Turnarea prin injecție, numită și turnare prin injecție a plasticului, este destinată producției în volume mari de piese din plastic. De regulă, se folosește pentru fabricarea în masă a unor articole identice. Procesul are loc prin injectarea materialelor topite într-o matriță.
Personalizarea matriței, care conferă pieselor forme diferite, are loc în etapa de realizare a sculelor. Aceasta vă permite să produceți oricâte piese doriți, cu dimensiuni și forme identice. Procesul include matrițe și proiecte complexe, care permit toleranțe dimensionale reduse.
Dacă doriți să începeți turnarea plasticului, înainte de a demara procesul trebuie să aflați costul matriței de injecție și cum îl puteți reduce. Din fericire, acest articol vă oferă informațiile necesare. El analizează costurile turnării prin injecție a plasticului și diverșii factori care le influențează, ajutându-vă să evaluați costurile medii de producție prin turnare.
Cum acţionează mulajul prin injectare?
Procesul de turnare este destul de simplu. Mai întâi, creați scula matriței. O puteți fabrica din metale precum oțelul și aluminiul. Totuși, trebuie să folosiți o matriță din aluminiu numai pentru producția pieselor din plastic cu toleranțe restrânse.
De asemenea, nu este cea mai bună opțiune pentru producerea de piese în volum mare, deoarece acestea se uzează rapid și au proprietăți mecanice substandarde. Mulaje de oțel sunt cea mai bună opțiune pentru volumul de înaltă producție, deoarece acestea sunt durabile cu proprietăți mecanice mai bune.
Următorul lucru este să alimentezi materialele pe care le vei folosi într-o luptă încălzită și să le amesteci. Odată ce materialele se topesc, injectați-le într-un instrument metalic închis. Când plasticul topit răcește, acesta ia forma unui instrument de turnare. Puteți folosi un controlor de temperatură extern care circulă ulei sau apă pentru a reduce timpul de răcire al părților topite.
După solidificarea plasticului, montați sculele matriței pe platane (matrița cu plăci), astfel încât știfturile ejectoare să poată scoate piesele din plastic. Următorul pas constă în separarea materialelor și combinarea lor într-o matriță cu două injecții (un tip de turnare prin injecție a plasticului), pentru a obține o atingere mai moale, a produce piese cu caracteristici de performanță diferite și chiar a adăuga culori.
Puteți realiza o matriță cu o singură cavitate sau cu mai multe cavități. În cazul matrițelor multicavitate, puteți produce piese identice sau diferite în fiecare cavitate. Totuși, atât matrițele cu o singură cavitate, cât și cele multicavitate necesită o proiectare atentă și materiale de calitate.
Acestea fiind spuse, iată câteva consideraţii pentru proiectul de mulaj al injecţiei:
- Finanțe: Dacă sunteți de planificare pentru a începe fabricarea de turnare injecție, ar trebui să fie bine pregătit în ceea ce privește finanțele. Costul de intrare a procesului de injecție mulaj poate fi ridicol de mare, deoarece va trebui să cumpere mulaje și mașini.
- Volumul producției: un alt factor important de luat în calcul înainte de a începe producția matriței este numărul de piese pe care doriți să le fabricați. Acesta vă va ajuta să stabiliți dacă turnarea prin injecție va fi rentabilă.
- Factori de proiectare: Designul pieselor pe care intenționați să le produceți va face procesul de injecție mai ușor sau mai provocator. Geometria simplă simplifică procesul de injecție. Un design bun va minimiza daunele și defectele în timpul producției.
- Consideraţii de producţie: De asemenea, trebuie să ia în considerare timpul de ansamblu va dura pentru a produce piese. Minimizarea timpului ajută producţia. Ar trebui, prin urmare, să ia în considerare utilizarea bine gândit-out instrumentare şi maşinuţe la cald-running pentru a reduce ciclul de maşină.
Factori care influenţează costurile de mulaj ale injecţiei
Costul turnării prin injecție variază de la un proiect la altul, în funcție de tipul, forma și dimensiunea matriței. Printre factorii care influențează costul se numără:
Costuri cu echipamentele
Echipamentul de care aveți nevoie pentru proiectul dvs. va afecta foarte mult costul de turnare injecție. Există mașini de injectare la scară mică pe care le-ar putea cumpăra pentru start-up. Acestea sunt mai puțin scumpe și se vor potrivi chiar în costurile de configurare.
Echipamentele mai mari sunt mai potrivite pentru producția la scară largă prin turnare prin injecție. Dacă importați echipamentul, costul matriței va crește din cauza cheltuielilor de transport.
Dacă nu puteți suporta costurile matriței de injecție, puteți externaliza proiectul către experți terți care dispun de capacități avansate de turnare prin injecție.
Costuri de scule
Un alt factor cu impact major este costul sculelor. Spre deosebire de echipament, producția matrițelor nu este o investiție unică. Trebuie să construiți periodic baze noi pentru matrițe, ceea ce mărește costul sculelor și al matrițelor.
Costurile de scule variază de la proces la proces. Exemple ale acestor procese includ:
Imprimare 3D: Este printre cele mai rapide și eficiente metode pe care le-ar putea folosi pentru a crea piese de injecție modelat pentru turnare injecție.
Aceasta este considerată o metodă mai ieftină de creare a matrițelor, deoarece aveți nevoie doar de o imprimantă 3D pentru a le fabrica. În plus, nu este necesară angajarea unor specialiști, ceea ce reduce costul total al turnării prin injecție.
Prelucrare CNC: prelucrarea CNC este utilizată la fabricarea matrițelor metalice. Metoda este eficientă și produce matrițe de calitate. Totuși, mașinile CNC au o durată de viață mai scurtă, astfel că va trebui să cumpărați altele periodic, ceea ce mărește costul matriței de injecție.
Prelucrare prin electroeroziune: puteți utiliza EDM pentru a crea matrițe complexe. Metoda modelează metalul prin încălzire. EDM este foarte precisă, dar poate fi utilizată numai pentru metale.
Complexitate
Un alt factor care determină costul turnării prin injecție este aspectul estetic și complexitatea proiectului. Proiectele mai complexe duc la costuri mai mari pentru matrițele de injecție din plastic.
Rășină din plastic
Rășina plastică utilizată la turnarea prin injecție influențează, de asemenea, posibilitatea de a obține costuri reduse. Cu cât aveți nevoie de mai mult material, cu atât costul total al procesului de turnare prin injecție este mai mare. O cantitate mai mică de rășină reduce costul matriței.
Costuri cu forța de muncă
Deși majoritatea proceselor sunt automatizate, veți suporta în continuare costurile de instalare, exploatare și reparații, care măresc costul total al matriței de injecție.
Costul materialelor injectate
Alți factori
Alți factori care vor afecta costul total al ciclului de turnare a injecției includ următoarele:
- Servicii secundare
- Caracteristicile produsului
- Volumul producției
Cum să reduceţi costurile de mulaj ale injecţiei
Plasarea prin injecție poate fi foarte scump. Pentru a gestiona costurile, trebuie să înțelegeți cum puteți reduce costurile de modelare. Unele dintre modalitățile de a reduce aceste costuri includ următoarele:
- Reutilizarea matrițelor
- Utilizarea tehnologiei de turnare cu inserție
- Evitarea caracteristicilor inutile
- Simplificarea desenelor pieselor
- Utilizarea matrițelor multicavitate și a matrițelor familiale
Clasificarea mulajelor de plastic pentru injectare
Alegerea celei mai potrivite matrițe de injecție este esențială, deoarece aceasta influențează costurile totale de producție, viteza turnării prin injecție și calitatea rezultatelor. Matrițele de injecție sunt clasificate după diverse caracteristici, printre care se numără:
În funcție de placa matriței
În cavitățile matriței se folosesc plăci pentru a asigura rezultate satisfăcătoare. Puteți identifica diferitele tipuri de matrițe după numărul de plăci. Printre matrițele de injecție clasificate după numărul de plăci se numără următoarele:
Mulaje de injectare stiva
Costul unei matrițe de injecție cu plăci suprapuse este mai mare decât cel al matrițelor cu două sau trei plăci. Totuși, costurile totale de exploatare sunt mai mici, deoarece mai multe plăci paralele fac procesul mai eficient și reduc defectele. Un avantaj important este că sunt necesare doar câteva tonaje de forță de închidere per ciclu.
Model de injecţie cu trei plăci
Are o a treia placă, numită placă de dezizolare. Spre deosebire de matrița cu două plăci, aceasta are două linii de separație între plăcile miezului și cavității. Liniile separă piesa turnată de sistemul de alimentare. Nu este la fel de răspândită ca matrița cu două plăci, dar este mai rapidă și mai eficientă, deoarece sistemul de canale nu necesită reciclare sau separare manuală.
Matriță de injecție cu două plăci
Este cel mai răspândit tip din această clasificare, datorită costului accesibil al sculelor. Are o singură linie de separație care unește placa cavității cu placa miezului. Poate fi utilizată cu toate sistemele de alimentare, dar este mai compatibilă cu matrițele cu o singură cavitate.
În funcție de numărul cavităților matriței
Un alt factor care identifică diferitele tipuri de mulaje pentru injecție din plastic este numărul de părți pe care le produc pe ciclu. Acestea includ următoarele:
Matriță cu o singură cavitate
Acest tip de matriță produce o singură piesă, deoarece are o singură cavitate. Este mai ieftin decât matrițele multicavitate și familiale, dar are o productivitate mai redusă, ceea ce duce la costuri mai mari de turnare prin injecție a plasticului.
Mulaje multi-cavity
Are mai multe cavități, ceea ce permite producerea simultană a mai multor piese. Productivitatea acestor matrițe este mai mare decât a celor cu o singură cavitate, ceea ce le face mai rentabile. Dacă produceți componente mari din plastic, luați în considerare achiziționarea unei matrițe de injecție multicavitate.
Modele de familie
La fel ca matrițele de injecție multicavitate, matrițele familiale au mai multe cavități. Totuși, acestea nu sunt identice, ceea ce înseamnă că pot fi folosite numai pentru a produce piese cu forme și dimensiuni diferite.
De exemplu, puteți folosi o astfel de matriță pentru a fabrica recipiente din plastic și capacele acestora într-un singur ciclu de turnare. Utilizarea acestei configurații este mai costisitoare din cauza prețului matriței, dar crește volumul producției și reduce costurile totale de exploatare.
Pe baza sistemului de alimentare
În această categorie există trei tipuri de matrițe de injecție. Ele se diferențiază prin sistemele de alimentare și de canale. Sistemul de alimentare este o rețea de canale, precum canalele de turnare, porțile și canalele de distribuție, care direcționează plasticul topit spre cavități. Tipurile din această categorie sunt:
Matrițe pentru turnarea prin injecție cu canal cald
Aceste matrițe sunt încălzite cu tije sau bobine, amplasate în interior sau la exterior. Sunt încorporate permanent într-o placă staționară cu distribuitor, care le împiedică să fie ejectate împreună cu componentele din plastic.
Procesul de turnare prin injecție cu canal cald mărește eficiența și reduce deșeurile. Nu este necesară regranularea și nici alte operațiuni pentru îndepărtarea canalelor. Dacă intenționați să produceți rapid volume mari, cea mai bună sculă este o matriță cu canal cald combinată cu mai multe cavități.
Totuși, matrițele de injecție cu canal cald au și dezavantaje. În primul rând, costul lor este relativ ridicat. De asemenea, necesită multă întreținere și trebuie supravegheat procesul de turnare prin injecție a plasticului de către un specialist calificat.
După cum am menționat, canalele sunt ascunse în plăcile cu distribuitor. Acest lucru îngreunează curățarea, astfel că nu veți putea îndepărta reziduurile de plastic rămase din procesele anterioare. Dacă doriți să fabricați recipiente colorate, poate fi preferabil un alt sistem de alimentare.
Un alt dezavantaj de a utiliza un sistem de alergare la cald este faptul că containerele ar putea lipi de carii. Prin urmare, s-ar putea dori să ia în considerare utilizarea acestui sistem atunci când se ocupă cu materiale care nu sunt sensibile la căldură.
Mulaje pentru injectarea la rece a alergatorului
Acest sistem folosește canale nerăcite pentru a direcționa plasticul topit în cavitate. Prin urmare, poate fi utilizat și cu materiale sensibile la căldură. Sistemul cu canal rece este deschis, astfel încât puteți vedea când trebuie curățat.
Sunt și ușor de întreținut și mai puțin costisitoare. Un alt avantaj este că puteți schimba cu ușurință culorile și materialele folosite în producție. Modificările de proiectare se adaugă destul de simplu datorită poziționării canalelor și porților cu schimbare rapidă.
Dezavantajul sistemului de turnare prin injecție cu canal rece este că trebuie să pregătiți un nou sistem de canale la fiecare ciclu, deoarece acestea sunt tăiate din matriță la ejectarea componentelor. De asemenea, poate fi necesar să separați sistemul de canale de piesa turnată.
Un alt dezavantaj este cantitatea mare de deșeuri produsă. Sunt necesare operații suplimentare pentru regranulare și îndepărtarea canalelor, iar acestea pot afecta rezultatul final.
Matrițe de injecție cu canale izolate
Turnarea prin injecție cu canale izolate folosește același principiu ca turnarea cu canal rece. Totuși, efectele finale sunt asemănătoare celor ale turnării cu canal cald. Aceste matrițe pornesc de la conceptul canalului rece, dar folosesc încălzitoare cu cartuș pentru a forma straturi. Straturile se formează în jurul plasticului topit, creând canale izolate.
Sunt cea mai bună alternativă la canalele calde, deoarece costă mai puțin și nu este necesară monitorizarea temperaturii. Permit, de asemenea, schimbarea rapidă a materialului și a culorilor. Totuși, pot fi folosite numai pentru materiale plastice de clasă tehnică.
Concluzie
Procesul de injecție este unul dintre cele mai utilizate procese din industria prelucrătoare. Este rentabil atunci când se fabrică volume mari de piese și ar trebui să-l ia în considerare dacă aveți de gând să înceapă o companie de producție de plastic.
