Forma na vstrekovanie plastov: typy, dizajn, náklady a ako si vybrať výrobcu foriem

Každý lisovaný plastový diel začína rozhodnutím, ktoré vidí len málokto: aký druh oceľového nástroja ho vytvaruje. Pred vyžiadaním cenovej ponuky na nový projekt musíte vedieť, či kupujete jednodutinovú formu na 10 000 dielov alebo vysokokavitačný nástroj na horúce vtoky za niekoľko miliónov. Táto voľba riadi tolerancie, čas cyklu a vaše konečné jednotkové náklady.

Podľa našich skúseností majú kupujúci, ktorí rozumejú základom vstrekovacej formy na plasty, tri výhody: kladú lepšie otázky, stanovujú realistické rozpočty a vyhýbajú sa bežným oneskoreniam pri výrobe nástrojov. Táto príručka vysvetľuje štruktúru formy, hlavné typy foriem, výber materiálu, výrobné kroky a faktory, ktoré určujú náklady a životnosť.

Čo je to plastová vstrekovacia forma?

Forma na vstrekovanie plastov je presný nástroj, ktorý dodáva roztavenému plastu konečný tvar pod vysokým tlakom. Typicky pozostáva zo základne formy, dutej dosky, jadrovej dosky, žľabového systému, brán, vyhadzovacích kolíkov, chladiacich vedení a vetracích štrbín. Keď sa forma uzatvorí pod silou svorky, dutina tvorí vonkajšiu časť dielu a jadro tvorí vnútro. Plast sa vstrekuje, ochladí a potom sa forma otvorí, aby sa vysunul hotový diel.

Komponenty spolu určujú rozmerovú presnosť, kvalitu povrchu a čas cyklu. Malá chyba v polohe brány alebo v dizajne chladenia môže viesť k deformácii, krátkym výstrelom alebo stopám.

V prípade presných dielov, ako sú rukoväte lekárskych skalpelov alebo kryty automobilových senzorov, záleží dokonca aj na 0,05 mm. Naša formovňa navrhuje a vyrába presné malé až stredné formy s ohľadom na túto úroveň tolerancie.

Typy plesní a kedy ich použiť

Výber formy začína objemom dielov a požiadavkami na kvalitu. Jednodutinová forma je najlacnejšia a najjednoduchšie sa nastavuje, zatiaľ čo viacdutinová forma zvyšuje výkon tým, že každý cyklus vyrába niekoľko dielov. Rodinná forma je lacný spôsob výroby viacerých rôznych komponentov v jednom cykle, hoci môže spôsobiť problémy s konzistenciou jednotlivých častí.

Dizajn bežca je ďalším dôležitým rozhodnutím. Forma studeného žľabu je jednoduchá a vyžaduje menej počiatočných investícií, ale vytvára odpad v žľabe. Forma s horúcim vtokom udržuje materiál roztavený vo vnútri potrubia, znižuje množstvo odpadu a skracuje cykly, ale zvyšuje zložitosť a náklady na vstrekovaciu formu plastov.

Dvojdoskové a trojdoskové formy opisujú, ako sa komponent oddeľuje. Dvojdoskové formy sú najbežnejšie a fungujú pre väčšinu častí. Trojdoskové formy umožňujú umiestnenie brány na horný povrch dielu a sú užitočné, keď je potrebné centrálne vrátanie alebo automatické odblokovanie.

V automobilových komponentoch, ako je horný kryt motora stmievania, sa často používajú viacdutinové formy s pokročilým chladením, aby sa splnili ciele týkajúce sa doby cyklu a rozmerov. Kryt si musí po vysunutí zachovať rovinnosť a odolávať tečeniu pod teplom. Dobre navrhnutý nástroj to dosiahne bez manuálneho prepracovania.

Zosilnený horný kryt stmievacieho motora typu S2 pre automobilové osvetlenie Tento vstrekovaný horný kryt PP GF využíva precízny dizajn rebier, aby sa zabránilo deformácii a tečeniu v náročných systémoch stmievania automobilového svetla, čo zodpovedá diskusii o nástrojoch s viacerými dutinami. Zobraziť produkt →

Pre veľkoobjemové diely kancelárskeho vybavenia je systém horúcich vtokov zvyčajne tou správnou voľbou, pretože úspory materiálu rýchlo splatia vyššie náklady na formy.

Materiály, ktoré ovplyvňujú výkon formy

Výber formovacej ocele je rovnako dôležitý ako výber plastov. P20 je univerzálna oceľ pre malé až stredné objemy. 718H ponúka zlepšenú leštiteľnosť a odolnosť proti korózii pre väčšie nástroje. S136 sa používa na priehľadné alebo medicínske diely, pretože má vysokú odolnosť proti korózii a zrkadlový povrch. H13 je vybraný pre formy, ktoré čelia vysokému tepelnému namáhaniu.

Plastová živica musí tiež zodpovedať dizajnu formy. Zmrštenie sa pohybuje od 0,2% pre PC do 1,5-2,5% pre nylon. V prípade PA66 plneného sklom potrebuje forma správnu geometriu brány a vetranie, aby sa predišlo zlej povrchovej úprave. V komponentoch lekárskeho injekčného pera alebo skalpelu často používame PTEE lekárskej kvality alebo priehľadné PC. Malá odchýlka v dizajne brány môže spôsobiť záblesk na priesvitných častiach.

Dobrým príkladom sú naše skúsenosti s medicínskymi plastmi. Minimálne invazívna skalpelová rukoväť chvosta vyrobená z lekárskeho PTEE vyžaduje koróziu odolnú oceľ a zrkadlovo leštenú dutinu, aby sa zabránilo zvarom a kontaminácii. Materiál sa zmršťuje inak v tenkých a hrubých častiach, takže dizajnér formy musí predpovedať správanie geometrie počas skorého DFM.

PTEE rukoväť chvosta shell pre minimálne invazívny skalpel Ľahká 63,2 x 18 x 18 mm PTEE zadná časť rukoväte s hladkým povrchom a vysokou chemickou odolnosťou, vhodná pre chirurgické prostredie, kde záleží na čistote tvarovania a rozmerovej stálosti. Zobraziť produkt →

Podobne v prípade častí potravinárskych strojov, ako je hák na mäso PA6, forma potrebuje povrchovú úpravu, ktorá odoláva absorpcii vlhkosti a umožňuje hygienické čistenie.

Ako sa vyrába plastová vstrekovacia forma

Výrobný proces začína preskúmaním návrhu, často nazývaným DFM, kde výrobca formy identifikuje potenciálne chyby, umiestnenie brán, obmedzenia vyhadzovania a riziká tolerancie. Po zmrazení dizajnu sa oceľ objedná a pripraví. Dutina a jadro sú potom opracované z vopred kalenej alebo kalenej ocele pomocou CNC fréz a drôtovo rezaného EDM. Kritické oblasti, ako sú leštené povrchy alebo komplikované rebrá, sú dokončené vysokorýchlostným rezaním a EDM.

Po tepelnom spracovaní, ak je to potrebné, sa forma zmontuje a skontroluje sa lícovanie medzi dutinou a jadrom. Potom nasleduje skúšobný výstrel. Počas skúšok upravujeme teplotu taveniny, vstrekovací tlak, čas chladenia a rýchlosť vyhadzovania, kým nie je diel stabilný. Správa o rozmeroch z CMM overí, či diely zodpovedajú výkresu.

Moderné presné systémy vstrekovacích foriem sú čoraz viac digitálne. Procesné snímače, regulátory teploty a simulačný softvér pomáhajú identifikovať problémy pred rezaním ocele. To nielen skracuje dodaciu lehotu, ale tiež znižuje cykly pokusov a omylov.

Čo riadi náklady na formy a čas dodania

Kupujúci často podceňujú, koľko premenných ovplyvňuje cenu plastovej vstrekovacej formy. Najvýznamnejšími faktormi sú počet dutín, rozmery dielov, povrchová úprava, požiadavky na toleranciu, trieda ocele, komponenty horúceho vtoku a očakávaná životnosť formy.

Napríklad forma pre 50 g vnútorný držiak tlačiarne so 100 000 dielmi za rok môže používať dve dutiny a oceľ P20, pričom náklady sú nízke. Rovnaký diel požadovaný v 4-dutinovom nástroji s horúcim vtokom s kalenými doštičkami by mohol stáť dvakrát až trikrát viac.

Keď plastový diel nesie kritické elektrické alebo mechanické funkcie, ako je vnútorný rám tlačiarne, forma musí obsahovať pevnejšie podporné stĺpiky a presné umiestnenie vyhadzovacích kolíkov. Dokonca aj jednoduchá 108 g HIPS časť tlačiarne ťaží zo správneho umiestnenia brány a usporiadania chladenia, aby sa udržali deformácie pod 0,2 mm.

Príslušenstvo pre vnútorné vstrekovanie tlačiarne HIPS 108g Tieto vnútorné časti tlačiarne HIPS sú navrhnuté pre stabilnú a bezpečnú prevádzku, s izoláciou a dobrou mechanickou pevnosťou, ktorá je dôležitá pre presné hradlovanie a chladenie pre tesnú kontrolu deformácie. Zobraziť produkt →

Očakávajte, že typická presná malá až stredná forma bude trvať 20 až 45 dní výroby, bez DFM a skúšobného schválenia. Formy s vysokou kavitáciou alebo horúce vtoky trvajú dlhšie.

Ako hodnotiť výrobcu foriem

Kvalita vstrekovacej formy na plasty závisí od procesnej disciplíny výrobcu, kapacity obrábania, meracieho zariadenia a inžinierskych skúseností. Pred zadaním objednávky sa pozrite na to, ako zvládajú spätnú väzbu o dizajne, ako transparentne hovoria o pokroku a či vykonávajú formálnu správu o skúške formy.

V našom zariadení v Suzhou prinášame 22-ročné skúsenosti v oblasti medicínskych zariadení, automobilových komponentov, elektrických spotrebičov a špeciálnych strojov. Náš tím navrhuje a vyrába presné formy vo vlastnej réžii s CNC obrábacími strojmi a presnými meracími prístrojmi pod jednou strechou. Tým sa skracujú komunikačné slučky a kontrola tolerancie zostáva v našich rukách.

Opýtajte sa na certifikáciu ISO. Napríklad opätovný audit systému kvality ISO9001 signalizuje, že lisovňa dodržiava zdokumentované postupy pre návrh, nákup, výrobu, kontrolu a nápravné opatrenia. Je to jeden praktický ukazovateľ konzistencie.

Údržba formy a životnosť

Dokonca aj dobre postavená forma na vstrekovanie plastov stratí výkon, ak sa bude ignorovať údržba. Medzi najčastejšie úlohy údržby patrí čistenie vetracích otvorov, kontrola poškodenia deliacej čiary, kontrola opotrebovania vyhadzovacích kolíkov, preplachovanie chladiacich vedení a opätovné nanášanie ochrany proti hrdzi počas skladovania.

Plastová vstrekovacia forma vyrobená z tvrdenej ocele a bežiacich komoditných plastov dokáže prežiť 300 000 až 500 000 výstrelov. Mäkké nástroje pre diely s malým objemom môžu vydržať iba 10 000 až 50 000 záberov. Vhodný harmonogram závisí od materiálu dielu a prevádzkového prostredia formy. Naša lisovňa odporúča plán údržby od prvého dňa, aby ste sa vyhli neplánovaným prestojom.

Úplný rozvrh nájdete v našom plán údržby vstrekovacích foriem na plasty .

Čím skôr zachytíte opotrebovanú bránu alebo zablokovaný chladiaci kanál, tým nižšie budú vaše náklady na opravu a šrotovnosť.

Výber správnej formy na vstrekovanie plastov je o vyvážení objemu dielu, tolerancie, kvality povrchu a rozpočtu. Začnite s jasným DFM, vyberte si správnu oceľ a typ formy a pracujte s výrobcom, ktorý dokáže vyrobiť, vyskúšať a zmerať nástroj pod jednou strechou. Náš tím s radosťou posúdi váš výkres dielu a odporučí vám najefektívnejšiu stratégiu foriem.