Dvije različite plastične smole se liju zajedno u jednom ciklusu obrade tijekom procesa dvostrukog injekcijskog prešanja, poznatog i kao dual shot, double shot, multi shot i overmolding.
Vrhunska tehnika proizvodnje nazvana dvostruko ubrizgavanje, također poznata kao dvomaterijalno, dvosmjerno lijevanje ili dvo-K lijevanje, koristi se za izradu složenih oblikovanih dijelova od dva različita materijala.
Tijekom dvokomornog injekcijskog prešanja, pažljivo kontroliramo ubrizgavanje brojnih materijala, uključujući dvije različite vrste smole, u jedan, višekomorni kalup koristeći visoko specijaliziranu i automatiziranu tehniku.
Postupak oblikovanja u dva koraka
Stroj za injekcijsko prešanje koristi se u procesu prešanja u dva navrata gdje se dva materijala "prelijevaju" u jednom ciklusu prešanja. Količina materijala ubrizganog u šupljinu kalupa naziva se "ubrzanje".
Kod dvostrukog injekcijskog prešanja, prvi dio se oblikuje, a nakon što je dovršen, drugi dio se ubrizgava kako bi se stvorio završni dio kalupa. Oba dijela moraju biti usporediva (kemijski) kako bi proces dvostrukog prešanja bio uspješan i kako bi se dogodilo lijepljenje.
Dio izrađen od tvrdog materijala može se spojiti s dijelom izrađenim od mekog materijala pomoću dvostrukog injekcijskog prešanja. U kalupu s dvije šupljine, postupak kombinira prešanje dviju komponenti. Može značajno poboljšati privlačnost proizvoda u smislu osjećaja, boje itd. Postoje mnoge različite mogućnosti dizajna s dvostrukim prešanjem.
Tehnika dvostrukog injekcijskog prešanja podijeljena je u dva koraka. Prvi uključuje ubrizgavanje smole u kalup, koji se zatim hladi kako bi se stvorio čvrsti predmet, slično tradicionalnom injekcijskom prešanju.
Novoizliveni predmet se u drugoj fazi transportira u drugi kalup pomoću rotirajuće ploče ili robotske ruke. Ovisno o dizajnu, novoizliveni dio zatim dobiva drugo ubrizgavanje smole u, kroz ili oko određenih područja prvog kalupa.
Nakon stvaranja molekularne veze između dvije plastične smole, višeslojni oblikovani predmet se hladi i izbacuje.
Iako je postupak jednostavan za shvatiti, njegovo savladavanje je izazovno. Čak i najmanje pogreške mogu rezultirati značajnim financijskim gubicima zbog visoke razine tehničke kompetencije i pažnje prema detaljima, posebno u uvjetima velike proizvodnje.
Zato je važno odabrati dobavljača s iznimnim vještinama. Izvrsne bodovne kartice kvalitete dobavljača uspostavile su procese kako bi se spriječilo povećanje kapaciteta zbog kratkotrajnih isporuka, protočnih linija, kratkih projekata i rezervnih planova kako vaša tvrtka i vaše potrebe za proširenjem dvostupanjskog oblikovanja su sve stvari koje treba tražiti.
Ovaj proces čini dvostepeno oblikovanje idealnim za prekidače, gumbe, četkice za zube i čepove za spremnike.
Primjena dvokomponentnog lijevanja
Za složene, višebojne i višematerijalne plastične proizvode, posebno u uvjetima velike proizvodnje, dvostruko injekcijsko brizganje je najbolja tehnika oblikovanja plastike.
Osim toga, postupak dvostrukog lijevanja primjenjuje se u automobilskom sektoru za izradu širokog spektra proizvoda i dijelova. Ostali predmeti izrađeni postupkom dvostrukog lijevanja uključuju alate za vrt i travnjake te poljoprivrednu opremu.
Dijelovi brizgani metodom dvostrukog sačma koriste se u gotovo svakoj industriji, od robe široke potrošnje do građevinarstva, ali najčešće se koriste u situacijama koje zahtijevaju sljedeće:
- dijelovi ili komponente koji se mogu pomicati
- krute površine s fleksibilnim hvatištima
- ili akustično prigušivanje ili vibracije
- površna objašnjenja ili identifikacije
- komponente s nekoliko materijala ili boja
Idealno, postupak dvostrukog injekcijskog prešanja koristi se za složene dijelove koji imaju više komponenti.
Prednosti procesa dvostepenog lijevanja
Plastični polimeri koriste se u nizu proizvodnih procesa, kao što su ekstruzija, kompresijsko termostabilno prešanje i dvostepeno injekcijsko prešanje. Iako je svaka od njih izvediva metoda proizvodnje, mnogi proizvođači plastike koriste ovu metodu zbog nekoliko prednosti.
Kako bi se stvorio prvi segment proizvoda, jedan se materijal prvo ubrizgava u kalup. Nakon toga slijedi drugo ubrizgavanje sekundarnog materijala kompatibilnog s prvim. Postoji nekoliko razloga zašto se mnoga poduzeća odlučuju za proizvodnju plastike ili polimera na ovaj način.
Evo nekih prednosti postupka dvostepenog lijevanja:
Svestran
Proizvođači proizvoda preferiraju dvokomponentno brizganje za razne primjene, uključujući dijelove unutrašnjosti automobila, medicinsku opremu, alate i igračke. To omogućuje proizvođačima miješanje mnoštva komponenti i nijansi kako bi proizveli robustan i estetski ugodan proizvod.
Materijali poput silikona i termoplastike, najlona i termoplastičnih elastomera ili krutog najlona i materijala mekog dodira samo su neki od primjera materijala koji se mogu uspješno miješati ovim postupkom.
Isplativ
S prvim kalupom zarotiranim u stranu i drugim kalupom postavljenim oko proizvoda tako da se drugi kompatibilni termoplast može ubrizgati u drugi kalup, postupak u dva koraka zahtijeva samo jedan strojni ciklus.
Metoda proizvodi više proizvoda u svakoj seriji za manje novca i zahtijeva manje radnika za proizvodnju gotovog proizvoda jer koristi jedan ciklus stroja umjesto više ciklusa stroja. Osim toga, jamči čvrsto povezivanje materijala, eliminirajući potrebu za kasnijom montažom.
Visoka kvaliteta proizvoda
Većina termoplastičnih proizvoda ima koristi od dvostepenog brizganja na brojne načine:
- Poboljšana estetika. Kada su proizvodi izrađeni od plastike ili polimera različitih boja, izgledaju ljepše i privlačniji su potrošačima. Proizvod će izgledati skuplje ako se koristi više od jedne boje ili teksture.
- Bolja ergonomija. Metoda omogućuje površine mekane na dodir; stoga gotovi proizvodi mogu imati ručke ili druge ergonomski razvijene dijelove. To je ključno za alate, medicinsku opremu i druge prijenosne predmete.
- Brtvljenje se poboljšava kada se silikonski polimeri i drugi gumeni materijali koriste za brtve i druge dijelove koji zahtijevaju čvrsto brtvljenje.
- Omogućuje tvrdim i mekim polimerima proizvodnju predmeta najmanje veličine koji pružaju iznimnu udobnost i korisnost.
- U usporedbi s prešanjem ili konvencionalnijim metodama umetanja, to može značajno smanjiti broj neusklađenosti.
- Omogućuje proizvođačima korištenje nekoliko materijala koji se ne mogu učinkovito spojiti drugim postupcima za stvaranje složenijih uzoraka kalupa.
- Stvorena veza je nevjerojatno jaka, što konačni proizvod čini robusnijim, pouzdanijim i dugotrajnijim.
Postupak dvostrukog lijevanja u kalupu pomaže proizvođačima da postignu visokokvalitetne proizvode.
Konsolidacija dijelova
Broj dijelova u gotovom sklopu smanjuje se korištenjem dvostrukog injekcijskog prešanja, čime se u prosjeku štedi 40 000 USD na troškovima razvoja, inženjeringa i validacije za svaki povećani broj dijelova.
Efikasan
S dvostrukim brizganjem, nekoliko komponenti može se oblikovati jednim alatom, što zahtijeva manje rada za proizvodnju dijelova i bez zavarivanja ili spajanja komponenti nakon oblikovanja.
Vrste struktura za dvostruko lijevanje
Odabir i dovršavanje s odgovarajućom strukturom kalupa ključno je za uštedu troškova i osiguranje kvalitete. Evo nekoliko vrsta struktura za dvosmjerno oblikovanje:
Kalup za dvostruki preklopnik Core
Budući da jezgru i šupljinu kalupa nije potrebno premještati, postupak višestrukog lijevanja jezgre preklopnim prekidačem je najjednostavniji. Alternativno, pomicanje klizača promijenit će geometriju šupljine kalupa.
Supstanca A se prvo ubrizgava u šupljinu kada je klizač u proširenom položaju tijekom procesa injekcijskog prešanja pomoću kalupa za dva ubrizgavanja s jezgrom. Zatim se klizač povlači natrag kako bi se otkrilo novo područje šupljine.
Preostali prostor se popunjava pomicanjem klizača nakon što se materijal B ubrizga u modificiranu šupljinu kroz drugi otvor (iznad srednje mlaznice).
Plastična komponenta se zatim istiskuje iz kalupa nakon stvrdnjavanja. Cirkulira istim redoslijedom kao gore kako bi se nastavilo oblikovanje.
Iako se cijena alata povećava kada se kalupu doda klizač, on i dalje može biti znatno jeftiniji od kalupa s rotirajućom pločom ili rotacijskim vratilom. Nažalost, ne može izrađivati zamršene, višebojne plastične dijelove.
Rotacijski kalup s dva ubrizgavanja
Na središnjoj liniji ploče, koja je paralelna s osi rotacije, ploča jezgre kalupa ima dvije identične jezgre koje su zrcalne slike jedna druge. Dvije šupljine s različitim geometrijama uključene su u ploču šupljina pričvršćenu na fiksnu ploču.
Rotacijska ploča dovršava prebacivanje oblikovanih dijelova u svakom ciklusu, radeći to bez ljudskog prebacivanja.
Kalup, koji može primiti više materijala, ovdje se vidi samo s dva materijala. Ovisno o količini materijala koja se koristi, rotirajuća ploča može se rotirati za 90°, 120° ili 180°. Za postizanje potrebne rotacije na strani jezgre potreban je i poseban stroj za ubrizgavanje.
Struktura kalupa za dva udarca Seesaw
S jednom stranom koja se pomiče gore, drugom stranom koja se pomiče dolje i tako dalje, struktura ploče sastoji se od dvije strane koje se rotiraju oko središta. Većina dizajna kalupa za tipkovnicu s brojevima i slovima koristi strukturu klackalice.
Struktura sadrži zatvorene numeričke ili abecedne znakove poput 0, 4, 8, A, B, D i O. Sekundarni materijal može lako ući u ograničeno područje samo kada se koristi konstrukcija klackalice, stvarajući lijep izgled.
Struktura klackalice funkcionira na sljedeći način:
- Nakon jednog ubrizgavanja, kalup se otvara.
- Slomljena igla se spušta potisnom šipkom, uzrokujući da se klackalica okreće oko rotirajuće osovine.
- Gornja ploča se podiže guranjem klackalice, zbog čega slomljena igla izlazi iz kalupa.
Dok se igla podiže na rubu zatvorenog dijela primarnog proizvoda, stvara se rupa. Za bušenje sekundarnog materijala u zatvoreno područje iz rupe, igla se pomiče niže povratnim klinom lomljene ploče tijekom procesa dvostrukog injekcijskog prešanja.
Šupljinska klizna struktura
Šupljina muškog modela klizi pod utjecajem motora dok se kalup otvara nakon jednog ubrizgavanja. Određena udaljenost koristi se za poravnavanje kalupa s glavnim kalupom prije drugog procesa ubrizgavanja.
Čimbenici koje treba uzeti u obzir pri korištenju dvostepenog lijevanja
Prilikom korištenja dvostrukog lijevanja ubrizgavanjem uzimaju se u obzir sljedeći čimbenici:
Izbor materijala
Fizička, mehanička, kemijska, toplinska, električna svojstva, zapaljivost i UV otpornost važni su čimbenici pri odabiru materijala za vašu komponentu. Morat ćete odgovoriti na niz pitanja kako biste usmjerili svoj odabir materijala, uključujući:
- Kojim će temperaturama biti izložen vaš proizvod?
- Koliko fleksibilan ili krut materijal treba biti za savijanje?
- Otpornost na udarce: Koliko čvrsta mora biti površina?
- Koliko dobro podnosi velika opterećenja u smislu tlačne čvrstoće?
- Hoće li komponenta biti izložena UV zrakama, kao što su one vani?
- Hoće li dio biti izložen kemikalijama koje će utjecati na njegov rad, posebno tijekom vremena?
- Koliki je rok trajanja potreban za dio?
Kompatibilnost materijala
Prilikom odlučivanja koje materijale koristiti za dvostupanjsko oblikovanje, ključno je uzeti u obzir kemijski sastav. Dok se neki materijali nesavršeno vežu, drugi dobro funkcioniraju zajedno i stvaraju čvrstu molekularnu adheziju.
Provedite test prianjanja prije početka proizvodnje kada je svojstvo prianjanja dvaju spojeva nejasno. Kada lijepljenje nije dovoljno, u dizajn se mogu ugraditi pričvrsni elementi, poput podreza, utora ili ramena, kako bi se povećalo prianjanje i osiguralo dva spoja zajedno.
Tablica kompatibilnosti materijala pregledava se kako bi se utvrdilo koji će se polimeri međusobno prianjati, a koji nisu kompatibilni. Osim toga, eliminira se mogućnost kontaminacije, što je problem pri korištenju dvaju različitih kalupa.
Osim toga, u usporedbi s proizvodnjom identičnog proizvoda ili dijela korištenjem dvaju različitih procesa oblikovanja, postupak dvostrukog oblikovanja rezultira puno jačom vezom. Mogućnost izrade višebojnih plastičnih proizvoda korištenjem metode dvostrukog oblikovanja jedna je od dodatnih prednosti postupka u odnosu na bojanje, koje s vremenom može izgubiti svoju učinkovitost.
Možete stvoriti korisnije, sofisticiranije elemente korištenjem dvostupanjskog pristupa. Nadalje, mekša plastika može se miješati s tvrdom plastikom. Proizvod ima znatno veći integritet. Proizvodi od plastike dobiveni dvostupanjskim lijevanjem često su daleko izdržljiviji i otporniji na udarce.
Metoda je također izvrsna za izradu mekih ručki za električnu opremu, brtvi i zaptivki klima uređaja te protukliznih površina. Ovom metodom mogu se stvoriti logotipi koji, za razliku od oslikanih logotipa, nikada ne bi izblijedjeli.
Zatvarači
Za oblikovanje rupa, elemenata za pričvršćivanje i dugih prolaznih rupa, kalup zatvara ta mjesta kako bi spriječio protok plastike u ta mjesta.
U tim situacijama, dvije polovice kalupa brtve jedna o drugu. Zbog toga se brtvene površine kalupa mogu otvarati i zatvarati bez međusobnog sudaranja. Minimalni kut nagiba trebao bi biti tri do pet stupnjeva. Što je kalup dulji, to je veći proboj i veći nagib.
Vrsta vrata
Rastaljena smola ulazi u komoru kalupa kroz kanal vrata prilikom korištenja injekcijskog prešanja. Kako bi se postigli idealni omjeri dijela i estetski izgled, a istovremeno spriječilo savijanje, potrebno je uzeti u obzir vrstu vrata, dizajn i lokaciju.
Zatvarači s jezičcima i vrućim kanalima su dvije vrste zatvarača koje se najčešće koriste u injekcijskom prešanju:
- Najpopularnija i najučinkovitija vrata su vrata s jezičcima; međutim, budući da su tako jednostavna, možda neće biti prikladna za vaše potrebe.
- Ulazi s vrućim vrhom imaju sitne eliptične otvore. Smola se održava dovoljno vrućom da prođe kroz uski otvor vrata pomoću termostatski kontroliranog grijača pričvršćenog na stražnju stranu kalupa.
Molekularno kemijsko vezanje
Da bi se postigla jaka molekularna veza, vaša podloga i smola nanesena drugom injekcijom idealno bi trebale biti kemijski kompatibilne. Najduži dio ili površina idealna je za spoj između dvije smole. Drugu injekciju gotovo je nemoguće ukloniti odabirom idealnih materijala i dizajna spoja.
Čak i kada se može postići visokokvalitetna kemijska veza, toplo preporučujemo korištenje odgovarajuće mehaničke veze ako je veza važna za vašu primjenu.
Lokacija vrata
To je bitno za proizvodnju kozmetike s čvrstom površinom i homogenog kalupa. Kod injekcijskog prešanja u jednom koraku, talina može ući kroz najdeblji dio otvora prije nego što teče u manja područja, zahvaljujući položaju vrata.
Prijedlozi za dvostepeno oblikovanje
Evo nekoliko preporuka za dvostepeno oblikovanje:
Broj 1
Meka plastika se drugi put oblikuje nakon što je prvo oblikovana kao tvrda plastika. Prvi put je prozirna; drugi put nije. Prvo oblikovanje se izvodi s plastikom otpornom na visoke temperature, dok se dvostruko oblikovanje izvodi s plastikom otpornom na niske temperature.
Broj 2
Testirajte kalup kako biste stvorili gotov proizvod prije stvarne proizvodnje.
Broj 3
Prije izrade kalupa, pronađite sve potencijalne nedostatke i ispravite ih.
Broj 4
Uzmite u obzir skupljanje oba materijala. Općenito govoreći, materijal koji se početno stvara utječe na skupljanje.
Broj 5
Druga injekcija se može dati tek nakon što je prva u potpunosti djelovala.
Broj 6
Kako biste izbjegli oštećenja tijekom procesa oblikovanja, uzmite u obzir položaj oblikovanja.
Broj 7
Dopustite da rub prvog dijela izrađenog injekcijskim prešanjem bude pretjerano velik. To osigurava da će drugo injekcijsko prešanje imati veći tlak.
Broj 8
Provjerite daju li parametri jedinice za ubrizgavanje potreban tlak, protok i kapacitet hlađenja.
Broj 9
Provjerite da strukturni integritet prvog oblikovanog dijela može izdržati tlak ubrizgavanja drugog oblikovanog dijela.
Zaključak
Ljudi koji nisu upoznati s dvostupnim injekcijskim prešanjem mogli bi pomisliti da je to teško. Uključuje drugi materijal i postupak, što dodaje još jedan faktor izradi komponenti, ali je relativno jednostavno.
Dvostruko lijevanje može se izvesti pomoću rotacijske ploče, pomične jezgre ili prešanja, između ostalog. Prva dva zahtijevaju dva procesa, dva sustava kliznika i drugu jedinicu za ubrizgavanje.
Potonji često koristi dva različita kalupa, po jedan za svaki materijal, ali se može izvesti i korištenjem samo jednog kalupa, dva sustava kliznih traka i ručnim ili automatiziranim prijenosom dijelova pick-and-place.
