A kompressziós fröccsöntést először gumi fröccsöntésére használták, de a felhasznált anyagok köre azóta jelentősen bővült. Sok körülötted lévő termék préseléssel készült, és még ma is kiváló gyártási megoldás lehet az Ön számára.
Mi az a kompressziós fröccsöntés?
A kompressziós fröccsöntés egy olyan gyártási folyamat, amely kétoldalas fűtött formát használ, felül és alul, hogy az önthető anyagot az öntőforma által meghatározott formára vagy formára préselje össze. Mind a hő, mind a nyomás fontos szempontja a préselési folyamatnak. A hő segíti a présöntéshez használt anyag megolvadását vagy kikeményedését a felhasznált anyag típusától függően. A nyomás arra kényszeríti a meglágyult anyagot, hogy egyenletesen áramoljon a formaüregekbe.
Amint a neve is sugallja, a nyomóerők kulcsfontosságúak ebben az öntési módszerben. A felhasznált prések tonnatartalma elérheti a 2500 tonnát is. A kompressziós fröccsöntés kiváló gyártási módszer nagy volumenű gyártáshoz.
A préselési eljárás
A préselési eljárásnak néhány változata van attól függően, hogy milyen anyaggal dolgozik. A fő folyamat azonban hat alapvető lépésre bontható.
1. lépés: A gép előkészítése a formázáshoz
Különféle típusú présformázó berendezések léteznek, de mindegyiket valamilyen módon elő kell készíteni a gyártási ciklus megkezdése előtt. Ez magában foglalhat olyan műveleteket, mint:
- A forma tisztítása
- Leválasztó szer permetezése
- A tűz bekapcsolása és a forma előmelegítése
- Betétek elhelyezése stb.
Ezek a műveletek elengedhetetlenek, és egy lépés hiánya hibás vagy sérült alkatrészhez vezethet.
2. lépés: A takarmányanyag mérése és betöltése
A présöntéshez használt műanyag mennyiségét pontosan meg kell mérni. Ez segít biztosítani a termékek közötti összhangot. A túl sok anyag a formában számos problémát okozhat, többek között:
- Túl sok vakut, amelyet le kell vágni
- Lebontási kihívások
- Sérült formák
- Alacsony méretpontosság
Másrészt a túl kevés anyag azt eredményezheti, hogy egy alkatrész hiányzik a megfelelő sűrűségből, rossz a felületi minősége, vagy akár hiányoznak az anyagrészek.
A megfelelő mennyiségű anyag mérése után az öntőforma üregébe kerül. A formázóanyagot a formába helyezés előtt előmelegíthetjük. Ez segíthet csökkenteni a ciklusidőt.
3. lépés: A forma bezárása/az anyag összenyomása
Amint az anyag a helyére került, az öntőformát lezárják, hogy kifejtse a nyomást, amely az anyagot a formaüreg minden részébe kényszeríti. Ebben a szakaszban hőt is alkalmazhatunk a formára az anyag lágyítására vagy a hőre keményedő anyagok kikeményítésének elősegítésére.
Az öntőforma zárása előre meghatározott sebességgel történik a gyorsabb ciklusidők érdekében. A sebesség sem lehet túl nagy, mivel az anyag kimozdulhat a formaüreg belsejéből.
4. lépés: Kikeményedés vagy hűtés
A forma lezárása után az anyagot egy bizonyos ideig, jellemzően 1-5 percig a helyén tartják. Ez alatt az időszak alatt az anyag hőre keményedő műanyaggá válik. A térhálósodás az a folyamat, amelyben a polimerben térhálósodás megy végbe, aminek eredményeként egy szilárd, meghatározott tulajdonságokkal rendelkező rész keletkezik.
Hőre lágyuló műanyagok esetében a formán belüli formázott részt ezalatt az idő alatt lehűtik, amíg elég kemény lesz ahhoz, hogy sérülés nélkül eltávolítható legyen.
5. lépés: Bontás
Ebben a lépésben a formát kinyitják, és a szilárd részt eltávolítják a formából. A kilökőcsapok és más mechanikus rendszerek segíthetnek ebben. Egyes esetekben a bontás kézzel is elvégezhető.
Egyes részek bontási folyamata bonyolultabb, mint másoké. Például egy betétekkel öntött alkatrésznél a betéteket a bontási szakaszban valamikor el kell távolítani.
6. lépés: Utófeldolgozás
Miután egy alkatrészt eltávolítottunk a formából, előfordulhat, hogy még néhány lépést kell elvégeznie, mielőtt készen áll. A felesleges anyag vagy vaku levágása általános eljárás ebben a szakaszban. Más alkatrészek hőkezelést igényelhetnek a belső feszültségek csökkentése vagy tisztítás érdekében.
Formatervezés a préseléssel
A présöntés sikere a megfelelő öntőforma megtervezésével kezdődik.A présöntés mechanikája bizonyos korlátokat szab az alkatrész jellemzőinek. Fontos, hogy tisztában legyen ezekkel a határértékekkel, hogy biztosítsa a tervezett alkatrész gyártását.
A kompressziós fröccsöntőgépek bonyolult kialakítású alkatrészek fröccsöntésére is használhatók, ám ezek megnehezítik a folyamatot.
A komplex tervezés több lépést is hozzáadhat a folyamathoz. Az ilyen kialakítások megnehezíthetik az anyag áramlását és a forma minden részének elérését. Az extra lépések hosszabb gyártási ciklust és magasabb költségeket jelentenek, míg a rossz anyagáramlás az alkatrész meghibásodásához vezethet.
Tegye egyszerűvé az alkatrészkidobást
Az alkatrész tervezése során figyelembe kell venni az alkatrész kilökésének egyszerűségét, mivel a nehezen kivehető alkatrészek a következő problémákkal szembesülhetnek:
- Hosszú ciklusidők
- Gyenge felületkezelés
- Törés kilökődés közben
Két tényező, amely megkönnyíti az alkatrészek kilökését, a húzási szögek alkalmazása a forma kialakításánál, és az alámetszések elkerülése.
Válassza ki a megfelelő falvastagságot
Mind a vastag, mind a vékony falak problémát jelenthetnek a fröccsöntött részeknél. A vastag falak hajlamosak a belső üregek kialakulására. Ezt az okozza, hogy a falak külső részei sokkal gyorsabban hűlnek le, mint a belső részek.
A vékony falak nem képesek ellenállni a hőmérséklet-változások által kiváltott deformáló erőknek. Valószínűbb, hogy valamilyen módon elhajlanak vagy torzulnak, amikor egy rész lehűl.
Ezek a kihívások azt jelentik, hogy a formatervezésnél az alkatrész szerkezeti igényei és az anyagáramlás alapján kell optimális falvastagságot választani. A bordákat gyakran használják erős, vastag falszakaszok nélküli alkatrészek előállítására.
Vegye figyelembe az anyagot
A különböző anyagok eltérően viselkednek a préselési folyamat során. Egyes anyagok nem folynak olyan könnyen, mint mások. Mások lassabban vagy gyorsabban melegítenek vagy hűtenek. Egyes anyagok a folyamat egyes szakaszaiban kitágulhatnak vagy zsugorodhatnak.
Az öntőforma tervezésénél figyelembe kell venni ezeket a tényeket, hogy elkerüljük a hibás vagy nem megfelelő méretű alkatrészek gyártását.
Tartós tervezés
A kompressziós fröccsöntést a nagy volumenű gyártási módszerek közé sorolják. Ez azt jelenti, hogy a használt formának hosszú ideig kell tartania, és sok alkatrészhez kell használni.
Ennek biztosítása érdekében a formát úgy kell megtervezni, hogy a lehető legkisebb legyen a magas hőmérséklet és nyomás káros hatása.
A forma könnyebben sérülhető részeit úgy kell megtervezni, hogy azok könnyen javíthatók legyenek. Ez csökkenti az állásidőt abban az esetben, ha ezeket az alkatrészeket cserélni vagy javítani kell.
Anyagok préseléshez
A kompressziós fröccsöntés azon kevés gyártási eljárások egyike, amelyek hőre keményedő anyagokkal és hőre lágyuló műanyagokkal egyaránt működnek. Ez nagymértékben bővíti az ezzel az eljárással előállítható termékek körét. Néhány általánosan használt anyag a szilikon, az epoxi és a HDPE.
Szilikon
A szilikon egy csodálatos elasztomer anyag, amely számos alkalmazásban helyettesíti a természetes gumit. Jobb hőállósággal rendelkezik, és nagyon jól teljesít szigetelőként. Ezenkívül tartósabb, mint a gumi, és mind orvosi, mind élelmiszeripari alkalmazásokban használható.
A szilikon kiválóan alkalmas préselésre, mert könnyen folyik, így jól kitölti a forma formáit.Szilikon általában tömítések, tömítések és orvosi berendezések alkatrészeinek gyártására használják.
PU
A poliuretánnak is nevezett PU nagy ütésállóságú, kopásálló és szívós alkatrészeket készít.A készítménytől függően egy PU alkatrésznek számos különböző fizikai tulajdonsága lehet.
Ez a hőre keményedő könnyen áramlik, saprítással pedig kerekek, tömítések, görgők stb. készítésére használható.
HDPE
A nagy sűrűségű polietilén egy hőre lágyuló műanyag, amely könnyen olvad, és olvadt állapotban is jól folyik. Meglehetősen összetett részek préselésére használható. Ez az anyag nagyon jó méretstabilitással és ütésállósággal rendelkezik.
A kompressziós fröccsöntést HDPE alkatrészek gyártására használják ipari és autóipari alkalmazásokhoz.
PTFE
A politetrafluor-etilén kiváló tapadásgátló tulajdonságokkal rendelkezik, és nagyon ellenáll a vegyszereknek is. A PTFE jó anyag a préseléshez, mert könnyen folyik. A csapágyak, a tömítések és az elektromos szigetelés részei PTFE-ből önthetők.
Összehasonlítás más formázási eljárásokkal
A préselést és a fröccsöntést gyakran hasonlítják össze, mivel mindkét eljárás öntőformákat használ. Bár jelentős mértékű az átfedés, ez a két gyártási módszer jelentősen eltér egymástól, és általában eltérő gyártási igényeket szolgálnak ki.
Nyitott vs zárt forma
A préselés nyitott formakialakítást használ. Az anyagot a szabaddá tett formaüregbe helyezik, mielőtt a forma felső része rázárulna.
Másrészt a fröccsöntés zárt formakialakítást alkalmaz. Az anyagot egy már lezárt formába fecskendezik. Vannak átjárók az anyag bevezetésére vagy a szellőztetésre.
Alkatrész tervezés
A présöntéshez használt formák nyitott természete jó eljárást jelent nagyméretű, nem bonyolult geometriájú alkatrészek, pl. panelek készítésére. Ezzel az eljárással könnyen elkészíthetők olyan alkatrészek, mint például az autó lökhárítói.
A fröccsöntő öntőformák zárt jellege kiváló eljárássá teszi bonyolultabb kivitelű alkatrészek gyártására. Az anyagokat nagy nyomáson vezetik be a formába, amely lehetővé teszi, hogy összetett formákká folyjon.
Beállítási költség
A fröccsöntési művelet beállítása általában drágább, mint a préseléssel történő öntési művelet.A szerszámozási költségek meglehetősen magasak, mert el kell bírniuk a fröccsöntési folyamat magas nyomását, és szigorúan ellenőrizniük kell a folyamat paramétereit.
A présöntéshez használt szerszámok nem kerülnek olyan sokba, és ez jobb választássá teszi, ha alacsonyabb a gyártási mennyiség.
Ciklus Idők
A préselési ciklusok egy és hat perc között változhatnak. Egyes fröccsöntési ciklusok viszont akár két másodpercig is tarthatnak.
Vannak esetek, amikor a fröccsöntés gyártási ideje több mint egy perc, de általában ez a gyorsabb folyamat, és kiváló választás tömeggyártáshoz.
Ez a ciklusidő-különbség abból adódik, hogy a fröccsöntési folyamatok általában teljesen automatizáltak, míg a préseléssel történő öntés manuális is lehet, és az alkatrészeknek időre van szükségük a kikeményedéshez, mielőtt kidobják őket. Az anyagok berakodása és az alkatrészek kilökése manuálisan is elvégezhető préseléssel.
Pontossági szint
A fröccsöntési eljárás sokkal pontosabb folyamat, mint a préselés.A fröccsöntéshez használt formák nagyon erős anyagokból készülnek. Kisebb valószínűséggel alakulnak ki olyan hibák, amelyek befolyásolják az alkatrészek alakját és méreteit.
A pontosság szintje elég magas ahhoz, hogy a fröccsöntött alkatrészeknek esetleg nincs szükségük utómunkára.
Anyaglehetőségek
Bár a fröccsöntés számos anyaggal jól működik, a présöntéssel egy speciális eset az, hogy ömlesztve vagy lapos formázómasszaként használható. Ezek az anyagok aprított szálakat tartalmaznak, és kompozit alkatrészek gyártására használhatók.
A fröccsöntés nem használhat ilyen anyagokat, és nem alkalmas kompozit anyagokból készült alkatrészek készítésére.
A préselés előnyei és hátrányai
A kompressziós öntés több mint egy évszázada fennmaradt. Ez azért van, mert előnyei vannak, többek között:
- Alacsonyabb szerszámköltség:A présöntéshez kapcsolódó berendezések, mint például a hidraulikus prések, nem olyan bonyolultak, mint a fröccsöntéshez használt berendezések. Ez kevésbé költségessé teszi a présöntési művelet elindítását.
- Kis mennyiségű gyártáshoz jobb:A présformázó szerszámok alacsonyabb költsége jobbá teszi az alacsony gyártási mennyiségek esetén. Ennek az az oka, hogy kevesebb termékre van szükség a nullszaldóhoz.
- Nagyméretű tárgyakhoz kiváló:A présöntéssel készült alkatrészek méretét és tömegét tekintve a fő korlátozó tényezők a prés űrtartalma és mérete. Ezért a présöntést általában nagyobb alkatrészek gyártására használják a fröccsöntéshez és más eljárásokhoz képest.
- A betétek lehetségesek:A betétes öntés az egyik anyag egymásra öntése. Ez préseléssel lehetséges, ha a megfelelő módszereket és szerszámokat alkalmazzák.
- Erős részek:A kompressziós fröccsöntés sűrű alkatrészeket hoz létre, amelyek az általa alkalmazott nagy nyomóerőknek köszönhetően meglehetősen robusztusak.
- Anyag kompatibilitás:A kompressziós fröccsöntés sokféle anyaggal kompatibilis, beleértve a szálas impregnált kompozitokat is.
Ez a gyártási módszer nem mindig alkalmas egyes termékekhez. A préselés hátrányai a következők:
- Alkatrész összetettsége:A présöntéssel elérhető bonyolultsági szint nem rossz, de nem versenyez a fröccsöntéssel és más eljárásokkal.
- Gyártási idők:A présöntés gyártási ideje hosszabb, mint a fröccsöntésé.
- Utófeldolgozás:Megfelelő intézkedések nélkül a vaku jelentős problémát jelenthet a préselés során. Ezt a felesleges anyagot le kell vágni, és ez az extra lépés költséges lehet.
A préselés alkalmazásai
A kompressziós fröccsöntéssel hőre lágyuló és hőre keményedő polimerekből sokféle alkatrész készíthető. Néhány példa ezekre:
- Elektromos alkatrészek:Aljzatok, előlapok, kapcsolók és egyéb elektromos alkatrészek kompressziós öntéssel készíthetők.
- Elektronikus eszközök:Ezzel a technikával elkészíthetők billentyűzetek, játékvezérlők, stb. részei.
- Autóalkatrészek:Nagyméretű panelek és egyéb járművek alkatrészei préseléssel készíthetők.
- Orvosi eszköz alkatrészei:A légzőmaszkok és egyéb orvosi eszközök kompressziós öntéssel készülnek.
Következtetés
A kompressziós fröccsöntés nem rendelkezik a fröccsöntés kifinomultságával, de bizonyos típusú termékek előállításához továbbra is ez a legjobb módszer.
Ez a gyártási folyamat egyszerű, és az anyagokat még kézzel is betöltik a formába. Egyszerűsége ellenére nagyon nagy szilárdságú, jó felületi tulajdonságú termékeket készít, és még bonyolult geometriákat is tud kezelni.
A kompressziós fröccsöntés ma már számos hőre keményedő és hőre lágyuló anyaggal működik, és termékeit számos iparágban használják.