Počas procesu dvojitého vstrekovania, známeho aj ako dual shot, double shot, multi shot a overmolding, sa v jednom obrábacom cykle spájajú dva rôzne plastové materiály.
Na výrobu zložitých lisovaných dielov z dvoch rôznych materiálov sa používa špičková výrobná technika nazývaná dvojité vstrekovanie, známa aj ako dvojvrstvové vstrekovanie, dvojnásobné vstrekovanie alebo dvoj-K vstrekovanie.
Počas dvojnásobného vstrekovania starostlivo kontrolujeme vstrekovanie rôznych materiálov vrátane dvoch odlišných typov živice do jednej viackomorovej formy pomocou vysoko špecializovanej a automatizovanej techniky.
Proces dvojnásobného lisovania
Vstrekovací lis sa používa v procese dvojnásobného vstrekovania, kde sa dva materiály „prelia“ v jednom lisovacom cykle. Množstvo materiálu vstrekovaného do dutiny formy sa označuje ako „vstrek“.
Pri dvojnásobnom vstrekovaní sa vyformuje prvá časť a po jej dokončení sa vstrekne druhá časť, ktorá vytvorí finálnu časť výlisku. Oba kusy musia byť (chemicky) porovnateľné, aby bol proces dvojnásobného vstrekovania úspešný a mohlo dôjsť k spojeniu.
Dielok vyrobený z tvrdého materiálu je možné spojiť s dielom vyrobeným z mäkkého materiálu pomocou dvojnásobného vstrekovania. V dvojdutinovej forme tento postup kombinuje vstrekovanie dvoch komponentov. Môže to výrazne zlepšiť atraktivitu výrobku z hľadiska pocitu, farby atď. Dvojnásobné vstrekovanie ponúka mnoho rôznych možností dizajnu.
Technika dvojnásobného vstrekovania plastov je rozdelená do dvoch krokov. Prvý zahŕňa vstreknutie živice do formy, ktorá sa potom ochladí, čím sa vytvorí pevný predmet, podobne ako pri tradičnom vstrekovaní plastov.
Novovylisovaný predmet sa v druhej fáze pomocou rotujúcej dosky alebo robotického ramena prepraví do druhej formy. V závislosti od konštrukcie sa novovylisovaný diel potom druhýkrát vstrekne živica do, cez alebo okolo špecifických oblastí prvej formy.
Po vytvorení molekulárneho spojenia medzi dvoma plastovými živicami sa viacvrstvový lisovaný predmet ochladí a vytlačí.
Hoci je postup jednoduchý na pochopenie, jeho zvládnutie je náročné. Aj tie najmenšie chyby môžu viesť k značným finančným stratám kvôli vysokej úrovni technickej kompetencie a pozornosti k detailom, najmä pri veľkoobjemovej výrobe.
Preto je dôležitý výber dodávateľa s výnimočnými zručnosťami. Vynikajúce hodnotiace tabuľky kvality dodávateľov zaviedli procesy, ktoré zabraňujú zvyšovaniu kapacity v dôsledku bleskového rastu, toku výroby, nedostatkov a záložných plánov, keďže vaša spoločnosť a vaše potreby rozšírenia dvojnásobného vstrekovania plastov sú všetko veci, na ktoré sa treba zamerať.
Vďaka tomuto procesu je dvojfázové lisovanie ideálne na výrobu spínačov, gombíkov, zubných kefiek a uzáverov nádob.
Aplikácie dvojnásobného lisovania
Pre zložité, viacfarebné a viacmateriálové plastové výrobky, najmä pri veľkoobjemovej výrobe, je dvojnásobné vstrekovanie plastov najlepšou technikou vstrekovania plastov.
Okrem toho sa proces dvojitého vstrekovania používa v automobilovom priemysle na výrobu širokej škály produktov a dielov. Medzi ďalšie položky vyrobené pomocou procesu dvojitého vstrekovania patrí záhradné náradie a poľnohospodárske zariadenia.
Dvojdielne vstrekované diely sa používajú takmer v každom odvetví, od spotrebného tovaru až po stavebníctvo, ale najčastejšie sa používajú v situáciách, ktoré vyžadujú nasledovné:
- časti alebo komponenty, ktoré sa môžu pohybovať
- pevné povrchy s flexibilnými úchytmi
- buď akustické tlmenie alebo vibrácie
- povrchné vysvetlenia alebo identifikácie
- komponenty s niekoľkými materiálmi alebo farbami
V ideálnom prípade sa proces dvojnásobného vstrekovania plastov používa pre zložité diely, ktoré majú viacero komponentov.
Výhody procesu dvojnásobného lisovania
Plastové polyméry sa používajú v rôznych výrobných procesoch, ako je extrúzia, kompresné termosetové lisovanie a dvojnásobné vstrekovanie. Hoci každá z nich je uskutočniteľnou výrobnou metódou, mnohí výrobcovia plastov ju používajú kvôli niekoľkým výhodám.
Na vytvorenie prvého segmentu produktu sa najprv jeden materiál vstrekne do formy. Nasleduje druhé vstreknutie sekundárneho materiálu kompatibilného s prvým. Existuje niekoľko dôvodov, prečo sa mnoho podnikov rozhoduje vyrábať plasty alebo polyméry týmto spôsobom.
Tu sú niektoré výhody procesu dvojnásobného lisovania:
Univerzálny
Výrobcovia produktov uprednostňujú dvojnásobné vstrekovanie plastov pre rôzne aplikácie vrátane interiérových dielov automobilov, zdravotníckych zariadení, nástrojov a hračiek. Umožňuje výrobcom miešať množstvo komponentov a odtieňov, aby vytvorili robustný a esteticky príjemný produkt.
Materiály ako silikón a termoplasty, nylon a termoplastické elastoméry alebo tuhý nylon a mäkké materiály sú len niekoľkými príkladmi materiálov, ktoré sa dajú týmto postupom úspešne zmiešať.
Nákladovo efektívne
Keď je prvá forma otočená nabok a druhá forma je umiestnená okolo produktu tak, aby sa do nej mohol vstreknúť druhý kompatibilný termoplast, dvojkrokový postup vyžaduje iba jeden strojový cyklus.
Táto metóda produkuje viac produktov v každej sérii za menej peňazí a vyžaduje menej pracovníkov na výrobu hotového produktu, pretože využíva jeden strojný cyklus namiesto viacerých strojných cyklov. Okrem toho zaručuje pevné spojenie medzi materiálmi, čím eliminuje potrebu neskoršej montáže.
Vysoká kvalita produktu
Väčšina termoplastických výrobkov má z dvojnásobného vstrekovania úžitok mnohými spôsobmi:
- Vylepšená estetika. Keď sú výrobky vyrobené z plastov alebo polymérov rôznych farieb, vyzerajú krajšie a sú pre spotrebiteľov atraktívnejšie. Produkt sa bude zdať drahší, ak sa použije viac ako jedna farba alebo textúra.
- Lepšia ergonómia. Táto metóda umožňuje mäkké povrchy, takže hotové výrobky môžu mať rukoväte alebo iné ergonomicky vyvinuté časti. To je kľúčové pre nástroje, zdravotnícke vybavenie a iné prenosné predmety.
- Tesnenie sa zlepší, keď sa na tesnenia a iné časti, ktoré vyžadujú pevné utesnenie, použijú silikónové polyméry a iné gumové materiály.
- Umožňuje tvrdým a mäkkým polymérom vyrábať predmety najmenšej veľkosti, ktoré poskytujú výnimočné pohodlie a užitočnosť.
- V porovnaní s prelievaním alebo konvenčnejšími metódami vkladania môže výrazne znížiť počet nesprávnych zarovnaní.
- Umožňuje výrobcom použiť niekoľko materiálov, ktoré sa nedajú efektívne spojiť inými postupmi, na vytvorenie zložitejších vzorov foriem.
- Vytvorená väzba je neuveriteľne silná, vďaka čomu je konečný produkt robustnejší, spoľahlivejší a trvácnejší.
Proces dvojnásobného lisovania pomáha výrobcom dosiahnuť vysoko kvalitné výrobky.
Konsolidácia časti
Počet dielov v hotovej zostave sa znižuje pomocou dvojnásobného vstrekovania plastov, čím sa pri každom zvýšenom počte dielov ušetrí v priemere 40 000 USD na výdavkoch na vývoj, inžinierstvo a validáciu.
Efektívne
Pri dvojnásobnom vstrekovaní je možné vyformovať niekoľko komponentov jedným nástrojom, čo si vyžaduje menej práce na výrobu dielov a žiadne zváranie ani spájanie komponentov po vstrekovaní.
Typy dvojfázových lisovacích konštrukcií
Výber a konečné použitie správnej štruktúry formy je nevyhnutný na úsporu nákladov a zabezpečenie kvality. Tu je niekoľko typov štruktúr pre dvojbrokovacie formy:
Forma na prepínanie jadra s dvoma výstrelmi
Pretože jadro a dutina formy sa nepotrebujú premiestňovať, postup viacnásobného vstrekovania s prepínačom jadra je najjednoduchší. Alternatívne, posunutie posúvača zmení geometriu dutiny formy.
Látka A sa najprv vstrekne do dutiny, keď je posúvač v roztiahnutej polohe počas procesu vstrekovania pomocou dvojvstrekovacej formy s prepínačom jadra. Potom sa posúvač potiahne späť, aby sa odkryla nová oblasť dutiny.
Zostávajúci priestor sa vyplní posunutím posúvača po vstreknutí materiálu B do upravenej dutiny cez iný uzáver (nad strednou tryskou).
Plastový komponent sa po vytvrdnutí vytlačí z formy. Cirkuluje v rovnakom poradí ako vyššie, aby sa pokračovalo vo formovaní.
Hoci sa cena nástroja zvyšuje, keď sa do formy pridá posúvač, stále môže byť výrazne lacnejší ako formy s rotačnými doskami alebo rotačnými hriadeľmi. Bohužiaľ, nedokáže vyrobiť zložité, viacfarebné plastové diely.
Rotačná doska s dvoma vstrekovacími formami
Na stredovej čiare dosky, ktorá je rovnobežná s osou otáčania, má doska s jadrom formy dve identické jadrá, ktoré sú navzájom zrkadlovými obrazmi. Doska s dutinami pripevnená k pevnej doske obsahuje dve dutiny s rôznymi geometriami.
Rotačná doska dokončí striedanie výliskov v každom cykle bez ľudského zásahu.
Forma, ktorá pojme viac materiálov, je tu viditeľná iba s týmito dvoma materiálmi. V závislosti od množstva použitého materiálu je možné otočiť rotačnú dosku o 90°, 120° alebo 180°. Na dosiahnutie potrebnej rotácie na strane jadra je potrebný aj špeciálny vstrekovací stroj.
Štruktúra formy Seesaw Two Shot
Keď sa jedna strana pohybuje nahor, druhá strana sa pohybuje nadol atď., dosková štruktúra sa skladá z dvoch strán otáčajúcich sa okolo stredu. Väčšina návrhov foriem klávesníc s číslami a písmenami používa štruktúru hojdačky.
Štruktúra obsahuje uzavreté číselné alebo abecedné znaky ako 0, 4, 8, A, B, D a O. Sekundárny materiál sa môže ľahko dostať do obmedzenej oblasti iba pri použití hojdacej konštrukcie, čo vytvára krásny vzhľad.
Hojdačka funguje nasledovne:
- Po jednom vstreknutí sa forma otvorí.
- Zlomená ihla sa spustí pomocou tlačnej tyče, čo spôsobí, že sa hojdačka otáča okolo rotujúceho hriadeľa.
- Horná doska sa tlačením na hojdačku vytlačí nahor, čím sa zlomená ihla vynorí z formy.
Keď ihla stúpa na okraji utesnenej časti primárneho produktu, vytvorí sa zlomený otvor. Na vŕtanie sekundárneho materiálu do uzavretej oblasti z zlomeného otvoru sa ihla počas procesu dvojitého vstrekovania pohybuje nižšie pomocou vratného kolíka zlomenej dosky.
Posuvná konštrukcia dutiny
Dutina samčieho modelu sa po jednom vstreknutí kĺže pod vplyvom motora, keď sa forma otvorí. Pred druhým procesom vstrekovania sa forma zarovná s hlavnou formou do stanovenej vzdialenosti.
Faktory, ktoré treba zvážiť pri použití dvojnásobného lisovania
Pri použití dvojitého vstrekovania sa berú do úvahy nasledujúce faktory:
Výber materiálu
Fyzikálne, mechanické, chemické, tepelné, elektrické faktory, odolnosť voči horľavosti a UV žiareniu sú dôležité faktory pri výbere materiálu pre váš komponent. Aby ste sa mohli správne orientovať pri výbere materiálu, budete musieť odpovedať na niekoľko otázok vrátane:
- Akým teplotám bude váš produkt vystavený?
- Aký ohybný alebo pevný materiál potrebujete na ohýbanie?
- Odolnosť voči nárazu: Aký pevný musí byť jeho povrch?
- Ako dobre odoláva veľkému zaťaženiu z hľadiska pevnosti v tlaku?
- Bude komponent vystavený UV žiareniu, aké sa nachádza napríklad vonku?
- Bude diel vystavený chemikáliám, ktoré ovplyvnia jeho funkčnosť, najmä v priebehu času?
- Aká je požadovaná trvanlivosť dielu?
Materiálová kompatibilita
Pri rozhodovaní o tom, ktoré materiály použiť na dvojvrstvové lisovanie, je dôležité zohľadniť ich chemické zloženie. Zatiaľ čo niektoré materiály sa viažu nedokonale, iné spolu dobre fungujú a vytvárajú pevnú molekulárnu adhéziu.
Ak je adhézna vlastnosť dvoch zlúčenín nejasná, pred začatím výroby vykonajte test adhézie. Ak je lepenie nedostatočné, do návrhu je možné zahrnúť fixačné prvky, ako sú podrezania, drážky alebo ramená, aby sa zvýšila adhézia a obe zlúčeniny sa spojili.
Tabuľka kompatibility materiálov sa kontroluje, aby sa určilo, ktoré polyméry sa k sebe prilepia a ktoré polyméry sú nekompatibilné. Okrem toho sa eliminuje možnosť kontaminácie, ktorá je problémom pri použití dvoch rôznych foriem.
Okrem toho, v porovnaní s výrobou identického produktu alebo dielu pomocou dvoch rôznych procesov lisovania, dvojnásobné lisovanie vedie k oveľa silnejšej väzbe. Schopnosť vyrábať viacfarebné plastové výrobky pomocou dvojnásobného lisovania je jednou z ďalších výhod tohto procesu oproti lakovaniu, ktoré môže časom stratiť svoju účinnosť.
Pomocou dvojnásobného lisovania môžete vytvoriť užitočnejšie a sofistikovanejšie prvky. Okrem toho je možné mäkší plast zmiešať s tvrdým plastom. Výrobok má výrazne väčšiu celistvosť. Dvojnásobne lisované plastové výrobky sú často oveľa odolnejšie a odolnejšie voči nárazom.
Táto metóda je tiež vynikajúca na výrobu mäkkých rukovätí pre elektrické zariadenia, tesnení a tesnení klimatizácií a protišmykových povrchov. Touto metódou je možné vytvoriť logá, ktoré na rozdiel od namaľovaných log nikdy nevyblednú.
Uzatváracie ventily
Na vytvorenie otvorov, zacvakávacích prvkov a dlhých priechodných otvorov forma tieto miesta uzavrie, aby zabránila toku plastu do týchto miest.
V týchto situáciách sa dve polovice formy navzájom tesne dotýkajú. Vďaka tomu sa tesniace plochy formy môžu otvárať a zatvárať bez toho, aby sa navzájom zrazili. Minimálny uhol sklonu by mal byť tri až päť stupňov. Čím dlhšia je životnosť formy, tým vyššia je vôľa a tým väčší je sklon.
Typ brány
Roztavená živica vstupuje do komory formy cez vtokový kanál pri použití vstrekovacieho liatia. Na dosiahnutie ideálnych proporcií dielu a estetického vzhľadu a zároveň na zabránenie deformácie je potrebné zohľadniť typ vtoku, dizajn a umiestnenie.
Dva najčastejšie používané druhy vtokových otvorov s jazýčkovým a horúcim vtokovým systémom sú:
- Najobľúbenejšie a najefektívnejšie brány sú jazýčkové brány; keďže sú však také jednoduché, nemusia byť vhodné pre vaše potreby.
- Vstupy s horúcou špičkou majú malé eliptické otvory. Živica je udržiavaná dostatočne teplá na to, aby prešla úzkym otvorom vstupu, pomocou termostatom ovládaného ohrievača pripojeného k zadnej časti formy.
Molekulárna chemická väzba
Aby bola možná silná molekulárna väzba, substrát a druhá vstreknutá živica by mali byť ideálne chemicky kompatibilné. Najdlhšia vetva alebo plocha povrchu je ideálna pre spoj medzi týmito dvoma živicami. Druhú vstreknutú živicu je takmer nemožné odstrániť výberom ideálnych materiálov a dizajnu spoja.
Aj keď je možné dosiahnuť silnú chemickú väzbu, dôrazne odporúčame použiť vhodnú mechanickú väzbu, ak je väzba pre vašu aplikáciu dôležitá.
Umiestnenie brány
Toto je nevyhnutné pre výrobu kozmetických výrobkov s pevným povrchom a homogénnej formy. Pri jednorazovom vstrekovaní môže tavenina vďaka umiestneniu vtoku vstúpiť cez najhrubšiu časť otvoru a potom prúdiť do menších oblastí.
Návrhy na dvojnásobné formovanie
Tu je niekoľko odporúčaní pre dvojnásobné formovanie:
Počet 1
Mäkký plast sa po prvom vylisovaní ako tvrdý plast formuje druhýkrát. Prvýkrát je priehľadný, druhýkrát nie. Prvé vylisovanie sa vykonáva s vysokoteplotným plastom, zatiaľ čo dvojité vylisovanie sa vykonáva s nízkoteplotným plastom.
Počet 2
Pred samotnou výrobou otestujte formu na vytvorenie hotového výrobku.
Počet 3
Pred výrobou formy nájdite všetky potenciálne nedostatky a opravte ich.
Počet 4
Zohľadnite zmršťovanie oboch materiálov. Vo všeobecnosti platí, že materiál, ktorý je pôvodne vytvorený, ovplyvňuje zmršťovanie.
Počet 5
Druhú injekciu je možné podať až po úplnom účinku prvej.
Počet 6
Aby ste predišli poškodeniu počas procesu formovania, zvážte polohu formovania.
Počet 7
Povoľte, aby okraj prvého vstrekovaného dielu bol nadmerne veľký. Tým sa zabezpečí, že druhý vstrek bude mať vyšší tlak.
Počet 8
Overte, či parametre vstrekovacej jednotky poskytujú potrebný tlak, prietok a chladiaci výkon.
Počet 9
Uistite sa, že štrukturálna integrita prvého výlisku vydrží vstrekovací tlak druhého výlisku.
Záver
Ľudia, ktorí nie sú oboznámení s dvojstupňovým vstrekovaním plastov, si môžu myslieť, že je to zložité. Zahŕňa to síce druhý materiál a postup, čo pridáva ďalší faktor k výrobe súčiastok, ale je to relatívne jednoduché.
Dvojnásobné vstrekovanie sa môže vykonávať okrem iného pomocou rotačnej dosky, pohyblivého jadra alebo oblievania. Prvé dva spôsoby vyžadujú dva procesy, dva systémy vstrekovacích kanálov a druhú vstrekovaciu jednotku.
V druhom prípade sa často používajú dve rôzne formy, jedna pre každý materiál, ale dá sa to vykonať aj s použitím iba jednej formy, dvoch systémov vjazdových dráh a manuálneho alebo automatizovaného prenosu dielov systémom pick-and-place.
