Kaksi erilaista muovihartsia valetaan yhteen yhdessä työstöjaksossa kaksoisruiskutusvaluprosessissa, joka tunnetaan myös nimillä kaksoisruiskutus, tuplaruiskutus, moniruiskutus ja päällevalu.
Huippuluokan valmistustekniikkaa, jota kutsutaan kaksoisruiskutukseksi, joka tunnetaan myös nimellä kahden materiaalin, kahden ruiskutuksen muovaus tai kaksi-K-muovaus, käytetään monimutkaisten valettujen osien luomiseen kahdesta eri materiaalista.
Kahden ruiskuvalumenetelmän aikana valvomme huolellisesti useiden materiaalien, mukaan lukien kahden erityyppisen hartsin, ruiskutusta yhteen monikammioiseen muottiin käyttämällä erittäin erikoistunutta ja automatisoitua tekniikkaa.
Kaksi laukausta muovausprosessissa
Ruiskuvalukonetta käytetään kaksoisruiskuvaluprosessissa, jossa kaksi materiaalia "valetaan päälle" yhden muovaussyklin aikana. Muottipesään ruiskutetun materiaalin määrää kutsutaan "ruiskuksi".
Kahden ruiskuvalumenetelmän ruiskuvalussa valetaan ensimmäinen osa, ja sen valmistuttua ruiskutetaan toinen osa muotin viimeisen osan luomiseksi. Jotta kahden ruiskuvalumenetelmä onnistuisi ja liimaus tapahtuisi, molempien osien on oltava vertailukelpoisia (kemiallisesti).
Kovasta materiaalista valmistettu osa voidaan liittää pehmeästä materiaalista valmistettuun osaan käyttämällä kaksoisruiskuvalua. Kaksipesäisessä muotissa menetelmä yhdistää kahden komponentin muovauksen. Se voi parantaa merkittävästi tuotteen vetovoimaa esimerkiksi tuntuman, värin jne. suhteen. Kaksoisruiskuvalu tarjoaa monia erilaisia suunnittelumahdollisuuksia.
Kahden ruiskuvalumenetelmän tekniikka on jaettu kahteen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa muottiin ruiskutetaan hartsia, joka sitten jäähdytetään kiinteän kappaleen luomiseksi, aivan kuten perinteisessä ruiskuvalussa.
Vastavalettu kappale kuljetetaan toisessa vaiheessa toiseen muottiin pyörivän levyn tai robottikäsivarren avulla. Suunnittelusta riippuen vastavalettuun osaan ruiskutetaan sitten toinen hartsi ensimmäisen muotin tiettyihin alueisiin, niiden läpi tai ympärille.
Kun kahden muovihartsin välille on muodostunut molekyylisidos, monihartsinen valettu kappale jäähdytetään ja työnnetään ulos.
Vaikka menetelmä on helppo omaksua, sen hallitseminen on haastavaa. Pienimmätkin virheet voivat johtaa merkittäviin taloudellisiin tappioihin, koska se vaatii korkeaa teknistä osaamista ja yksityiskohtiin paneutumista, erityisesti suurten volyymien tuotannossa.
Siksi on tärkeää valita toimittaja, jolla on poikkeuksellisen hyvät taidot. Erinomaiset toimittajan laatupisteet ja vakiintuneet prosessit estävät purkausten, virtauslinjojen, lyhyiden ruiskutusten ja varasuunnitelmien aiheuttaman kapasiteetin kasvun yrityksesi ja kahden ruiskuvaluprosessin laajentamistarpeesi huomioon ottaen.
Tämä prosessi tekee kaksiruiskuvalusta ihanteellisen kytkimien, nappien, hammasharjojen ja astioiden korkkien valmistukseen.
Kaksiruiskuvalumenetelmän sovellukset
Monimutkaisille, monivärisille ja monimateriaalisille muovituotteille, erityisesti suurten volyymien valmistusolosuhteissa, kaksiruiskuvalu on paras muovin muovaustekniikka.
Lisäksi kaksoisruiskuvaluprosessia käytetään autoteollisuudessa monenlaisten tuotteiden ja osien valmistukseen. Muita kaksoisruiskutusprosessilla valmistettuja tuotteita ovat nurmikko- ja puutarhatyökalut sekä maatalouskoneet.
Kahdella ruiskuvaletulla osilla valmistetaan lähes kaikkia teollisuudenaloja kulutustavaroista rakentamiseen, mutta niitä käytetään useimmiten tilanteissa, joissa tarvitaan seuraavia:
- osat tai komponentit, jotka voivat liikkua
- jäykät pinnat joustavilla kahvoilla
- joko akustista vaimennusta tai tärinää
- pinnallisia selityksiä tai tunnistuksia
- komponentit, joissa on useita materiaaleja tai värejä
Ihannetapauksessa kaksiruiskuvaluprosessia käytetään monimutkaisille osille, joissa on useita komponentteja.
Kahden laukauksen muovausprosessin edut
Muovipolymeerejä käytetään useissa tuotantoprosesseissa, kuten ekstruusiossa, puristusmuovauksessa ja kaksiruiskuvalussa. Vaikka molemmat ovat käyttökelpoisia valmistusmenetelmiä, monet muovivalmistajat käyttävät tätä menetelmää useiden etujen vuoksi.
Tuotteen ensimmäisen segmentin luomiseksi muottiin ruiskutetaan ensin yksi materiaali. Tämän jälkeen ruiskutetaan toinen, ensimmäisen segmentin kanssa yhteensopiva materiaali. On useita syitä, miksi monet yritykset valitsevat muovien tai polymeerien valmistuksen tällä tavalla.
Tässä on joitakin kahden ruiskuvaluprosessin etuja:
Monipuolinen
Tuotevalmistajat suosivat kahden ruiskuvalumenetelmän käyttöä useissa eri sovelluksissa, kuten autojen sisäosissa, lääketieteellisissä laitteissa, työkaluissa ja leluissa. Se mahdollistaa valmistajien sekoittaa useita komponentteja ja sävyjä ja tuottaa kestävän ja esteettisesti miellyttävän tuotteen.
Materiaalit, kuten silikoni ja kestomuovit, nailon ja kestoelastomeerit tai jäykkä nailon ja pehmeät materiaalit, ovat muutamia esimerkkejä materiaaleista, joita voidaan sekoittaa onnistuneesti tällä menetelmällä.
Kustannustehokas
Kun ensimmäinen muotti on käännetty pois tieltä ja toinen muotti asetettu tuotteen ympärille siten, että toinen yhteensopiva kestomuovi voidaan ruiskuttaa toiseen muottiin, kaksivaiheinen prosessi vaatii vain yhden konesyklin.
Menetelmä tuottaa enemmän tuotteita kerrallaan vähemmällä rahalla ja vaatii vähemmän työntekijöitä valmiin tuotteen valmistukseen, koska siinä käytetään yhtä konesykliä useiden sijaan. Lisäksi se takaa materiaalien välisen vankan liitoksen, mikä poistaa myöhemmän kokoonpanon tarpeen.
Korkea tuotteen laatu
Suurin osa termoplastisista tuotteista hyötyy kaksiruiskuvalusta monin tavoin:
- Parannettu estetiikka. Kun tuotteet on valmistettu erivärisistä muoveista tai polymeereistä, ne näyttävät paremmilta ja houkuttelevammilta kuluttajille. Tuote näyttää kalliimmalta, jos käytetään useampaa kuin yhtä väriä tai tekstuuria.
- Parempi ergonomia. Menetelmä mahdollistaa pehmeät pinnat; näin ollen valmiissa tuotteissa voi olla kahvoja tai muita ergonomisesti suunniteltuja osia. Tämä on ratkaisevan tärkeää työkaluille, lääketieteellisille laitteille ja muille kannettaville esineille.
- Tiivistys paranee, kun tiivisteissä ja muissa tiivistystä vaativissa osissa käytetään silikonipolymeerejä ja muita kumimaisia materiaaleja.
- Se mahdollistaa kovien ja pehmeiden polymeerien valmistuksen pienimmänkin kokoisia esineitä, jotka tarjoavat poikkeuksellista mukavuutta ja hyödyllisyyttä.
- Verrattuna ylivaluun tai perinteisempiin inserttimenetelmiin, se voi merkittävästi vähentää linjausvirheiden määrää.
- Se antaa tuottajille mahdollisuuden käyttää useita materiaaleja, joita ei voida tehokkaasti liittää muilla menetelmillä, monimutkaisempien muottikuvioiden luomiseksi.
- Muodostunut sidos on uskomattoman vahva, mikä tekee lopputuotteesta kestävämmän, luotettavamman ja pitkäikäisemmän.
Kahden ruiskuvaluprosessin avulla valmistajat saavuttavat korkealaatuisia tuotteita.
Osien yhdistäminen
Valmiin kokoonpanon osien lukumäärää vähennetään käyttämällä kaksiruiskuvalua, mikä säästää keskimäärin 40 000 Yhdysvaltain dollaria kehitys-, suunnittelu- ja validointikustannuksissa jokaista lisääntynyttä osamäärää kohden.
Tehokas
Kahden ruiskuvalumenetelmän avulla useita komponentteja voidaan muovata yhdellä työkalulla, mikä vähentää osien valmistustyötä eikä jälkihitsausta tai komponenttien liittämistä tarvita.
Kahden ruiskuvalurakenteen tyypit
Oikean muottirakenteen valinta ja loppuun saattaminen on olennaista kustannusten säästämiseksi ja laadun varmistamiseksi. Tässä on joitakin kahdenlaisia ruiskuvalurakenteita:
Core Toggle -kaksiruiskumuotti
Koska muotin ydintä ja onteloa ei tarvitse siirtää, ydinvipuinen moniruiskuvalumenetelmä on yksinkertaisin. Vaihtoehtoisesti liukusäätimen siirtäminen muuttaa muotin ontelon geometriaa.
Aine A ruiskutetaan ensin onteloon liukusäätimen ollessa laajennetussa asennossa ruiskuvaluprosessin aikana käyttämällä kaksoisruiskutusmuottia. Sitten liukusäädintä vedetään taaksepäin, jolloin ontelon uusi alue paljastuu.
Jäljelle jäävä tila täytetään siirtämällä liukusäädintä sen jälkeen, kun materiaali B on ruiskutettu modifioituun onteloon eri portin kautta (keskisuuttimen yläpuolelle).
Kovettumisen jälkeen muovikomponentti puristetaan ulos muotista. Kierrätetään samassa järjestyksessä kuin yllä muovauksen jatkamiseksi.
Vaikka työkalun hinta nousee, kun muottiin lisätään liukukappale, se voi silti olla huomattavasti halvempi kuin pyörivällä laatalla tai pyörivällä akselilla varustetut muotit. Valitettavasti sillä ei pysty valmistamaan monimutkaisia, monivärisiä muovikappaleita.
Pyörivä levy, kaksi laukausta
Levyn keskiviivalla, joka on yhdensuuntainen pyörimisakselin kanssa, muotin ydinlevyssä on kaksi identtistä ydintä, jotka ovat toistensa peilikuvia. Kiinteään levyyn kiinnitetyssä ontelolevyssä on kaksi eri geometrialla varustettua onteloa.
Pyörivä laatta suorittaa muovattujen kappaleiden vaihdon jokaisessa syklissä ilman ihmisen toimia.
Muotti, johon mahtuu enemmän materiaaleja, näkyy tässä vain kahdella materiaalilla. Käytetyn materiaalin määrästä riippuen pyörivää laattaa voidaan kiertää 90°, 120° tai 180°. Tarvitaan myös erityinen ruiskuvalukone, joka tuottaa tarvittavan pyörimisen ydinpuolella.
Keinulauta Kahden Ruiskun Muottirakenne
Toinen puoli liikkuu ylöspäin, toinen alaspäin ja niin edelleen, laattarakenne koostuu kahdesta keskipisteen ympäri pyörivästä sivusta. Useimmat numeroita ja kirjaimia sisältävät näppäimistömuottimallit käyttävät keinulautamaista rakennetta.
Rakenne sisältää suljettuja numeerisia tai aakkosellisia merkkejä, kuten 0, 4, 8, A, B, D ja O. Toissijainen materiaali pääsee helposti rajoitetulle alueelle vain, jos käytetään keinulautaa, mikä luo kauniin ulkonäön.
Keinulaudan rakenne toimii seuraavasti:
- Yhden ruiskutuksen jälkeen muotti avataan.
- Katkennut neula lasketaan työntötangolla, jolloin keinulauta pyörii pyörivän akselin ympäri.
- Ylälevyä työnnetään ylöspäin työntämällä keinulautaa, jolloin katkennut neula tulee ulos muotista.
Neulan noustessa primaarituotteen suljetun osan reunaan syntyy rikkoutunut reikä. Jotta sekundaarinen materiaali voidaan porata suljettuun alueeseen rikkoutuneesta reiästä, neulaa siirretään alemmas murtuneen levyn palautustapin avulla kaksoisruiskuvaluprosessin aikana.
Ontelon liukuva rakenne
Urosmallin ontelo liukuu moottorin vaikutuksesta, kun muotti avataan yhden ruiskutuksen jälkeen. Määrättyä etäisyyttä käytetään muotin kohdistamiseen päämuottiin ennen toista ruiskuvaluprosessia.
Huomioitavia tekijöitä käytettäessä kaksiruiskuvalua
Seuraavat tekijät otetaan huomioon käytettäessä kaksoisruiskuvalua:
Materiaalin valinta
Fysikaaliset, mekaaniset, kemialliset, terminen ja sähköinen kestävyys, syttyvyys ja UV-säteilyn kestävyys ovat kaikki tärkeitä näkökohtia komponentin materiaalia valittaessa. Sinun on vastattava useisiin kysymyksiin materiaalivalinnan tarkentamiseksi, mukaan lukien:
- Millaisille lämpötiloille tuotteesi altistuu?
- Kuinka joustavaa tai jäykkää materiaalin pitää olla taivutusta varten?
- Iskunkestävyys: Kuinka kestävä pinnan on oltava?
- Kuinka hyvin se kestää suuria kuormia puristuslujuuden suhteen?
- Altistuuko komponentti UV-säteille, kuten ulkona oleville?
- Altistuuko osa kemikaaleille, jotka vaikuttavat sen toimintaan, erityisesti ajan myötä?
- Millainen säilyvyysaika osalta vaaditaan?
Materiaalien yhteensopivuus
Materiaalien kemiallinen koostumus on ratkaisevan tärkeä, kun päätetään, mitä materiaaleja käytetään kaksiruiskuvalussa. Jotkut materiaalit sitoutuvat epätäydellisesti, kun taas toiset toimivat hyvin yhdessä ja luovat vankan molekyyliadheesion.
Tee tartuntakoe ennen valmistuksen aloittamista, jos kahden yhdisteen tarttuvuusominaisuudet ovat epäselvät. Kun sidos on riittämätön, suunnitteluun voidaan lisätä kiinnitysaineita, kuten uurteita, uria tai olkapäitä, tarttuvuuden parantamiseksi ja yhdisteiden lukitsemiseksi toisiinsa.
Materiaalien yhteensopivuustaulukkoa tarkastellaan sen määrittämiseksi, mitkä polymeerit tarttuvat toisiinsa ja mitkä eivät ole yhteensopivia. Lisäksi se poistaa kontaminaation mahdollisuuden, joka on ongelma käytettäessä kahta eri muottia.
Lisäksi verrattuna identtisen tuotteen tai osan valmistukseen kahdella eri muovausprosessilla, kaksiruiskuvalumenetelmä johtaa paljon vahvempaan sidokseen. Mahdollisuus valmistaa monivärisiä muovituotteita kaksiruiskuvalumenetelmällä on yksi prosessin lisäeduista maalaukseen verrattuna, joka saattaa menettää tehokkuuttaan ajan myötä.
Voit luoda hyödyllisempiä ja hienostuneempia elementtejä käyttämällä kahden ruiskutuksen menetelmää. Lisäksi pehmeämpää muovia voidaan sekoittaa kovan muovin kanssa. Tuotteella on huomattavasti parempi kestävyys. Kahden ruiskutuksen muovimuovaustuotteet ovat usein paljon kestävämpiä ja iskunkestävämpiä.
Menetelmä sopii erinomaisesti myös pehmeiden kahvojen valmistukseen sähkölaitteille, ilmastointilaitteiden tiivisteille ja liukumattomille pinnoille. Tällä menetelmällä voidaan luoda logoja, jotka eivät koskaan haalistu toisin kuin maalatut logot.
Suljet
Reikien, napsautusominaisuuksien ja pitkien läpireikien muodostamiseksi muotti sulkee nämä paikat estäen muovin virtauksen näihin paikkoihin.
Näissä tilanteissa muotin kaksi puoliskoa tiivistyvät toisiaan vasten. Tämän ansiosta muotin tiivistyspinnat voivat avautua ja sulkeutua törmäämättä toisiinsa. Pienimmän vetokulman tulisi olla kolmesta viiteen astetta. Mitä pidempään muotti on käyttöikäinen, sitä suurempi on välys ja sitä suurempi on veto.
Portin tyyppi
Ruiskuvalussa sulanut hartsi tulee muottikammioon porttikanavan kautta. Jotta saavutettaisiin ihanteelliset osan mittasuhteet ja esteettinen ulkonäkö sekä esteettiset muodonmuutokset, on otettava huomioon portin tyyppi, muotoilu ja sijainti.
Ruiskuvalussa käytetään yleisimmin kahdenlaisia portteja, kuten välilevy- ja kuumakanavaportteja:
- Suosituimmat ja tehokkaimmat portit ovat välilehtiportteja; koska ne ovat niin yksinkertaisia, ne eivät välttämättä sovi tarpeisiisi.
- Kuumakärkiporteissa on pienet elliptiset aukot. Muotin takaosaan kiinnitetty termostaattiohjattu lämmitin pitää hartsin riittävän kuumana, jotta se pääsee kulkemaan kapean portin läpi.
Molekyylikemiallinen sidos
Jotta vahva molekyylisidos olisi mahdollinen, substraatin ja toisen ruiskutuksen hartsin tulisi olla kemiallisesti yhteensopivia. Pisin haara tai pinta-ala on ihanteellinen kahden hartsin väliselle liitokselle. Toista ruiskutusta on lähes mahdotonta poistaa valitsemalla ihanteelliset materiaalit ja liitoksen muotoilu.
Vaikka korkeatasoinen kemiallinen sidos voitaisiin saavuttaa, suosittelemme vahvasti sopivan mekaanisen sidoksen käyttöä, jos sidos on tärkeä sovelluksellesi.
Portin sijainti
Tämä on olennaista kiinteän pinnan kosmetiikan ja homogeenisen muotin valmistuksessa. Yhden ruiskuvalumenetelmän ruiskuvalussa sulate pääsee aukon paksuimman osan läpi ennen kuin se virtaa pienempiin alueisiin portin sijoittelun ansiosta.
Ehdotuksia kaksiruiskuvalulle
Tässä on joitakin suosituksia kahden ruiskuvalumenetelmän käyttöön:
Numero 1
Pehmeä muovi muovataan toisen kerran sen jälkeen, kun se on ensin muovattu kovaksi muoviksi. Ensimmäinen kerta on läpinäkyvä; toinen kerta ei. Ensimmäinen muovaus tehdään korkean lämpötilan muovista, kun taas kaksoismuovaus tehdään matalan lämpötilan muovista.
Numero 2
Testaa muotti valmiin tuotteen luomiseksi ennen varsinaista tuotantoa.
Numero 3
Ennen muotin tekemistä etsi kaikki mahdolliset viat ja korjaa ne.
Numero 4
Ota huomioon kahden materiaalin kutistuminen. Yleisesti ottaen alun perin luotu materiaali vaikuttaa kutistumiseen.
Numero 5
Toinen injektio voidaan antaa vasta, kun ensimmäinen on täysin vaikuttanut.
Numero 6
Vaurioiden välttämiseksi muovausprosessin aikana on otettava huomioon muovausasento.
Numero 7
Ensimmäisen ruiskupuristetun osan reunan tulisi olla liian suuri. Tämä varmistaa, että toisessa ruiskutuksessa on suurempi paine.
Numero 8
Varmista, että ruiskutusyksikön parametrit antavat tarvittavan paineen, virtausnopeuden ja jäähdytystehon.
Numero 9
Varmista, että ensimmäisen valetun osan rakenteellinen eheys kestää toisen valetun osan ruiskutuspaineen.
Yhteenveto
Kaksiruiskuvalumenetelmään perehtymättömät saattavat pitää sitä vaikeana. Se sisältää toisen materiaalin ja menetelmän, mikä lisää komponenttien valmistukseen uuden tekijän, mutta se on suhteellisen helppoa.
Kaksiruiskuvalu voidaan tehdä käyttämällä pyörivää laattaa, siirrettävää ydintä tai päällevalumuotinmenetelmää muiden vaihtoehtojen ohella. Kaksi ensimmäistä vaativat kaksi prosessia, kaksi juoksujärjestelmää ja toisen ruiskutusyksikön.
Jälkimmäisessä käytetään usein kahta eri muottia, yhtä kutakin materiaalia varten, mutta se voidaan toteuttaa myös käyttämällä vain yhtä muottia, kahta juoksujärjestelmää ja manuaalista tai automaattista poiminta- ja sijoitustoimintoa omaavaa kappaleen siirtoa.
