Turnarea prin injecție, cunoscută și sub denumirea de turnare prin injecție a plasticului, se referă la volume mari de producție de piese din plastic. De obicei, este utilizată în procesele de producție în masă a unor articole identice. Procesul de turnare are loc atunci când materialele topite sunt injectate într-o matriță.
Personalizarea matriței, care conferă pieselor diverse forme, are loc în timpul prelucrării sculelor. Personalizarea vă permite să creați oricâte piese doriți, în dimensiuni și forme egale. Aceasta include matrițe și modele complexe care permit doar o toleranță dimensională redusă.
Dacă doriți să începeți turnarea plasticului, trebuie să aflați costul matriței de injecție și cum să îl reduceți înainte de a începe procesul de turnare. Din fericire, acest articol vă acoperă nevoile. Acesta discută costurile turnării prin injecție a plasticului și diverșii factori care le influențează, ajutându-vă să evaluați costurile medii de producție a turnării.
Cum funcționează turnarea prin injecție?
Procesul de turnare este destul de simplu. Începeți prin a crea sculele de matriță. O puteți construi din metale precum oțelul și aluminiul. Cu toate acestea, ar trebui să utilizați o matriță de aluminiu doar atunci când produceți materiale plastice cu toleranțe înguste.
De asemenea, nu este cea mai bună opțiune pentru producerea de piese în volum mare, deoarece acestea se uzează rapid și au proprietăți mecanice sub standard. Matrițele din oțel sunt cea mai bună opțiune pentru volumul mare de producție, deoarece sunt durabile și au proprietăți mecanice mai bune.
Următorul pas este să introduceți materialele pe care le veți folosi într-un amestec aprins. După ce materialele se topesc, injectați-le într-o matriță metalică închisă. Când plasticul topit se răcește, acesta ia forma matriței. Puteți utiliza un regulator de temperatură extern care circulă ulei sau apă pentru a reduce timpul de răcire a pieselor topite.
Montați uneltele de matriță pe plăci (matrița tip placă) odată ce matrițele de plastic se solidifică, permițând știfturilor de ejecție să ejecteze piesele din plastic. Următorul pas este separarea materialelor și combinarea lor într-o matriță cu două injecții (un tip de turnare prin injecție a plasticului) pentru a înmuia aspectul matriței de injecție a plasticului, a le produce cu caracteristici de performanță variate și chiar a adăuga culori.
Puteți realiza fie o matriță cu o singură cavitate, fie mai multe cavități. Atunci când utilizați matrițe cu mai multe cavități, puteți alege să creați piese identice sau unice în toate cavitățile. Cu toate acestea, matrițele cu o singură cavitate sau cu mai multe cavități necesită un design atent și materiale de calitate.
Acestea fiind spuse, iată câteva aspecte de luat în considerare pentru proiectul dumneavoastră de turnare prin injecție:
- Finanțe: Dacă intenționați să începeți producția de turnare prin injecție, ar trebui să fiți bine pregătit din punct de vedere financiar. Costul de intrare în procesul de turnare prin injecție poate fi ridicol de mare, deoarece va trebui să achiziționați matrițele și utilajele.
- Volumul productiei: Un alt factor important pe care ar trebui să-l luați în considerare înainte de a începe producția de matrițe este numărul de piese pe care doriți să le fabricați. Acest lucru vă va ajuta să determinați dacă turnarea prin injecție va fi sau nu rentabilă.
- Factori de proiectare: Designul pieselor pe care intenționați să le fabricați va face procesul de turnare prin injecție mai ușor sau mai dificil. Geometria simplă simplifică procesul de turnare prin injecție. Un design bun va reduce la minimum daunele și defectele în timpul producției.
- Considerații privind producția: De asemenea, trebuie să luați în considerare timpul total necesar pentru producerea pieselor. Minimizarea timpului ajută la producție. Prin urmare, ar trebui să luați în considerare utilizarea unor scule bine gândite și a unor matrițe de prelucrare la cald pentru a reduce ciclul de producție al mașinii.
Factorii care influențează costurile de turnare prin injecție
Costul turnării prin injecție variază de la o matriță la alta, în funcție de tip, formă și dimensiunea matriței. Printre diverșii factori care influențează costul turnării se numără următorii:
Costurile echipamentelor
Echipamentul de care aveți nevoie pentru proiectul dvs. va afecta foarte mult costul turnării prin injecție. Există mașini de injecție la scară mică pe care le puteți achiziționa pentru afacerea dvs. de început. Sunt mai puțin costisitoare și se vor încadra perfect în costurile de instalare.
Echipamentele mai mari sunt mai bune pentru fabricarea la scară largă a matrițelor prin injecție. Dacă expediați echipamentul din străinătate, costurile matriței prin injecție vor crește din cauza taxelor de transport.
Dacă nu sunteți în măsură să suportați costurile matriței de injecție, puteți externaliza acest lucru către experți terți cu capacități de turnare prin injecție de înaltă performanță.
Costurile de scule
Un alt factor care va influența semnificativ costurile uneltelor. Spre deosebire de echipamente, producerea de matrițe nu este o investiție unică. Trebuie să construiți din când în când o nouă bază de matriță, ceea ce crește costul uneltelor și al matriței.
Costurile sculelor variază de la un proces la altul. Exemple ale acestor procese includ:
printare 3d: Este printre cele mai rapide și rentabile metode pe care le-ați putea utiliza pentru a crea piese turnate prin injecție.
Este considerată o modalitate mai ieftină de a crea matrițe, deoarece tot ce ai nevoie pentru a crea matrița este o imprimantă 3D. De asemenea, nu este nevoie să angajezi expertiză specială, reducând costul total al turnării prin injecție.
Prelucrare CNC: Prelucrarea CNC este utilizată la construirea matrițelor metalice. Metoda este eficientă și produce matrițe de calitate. Cu toate acestea, mașinile CNC au o durată de viață mai scurtă, ceea ce înseamnă că va trebui să achiziționați altele noi din când în când, crescând astfel costul matriței de injecție.
Prelucrare prin electroeroziune: Puteți utiliza electroeroziunea (EDM) pentru a crea matrițe complexe. Aceasta îndoaie metalul în forma dorită prin încălzire. EDM este foarte precisă, dar poate fi utilizată doar pe metale.
Complexitate
Un alt factor care determină costul turnării prin injecție este estetica și complexitatea designului. Designurile mai complexe vor duce la costuri mai mari pentru matrițele de injecție a plasticului.
Rășină plastică
Rășina plastică pe care o utilizați pentru turnarea prin injecție va determina, de asemenea, dacă veți avea sau nu costuri reduse pentru turnarea prin injecție. Cu cât aveți nevoie de mai multă rășină, cu atât costul total al procesului de turnare prin injecție este mai mare. Mai puține rășini reduc costul matriței.
Costurile forței de muncă
Deși majoritatea proceselor sunt automatizate, veți suporta în continuare costuri de configurare, operare și reparații, ceea ce crește costul total al matriței de injecție.
Costul materialului injectat
Alti factori
Alți factori care vor afecta costul total al ciclului de turnare prin injecție includ următorii:
- Servicii secundare
- Caracteristici produs
- Volumul producției
Cum să reduci costurile de turnare prin injecție
Turnarea prin injecție poate fi foarte costisitoare. Pentru a gestiona costurile, trebuie să înțelegeți cum puteți reduce costurile de turnare. Câteva dintre modalitățile de a reduce aceste costuri includ următoarele:
- Reutilizarea matrițelor
- Folosind tehnologia de turnare prin inserție
- Evitarea funcțiilor inutile
- Simplificarea proiectării pieselor
- Utilizarea matrițelor multi-cavități și familiale
Clasificarea matrițelor de injecție a plasticului
Alegerea celei mai bune matrițe de injecție a plasticului este crucială, deoarece va afecta costurile generale de producție ale turnării prin injecție, viteza și calitatea rezultatelor. Matrițele de injecție sunt clasificate în funcție de diverse atribute. Acestea includ următoarele:
Pe baza plăcii de matriță
Plăcile sunt utilizate în cavitățile matrițelor pentru a asigura rezultate satisfăcătoare. Puteți identifica diferitele tipuri de matrițe pe baza numărului de plăci. Matrițele de injecție identificabile prin numărul de plăci includ următoarele:
Matriță de injecție stivă
Costul matriței de injecție cu stivă este mai mare decât în cazul matrițelor de injecție cu două și trei plăci. Cu toate acestea, costul operațional total este mai mic, deoarece are mai multe plăci paralele pentru a face procesul mai eficient, cu mai puține defecte. Cel mai bun aspect este că necesită doar câteva tone de prindere pe ciclu.
Matriță de injecție cu trei plăci
Are o a treia placă numită placa de stripare. Spre deosebire de matrița cu două plăci, aceasta are două linii de separare între plăcile miezului și cele ale cavității. Liniile de separare separă piesa turnată de sistemul de rulare. Nu este la fel de comună ca o matriță de injecție cu două plăci, dar este mai rapidă și mai eficientă, deoarece sistemul de rulare nu necesită reciclare sau separare manuală.
Matriță de injecție cu două plăci
Este cel mai comun tip de matriță de injecție din această clasificare datorită costului accesibil al sculelor. Are o linie de separare care conectează placa cavității și placa centrală. Puteți utiliza această matriță cu toate sistemele de canale, dar este mai compatibilă cu matrițele cu o singură cavitate.
Pe baza numărului de cavități din matriță
Un alt factor care identifică diferitele tipuri de matrițe de injecție a plasticului este numărul de piese pe care le produc pe ciclu. Acestea includ următoarele:
Mucegai cu o singură cavitate
Acest tip de matriță cu cavitate produce o singură piesă deoarece are o singură cavitate în interior. Sunt cele mai ieftine în comparație cu matrițele cu mai multe cavități și cele familiale, dar au rate de producție mai mici, ceea ce duce la costuri mai mari de turnare prin injecție a plasticului.
Matrite cu mai multe cavitati
Are cavități multiple, ceea ce le permite să producă mai multe piese simultan. Rata de producție a acestor matrițe este mai mare decât a matriței cu o singură cavitate, ceea ce o face mai rentabilă. Dacă produceți componente din plastic mai mari, ar trebui să luați în considerare achiziționarea unei matrițe de injecție cu cavități multiple.
Matrițe de familie
La fel ca matrițele de injecție cu mai multe cavități, matrițele familiale au mai multe cavități. Cu toate acestea, cavitățile nu sunt identice, ceea ce înseamnă că le puteți utiliza doar pentru a produce piese care variază în formă și dimensiune.
De exemplu, îl puteți utiliza pentru a fabrica recipiente din plastic și capacele acestora într-un singur ciclu de turnare. Utilizarea acestui tip de activare a matriței va fi mai scumpă din cauza costului matriței, dar va îmbunătăți cantitatea producției și va reduce costurile generale de operare.
Pe baza sistemului de alimentare
Există trei tipuri de matrițe de injecție în această categorie. Matrițele se diferențiază prin sistemele lor de alimentare și de alimentare. Sistemul de alimentare este o serie de canale, cum ar fi canale de turnare, porți și canale, care direcționează plăcile topite către cavități. Matrițele din această categorie includ următoarele:
Matrițe de injecție cu canal cald
Acestea sunt matrițe încălzite intern sau extern cu tije sau bobine. Matrițele sunt încapsulate permanent într-o placă distribuitoare staționară, ceea ce le împiedică să fie ejectate împreună cu componentele din plastic.
Procesul de turnare prin injecție cu canal cald creează eficiență și reduce deșeurile. De asemenea, nu este necesară șlefuirea sau alte procese suplimentare pentru îndepărtarea canalelor. Dacă intenționați să produceți rapid volume mari, matrițele cu canal cald combinate cu cavități multiple sunt cele mai bune scule pentru turnare prin injecție.
Totuși, matrițele de injecție cu canal cald au și dezavantajele lor. În primul rând, costul matriței este relativ ridicat. De asemenea, necesită o întreținere și o întreținere sporite și va trebui să angajați un profesionist calificat pentru a monitoriza procesul de turnare prin injecție a plasticului.
După cum am menționat, matrițele sunt ascunse în plăci distribuitoare. Acest lucru face dificilă curățarea, ceea ce înseamnă că nu veți putea scăpa de reziduuri de plastic sau de resturi de la procesele anterioare. Puteți lua în considerare utilizarea unui sistem de alimentare diferit dacă doriți să fabricați recipiente colorate.
Un alt dezavantaj al utilizării unui sistem cu canale calde este că recipientele s-ar putea lipi de cavități. Prin urmare, este recomandat să luați în considerare utilizarea acestui sistem atunci când lucrați cu materiale care nu sunt sensibile la căldură.
Matrițe de injecție cu canal rece
Acest sistem folosește canale neîncălzite pentru a direcționa piesele topite în cavitate. Aceasta înseamnă că le puteți utiliza chiar și atunci când lucrați cu materiale sensibile la căldură. Turnarea prin injecție în acest sistem este fără tuburi, ceea ce înseamnă că știți când trebuie curățată.
De asemenea, sunt ușor de întreținut și sunt mai puțin costisitoare. Avantajul este că puteți schimba cu ușurință culorile și materialele pe care le utilizați în producție. De asemenea, este destul de simplu să adăugați modificări de design datorită pozițiilor glisierelor și porților care se schimbă rapid.
Dezavantajul utilizării unui sistem de turnare prin injecție cu canal rece este că va trebui să pregătiți un nou sistem de canal de fiecare dată când începeți un ciclu nou, deoarece veți tăia în matriță la ejectarea componentelor. De asemenea, este posibil să fie nevoie să separați sistemul de canal de piesa turnată.
Un alt dezavantaj este că produc deșeuri în cantități mari, ceea ce înseamnă că veți avea nevoie de procese suplimentare pentru a măcina și a îndepărta stolonii, ceea ce poate afecta rezultatul final.
Matrițe de injecție cu canale izolate
Turnarea prin injecție cu colț izolat folosește aceleași idei ca turnarea prin injecție cu colț rece. Cu toate acestea, efectele finale sunt similare cu turnarea prin injecție cu colț cald. Aceste matrițe de injecție folosesc aceeași idee ca și matrița cu colț rece, dar utilizează încălzitoare cu cartuș pentru a crea straturi. Straturile formate înconjoară plasticul topit, formând deșeuri izolate.
Acestea sunt cele mai bune alternative pentru canalele de încălzire, deoarece sunt mai puțin costisitoare și nu este nevoie să le monitorizați temperaturile. De asemenea, permit schimbarea rapidă a materialelor și a culorilor. Cu toate acestea, le puteți utiliza doar pentru materiale plastice de calitate inginerească.
Concluzie
Procesul de turnare prin injecție este printre cele mai utilizate procese din industria prelucrătoare. Este rentabil atunci când se fabrică volume mari de piese și ar trebui să îl luați în considerare dacă intenționați să înființați o companie producătoare de materiale plastice.
