Ruiskuvaletut osat

Ruiskuvalutekniikkaa käytetään ruiskuvalumuottien valmistuksessa identtisille osille, jotka tunnetaan nimellä valetut komponentit. Tämä prosessi vaatii korkeaa painetta, ja sula muovi tai muu materiaali ruiskutetaan muottipesään muovin ruiskuvalua varten.

Toinen vaihe tapahtuu muotin sisällä, jossa aine jäähtyy ja jähmettyy mukautuen onton muotoihin. Valettu osa poistetaan sitten muotin avaamisen jälkeen. Toimenpide toistetaan useita kertoja useiden identtisten kappaleiden luomiseksi.

Lisäksi erittäin vahvaa terästä käytetään yleisesti ruiskumuotteissa, jotka on rakennettu kestämään ruiskuvaluprosessin aikana syntyvää korkeaa painetta ja lämpöä. Tarkkojen ja yhtenäisten osien valmistamiseksi muottien on oltava tarkkoja.

Muotin suunnittelu vaikuttaa merkittävästi valmiin tuotteen laatuun, mikä voi olla monimutkaista esimerkiksi muovattavan materiaalin tyypin, valmiin tuotteen aiotun muodon ja siihen liittyvien tuotantomenetelmien vuoksi.

Valettuja osia käytetään erilaisissa tuotteissa yksinkertaisista kodin tavaroista monimutkaisiin mekaanisiin osiin, joita käytetään aloilla, kuten auto-, elektroniikka- ja lääkinnällisten laitteiden teollisuudessa. Ruiskupuristus on soveltuvuuden ja kohtuuhintaisuuden ansiosta suosittu valmistusmenetelmä eri tuotteille.

Ruiskuvalutuotteet: laitteet ja prosessit

Teollinen ruiskuvaluprosessi tuottaa erikoiskoneita hyödyntäen muovattuja komponentteja kestomuovista tai lämpökovettuvista materiaaleista. Seuraavat komponentit ovat välttämättömiä ruiskuvalutuotteiden valmistuksessa:

Laitteet

Ruiskuvaluprosessissa käytetään seuraavia laitteita:

1. Ruiskuvalukone: Tämä kone sisältää osia, kuten suppilon, lämmityssäiliön, edestakaisin liikkuvan ruuvin ja muottipuristimen, jotka muodostavat ruiskuvaluprosessin ensisijaisen osan. Muovipelletit sulatetaan koneella ja ruiskutetaan kiinteässä paineessa muottiin muovatun osan valmistamiseksi.

• Muottipesä: Tämä instrumentti, joka koostuu usein teräksestä tai alumiinista, antaa muoville sen muodon. Kaksi muotin osaa kiinnitetään yhteen ruiskupuristusprosessin aikana.
• Materiaalisäiliö: Muovipelletit säilytetään ennen ruiskuvalukoneen lämmitystynnyriin syöttämistä.
• Lämmitysputki: Muovipelletit sulatetaan ruiskuvaluprosessin tässä osassa, jotta ne ovat valmiita ruiskutettavaksi muottiin.
• edestakaisin liikkuva ruuvi: Tämä ruiskuvalukoneen osa lämmittää muovin ennen sen suuntaamista muottiin.
• Muottipuristin: Tämä järjestelmä käyttää painetta, joka tarvitaan sulan muovin ruiskuttamiseen muottiin pitäen muotin suljettuna ruiskuvaluprosessin aikana.
• Jäähdytysjärjestelmä: Tätä käytetään ruiskuvalettujen komponenttien jäähdyttämiseen, kun ne on luotu. Tämä voidaan saavuttaa jäähdyttämällä järjestelmä ilmalla, vedellä tai näiden yhdistelmällä.

Nämä ovat ruiskupuristuksen asennuksen olennaisia osia. Ruiskuvaluprosessin erityistarpeista riippuen voidaan käyttää myös lisäapulaitteita, kuten rakeistajia, materiaalikuivareita ja lämpötilan säätöyksiköitä.

Muovinen ruiskutusyksikkö

Muovimateriaalin sulattaminen ja ruiskuttaminen muottipesään tapahtuu muovin ruiskutusyksiköllä ruiskuvalussa. Muovimateriaali sulatetaan ja ruiskutetaan muottiin lämmitetyn tynnyrin, ruuvin ja suuttimen avulla.

Muoviaine laitetaan sitten piippuun, jossa liikkuva ruuvi lämpenee ja sekoittaa sen. Seuraavassa vaiheessa suutin ruiskuttaa muovimateriaalin muottipesään, kun se on saavuttanut oikean lämpötilan ja koostumuksen, jossa se jäähtyy ja kovettuu luoden halutun tuloksen.

Tasaisen ja korkealaatuisen tuotannon ylläpitämiseksi muoviruiskutusyksikköä, joka on tärkeä osa ruiskupuristusprosessia, tulee hallita asianmukaisesti.

Muotin kiinnitysyksikkö

Kahden muotin puolikkaan on oltava tiiviisti suljettuina ja pidettävä yhdessä ruiskupuristus- ja jäähdytysprosessien aikana muotinkiinnityslaitteella ruiskupuristuksessa. Yksikkö käyttää ja ylläpitää puristusvoimaa, joka tarvitaan pitämään muotin puolikkaat tiukasti yhdessä ja estämään muovimateriaalin vuotamista ulos muotin ontelosta.

Kiinteä levy ja liikkuva levy, joka on kytketty hydrauliseen tai mekaaniseen järjestelmään, muodostavat muotin kiinnitysyksikön. Kaksi levyä vedetään yhteen, kun muotti asetetaan koneeseen, ja sitten käytetään puristusvoimaa pitämään muotti suljettuna.

Tarvittava puristusvoiman määrä vaihtelee koon, monimutkaisuuden ja käytetyn muovin tyypin ja muotin mukaan. Turvallisen ja tehokkaan valmistuksen varmistamiseksi muottien kiinnitysyksikköä, joka on tärkeä osa ruiskuvaluprosessia, on seurattava tarkasti.

Prosessit: Termoplastisten polymeerien ruiskuvalu

Termoplastisten polymeerien ruiskupuristusprosessi sisältää tyypillisesti seuraavat:

Muotti

Termoplastisten polymeerien ruiskuvalu riippuu suuresti ruiskumuotista. Se on laite, jolla sulaa muovia muovataan halutuksi valmiiksi kappaleeksi. Ontelo ja ydin, muotin kaksi pääkomponenttia, on tyypillisesti rakennettu sopimaan yhteen kolmiulotteisen muodon luomiseksi.

Muottipesään ruiskutetun muovimateriaali jäähtyy ja kovettuu ottaakseen muotin muodon. Tuotteen lopullinen muoto ja koko määräytyvät muotin suunnittelun mukaan, joten se on tärkeä osa ruiskuvaluprosessia.

Muotti tulee kehittää huolellisesti, jotta varmistetaan, että muovimateriaali valuu vaivattomasti jokaiseen onteloon ja että jäähdytysprosessi on nopea ja tasainen. Lisäksi muotti on valmistettava materiaaleista, jotka kestävät ruiskuvaluprosessissa käytetyt korkeat lämpötilat ja paineet.

Koska muottia voidaan käyttää uudelleen ruiskutuksen aikana, siitä voidaan luoda useita samanlaisia osia. Muotti on ehkä puhdistettava ja huollettava säännöllisesti, jotta se pysyisi hyvässä kunnossa ja pystyisi jatkossakin valmistamaan korkealaatuisia osia.

Kaksilevyinen muotti

Termoplastisten polymeerien ruiskutuksessa kaksilevyinen muotti on tyypillinen muottityyli. Se koostuu kahdesta osasta, jotka on kiinnitetty muovauskoneen kahteen levyyn, ontelopuolikkaaseen ja sydämen puolikkaaseen. Kaksilevyistä muottia kutsutaan niin sanotuksi, koska siinä on kaksiosainen rakenne, jossa muotin kaksi osaa erottaa jakoviiva.

Kaksilevyisen muotin tehtävänä on muovata sula muovi haluttuun lopulliseen muotoon. Muovimateriaali ruiskutetaan muotin ontelopuolikkaaseen erotuslinjassa olevan portin kautta. Ontelo täytetään muovimateriaalilla, jonka annetaan sitten jäähtyä ja jähmettyä. Valmis tuote vapautetaan, kun muotin kaksi puoliskoa on halkaistu auki.

Koska se tarvitsee vain kaksi levyä ja muutaman yksinkertaisen komponentin, kaksilevyinen muotti on kohtuullisen helppo ja edullinen muottityyppi. Se toimii hyvin komponenteille, joiden geometria on suoraviivainen, mukaan lukien tasaiset tai pyöristetyt käyrät.

Se ei kuitenkaan välttämättä sovellu osiin, joilla on monimutkaisempi geometria, koska ontelon täyttäminen muovilla voi olla haastavaa näissä olosuhteissa. Ruiskuvalussa kaksilevyinen muotti on monipuolinen ja sitä käytetään usein varsinkin yksinkertaisissa kappaleissa ja vaatimattomissa tuotantomäärissä.

Kolmilevyinen muotti

Kolmilevyinen muotti on yksi termoplastisten polymeerien ruiskuvalussa käytetyistä muoteista. Kaksilevyiseen muottiin verrattuna siinä on enemmän ominaisuuksia ja monipuolisuutta, koska siinä on kolme levyä; kaksi liikkuvaa ja yksi vakaa.

Kolmilevyisen muotin tarkoituksena on muovata muoviset ruiskuvaletut osat haluttuun lopulliseen muotoon. Muovimateriaali ruiskutetaan muotin onteloon puolikkaan erotuslinjassa olevan portin kautta.

Kun sula muovi on muotin ontelossa, kaksi liikkuvaa levyä irtoaa paikallaan olevasta levystä, jolloin muoviesine voidaan poistaa muotista. Kolmilevyisen muotin kolmatta levyä, joka on ontelon ja ydinpuolikkaan välissä, kutsutaan juoksulevyksi tai alalevyksi.

Tämän levyn avulla voidaan luoda ainutlaatuinen juoksujärjestelmä, jota voidaan käyttää ohjaamaan muovimateriaalin virtaus useisiin onteloihin tai paikkoihin yhden ontelon sisällä. Tämän seurauksena ruiskuvaluprosessi voi olla joustavampi ja tehokkaampi.

Kun valmistetaan suurempia tuotteita, joissa kaksilevyisen muotin käyttö johtaisi suurempaan muotin kokoon tai edellyttäisi lisäominaisuuksien, kuten nostimen, asentamista, käytetään usein kolmilevyistä muottia. Sisällyttämällä useita onteloita muottisuunnitteluun, kolmilevyinen muotti voi valmistaa useita osia yhdessä syklissä.

Kolmilevyinen muotti on monipuolinen ja tehokas muottityyppi, jota käytetään usein ruiskuvaluprosessissa, erityisesti suurempiin osiin ja tuotantosarjoihin.

Sprue ja Runner uudelleenkäyttö kahdessa ja kolmessa levyssä

Käytetty materiaali, osan geometria ja valmiin tuotteen halutut ominaisuudet vaikuttavat kaikki siihen, kuinka paljon siivilää ja jakokanavaa voidaan käyttää uudelleen ruiskuvalussa. Ruiskuvaluteollisuudessa käytetään usein ruiskuvaluteollisuutta, koska se voi alentaa kustannuksia ja jätettä.

Lisäksi suutin ja jakoputki on normaalisti kiinnitetty muottikappaleeseen kaksilevyisessä muotissa ja kokoonpano kokonaisuudessaan työnnetään ulos muotista. Tämän jälkeen esine voidaan irrottaa manuaalisesti suuttimesta ja jakokanavasta, jota voidaan hyödyntää muissa muovaussykleissä.

Juoksun ja juoksuputken uudelleenkäyttö saattaa edellyttää lisäkäsittelyä, mukaan lukien jauhamista tai uudelleensulatusta, jotta materiaali on sopivassa muodossa uudelleenkäyttöä varten. Kolmilevyisessä muotissa irrotusmenetelmä erottaa kanavan ja jakokanavan muovatusta esineestä, ja kanavaa käytetään usein uudelleen peräkkäisissä muovaussykleissä.

Jakolevy on tyypillisesti irrotettava, mikä helpottaa pääsyä jakojärjestelmään ja kanavan ja kanavan uudelleenkäyttöä. On tärkeää muistaa, että siiven ja juoksuputken uudelleenkäyttö voi vaikuttaa merkittävästi lopputuotteen koostumukseen ja laatuun.

Uudelleenkäytetyissä materiaaleissa voi kuitenkin olla epäpuhtauksia tai konsistenssiongelmia, jotka vaikuttavat muovimateriaalin lujuuteen tai kestävyyteen. Tasaisten ja laadukkaiden tuotteiden saavuttamiseksi tarvitaan jatkuvaa valuprosessin ja kierrätysmateriaalin laadun seurantaa.

Yleensä ruiskuvaluteollisuus käyttää uudelleen putkia ja jakoputkia kaksi- ja kolmilevyisissä muoteissa, mikä voi auttaa vähentämään kustannuksia ja jätettä. Sen varmistaminen, että lopputuotteen laatu ja ominaisuudet eivät vaarannu, vaatii tiukkaa ajattelua ja hallintaa.

Ruiskuvalukoneet

Infektiomuovausprosessissa käytetyt koneet sisältävät seuraavat:

Injektioyksiköt

Ruiskutusyksikkö, joka sulattaa ja ruiskuttaa muovia muottiin, on tärkeä osa ruiskuvalukonetta. Tyypillisiä komponentteja ovat piippu, lämmitin, ruuvi tai mäntä, suppilo ja ruiskutusyksikkö.

Ennen tynnyriin laittamista muovimateriaali syötetään ensin suppiloon ja säilytetään siellä. Liikkuva ruuvi tai mäntä ja lämmittimen lämpö sulattavat ja homogenisoivat piipun sisällä olevan muovin. Sen edetessä sula muovimateriaali ruiskutetaan muottiin portin kautta ruuvin tai männän avulla.

Ruiskutusyksikön tarkoitus on säätää tarkasti muovimateriaalin lämpötilaa, painetta ja virtausnopeutta koko ruiskuvaluprosessin ajan. Tämä takaa, että muovimateriaali homogenoituu tasaisesti, sulaa oikein ja ruiskutetaan muottiin.

On myös mahdollista muuttaa ruiskutusyksikön nopeutta, painetta ja tilavuutta, mikä on ratkaisevan tärkeää muovattaessa esineitä, joilla on monimutkainen geometria tai tiukat toleranssit. Tarkasta sovelluksesta riippuen ruiskutusyksikön tyyppi ja koko voivat muuttua, osa koneista on tehty suurtuotantoon ja toiset tarkkaan tai pienimuotoiseen muovaukseen.

Ruiskutusyksikkö on erittäin tärkeä korkealaatuisten muovituotteiden valmistuksessa ja se on usein yksi tärkeimmistä komponenteista ruiskuvalukoneen suorituskyvyn ja ominaisuuksien määrittelyssä.

Pyörivä ruuvikone

Ruiskupuristuslaite, edestakaisin liikkuva ruuvikone, sulattaa ja ruiskuttaa muovimateriaalia muottiin edestakaisin liikkuvan ruuvin avulla. Johtuen sopeutumiskyvystään, tehokkuudestaan ja kyvystään luoda korkealaatuisia muovituotteita, tätä laitetta käytetään usein ruiskuvalualalla.

Ihannetapauksessa ruiskuvalu sisältää termoplastisten materiaalien sulatuksen ja ruiskuttamisen muottiin edestakaisin liikkuvan ruuvikoneen avulla. Muovipelletit syötetään edestakaisin liikkuvan ruuvin avulla koneen piippuun ja sulatetaan, jolloin paine ja lämpö.

Sulatuksen jälkeen muovi ruiskutetaan muottiin korkeapaineisen ruuvin avulla, jotta lopputuotteelle saadaan haluttu muoto.

Ruuvattava pehmitinkone tai kaksivaiheinen kone

Kaksivaiheinen kone on ruiskuvalukone, joka käyttää kahta itsenäistä ruiskutusyksikköä; yksi muovimateriaalin sulattamiseksi ja toinen sen ruiskuttamiseksi muottiin.

Muovimateriaalin sulatusta ja ruiskutusvalmistelua kutsutaan ensimmäiseksi vaiheeksi tai "pehmittämiseksi". Tässä vaiheessa edestakaisin liikkuva ruuvi tuottaa lämpöä ja painetta, jotka sulattavat muovin, kun se syötetään koneen ensisijaiseen ruiskutusyksikköön.

Sulanut muovimateriaali pumpataan muottiin toisessa vaiheessa, jota kutsutaan myös "mittausvaiheeksi". Tässä vaiheessa sulatettu muovi siirretään ensisijaisesta ruiskutusyksiköstä toissijaiseen ruiskutusyksikköön, jossa se ruiskutetaan kiinteässä paineessa muottiin.

Suuria ja monimutkaisia kappaleita valmistetaan usein kaksivaiheisilla koneilla, koska ne tarjoavat erinomaisen muovausprosessin hallinnan ja mahdollistavat muovimateriaalin tarkemman ruiskutuksen muottiin.

Kiinnitysyksiköt

Seuraavia kiinnitysyksiköitä käytetään ruiskupuristettujen osien valmistukseen:

Kiinnikkeet päälle

Muotin kahden osan pitämiseksi yhdessä ruiskupuristusprosessin aikana ruiskuvalussa käytetään vipupuristimia. Puristimet on tehty luomaan vahva puristusvoima varmistaakseen, että muotti pysyy suljettuna ja oikein suunnattuina koko sulan muovimateriaalin ruiskutuksen ajan.

Kääntöpuristimet lisäävät muottiin kytkentäjärjestelmän kautta toimitettua puristusvoimaa. Vivustojärjestelmä tuottaa mekaanisen edun, kun puristin on kytkettynä, mikä lisää muottiin kohdistettua voimaa. Tämän seurauksena puristimet voivat kohdistaa paljon voimaa vain pienellä syöttövoimalla.

Lisäksi vipupuristimet ovat suositeltavia ruiskuvalussa, koska ne tarjoavat vankan ja luotettavan tartuntavoiman, jota voidaan muuttaa muovausprosessin ainutlaatuisten tarpeiden mukaan. Lisäksi ne kytkeytyvät ja irrotetaan nopeasti ja ovat yksinkertaisia käyttää, mikä kaikki osaltaan lyhentää muovausprosessin kokonaissykliä.

Hydrauliset kiinnikkeet

Ruiskuvalussa käytetään usein hydraulisia puristimia pitämään muotin kaksi puoliskoa yhdessä ruiskutusprosessin aikana. Hydraulisissa puristimissa käytetään hydraulista painetta, jotta muottiin saadaan voimakas puristusvoima ja se pysyy tiukasti suljettuna ja linjassa sulan muovimateriaalin ruiskutuksen aikana.

Hydraulipumppu, ohjausventtiilit ja sylinterit muodostavat tavanomaisen hydraulijärjestelmän, jota käytetään kiinnitysmekanismissa. Sylinterit liikuttavat kiristyslevyä tai muotin asennuslevyä, kun hydraulijärjestelmä aktivoituu, ja kohdistavat painetta muottiin prosessin aikana.

Hydromekaaniset puristimet

Jotta muotin kaksi osaa pysyisivät yhdessä ruiskupuristusprojektin aikana, ruiskuvalussa käytetään hydromekaanisia puristimia, joita kutsutaan myös vipu-apupuristiksiksi.

Hydromekaaniset puristimet yhdistävät hydraulisten ja mekaanisten kiinnitysmenetelmien edut yhdistämällä hydraulijärjestelmän puristusprosessin käynnistämiseksi ja mekaanisen vaihtomekanismin, joka lisää ja ylläpitää puristusvoimaa.

Hydraulisylinteri, joka siirtää kiristyslevyä kohti kiinteää levyä, muodostaa puristusvoiman. Kun tietty määrä puristusvoimaa on saavutettu, hydraulisylinteri lukkiutuu ja mekaaninen vaihtomekanismi ottaa vallan jatkaakseen puristusvoiman käyttöä.