Ce este turnarea prin transfer: avantaje și dezavantaje

Turnarea prin transfer este un proces de fabricație în care materialul polimeric preîncălzit este forțat într-o cavitate închisă a matriței.

În acest proces, puneți mai întâi o cantitate pre-cântărită de material într-o cameră cunoscută sub numele de oală de transfer. Materialul este apoi încălzit până când ajunge la o stare fluidă.

Când este gata, presiunea forțează materialul prin canale, numite și canale, în cavitatea matriței. Această metodă permite un control precis asupra modului în care materialul umple matrița.

Istoria și evoluția modelării prin transfer

Turnarea prin transfer a apărut pe măsură ce producătorii aveau nevoie de metode mai precise pentru a crea piese complexe din plastic. A evoluat de la turnarea prin compresie, adăugând vasul de transfer și canalele pentru a îmbunătăți fluxul de material și consistența pieselor.

Tehnica a câștigat popularitate la mijlocul secolului al XX-lea, deoarece electronicele și bunurile de larg consum au cerut componente din plastic mai complexe. Aplicațiile timpurii s-au concentrat pe părțile electrice în care dimensiunile precise erau critice.

De-a lungul timpului, echipamentele au devenit mai automatizate, controalele computerizate înlocuind operațiile manuale. Mașinile moderne de turnat prin transfer oferă o reglare precisă a temperaturii, controlul presiunii și sincronizarea ciclului.

Sistemele de astăzi pot produce piese cu toleranțe strânse și geometrii complexe care nu erau posibile cu metodele anterioare.

Materiale utilizate în turnarea prin transfer

Polimeri termorigizi

Aceste materiale încep ca rășini lichide sau semisolide care se întăresc permanent atunci când sunt încălzite. Spre deosebire de materialele termoplastice, termorigidele nu pot fi topite din nou după întărire.

Opțiunile populare de termosetare includ:

• Rășini epoxidice: Excelent pentru componentele electronice datorită proprietăților lor izolante
• Poliuretan: Oferă o bună flexibilitate și rezistență chimică
• Compuși fenolici: Oferă rezistență ridicată la căldură și stabilitate dimensională

Rășini termoplastice

Deși sunt mai puțin frecvente în turnarea prin transfer, rășinile termoplastice pot fi utilizate atunci când sunt necesare proprietăți specifice. Spre deosebire de termorigide, materialele termoplastice pot fi retopite și refolosite.

Două materiale termoplastice populare care funcționează bine în turnarea prin transfer sunt:

1. Polipropilenă: Oferă caracteristici bune de curgere și rezistență chimică
2. Policarbonat: Oferă o rezistență excelentă la impact și o claritate optică

Materiale compozite

Materialele compozite combină rășini polimerice cu fibre de armare sau materiale de umplutură pentru a îmbunătăți performanța. Aceste materiale oferă raporturi superioare rezistență-greutate în comparație cu polimerii standard.

Întăririle comune includ:

Fibre de sticlă: Îmbunătățiți rigiditatea structurală și stabilitatea dimensională Fibre de carbon: Oferă o rezistență excepțională cu greutate minimă Umpluturi minerale: Îmbunătățiți rezistența la căldură și reduceți costurile

Când aveți nevoie de proprietăți specializate, cum ar fi conductivitatea electrică sau rezistența la flacără, aditivii pot fi încorporați în rășina de bază. De exemplu, adăugarea de negru de fum creează părți conductoare electric.

Compozitele sunt deosebit de valoroase în aplicațiile aerospațiale și auto, unde reducerea greutății și rezistența sunt critice. Ele pot fi formulate pentru a îndeplini cerințele specifice de dilatare termică, rezistență la flacără sau stabilitate UV.

Procesul de turnare prin transfer

Pregătirea materialelor

În primul rând, trebuie să selectați compusul de turnare potrivit pentru proiectul dvs.

Va trebui să măsurați cantitatea exactă de material necesară pentru partea dvs. Aceasta se numește „încărcare” sau „greutate de încărcare”. Prea puțin material înseamnă piese incomplete, în timp ce prea mult provoacă exces de fulgere și deșeuri.

Echipamente de turnare

Configurația dvs. de turnare de transfer va include mai multe componente cheie. Părțile principale sunt oala de transfer (unde este plasat prima dată materialul), pistonul și cavitatea matriței.

Vasul de transfer se află în partea de sus a ansamblului. Este locul în care veți plasa încărcătura de material pre-măsurată înainte de a fi împins în matriță.

Alerele și porțile conectează vasul de transfer la cavitatea matriței. Ele creează căi prin care materialul să curgă. Designul lor afectează cât de bine umple materialul matrița.

Odată ce ați încărcat materialul în vasul de transfer, începe încălzirea. Materialul trebuie să atingă o anumită temperatură - de obicei între 300-400 ° F, în funcție de compus.

Pe măsură ce materialul se încălzește, devine mai fluid. Pistonul aplică apoi presiune (de obicei 1.000-10.000 psi) pentru a forța materialul înmuiat prin canale și în cavitatea matriței.

Presiunea trebuie să fie constantă pentru a asigura o umplere uniformă a matriței. Presiunea prea mică poate cauza goluri sau piese incomplete.

Căldura este menținută pe tot parcursul acestui proces. Temperaturile matriței sunt controlate cu atenție pentru a asigura curgerea adecvată și întărirea inițială.

Întărire și ejecție

Timpii de întărire variază în funcție de material și grosimea piesei. Acest lucru poate dura de la câteva secunde la câteva minute.

Odată ce întărirea este completă, matrița se deschide și știfturile ejectorului împing în afară piesa finită. În această etapă, piesa dumneavoastră este complet întărită și își menține forma.

După ejectare, va trebui să îndepărtați orice material în exces (flash) din piesă. Acest lucru se întâmplă de-a lungul liniei de despărțire unde se întâlnesc jumătățile matriței.

Aplicații ale turnării prin transfer

Componente electrice

Conectori electrici, mufe și întrerupătoare, multe sunt realizate prin turnare prin transfer. Această tehnică permite introducerea precisă a contactelor metalice, păstrând în același timp proprietățile de izolare electrică.

De acest proces beneficiază și blocurile terminale și cutiile de joncțiune. Aplicația de înaltă presiune asigură umplerea completă a cavităților complicate, rezultând piese fiabile cu dimensiuni consistente.

Aplicațiile electrice comune includ:

• Ambalaj semiconductor
• Izolatoare electrice
• Componente întreruptoare de circuit
• Carcase conector

Piese auto

Piesele de sub capotă, cum ar fi senzorii, modulele de aprindere și unitățile de control, necesită rezistența la căldură și stabilitatea dimensională pe care acest proces le oferă.

Turnarea prin transfer funcționează bine pentru crearea de etanșări și garnituri auto. Aceste piese au nevoie de dimensiuni precise pentru a preveni scurgerile în timp ce rezistă la temperaturi extreme și la expunerea la substanțe chimice.

Componentele interioare precum butoanele, mânerele și butoanele sunt, de asemenea, fabricate în acest fel. Procesul permite turnarea prin inserție, în care piesele metalice sunt „plutite” în cavitate și apoi înconjurate de materialul de turnare.

Aplicații cheie pentru automobile:

• Carcase pentru senzori
• Componentele managementului motorului
• Piese ale sistemului de frânare
• Componente de distribuție electrică

Dispozitive medicale

Instrumentele chirurgicale beneficiază de capacitatea modelului de transfer de a produce mânere ergonomice cu dimensiuni precise. Procesul asigură calitatea consecventă necesară aplicațiilor medicale.

Dispozitivele implantabile și componentele pentru echipamentele de diagnosticare necesită precizia ridicată pe care o oferă modelarea prin transfer.

Aplicațiile medicale includ:

• Mânere și componente pentru instrumente chirurgicale
• Piese echipamente de diagnosticare
• Componentele implantului
• Piese dispozitiv de livrare a medicamentelor

Avantajele turnării prin transfer

Precizie și complexitate

Turnarea prin transfer excelează la crearea de piese cu margini ascuțite și design complexe. Puteți obține detalii mult mai fine în comparație cu alte metode de turnare. Acest lucru îl face perfect pentru produsele care au nevoie de specificații precise.

Turnarea prin transfer produce fulger minim (exces de material la marginile piesei). Orificiile de ventilație pentru micro-grind reduc nevoia de preaplin, rezultând piese aproape fără fulger. Aceasta înseamnă că veți cheltui mai puțin timp și bani pentru operațiunile secundare de finisare.

Când aveți nevoie de forme complicate cu toleranțe strânse, turnarea prin transfer oferă rezultate consistente. Distribuția controlată a presiunii asigură umplerea uniformă a cavității matriței, chiar și în zone mici, detaliate.

Eficiența utilizării materialelor

Cu turnarea prin transfer, veți risipi mai puțin material în comparație cu unele procese alternative. Cantitatea măsurată de material utilizată pentru fiecare ciclu ajută la minimizarea excesului.

Procesul vă oferă un control mai bun asupra fluxului de material. Aceasta înseamnă rezultate mai previzibile și mai puțină producție de deșeuri în timpul proceselor de producție.

Capacitatea de a crea mai multe piese într-un singur ciclu cu un număr mare de cavități îmbunătățește eficiența materialului. Obțineți mai multe produse finite din aceeași cantitate de materie primă.

Provocări și considerații

Controlul și optimizarea proceselor

Gestionarea temperaturii este critică. Dacă temperatura dvs. este prea ridicată, materialul se poate întări prea repede și nu umple complet matrița. Prea scăzut și s-ar putea să nu curgă corect.

Viteza de transfer contează foarte mult. Mișcarea prea rapidă a materialului poate prinde aer și poate crea goluri în produsul final. Mișcarea prea încet ar putea permite întărirea prematură înainte ca matrița să se umple.

Preîncălzirea corectă a materialelor ajută la evitarea acestor probleme

Limitări ale proiectării

Grosimea peretelui trebuie planificată cu atenție. Prea subțire și materialul nu va curge corect. Prea gros și veți avea cicluri mai lungi și potențiale probleme de contracție.

Amplasarea inserției necesită o atenție specială. Poziționarea incorectă a inserțiilor metalice poate duce la crăpare, deformare sau puncte slabe în piesele finite.

Constrângeri de dimensiune există cu turnarea prin transfer. Piesele foarte mari pot să nu fie potrivite din cauza limitărilor echipamentului și a distribuției neuniforme a presiunii.

Turnare prin transfer vs. turnare prin compresie

Turnarea prin comprimare este mai simplă, dar oferă mai puțin control asupra fluxului de material. Turnarea prin transfer îmbunătățește acest lucru prin preîncălzirea materialului și prin utilizarea presiunii controlate pentru a umple mai constant cavitățile matriței.

Turnarea prin transfer excelează la:

• Crearea de piese cu inserții
• Producerea de forme complexe cu toleranțe strânse
• Lucrul cu materiale care necesită întărire la căldură
• Minimizarea captării aerului în produsul final

Cu toate acestea, are și limitări. Procesul generează mai mult material rezidual în ghidajele și vasul de transfer decât turnarea prin compresie. Are, de asemenea, timpi de ciclu mai lungi decât turnarea prin injecție, ceea ce îl face mai puțin potrivit pentru producția de volum mare.

Aspect	Turnare prin transfer	Turnare prin compresie
Proces	Materialul este preîncălzit și forțat într-o matriță închisă sub presiune.	Materialul este plasat direct într-o matriță deschisă, care este apoi închisă și încălzită.
Design matriță	Folosește o matriță din două părți cu o oală, piston și canale.	Folosește o matriță simplă din două părți, fără canale.
Plasarea materialelor	Materialul este plasat într-o cameră separată (oală) înainte de a fi transferat în cavitatea matriței.	Materialul este plasat direct în cavitatea matriței.
Aplicare de presiune	Se aplică presiune mare pentru a transfera materialul în matriță.	Se aplică presiune pentru a comprima materialul din matriță.
Durata ciclului	În general, mai rapid datorită preîncălzirii și fluxului eficient de material.	Mai lent datorită necesității ca materialul să se încălzească și să se întărească în matriță.
Deșeuri materiale	Deșeuri mai mari din cauza curelelor și coloanelor.	Deșeuri minime, deoarece materialul este plasat direct în matriță.
Complexitatea pieselor	Potrivit pentru piese mai complexe și complicate cu detalii fine.	Mai bine pentru piese mai simple, mai puțin complicate.
Volumul de producție	Ideal pentru volume de producție medii spre mari.	Potrivit pentru volume de producție mici până la medii.
Tipuri de materiale	Funcționează bine cu materiale plastice termorigide, cauciuc și unele compozite.	Folosit în principal pentru materiale plastice termorigide și cauciuc.

întrebări frecvente

Cum funcționează procesul de turnare prin transfer pentru produsele din cauciuc?

În turnarea prin transfer pentru cauciuc, un compus de cauciuc pre-cântărit este plasat într-un vas sau o cameră de transfer. Când se aplică căldură și presiune, cauciucul se înmoaie.

Materialul înmuiat este apoi forțat prin canale în cavitatea matriței. Această metodă asigură umplerea uniformă a formelor complexe de matriță.

Cauciucul se întărește în interiorul matriței încălzite, creând forma produsului final înainte ca matrița să se deschidă pentru îndepărtarea părții.

Ce factori ar trebui luați în considerare atunci când alegeți o mașină de turnat prin transfer?

Ar trebui să luați în considerare dimensiunea și complexitatea piesei atunci când selectați o mașină. Piesele mai mari sau mai complicate necesită mașini cu o capacitate adecvată.

Forța de strângere necesară pentru materialul dumneavoastră specific este un alt factor important. Diferiți polimeri necesită presiuni diferite.

Volumul producției contează și el – volumele mai mari ar putea justifica echipamente mai automatizate sau de capacitate mai mare.

Cum diferă turnarea prin transfer de turnarea prin compresie în ceea ce privește procesul și aplicațiile?

În turnarea prin transfer, materialul este preîncălzit într-o cameră separată înainte de a fi transferat în cavitatea matriței. Turnarea prin compresie plasează materialul direct în matrița deschisă.

Turnarea prin transfer produce de obicei piese cu o consistență mai bună și mai puține capcane de aer decât turnarea prin compresie.

Veți găsi modelarea prin transfer mai potrivită pentru piese complexe cu detalii complicate, în timp ce turnarea prin compresie funcționează bine pentru piese mai simple și mai mari.