Ruiskumuovaus, joka tunnetaan myös nimellä plastinen ruiskumuovaus, viittaa suuriin muoviosien tuotantomääriin. Yleensä sitä käytetään identtisten tuotteiden massatuotantoprosesseissa. Muovaus tapahtuu, kun sulat materiaalit ruiskutetaan muottiin.
Muokkaus, joka antaa osille erilaisia muotoja, tapahtuu työkalustuksen aikana. Muokkauksen avulla voit luoda niin monta osaa kuin haluat tasakokoisina ja -muotoisina. Tämä sisältää monimutkaisia muotteja ja malleja, jotka mahdollistavat vain matalan ulottuvuuden siedon.
Jos haluat aloittaa muottien muokkauksen, sinun on opittava injektointimuotin hinta ja se, kuinka sitä voidaan vähentää ennen muottiprosessin aloittamista. Onneksi tämä artikkeli on sinun. Siinä käsitellään ruiskutusmuovauksen kustannuksia ja niihin vaikuttavia eri tekijöitä, joiden avulla voit arvioida keskimääräiset tuotantomuovauskustannukset.
Miten injektion muovaaminen vaikuttaa?
Muovausprosessi on varsin yksinkertainen. Aloitat luomalla muottityökalun. Voit rakentaa sen metalleista, kuten teräksestä ja alumiinista, mutta alumiinimuotia kannattaa käyttää vain kapean sietokyvyn muovien valmistuksessa.
Se ei myöskään ole paras vaihtoehto suuritilavuusisten osien valmistamiseen, koska ne kuluvat nopeasti ja niillä on ala-arvoiset mekaaniset ominaisuudet. Teräsmuotit ovat paras vaihtoehto suurtuotantovolyymille, koska ne ovat kestäviä ja niillä on paremmat mekaaniset ominaisuudet.
Seuraavaksi syötät materiaaleja, joita aiot käyttää lämmitettyyn taisteluun ja sekoittamiseen. Kun materiaalit sulavat, ruiskuta ne suljettuun metallimuottityökaluun. Kun sula muovi jäähtyy, se muotoutuu muottityökaluksi. Voit käyttää ulkoista lämpötilansäädintä, joka kierrättää öljyä tai vettä sulan osan jäähdytysajan lyhentämiseksi.
Kiinnitä muottityökalut laattamuottiin (levymuottiin) sen jälkeen, kun muovimuotit kiinteytyvät, jolloin ruiskutusnastat voivat poistaa muoviosat. Seuraava vaihe on erottaa materiaalit toisistaan ja yhdistää ne kaksikerroksiseen muottiin (yksi muovinen ruiskumuoti), joka pehmentää ruiskumuotin kosketusta, tuottaa ne vaihtelevilla suoritusominaisuuksilla ja jopa lisää värejä.
Voit tehdä joko yhden ja useamman reiän muotin tai useita reikiä. Kun käytät monikaistaisia muotteja, voit päättää luoda identtisiä tai ainutlaatuisia osia kaikkiin reikiin. Yksittäiset ja monikaistaiset muotit vaativat kuitenkin huolellista suunnittelua ja laadukkaita materiaaleja.
Tässä on kuitenkin muutamia huomioita injektiomuovausprojektistasi:
- Talous: Jos aiot aloittaa ruiskumuotin valmistuksen, kannattaa varautua hyvin raha-asioihin. Ruiskutusmuotiprosessin sisääntulokustannukset voivat olla naurettavan korkeat, koska sinun on ostettava muotit ja koneet.
- Tuotantomäärä: Toinen tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon ennen muottituotannon aloittamista, on niiden osien määrä, joita haluat valmistaa. Näin voit selvittää, onko ruiskumuovaus kustannustehokasta.
- Suunnittelutekijät: Valmistamiesi osien suunnittelu helpottaa tai vaikeuttaa ruiskutusmuokkausprosessia. Yksinkertainen geometria yksinkertaistaa ruiskutusmuotiprosessia. Hyvä muotoilu minimoi vahingot ja viat tuotannon aikana.
- Tuotantoa koskevat seikat: On myös otettava huomioon osien valmistamiseen tarvittava kokonaisaika. Minimoimalla aikatukien tuotantoa. Siksi kannattaa harkita tarkkaan suunniteltujen työkalujen ja kuumakäyttöisten konemuottien käyttöä koneen syklin lyhentämiseksi.
Injektointiin vaikuttavat tekijät
Ruiskutusmuovauskustannukset vaihtelevat muovin ruiskutusmuotituksesta toiseen, riippuen tyypistä, muodosta ja muotin koosta. Eri tekijät, jotka vaikuttavat muovauskustannuksiin, ovat seuraavat:
Laitteiden kustannukset
Projektiin tarvitsemasi laitteet vaikuttavat suuresti ruiskumuotituksen hintaan. Voit ostaa pienimuotoisia injektointikoneita startup-koneita varten. Ne ovat edullisempia ja sopivat suoraan asennuskuluihisi.
Suuremmat laitteet soveltuvat paremmin injektointimuottien laajamittaiseen valmistukseen. Jos toimitat laitteen ulkomailta, ruiskumuotin kustannukset kasvavat toimitusmaksujen takia.
Jos et pysty vastaamaan ruiskumuotin kustannuksista, voit ulkoistaa sen kolmannen osapuolen asiantuntijoille, joilla on korkealuokkaiset ruiskumuotit.
Työkalukulut
Toinen tekijä, jolla on suuri vaikutus, on työkalujen kustannukset. Toisin kuin laitteilla, muottien valmistaminen ei ole kertaluonteinen investointi, vaan muottipohjaa on aika ajoin rakennettava uudelleen, mikä lisää työkaluja ja muottikustannuksia.
Työkalukustannukset vaihtelevat prosessista toiseen. Tällaisia prosesseja ovat esimerkiksi seuraavat:
3D-tulostus: Se kuuluu nopeimpiin ja kustannustehokkaisiin menetelmiin, joilla voit luoda ruiskumuovattuja osia ruiskumuottiin.
Sitä pidetään halvempana keinona luoda muotteja, koska sinun tarvitsee vain luoda 3D-tulostin. Sinun ei myöskään tarvitse palkata erikoisosaamista, mikä vähentää ruiskumuotin kokonaiskustannuksia.
CNC-koneistus: CNC-koneita käytetään metallimuottien valmistuksessa. Menetelmä on tehokas ja tuottaa laatumuotteja. CNC-koneilla on kuitenkin lyhyempi käyttöikä, mikä tarkoittaa, että silloin tällöin on ostettava uusia, mikä nostaa ruiskumuotin hintaa.
Sähköpurkauskoneistus: EDM:n avulla voidaan luoda monimutkaisia muotteja. Se taivuttaa metallin haluttuun muotoon lämmityksen avulla. EDM on erittäin tarkka, mutta sitä voidaan käyttää vain metalleihin.
Monimutkaisuus
Toinen tekijä, joka määrittää ruiskutusvalun hintaa, on muotoilun esteettisyys ja monimutkaisuus. Monimutkaisemmat muotoilut johtavat suurempiin muovivalumuotteihin.
Muovihartsi
Ruiskumuovauksessa käyttämäsi muovihartsi määrittää myös, onko ruiskumuovaus edullista vai ei. Mitä enemmän tarvitset, sitä korkeampi on ruiskumuovauksen kokonaiskustannus. Vähemmän hartsia alentaa muotin hintaa.
Työvoimakustannukset
Vaikka suurin osa prosesseista on automatisoituja, sinulle aiheutuu kuitenkin asennuskustannuksia, toimintaa ja korjausta, mikä lisää ruiskumuottien kokonaiskustannuksia.
Injisoidut materiaalikustannukset
Muut tekijät
Muita tekijöitä, jotka vaikuttavat ruiskutusmuovauksen kokonaiskustannuksiin, ovat seuraavat:
- Toissijaiset palvelut
- Tuotteen ominaisuudet
- Tuotantomäärä
Ruiskutusmuovauskustannusten alentaminen
Ruiskutusmuovaus voi olla hyvin kallista. Kustannusten hallitsemiseksi on ymmärrettävä, kuinka voit vähentää muottien valmistuskustannuksia. Näitä kustannuksia voidaan vähentää muun muassa seuraavilla tavoilla:
- Muottien uudelleenkäyttö
- Käyttämällä inserttimuokkaustekniikkaa
- Tarpeettomien piirteiden välttäminen
- Osien mallien yksinkertaistaminen
- Monirakkula- ja perhemuottien hyödyntäminen
Muovisten ruiskumuottien luokitus
Parhaan ruiskumuotin valinta on ratkaisevan tärkeää, koska se vaikuttaa ruiskumuotin kokonaistuotantokustannuksiin, nopeuteen ja lähtöjen laatuun. Ruiskumuotit luokitellaan eri ominaisuuksien perusteella. Ne sisältävät seuraavat:
Muottilevyyn perustuvat
Muottien rei’issä käytetään laattoja tyydyttävien lähtöjen varmistamiseksi. Muottilevyjen määrän perusteella voidaan tunnistaa eri tyyppiset muotit. Laatoilla tunnistettavissa olevat ruiskumuotit sisältävät seuraavat tiedot:
Pino ruiskumuotti
Pinovalumuottien hinta on suurempi kuin kaksi- ja kolmikerroksisten ruiskumuottien. Kokonaiskäyttökustannukset ovat kuitenkin pienemmät, koska siinä on useita rinnakkaislevyjä, joilla prosessista saadaan tehokkaampi ja vähemmän vikoja. Parasta tässä on se, että se tarvitsee vain muutaman ruuvipuristimen vetoisuuden per sykli.
Kolmilevyinen ruiskumuotti
Kolmilevyisessä muotissa on kolmas levy, jota kutsutaan irrotinlevyksi. Kaksilevyisestä muotista poiketen siinä on kaksi jakopintaa muottipesän ja muottisydämen levyjen välissä. Jakopinnat erottavat valetun kappaleen jakokanavajärjestelmästä. Kolmilevyinen rakenne ei ole yhtä yleinen kuin kaksilevyinen ruiskuvalumuotti, mutta se voi olla nopeampi ja tehokkaampi, koska jakokanavaa ei tarvitse kierrättää tai erottaa käsin.
Kaksilevyinen ruiskumuotti
Tämä on luokituksen yleisin ruiskuvalumuottityyppi edullisten työkalukustannusten ansiosta. Siinä on yksi jakopinta, joka yhdistää muottipesän ja muottisydämen levyt. Muotti sopii eri kanavajärjestelmiin, mutta erityisen hyvin yksipesäisiin muotteihin.
Muottipesien lukumäärän perusteella
Toinen tekijä, joka tunnistaa erilaiset muoviset ruiskumuotit, on niiden eri osien määrä sykliä kohti. Näihin kuuluvat seuraavat:
Yksiontelomuotti
Tällainen ontelomuoti tuottaa vain yhden osan, koska sen sisällä on vain yksi ontelo. Ne ovat halvimpia verrattuna monionteloisiin ja perhemuotteihin, mutta niiden tuotantomäärät ovat alhaisemmat, mikä johtaa korkeampiin muovin ruiskutuskustannuksiin.
Monikattoiset muotit
Muotissa on useita pesiä, joten niillä voidaan valmistaa monta osaa samanaikaisesti. Näiden muottien tuotantonopeus on suurempi kuin yksipesäisen muotin, minkä ansiosta ne ovat kustannustehokkaampia. Jos valmistat suuria muovikomponentteja, kannattaa harkita monipesäisen ruiskuvalumuotin hankkimista.
Perhemuotit
Monirakkulaisten ruiskumuottien tavoin perhemuoteilla on useita reikiä. Onkalot eivät kuitenkaan ole identtisiä, eli niiden avulla voi valmistaa vain muodoltaan ja kooltaan vaihtelevia osia.
Sen avulla voit esimerkiksi valmistaa muoviastioita ja niiden kansia yhdessä muottikierroksessa. Tämäntyyppisen muottiaktivoinnin käyttö tulee kalliimmaksi muottikustannusten takia, mutta se parantaa tuotantomäärää ja alentaa kokonaiskäyttökustannuksia.
Ruokintajärjestelmään perustuvat
Tässä luokassa on kolmenlaisia ruiskumuotteja, jotka erottavat muotit niiden syöttö- ja syöttölaitteista. Ruokintajärjestelmä on sarja kanavia, kuten patjoja, portteja ja juoksijoita, jotka ohjaavat sulat levyt reikiin. Tähän luokkaan kuuluvat muotit ovat seuraavat:
Kuumaruiskutusmuotit
Nämä ovat homeita, jotka kuumennetaan tangoilla tai käämeillä sisä- tai ulkoisesti. Muotit on pysyvästi koteloitu kiinteäksi monikerroksiseksi levyksi, joka estää niitä ruiskuttamasta muoviosia.
Jos aiot tuottaa suuria määriä nopeasti, kuumat valumuotit yhdistettynä moniportaisuuteen ovat paras ruiskumuotin työkalu. Runkomuottien poistoon ei tarvita lisäkäsittelyä tai muita prosesseja.
Kuumakanavallisilla ruiskuvalumuoteilla on kuitenkin myös haittapuolensa. Ensinnäkin muotin hinta on suhteellisen korkea. Se vaatii myös runsaasti huoltoa ja ylläpitoa, ja sinun on palkattava koulutettu ammattilainen valvomaan muovin ruiskuvaluprosessia.
Kuten edellä mainittiin, muotit on piilotettu useisiin levyihin, mikä tekee puhdistuksesta haastavaa, eli edellisistä prosesseista ei pääse eroon muovijäännöksistä tai tähteistä. Voit harkita toisenlaista ruokintajärjestelmää, jos haluat valmistaa värillisiä astioita.
Toinen haitta kuumajuoksujärjestelmän käytössä on se, että säiliöt saattavat tarttua reikiin. Siksi kannattaa harkita tämän järjestelmän käyttöä, kun käsitellään materiaaleja, jotka eivät ole herkkiä kuumuudelle.
Kylmäruiskutusmuotit
Tämä järjestelmä käyttää kuumentamattomia juoksijoita sulaneiden osien ohjaamiseen onteloon, mikä tarkoittaa, että niitä voi käyttää myös lämpöherkkien materiaalien kanssa työskennellessä. Järjestelmän ruiskutusmuoti on alastonta, eli sen tietää aina, kun se tarvitsee puhdistusta.
Niitä on myös helppo huoltaa, ja niiden kustannukset ovat pienemmät. Värejä ja tuotannossa käytettäviä materiaaleja on helppo vaihtaa. Jakokanavien sijainti ja nopeasti vaihdettavat syöttöaukot helpottavat lisäksi rakenteen muutoksia.
Kylmäkanavaisen ruiskuvalujärjestelmän haittana on, että jakokanavajärjestelmä on valmisteltava uudelleen jokaisen syklin alussa. Kappaleiden ulostyönnössä kanava voi katketa, minkä jälkeen jakokanavajärjestelmä ja valettu kappale on ehkä erotettava toisistaan.
Toinen haitta on jätteen suuri määrä. Jakokanavat on tarvittaessa jauhettava uudelleen, mikä vaatii lisätyövaiheita ja voi vaikuttaa lopputuotteen laatuun.
Eristetyt ruiskumuotit
Eristetyt ruiskutusmuotit käyttävät samoja ideoita kuin kylmäruiskutusmuovaus. Loppuvaikutukset ovat kuitenkin samanlaisia kuin kuumaruiskutusmuotit. Nämä ruiskumuotit käyttävät samaa ideaa kuin kylmäruiskumuotit, mutta patruunalämmittimiä kerrosten muodostamiseen. Muodostetut kerrokset ympäröivät sulaa muovia ja muodostavat eristettyjä hylsyjä.
Ne ovat parhaat vaihtoehdot kuumille juoksijoille, koska ne ovat edullisempia, eikä niiden lämpötilaa tarvitse seurata. Se mahdollistaa myös nopeat materiaalivaihdot ja värit. Sitä voi kuitenkin käyttää vain insinöörilaatuisiin muoveihin.
Yhteenveto
Ruiskutusmuovaus on yksi käytetyimmistä prosesseista valmistusteollisuudessa. Se on kustannustehokasta, kun valmistetaan suuria määriä osia, ja kannattaa harkita, jos aikoo perustaa muovinvalmistusyrityksen.
