместване на плъзгача, след като материал B се инжектира в модифицираната кухина през различен отвор (над средната дюза).
След втвърдяване пластмасовият компонент се изтласква от формата. Циркулира в същия ред, както по-горе, за да продължи формоването.
Въпреки че цената на инструмента се увеличава, когато към матрицата се добави плъзгач, той все пак може да бъде значително по-евтин от матриците с въртяща се плоча или въртящ се вал. За съжаление, той не е в състояние да произвежда сложни, многоцветни пластмасови детайли.
Ротационна плоча с две изстрелвания
По централната линия на плочата, която е успоредна на оста на въртене, плочата с ядрото на матрицата има две еднакви ядра, които са огледални изображения едно на друго. В плочата с кухини, прикрепена към неподвижната плоча, са включени две кухини с различна геометрия.
Въртящата се плоча извършва превключването на формованите детайли във всеки цикъл, правейки го без човешка намеса.
Формата, която може да побере повече материали, се вижда тук само с двата материала. В зависимост от количеството използван материал, въртящата се плоча може да се завърти на 90°, 120° или 180°. Необходима е и специфична машина за шприцване, за да се постигне необходимото въртене от страната на сърцевината.
Структура на двушоловия калъп Seesaw
С едната страна, която се движи нагоре, другата страна, която се движи надолу и така нататък, структурата на плочата е съставена от две страни, въртящи се около центъра. Повечето дизайни на клавиатурни форми с цифри и букви използват структурата на люлееща се форма.
Структурата съдържа затворени цифрови или буквени символи като 0, 4, 8, A, B, D и O. Вторичният материал може лесно да влезе в ограничената област само когато се използва конструкция тип „люлка“, създавайки прекрасен външен вид.
Структурата на люлката функционира както следва:
- След едно инжектиране, матрицата се отваря.
- Счупената игла се спуска от буталото, което кара люлката да се върти около въртящия се вал.
- Горната плоча се избутва нагоре чрез натискане на люлеещата се ролка, което кара счупената игла да излезе от матрицата.
Счупен отвор се създава, когато иглата се издига на ръба на запечатаната част на първичния продукт. За да пробие вторичния материал в затворената област от счупения отвор, иглата се премества надолу от връщащия щифт на счупената плоча по време на процеса на двойно шприцване.
Плъзгаща се структура с кухина
Кухината на мъжкия модел се плъзга под въздействието на двигателя, докато матрицата се отваря след едно шприцване. Използва се определено разстояние за подравняване на матрицата с главната матрица преди втория процес на шприцване.
Фактори, които трябва да се вземат предвид при използване на двушоково формоване
Следните фактори се вземат предвид при използване на двойно шприцване:
Избор на материал
Физическите, механичните, химическите, термичните, електрическите характеристики, запалимостта и UV устойчивостта са важни съображения при избора на материал за вашия компонент. Ще трябва да дадете отговори на редица въпроси, за да фокусирате избора си на материал, включително:
- На какви температури ще бъде подложен вашият продукт?
- Колко гъвкав или твърд трябва да бъде материалът за огъване?
- Устойчивост на удар: Колко здрава трябва да бъде повърхността му?
- Колко добре издържа на големи натоварвания по отношение на якостта на натиск?
- Ще бъде ли компонентът изложен на UV лъчи, като тези, които се намират навън?
- Ще бъде ли изложена частта на химикали, които ще повлияят на нейната работа, особено с течение на времето?
- Какъв е необходимият срок на годност за детайла?
Съвместимост на материала
Химичният състав на материалите е от решаващо значение, когато се решава кои от тях да се използват за двукомпонентно формоване. Докато някои материали се свързват несъвършено, други работят добре заедно и създават солидна молекулярна адхезия.
Проведете тест за адхезия преди започване на производството, когато адхезивните свойства на двата съединения са неясни. Когато свързването е недостатъчно, в дизайна могат да се включат фиксиращи елементи, като например подкоси, жлебове или рамене, за да се увеличи адхезията и да се заключат двата съединения заедно.
Преглежда се таблица за съвместимост на материалите, за да се определи кои полимери ще се слепят един за друг и кои са несъвместими. Освен това, това елиминира възможността от замърсяване, което е проблем при използването на две различни форми.
Освен това, в сравнение с производството на идентичен продукт или част, използвайки два различни процеса на формоване, процедурата за двукомпонентно формоване води до много по-здрава връзка. Възможността за производство на многоцветни пластмасови изделия, използвайки метода на двукомпонентно формоване, е едно от допълнителните предимства на процеса пред боядисването, което може да загуби своята ефективност с течение на времето.
Можете да създадете по-полезни, сложни елементи, използвайки двукомпонентния подход. Освен това, по-мека пластмаса може да се смеси с твърда пластмаса. Продуктът има значително по-голяма цялост. Двукомпонентните пластмасови продукти, формовани с пластмаса, често са много по-издръжливи и удароустойчиви.
Методът е отличен и за изработка на меки дръжки за електрическо оборудване, уплътнения и гарнитури за климатици, както и за неплъзгащи се повърхности. С този метод могат да се създадат лога, които, за разлика от рисуваните лога, никога няма да избледнеят.
Изключвания
За да се оформят отвори, щракващи елементи и дълги проходни отвори, матрицата затваря тези места, за да предотврати изтичането на пластмаса в тях.
В тези ситуации двете половини на матрицата се уплътняват една към друга. Благодарение на това уплътняващите повърхности на матрицата могат да се отварят и затварят, без да се сблъскват една с друга. Минималният ъгъл на наклон трябва да е от три до пет градуса. Колкото по-дълъг е животът на матрицата, толкова по-голям е просветът и по-голяма е тягата.
Тип врата
Разтопената смола навлиза в камерата на матрицата през канал на затвора при шприцване. За да се постигнат идеалните пропорции на детайлите и естетичен вид, като същевременно се предотврати деформация, трябва да се вземат предвид видът на затвора, дизайнът и местоположението.
Затворите с езичеста конструкция и горещоканалните отвори са двата вида отвори, използвани най-често при шприцването:
- Най-популярните и ефикасни порти са портите с езичета; тъй като обаче са толкова прости, може да не са подходящи за вашите нужди.
- Входовете с горещ накрайник имат малки елиптични отвори. Смолата се поддържа достатъчно гореща, за да премине през тесния отвор на входа, от термостатно контролиран нагревател, прикрепен към задната част на матрицата.
Молекулярно химично свързване
За да е възможна силна молекулярна връзка, вашият субстрат и вторият инжекционен слой смола в идеалния случай трябва да са химически съвместими. Най-дългият крак или повърхностна площ е идеална за съединението между двете смоли. Вторият инжекционен слой е почти невъзможно да се премахне, ако изберете идеалните материали и дизайн на съединението.
Дори когато може да се постигне химическа връзка на високо ниво, силно препоръчваме използването на подходяща механична връзка, ако свързването е важно за вашето приложение.
Местоположение на вратата
Това е от съществено значение за производството на козметични продукти с твърда повърхност и хомогенна матрица. При шприцване с единичен впръскване, стопилката може да навлезе през най-дебелата част на отвора, преди да потече към по-малките области, благодарение на разположението на вратата.
Предложения за двуетапно формоване
Ето някои препоръки за двукомпонентно формоване:
Брой 1
Меката пластмаса се формова втори път, след като първоначално е била формована като твърда пластмаса. Първият път е прозрачна; вторият път не е. Първото формоване се извършва с високотемпературна пластмаса, докато двойното формоване се извършва с нискотемпературна пластмаса.
Брой 2
Тествайте матрицата, за да създадете готов продукт преди действителното производство.
Брой 3
Преди да се направи матрицата, открийте всички потенциални недостатъци и ги поправете.
Брой 4
Вземете предвид свиването на двата материала. Най-общо казано, материалът, който е създаден първоначално, влияе върху свиването.
Брой 5
Втора инжекция може да се направи само след като първата е подействала напълно.
Брой 6
За да избегнете повреди по време на процеса на формоване, вземете предвид позицията на формоване.
Брой 7
Позволете ръбът на първата шприцвана част да бъде прекалено голям. Това гарантира, че второто шприцване ще бъде с по-високо налягане.
Брой 8
Проверете дали параметрите на инжекционния блок осигуряват необходимото налягане, дебит и охлаждащ капацитет.
Брой 9
Уверете се, че структурната цялост на първата формована част може да издържи на налягането на инжектиране на втората формована част.
Заключение
Хората, които не са запознати с двукомпонентното шприцване, може да го сметнат за трудно. То наистина включва втори материал и процедура, което добавя още един фактор към създаването на компонентите, но е сравнително лесно.
Двушовото формоване може да се извърши с помощта на ротационна плоча, подвижна сърцевина или овър-формоване, наред с други опции. Първите две изискват два процеса, две бутални системи и втори шприцващ агрегат.
Последното често използва две различни форми, по една за всеки материал, но може да се осъществи и само с една форма, две плъзгащи системи и ръчно или автоматизирано прехвърляне на детайлите чрез вземане и поставяне.
